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軍工航天新聞

高能激光,一個(gè)不太“新”的新式裝備,未來(lái)攻擊平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)配備

星之球科技 來(lái)源:墨風(fēng)蒜瓣2020-09-20 我要評(píng)論(0 )   

激光武器,一種算不上新事物的“新式武器”。在人們的幻想中,激光武器一直都是科幻片里未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的標(biāo)志性武器之一;在現(xiàn)實(shí)中,從上世紀(jì)七十年代開始,低功率的激光就...

激光武器,一種算不上新事物的“新式武器”。在人們的幻想中,激光武器一直都是科幻片里未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的標(biāo)志性武器之一;在現(xiàn)實(shí)中,從上世紀(jì)七十年代開始,低功率的激光就被用于制導(dǎo)導(dǎo)彈的標(biāo)記或是測(cè)量工具而廣泛使用。所以從時(shí)間上計(jì)算它真的不是什么太新鮮的概念,但作為攻擊性武器使用是在最近十幾年時(shí)間才被真正開發(fā)出來(lái)的,而且基本上已經(jīng)被確定是許多下一代武器平臺(tái)搭載的主要武器之一,包括坦克、軍艦、戰(zhàn)機(jī)、陸基防御武器等等。

這也許就是“究極”激光武器吧

隨著技術(shù)的發(fā)展,到了現(xiàn)在,激光武器在有充足能源供應(yīng)的前提下,上天可攔截戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈甚至能干掉衛(wèi)星,下地能擊穿坦克、無(wú)人機(jī),入海亦可防空、防反艦導(dǎo)彈,雖然在某些環(huán)節(jié)上還有部分技術(shù)需要突破,但在理論上解決這些事情都是“小菜一碟”。

未來(lái)搭載激光武器的海、陸、空武器平臺(tái)

現(xiàn)在,傳統(tǒng)的動(dòng)能式武器的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)瓶頸階段,坦克的主炮在口徑限制下已無(wú)更大提升空間,但相應(yīng)的防護(hù)能力卻在不斷的增強(qiáng);下一代戰(zhàn)斗機(jī)被認(rèn)為是必須擁有大航程、長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的超機(jī)動(dòng)平臺(tái),可武器的攜帶數(shù)量卻受到機(jī)身容積和重量的限制;戰(zhàn)艦面對(duì)各種超高速反艦導(dǎo)彈的威脅,近程防御系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間大大縮短而失效。這些都是傳統(tǒng)武器無(wú)法解決的問題,而相應(yīng)的對(duì)策也只有一個(gè),在不考慮能源的前提下,高功率激光理論上可以擊穿一切,而且不需要配備彈藥,反應(yīng)速度和發(fā)射速度都是以光速計(jì)算,這就是未來(lái)武器激光。

激光武器的優(yōu)點(diǎn)

激光武器的破壞機(jī)理主要包括熱侵襲、力學(xué)破壞和輻射傷害三種,其中最主要的傷害方式就是第一種,高功率激光武器可以在瞬間對(duì)目標(biāo)產(chǎn)生高達(dá)上萬(wàn)度的熱傷害,在地球已知的金屬當(dāng)中沒有可以長(zhǎng)時(shí)間抵御這樣溫度的元素存在。所以激光武器最大的特點(diǎn)就是傷害足、威力大(在不考慮能源問題的情況下)!

車載激光武器

第二、速度快、彈道直。動(dòng)能武器的彈丸飛行速度極限充其量也就是5-20倍的音速,而激光的發(fā)射速度就是光速,過(guò)程時(shí)間基本上可以忽略,同時(shí)也不受重力、風(fēng)力和空氣阻力對(duì)彈道的影響,可以做到真正的“指那打那”。

第三、靜音、無(wú)形的打擊,激光武器的攻擊可以用悄無(wú)聲息來(lái)形容,沒有聲音而且肉眼也不可見(部分在純凈空氣中)。

第四、定點(diǎn)打擊,不驚天動(dòng)地卻能置人于死地。激光武器只要能量足夠其攻擊距離非常遠(yuǎn),但作用面積卻很小,在可探測(cè)距離上,它能夠直指敵方最關(guān)鍵的部位進(jìn)行精確定點(diǎn)打擊。

第五、在未來(lái)可實(shí)用的激光武器的優(yōu)點(diǎn)還包括無(wú)彈藥消耗、致命/非致命可調(diào)節(jié)、可攔截炮彈等。

激光武器的缺點(diǎn)

就目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看,在現(xiàn)階段激光武器的缺點(diǎn)也非常明顯。首先最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是能源問題,這種高能武器雖不消耗彈藥,但絕對(duì)是個(gè)“電耗子”,巨大的能量供應(yīng)是目前限制激光武器發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素。

巨大的能量供應(yīng)裝置是激光武器的缺點(diǎn)

第二、散熱問題,一般來(lái)說(shuō)激光武器的電能轉(zhuǎn)換率在10%左右,也就是說(shuō)一臺(tái)100千瓦的激光武器需要1000千瓦的能量供應(yīng),而這其中有90%轉(zhuǎn)換為熱量,這對(duì)于持續(xù)使用的武器來(lái)說(shuō)是一個(gè)致命的問題。所以目前在研的激光武器除了配備大功率的供能裝置之外,占據(jù)武器本身體積最大的就是散熱裝置了。

第三、這種武器的毀傷效果受天氣的影響比較大,在有霧、霾、雨、雪、塵沙四起的天氣中使用效果會(huì)大打折扣。因此也有人根據(jù)這種原理研制出了可以對(duì)抗激光武器的防御措施,使用半透明介質(zhì)或反射裝置來(lái)抵消低功率激光武器的正面攻擊。

用于武器級(jí)的激光發(fā)生器類型

化學(xué)激光器利用化學(xué)反應(yīng)釋放的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)原子或分子受激而引發(fā)光放大的發(fā)生器。1965年由喬治·C·皮門特爾發(fā)明。其優(yōu)點(diǎn)是能量高,可實(shí)現(xiàn)的最大功率接近1兆瓦,缺點(diǎn)是需要大量的燃料供應(yīng)。1996年諾斯羅普公司開發(fā)的戰(zhàn)術(shù)高能激光武器(THEL)就是以此為基礎(chǔ)展開的,在2000年成功使用該系統(tǒng)擊落了一枚飛行中的火箭彈,不過(guò)最終因無(wú)法將其小型化在2005年計(jì)劃被終止。

THEL計(jì)劃

固態(tài)激光器使用紅寶石或者是摻雜有釔鋁石榴石的晶體等激光材料作為工作介質(zhì)的激光發(fā)生器。由T·H·梅曼在1960年首先發(fā)明,其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的激光抗干擾能力強(qiáng),不需要燃料,只要供給足夠的電能即可。缺點(diǎn),產(chǎn)熱量大,熱量累積效果明顯,而且制作材料昂貴且復(fù)雜。

2003年美國(guó)陸軍開發(fā)的JHPSSL計(jì)劃就是以此激光器為基礎(chǔ)展開的,包括DOD高能激光武器系統(tǒng)和陸軍導(dǎo)彈防御系統(tǒng)兩部分。

自由電子激光器簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一種將在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電子束動(dòng)能直接轉(zhuǎn)換為激光的發(fā)生器(具體理論要復(fù)雜得多),不需要任何的工作物質(zhì)。其概念于1950年被提出,1977年由斯坦福大學(xué)的約翰·馬迪研制出第一臺(tái)自由電子激光器。優(yōu)點(diǎn)是效率高、功率足、無(wú)需其他工作物質(zhì)、波長(zhǎng)范圍廣且不需要考慮散熱問題,缺點(diǎn)是需要配備相應(yīng)的加速器,設(shè)備比較昂貴、笨重。美國(guó)海軍在2007年據(jù)此啟動(dòng)了FEL計(jì)劃,為開發(fā)100千瓦級(jí)艦載激光武器做準(zhǔn)備。

FEL計(jì)劃中的加速器

正在開展中的激光武器

目前激光武器開發(fā)走在最前沿的國(guó)家包括中、美、俄、以等國(guó)。其中以美國(guó)開發(fā)的項(xiàng)目最多,除了上述項(xiàng)目之外,還有比如洛克希德·馬丁公司的低功率激光導(dǎo)彈攔截武器(LPLD)、空軍的AFRL計(jì)劃(由自我保護(hù)高能激光防御系統(tǒng)SHIELD和激光武器系統(tǒng)DLWS組成)、諾斯羅普公司的HELLADS區(qū)域防御激光武器系統(tǒng)、雷神公司的HELWS-MRZR車載激光武器等等。

美國(guó)在研的幾種激光武器系統(tǒng)

蘇聯(lián)對(duì)激光武器的開發(fā)基本和美國(guó)的時(shí)間差不多,其中的Almaz/Beriev A-60機(jī)載激光武器系統(tǒng)就是最早的項(xiàng)目之一,此后還有類似“光棱坦克”的1K-17激光坦克的研制計(jì)劃。到了現(xiàn)如今的俄羅斯也有諸如阿爾馬茲-安蒂高能激光武器項(xiàng)目正在開展,主要用于地面防空作戰(zhàn)使用。

前蘇聯(lián)的1K-7激光坦克

“密碼”尚待破譯

未來(lái)的主流武器非激光莫屬,盡管目前還存在諸多的不足,包括供能、小型化、散熱、受天氣影響大等因素。但歷史上哪一種新式武器的亮相是一帆風(fēng)順的?在科技高速發(fā)展的今天這些問題在人的手里早晚會(huì)得到解決,剩下的就要看是誰(shuí)能搶占這個(gè)先機(jī)了?一旦這個(gè)“密碼”被破譯,那么六代機(jī)機(jī)載武器、四代坦克主炮、超高音速導(dǎo)彈攔截、地面反衛(wèi)星等等問題都會(huì)迎刃而解。


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