激光武器好处多多,但面临的问题也不少

时间:2017-11-16 09:13来源:中国青年报(北京)作者:yeyan 点击:
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摘要:近期,美国空军提出了新的机载激光武器发展计划,拟在2021年前着手测试安装在运输机、轰炸机和战斗机上的高能激光武器系统。11月6日,美国空军研究实验室与洛克希德·马丁公司签署总额2639万美元的合同,计划研发一种机载高能激光武器,这种激光武器系统重量轻盈、结构紧凑,足以装配到战斗机上。

关键字:激光,激光技术,激光武器

  近期,美国空军提出了新的机载激光武器发展计划,拟在2021年前着手测试安装在运输机、轰炸机和战斗机上的高能激光武器系统。11月6日,美国空军研究实验室与洛克希德·马丁公司签署总额2639万美元的合同,计划研发一种机载高能激光武器,这种激光武器系统重量轻盈、结构紧凑,足以装配到战斗机上。
 
  激光武器从问世至今一直没有停止过发展步伐。美国在激光武器领域一直走在前面,部分激光武器系统已经开始实用化。
 
  激光武器具有无坚不摧、无往不胜的超强能力
 
  1960年5月,美国休斯研究所的科学家梅曼获得了人类第一束激光。激光问世后,很快被应用于军事领域,早期主要是激光全息照相、测量距离、探测目标、制导武器、激光通信、激光告警等。
 
  美国空军从1967年5月立项研制激光制导炸弹,1972年5月10日在越南战场上率先实战使用激光制导炸弹,一举摧毁自1967年以来组织64次空袭作战却一直没能摧毁的战略目标杜美大桥,由此催生了“灵巧炸弹”和“精确制导武器”这两个军事术语。在验证激光制导的精准性后,人们开始探索直接利用高能量的激光去杀伤目标,这就是激光武器。
 
  冷战时期,美苏都在秘密地研制专门攻击卫星的高能激光武器。1991年苏联解体后,美国政府放弃反卫星项目,激光武器的研制重点从太空部署的天基激光武器转向了机载反导激光武器。
 
  激光武器是一种新概念武器,它依靠输出高能量的激光束去攻击目标,直接杀伤破坏目标或使之丧失作战效能。其原理是利用激光的高亮度等特性,主要有三个特点。
 
  第一是烧蚀效应。强激光束照射在目标上,部分能量被靶材吸收后转化为热能,使表层材料加热、软化、熔融、汽化直至电离,使靶材表面形成凹坑甚至穿孔。这种烧蚀作用是激光对目标的基本破坏形式。
 
  第二是激波效应。激波是指气流中的强压缩波。超音速运动的物体会压缩前方的气流,形成一个压力、温度和密度突然升高、流速突然减慢的波面——激波。激波传播到靶材背面,会产生强大的反射。外表面的激光与内表面的激波同时对靶材前后夹击,会立即拉断靶材,造成层裂破坏。
 
  第三是辐射效应。靶材表面因汽化而形成等离子体云,等离子体大量地吞噬激光能量,一方面对激光起到屏蔽作用,另一方面又能够辐射出紫外线甚至X射线,造成靶材结构及其内部电子、光电元器件损伤。
 
  激光武器正是靠着这厉害的“三板斧”,几乎可以杀伤和破坏一切类型的目标。这种无坚不摧、无往不胜的超强能力,吸引着各国军事人员和技术人员研制开发激光武器。
 
  激光武器的“诱”与“惑”并存
 
  激光武器根据能量不同,可分为低能激光武器和高能激光武器。低能激光武器可以致盲或致死作战人员,也可以干扰或破坏武器系统的光学器件、电子元器件等;高能激光武器可以直接摧毁武器系统。在用途上,主要分为用于致盲、防空的战术激光武器和用于反卫星、反弹道导弹的战略激光武器。
 
  低能激光武器的技术门槛不高,如激光致盲武器,又称激光枪,可令数公里至十余公里外的人眼睛暂时或永久失明。20世纪80年代后期,激光致盲武器进入演示验证或工程研制阶段。20世纪90年代初,出现用可调谐激光器制成的新型激光致盲武器,更难以防范。据报道,激光致盲武器已经在一些局部战争中得到小范围应用,主要用于照射敌方战机飞行员、武器操作手的眼睛或光学瞄准系统等。
 
  当前,激光武器发展的热门领域是高能激光武器,又称为强激光武器或激光炮,其综合技术难度相当大。
 
  激光杀伤破坏目标的威力大、效果好,但客观地说,激光武器是“诱”与“惑”并存——就是好处多多,但面临的困惑也不少。
 
  与传统杀伤性武器相比,激光武器具有五大优势:一是快速。用火炮、导弹攻击运动目标时,必须由火控系统预先计算出提前量,而激光以每秒30万公里的光速传播,响应速度快,发射瞬间即可命中目标;
 
  二是灵活。发射激光束几乎没有后坐力,易于迅速变换射击方向,并且射击频率高,能在短时间内拦击不同方向上的多个目标。在抗击空中目标饱和攻击的地面、海上防空作战中,这个优势是现有防空武器系统无法企及的;
 
  三是准确。激光束发散角很小,可以准确地聚焦在目标上,甚至直接瞄准和击中目标的薄弱部件,把“指哪儿打哪儿”和“打哪儿指哪儿”合为一体,精确度极高;
 
  四是作战效费比高。一枚中程地空导弹需要数十万美元,一枚单兵便携式近程防空导弹也要几万美元,而兆瓦级的氟化氘激光器发射一次只要几千美元,二氧化碳激光器发射一次只要数百美元,它能以最小代价获取最大战果;
 
  五是抗电磁干扰能力强。激光武器本身对作战环境的污染和破坏较小,激光也不受电磁干扰,在复杂战场电磁环境中仍然可以发挥作用。
 
  当然,激光武器在技术上、使用上也存在一些问题。一是受环境因素影响大。激光武器在稠密大气层中使用时,大气会耗散激光束的能量,使之发生抖动、扩展和偏移;大雾、重霾、大雪、大雨等恶劣天气及战场烟尘、人造烟雾等对激光影响更大,激光武器不能全天候作战使用。在技术上主要靠“窗口效应”,即寻找适合远距离、低损耗传输的激光波长;
 
  二是作用距离有限。随着射程增大,照射在目标上的激光束功率密度会随之下降,毁伤力减弱,从而使有效杀伤距离受到限制;
 
  三是稳定跟踪瞄准难度大。激光发射系统属于精密光学系统,跟踪瞄准的时间极短,对精度和稳定性的要求很高;
 
  四是能量转换效率较低。高能激光武器要产生1000千瓦~2000千瓦的激光束杀伤目标,需要大型的初级能源供应装置,武器系统体积庞大,整个武器系统至少也要分装在两三辆重型卡车底盘上,导致战场机动性、实用性差,激光武器系统在战场上的生存能力还有待于实战考验。
 
  同时,激光武器的应用也催生了对抗手段的发展。空中、地面、海上作战的武器平台普遍加装了激光告警装置和烟幕发射装置,重点是对抗激光制导武器,对低能激光武器也有一定抗击作用。
 
  激光武器是对付无人机“狼群攻击”的有效防御武器
 
  20世纪80年代,美国空军利用加油机平台改装成功实验型的NKC-135A低能量机载激光武器,在实验中击落过多枚飞行中的“陶”式反坦克导弹和“响尾蛇”空空导弹。在此基础上,美国空军发展实验室和波音公司、诺思罗普·格鲁曼公司、洛克希德·马丁公司联合研制了YAL-1A机载激光武器项目,这也是唯一的用于助推段拦截的反导武器。其利用波音747-400F飞机平台进行改装,加装功率达兆瓦级的氧碘化学激光器,用于拦截在主动段飞行的战术弹道导弹。
 
  2004年,美国空军开始进行拦截弹道导弹的试验并取得成功,但2014年放弃了这个项目,两架试验样机被送到著名的“军机坟场”,几十亿美元投资打了水漂。主要原因在于YAL-1A没有实战价值,因为要在弹道导弹刚刚发射升空的助推段进行拦截,尽管反导效果最好,但激光拦截导弹的杀伤距离只有400公里,必须贴近敌方导弹发射基地打“近战”。试想一下,波音747身躯如此庞大,又没有任何空战防御能力,怎么可能会做到“杀敌而不被毁于敌手”呢?
 
  要知道,矛与盾总是对抗发展、迭代升级的,俄罗斯的C-400地空导弹武器系统对空中目标的最大拦截距离就是400公里。而值得关注的是,美国空军在停止YAL-1A机载反导激光武器后,曾经计划把相关技术成果转移应用于大型无人机平台上,开发新一代助推段拦截激光武器系统。
 
  2014年8月,美国海军在“庞塞”号两栖船坞运输舰上率先安装了第一部激光武器,主要进行舰载激光武器作战验证,前两年已经成功完成拦截无人小艇的作战试验。今年7月中旬,“庞塞”号在波斯湾进行了激光武器对抗无人机的防空作战试验:先释放一架无人机,3名射手操纵激光武器瞄准目标,无人机机翼瞬间被烧毁而掉入大海,整个打击过程精准高效且隐秘无声。
 
  这表明,激光武器在末端防空、防御“低慢小”空中目标方面大有用武之地,是对付低空超低空无人机“狼群攻击”的有效防御武器。目前,“庞塞”号舰载激光武器主要用于摧毁飞机和小型船只,美国海军正在开发更强大的第二代激光武器系统,有可能用于对付更强大的目标,如拦截导弹。
 
  2015年5月,被称为“创新工场”的美国国防部国防高级研究计划局宣布,其刚刚完成一套机载激光武器系统的首轮测试,这套系统最终能够实现将激光武器安装在无人机和战斗机上。其目标是研制出150千瓦的激光武器系统,它要比具有类似威力的现有激光武器体积小且质量轻10倍,能够安装在战术飞机上,对抗地面对空威胁。
 
  美国陆军也有激光武器项目。2004年,美军在阿富汗战场上实战使用“宙斯”激光扫雷器。它安装在悍马车上,功率10千瓦,能摧毁近距离的未爆弹药。
 
  今年6月26日,美国陆军和雷声公司宣布,安装在AH-64“阿帕奇”武装直升机上的高能激光武器测试取得成功,在新墨西哥州白沙导弹靶场,AH-64使用高能激光炮吊舱成功命中1400米外的目标。这是高能激光系统首次经直升机发射,在不同的高度、气流速度以及飞行状况下命中多种目标。
 
【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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