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光纖激光器

2011年世界激光武器發(fā)展回顧

星之球激光 來源:中國(guó)光電子行業(yè)網(wǎng)2012-03-01 我要評(píng)論(0 )   

2011年,激光武器和光電感知裝備的發(fā)展最為引人關(guān)注。激光武器領(lǐng)域,美國(guó)多項(xiàng)激光武器項(xiàng)目取得了重大進(jìn)展,高能激光技術(shù)演示器(HEL TD)和高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)(H...

2011年,激光武器和光電感知裝備的發(fā)展最為引人關(guān)注。激光武器領(lǐng)域,美國(guó)多項(xiàng)激光武器項(xiàng)目取得了重大進(jìn)展,高能激光技術(shù)演示器(HEL TD)和高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)(HELLADS)均已完成系統(tǒng)集成,進(jìn)入了試驗(yàn)階段,而用于C-RAM、路邊炸彈清除和反海盜等非正面戰(zhàn)場(chǎng)的激光武器也紛紛涌現(xiàn),有可能近期部署使用;光電感知領(lǐng)域,低成本、低功耗熱像儀成為各國(guó)研究重點(diǎn);美軍高度重視直升機(jī)的生存力能力,開始研發(fā)下一代通用紅外對(duì)抗系統(tǒng),并著力解決直升機(jī)的降落安全問題;美國(guó)陸軍通過大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)大量引入已經(jīng)成熟的商用現(xiàn)有技術(shù),并通過增加測(cè)試和采購(gòu)頻率、降低購(gòu)買數(shù)量的方式提高陸軍戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的性能和靈活性;美國(guó)陸軍加快智能電話的研發(fā)與應(yīng)用,大幅提升士兵的通信和態(tài)勢(shì)感知能力;美國(guó)國(guó)防部調(diào)整了已開展10年的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)項(xiàng)目,采用一種更經(jīng)濟(jì)的方式獲得軍方所需的技術(shù),以降低研發(fā)和采辦成本。

1  低成本、低功耗紅外探測(cè)器成為熱成像裝備發(fā)展重點(diǎn)

熱像儀的小型化已有了長(zhǎng)足進(jìn)步,但是體積、功耗和成本方面的性能仍不理想,無法像微光夜視儀一樣配備每一位士兵。為此,各國(guó)紛紛將低成本、低功耗的紅外探測(cè)器列為開發(fā)重點(diǎn)。

1月,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局啟動(dòng)了低成本熱紅外探測(cè)器制造計(jì)劃(LCTI-M),開發(fā)能夠安裝在移動(dòng)電話中的低成本、低功耗的小型常溫?zé)峒t外探測(cè)器,使士兵具有在惡劣環(huán)境下探測(cè)威脅的能力。這種新型探測(cè)器將采用微測(cè)輻射熱計(jì)技術(shù),工作在8~12微米波段,具有靈敏度高、成本低、外形緊湊的特點(diǎn),可利用芯片級(jí)制造工藝集成到單兵便攜裝備中。

2月,英國(guó)推出了小型夾持式熱像儀(SCOTI),這種低成本、低功耗紅外模塊能夠與微光夜視鏡一起組合成融合夜視系統(tǒng),小型夾持式熱像儀重量?jī)H為30克,尺寸為4厘米×4厘米,工作頻率為50赫茲,功耗不到0.6瓦,僅為其他同類產(chǎn)品的的2/3,利用一節(jié)AA電池可持續(xù)工作4.5h,其核心是Thermoteknix公司的MicroCAM非制冷非晶硅紅外探測(cè)器,其分辨率為384×288,工作波段為8~12微米。由于采用了XTi無快門技術(shù),這種探測(cè)器不存在干擾成像和非均勻矯正的問題,因此可保證熱成像穩(wěn)定進(jìn)行,不會(huì)對(duì)成像質(zhì)量造成影響。9月,Thermoteknix公司還在英國(guó)防務(wù)展上展出了基于小型夾持式熱像儀的ClipIR融合夜視模塊。此外,瑞士也推出了類似的產(chǎn)品,即小型熱捕獲夾持式系統(tǒng)(TACS-M)。

2  激光武器進(jìn)展順利,或早于預(yù)期裝備使用

1月,美國(guó)海軍的自由電子激光器完成了關(guān)鍵設(shè)備電子注入器的演示;4月,諾斯羅普•格魯曼公司對(duì)美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局聯(lián)合高功率固體激光武器計(jì)劃中的海上激光演示器(MLD)進(jìn)行了海上演示,摧毀了一艘小型船只的發(fā)動(dòng)機(jī)。6月,陸軍的高能激光技術(shù)演示器完成了系統(tǒng)集成,準(zhǔn)備進(jìn)行試驗(yàn)。7月,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)項(xiàng)目完成了實(shí)驗(yàn)室階段的試驗(yàn),順利進(jìn)入第四階段。通用原子能公司獲得了本階段研究合同,將開發(fā)輸出功率為150千瓦的激光器樣機(jī),并將其集成到高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)中運(yùn)往白沙靶場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。盡管如此,美國(guó)目前仍然沒有可以投入實(shí)戰(zhàn)的激光武器,并且有幾個(gè)激光武器項(xiàng)目遭受了重大挫折,如空軍的機(jī)載激光武器(ABL)項(xiàng)目由于體積和能耗的問題被轉(zhuǎn)為技術(shù)演示項(xiàng)目,此前曾被廣泛看好的自由電子激光器項(xiàng)目也由于風(fēng)險(xiǎn)過高而被建議削減經(jīng)費(fèi),預(yù)計(jì)這些大型激光武器項(xiàng)目近一兩年內(nèi)進(jìn)入部署的可能性不大。

近幾年來各國(guó)對(duì)反海盜、反無人機(jī)、C-RAM、路邊炸彈清除的需求日益強(qiáng)烈,為此各大軍火商啟動(dòng)了一些新的激光武器項(xiàng)目。1月,BAE系統(tǒng)公司將摻釹釔鋁石榴石高能激光器安裝在艦船上,研究使用非致命激光武器打擊海盜的效果;8月,BAE系統(tǒng)公司與波音公司合作將一種10千瓦的固體激光器與Mk38 Mod 2型艦載25毫米自動(dòng)炮組合在一起,推出一種殺傷效果可控的定向能/動(dòng)能一體化武器系統(tǒng),并進(jìn)行了效能演示;9月,MBDA(德國(guó))公司開發(fā)并成功試驗(yàn)了激光C-RAM系統(tǒng),其功率為10千瓦,射程可達(dá)2千米。上述應(yīng)用領(lǐng)域?qū)す馕淦鞯纳涑獭⒐β实刃阅芤筝^低,而目前的固體激光器和光纖激光器技術(shù)已經(jīng)日臻成熟,預(yù)計(jì)很快將在這些領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

3  美國(guó)陸軍通過大規(guī)模試驗(yàn)推動(dòng)陸軍戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

美國(guó)陸軍于6~7月和10~12月進(jìn)行了2次大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn),并計(jì)劃2012年再進(jìn)行兩次此類試驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)由美國(guó)陸軍旅現(xiàn)代化司令部、陸軍試驗(yàn)與評(píng)價(jià)司令部和綜合項(xiàng)目執(zhí)行辦公室組織管理,參試部隊(duì)為陸軍第1裝甲師第2旅,共計(jì)3800人,測(cè)試項(xiàng)目包括聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)地面移動(dòng)無線電臺(tái)、小型手持便攜式無線電臺(tái)、戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)人員信息網(wǎng)“增量”2等軍方備案項(xiàng)目和60多項(xiàng)最新商用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)是美國(guó)陸軍迄今為止進(jìn)行的最大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn),目的是讓陸軍士兵在逼真的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下實(shí)際操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,檢驗(yàn)以聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)為代表的最新網(wǎng)絡(luò)裝備在實(shí)戰(zhàn)條件下的適用性和“多系統(tǒng)之系統(tǒng)”的互操作性。試驗(yàn)結(jié)果有助于判斷陸軍戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是否已經(jīng)發(fā)展成熟,能否批量生產(chǎn)走向戰(zhàn)場(chǎng)。網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)改進(jìn)了傳統(tǒng)的作戰(zhàn)試驗(yàn)?zāi)J剑饤壛顺晒?失敗的判斷標(biāo)準(zhǔn),將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)、系統(tǒng)集成、作戰(zhàn)人員訓(xùn)練和指揮官的學(xué)習(xí)結(jié)合起來,開辟了一種全新的試驗(yàn)?zāi)J?,為今后陸軍武器裝備的作戰(zhàn)試驗(yàn)提供了可借鑒模板。另一方面,網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)建立起綜合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)和最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的評(píng)價(jià),在一定程度上確立了美國(guó)陸軍未來戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)驗(yàn)證了陸軍戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及戰(zhàn)場(chǎng)軟件的運(yùn)行模式,確定戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的易損性,發(fā)現(xiàn)了諸如地面移動(dòng)無線電臺(tái)過熱等可靠性問題,收集了大量士兵反饋,這些成果將直接促進(jìn)美國(guó)陸軍關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)、采辦和裝備,通過采用成熟技術(shù)、縮短研制時(shí)間、規(guī)劃潛力增長(zhǎng)、集成能力增量,打造一支環(huán)境自適應(yīng)、能力可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化陸軍。網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)采取了不同于傳統(tǒng)作戰(zhàn)試驗(yàn)的全新模式,成為陸軍網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略的關(guān)鍵賦能器,將從根本上改變美國(guó)陸軍網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的采辦流程。

4  美軍加快智能電話的研發(fā)與應(yīng)用,提高陸軍的信息化水平

2011年,美軍進(jìn)一步加快了智能電話的研發(fā)與應(yīng)用,決定將“奈特勇士”系統(tǒng)中的導(dǎo)航、通信和藍(lán)軍跟蹤設(shè)備整合為一個(gè)運(yùn)行Android系統(tǒng)的類似智能電話的設(shè)備,而目前正在開發(fā)的下一代21世紀(jì)部隊(duì)旅及旅以下作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)——聯(lián)合作戰(zhàn)指揮平臺(tái),本質(zhì)上也是一個(gè)運(yùn)行Android操作系統(tǒng)的智能電話。此外,在2011年的網(wǎng)絡(luò)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)中,美軍對(duì)300多臺(tái)Android、iPhone和Windows Phone智能電話進(jìn)行了測(cè)試,在實(shí)戰(zhàn)條件下驗(yàn)證了智能電話與綜合信息系統(tǒng)和最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間良好的互操作性,確定了智能電話的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和未來發(fā)展策略,肯定了智能電話將比軍用無線電臺(tái)擁有更廣的應(yīng)用范圍。#p#分頁標(biāo)題#e#

5  美軍調(diào)整聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)項(xiàng)目以降低研發(fā)和采辦成本

美國(guó)陸軍2011年調(diào)整了聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)未來的發(fā)展和采辦策略,并根據(jù)商用現(xiàn)有技術(shù)制定了更切合實(shí)際的解決方案,以節(jié)省經(jīng)費(fèi)開支,從2012年開始采用開放式競(jìng)標(biāo)方式,制定了“非開發(fā)項(xiàng)目”計(jì)劃,利用成熟技術(shù)為作戰(zhàn)部隊(duì)提供關(guān)鍵的通信性能。對(duì)聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)的主要調(diào)整措施包括:小型便攜手持無線電臺(tái)和“步兵”無線電臺(tái)仍按照原定計(jì)劃執(zhí)行;機(jī)載海上和固定站無線電臺(tái)維持當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀,未來是否發(fā)展仍未確定,但仍執(zhí)行采辦計(jì)劃;終止了地面移動(dòng)無線電臺(tái)的研發(fā)和后期采辦計(jì)劃。美國(guó)陸軍向工業(yè)界強(qiáng)調(diào)了其無線電臺(tái)的統(tǒng)一發(fā)展標(biāo)準(zhǔn):不拘泥于無線電臺(tái)的種類和樣式,只要能運(yùn)行寬帶網(wǎng)絡(luò)波形和士兵無線電波形,就符合美軍的需求。該標(biāo)準(zhǔn)可帶動(dòng)工業(yè)界根據(jù)自己的興趣和特長(zhǎng)從事無線電臺(tái)的開發(fā)。

6  美國(guó)重視直升機(jī)生存性能

隨著美軍在伊拉克和阿富汗作戰(zhàn)任務(wù)的繼續(xù)進(jìn)行,直升機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力受到軍方的高度重視。

3月,美國(guó)陸軍正式啟動(dòng)了通用紅外對(duì)抗(CIRCM)項(xiàng)目。項(xiàng)目招標(biāo)書對(duì)系統(tǒng)可靠性提出了較高要求,同時(shí)要求系統(tǒng)重量不得超過39千克。按照進(jìn)度安排,陸軍將于2012年1月公布通用紅外對(duì)抗項(xiàng)目的競(jìng)標(biāo)結(jié)果,屆時(shí)將有兩家競(jìng)標(biāo)商入圍,進(jìn)行為期21個(gè)月的試驗(yàn),陸軍將根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選出最終合同商,通用紅外對(duì)抗系統(tǒng)將于2017年進(jìn)入部署。共有5個(gè)競(jìng)標(biāo)團(tuán)隊(duì)參與了競(jìng)爭(zhēng),分別是諾斯羅普•格魯曼公司團(tuán)隊(duì)、ITT公司團(tuán)隊(duì)、雷聲公司團(tuán)隊(duì)、洛克希德•馬丁公司團(tuán)隊(duì)和BAE系統(tǒng)公司。目前,各團(tuán)隊(duì)均已公布競(jìng)標(biāo)方案,這些大多采用模塊化開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),便于進(jìn)行技術(shù)升級(jí),并且大量使用了商用現(xiàn)有組件以提高系統(tǒng)可靠性。其中,ITT公司和諾斯羅普•格魯曼公司均采用光纖耦合方案來傳輸激光能量,且都選用了日光防務(wù)公司的量子級(jí)聯(lián)激光器作為干擾源。這種激光器具有外形緊湊、兼容性好的特點(diǎn),能夠較好的滿足美軍對(duì)尺寸、重量和可靠性的要求。雷聲公司的競(jìng)標(biāo)方案具有重量輕、體積小的特點(diǎn),除裝備直升機(jī)外還可以安裝在無人機(jī)上。

為了解決揚(yáng)沙引起的飛行員視線受阻問題,美國(guó)政府委托BAE系統(tǒng)公司開發(fā)視線受阻輔助著陸系統(tǒng)(BLAST),利用毫米波雷達(dá)傳感器和座艙顯示器提高飛行員的態(tài)勢(shì)感知。視線受阻輔助著陸系統(tǒng)的毫米波雷達(dá)傳感器來源于MBDA公司“硫磺石”空對(duì)地導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭,工作波段為94吉赫茲,安裝在直升機(jī)鼻錐位置,可生成周圍地貌和障礙物的圖像并進(jìn)行顯示。系統(tǒng)重量為13.6~15.9千克,可裝備于AH-6等小型直升機(jī),以及CH-47、CH-53和V-22等旋翼運(yùn)輸機(jī)外。4月,BAE系統(tǒng)公司在尤馬靶場(chǎng)對(duì)視線受阻輔助著陸系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn),取得了較好的效果。

 

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