閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
航天/武器

美國激光武器有多牛?

星之球激光 來源:科技訊2016-03-28 我要評論(0 )   

  這是一種改變游戲規(guī)則的武器,花大把銀子來搞物超所值,能少送命。---美國海軍研究辦公室主任馬修.科隆德少將(Matthew Klunder)


  “這是一種改變游戲規(guī)則的武器,花大把銀子來搞物超所值,能少送命。”---美國海軍研究辦公室主任馬修.科隆德少將(Matthew Klunder)曰。
  美國海軍勞斯艦載激光近程防御系統(tǒng)(LaWS)
  2014年12月,據美國CNN有線新聞網報道,美國海軍在中東地區(qū)的波斯灣水域,利用安裝在龐塞號兩棲船塢運輸艦上的勞斯(LaWS)艦載激光近程防御系統(tǒng),成功的擊毀了無人機和水面航行的小艇。
  這是一場精心安排的測試,有兩點非常值得重視。龐塞號艦長已被授權使用該武器系統(tǒng),這意味著如果有無人機或小艇挑釁的話,可以用這種武器來打擊,勞斯系統(tǒng)不是接近實戰(zhàn)狀態(tài),而是已經實戰(zhàn)部署了。
  另一方面,測試地選在了素來以高溫高鹽風沙大而著稱波斯灣,環(huán)境條件非常荷刻。勞斯艦載激光近程防御系統(tǒng)到底是一種什么樣的武器系統(tǒng)?激光武器研發(fā)方面已經達到了什么樣的水平哪?我們還得從激光和激光武器說起。
  激光武器
  激光(Laser),最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”,1964年,錢學森先生,把這種受激發(fā)射的光命名為激光并從此延續(xù)下來。1958年,美國科學家斯沃洛(Schawlow)和頓尼斯(Townes)在試驗室中,用氖光照射稀土晶體,發(fā)出耀眼奪目的、會聚在一起的光束,他們把這種光命名為LASER,意思是“受激輻射的光放大”。
  1964年,他們因激光的發(fā)現而雙雙榮獲當年的諾貝爾物理獎。激光的發(fā)現在科學界迅速引起轟動,被譽為二十世紀,人類排在原子能,計算機,半導體之后,第四個非常非常重大的發(fā)明,譽為最亮的光,最準的尺,最快的刀。
  激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性等優(yōu)秀特性,近幾十年來得到快速的發(fā)展,目前激光已廣泛應用到我們生活中的方方面面的,小到手邊的CD唱片,超市里的條碼掃描儀,大到激光焊接、激光切割,用途非常廣。
  激光問世之初,一貫對高科技裝備情有獨鐘的美國軍方,就想把它搬上戰(zhàn)場,但是要想把激光變成一種武器裝備可不是想像的那么容易。首先要解決二個問題,第一個,要求激光的能量足夠大。第二個難題,就是如何讓激光的光束克服大氣條件的制約,精確照射到目標的準確部位,也就是說跟瞄問題。
  1971年,美國海軍成立了高能激光計劃管理辦公室,開始進行激光武器的研制。最初發(fā)展方向當時發(fā)展較好的是二氧化碳氣體激光器,但二氧化碳激光器的功率提升并不快,遲遲不能滿足需要。70年代中期,開始把發(fā)展方向轉向化學激光器。1978年3月,化學激光器成功擊毀了低空飛行的“陶式”反坦克導彈,隨之轉而啟動“海石”化學激光器發(fā)展計劃。
  上世紀80年代初,美國里根政府提出的星球大戰(zhàn)計劃,為激光武器的研發(fā)注入了巨額資金,美國空軍把努力方向集中在氧碘化學激光器(屬于氣體激光器)上,并以波音704-400F為載機進行試驗,輸出功率達到兆瓦級,目標是摧毀數百公里外處于助推段的洲際導彈。美國佬克服了上百公里傳輸中的大氣層對激光的偏轉作用研 究等關鍵課題,在2010年進行兩次的打靶測試,部分取得了成功。
  按原來設想,戰(zhàn)爭時可以同時起飛20-30架裝備激光武器的波音747飛機,能抗擊約100枚左右的來襲導彈,但美國軍方認為激光器功率還要提升20-30倍,所以距離研制目標仍過遙遠,在軍費削減的大形勢所迫下,ABL項目下馬轉為技術儲備,項目名稱也改為ALTB。
  上世紀90年代,美國陸軍就開始與以色列聯合研制了戰(zhàn)術高能激光武器(THEL)。與美國空軍相似,美國陸軍選擇了氟化氘化學激光器,目標輸出功率達到40萬瓦,可攔截10公里外的飛機、火箭彈等。1996年,該激光器在白沙導彈靶場擊落2枚飛行中的蘇制122毫米火箭彈。
  不過這種激光武器體積巨大,無法裝載在地面車輛上,而且以上兩種激光武器實際上都利用化學能為原料,每次射擊需要消耗大量的氧碘化學藥劑,即便是身軀龐大的波音747飛機,也只能裝載24次射擊的藥劑。
  1987至1988年期間,美國海軍在白沙試驗場,進行一系列打靶試驗,成功摧毀一枚超音速反艦導彈。至2000年,美國海軍已經發(fā)展了“目標-1”和“目標-2”兩種艦載激光器,分別用于對抗空中目標和反艦導彈,實際效果不明。
  勞斯誕生
  2010年,美國海軍水面戰(zhàn)研究中心與科托斯公司簽署了一份價值1100萬美元的合同,用于發(fā)展固體光纖激光武器系統(tǒng)。科托斯公司提出的技術路線與之前美國海軍資助的各種研究完全不同,把發(fā)展方向定位為,集成化小功率光纖激光器。
  從技術上講,想要實現激光武器,首先要選擇激光器,激光器是能產生激光的裝置,相當于民用的電燈泡一類的光源,與民用光源相似,目前能發(fā)出激光的激光器有上千種,大體上分為固態(tài)激光器、液態(tài)激光器、氣態(tài)激光器、自由電子激光器等幾大類。勞斯采用的是最簡單也最便宜可靠的光纖激光器。
  光纖激光器
  光纖激光器(Fiber Laser)是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器,光纖激光器可在光纖放大器的基礎上開發(fā)出來:在泵浦光的作用下光纖內極易形成高功率密度,造成激光工作物質的激光能級“粒子數反轉”,當適當加入正反饋回路(構成諧振腔)便可形成激光振蕩輸出。
  1988年,美國人施尼茲發(fā)明了雙包層摻稀土材料鉺的光纖激光器,并且描述其基本的工作原理,這種光纖激光器體積小,能量轉化效率高,最高達70%,最大的優(yōu)點幾乎是不需要冷卻系統(tǒng),光纖激光器發(fā)明后,迅速被大量商業(yè)化。
  科托斯公司采用了6臺IPG公司生產的5千瓦級光纖激光器,實現總輸出功率32千瓦,以往的激光武器方案,為了實現高能量聚焦,需要光束相干合成等技術,反射材料的選擇和強激光作用帶來很大的麻煩,勞斯方案為了降低系統(tǒng)復雜程度,直接跨過了這個看起來的難題,前面說過,光纖激光器體積小巧。干脆把6個光纖激光器緊緊的靠在一起,非常巧妙的解決了問題。
  2011年4月8日,美國海軍利用保羅 佛斯特號防衛(wèi)系統(tǒng)測試,成功擊毀一艘距離1英里外的摩托快艇。2012年8月,在加洲外海的圣尼古拉斯島上,勞斯系統(tǒng)首次海上打靶試驗,就成功擊落無人靶機。此后試驗中,先后4次擊落無人駕駛靶機,擊毀最大距離約4公里,通常過程是先用低能量激光實現穩(wěn)定跟蹤,然后發(fā)射高能量激光,大約2秒鐘的時間即可實現擊落。
  目前,安裝在龐斯號上的勞斯系統(tǒng)還在進行試驗,美國對方聲稱該系統(tǒng)遠超預期,與動輒數百萬美元一枚的導彈相比,依次發(fā)射成本僅需59美分,盡管如此該系統(tǒng)并沒有在強烈的沙塵暴條件下工作,因為改組條件并不適合于該系統(tǒng),因為美國軍方認為在這種惡劣條件下攻擊者也不會貿然發(fā)動襲擊。
  最近6年,美國海軍已經在勞斯激光近程武器系統(tǒng)的研發(fā)方面投入了約4000萬美元,正在研究將密集陣系統(tǒng)與激光武器系統(tǒng)集成在一起。未來的發(fā)展規(guī)劃是到2017至2021年,美國海軍將大量裝備這種有效射程約約1.6千米的近程防御系統(tǒng)。
  適用于對抗低強度目標
  近年來,無人飛機和無人艦船技術發(fā)展很快,如何對付這此體積很小,速度也不快,但數量相對寵大的小目標,給雄心勃勃進行瀕海作戰(zhàn)的美國海軍出了個難題,如果用標準防空導彈或拉姆等防空導彈來打,用價值上百萬的導彈來這打種幾千甚至幾百美元一架的無人飛機,非常不經濟。
  用有人操縱的密集陣來打將消耗大量的彈藥,用機槍和小型機關炮來打,有人操縱和武器在搖擺的艦船上,命中率非常低,打上幾百發(fā)也不見得能擊毀。勞斯系統(tǒng)每次射擊的成本只有幾十美分(宣傳材料里稱只有59美分),甚至比一發(fā)炮彈還低,還不用考慮彈藥的消耗,非常的經濟。
  勞斯激光近程防御系統(tǒng)目前已進入成熟發(fā)展階段,以整套系統(tǒng)采購價格只有約1500~1700萬美元,要比現有密集陣系統(tǒng)約3500萬美元的采購價格便宜得多,拉姆導彈系統(tǒng)盡管系統(tǒng)價格不算高,但單枚導彈價格已經達到了約100萬美元,再加上激光武器無需彈藥補充,龐斯號上的勞斯系統(tǒng)。
  實際上沒有并入全艦電網,只是利用了臺自帶的小型發(fā)電機,就實現了供電,目前已經具備了連續(xù)滿功率照射2分鐘的能力,并在其后2小時內可充滿80%的電量,以目前試驗中的表現,照射一架無人飛機,只需要不到3秒鐘即可擊毀,勞斯系統(tǒng)的經濟性和可用性,是拉姆和密集陣無法比似的。
  激光武器對無人飛機等小目標,在低強度的沖突中的作用有非常大的市場,隨著高能光纖激光器和自由電子激光器的發(fā)展,未來必將逐步取代密集陣和拉姆導彈的作用。
  激光武器已經上艦,未來的近距離對抗中,極有可能無聲無息的打掉對方的光學設備、雷達、彈藥、旗幟甚至人員,連證據都沒有。

轉載請注明出處。

激光武器光纖激光器導彈無人機
免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權范圍內使 用,并注明"來源:激光制造網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網內容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀