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軍工航天新聞
全面解讀美國(guó)激光武器規(guī)劃及進(jìn)展情況
星之球科技 來(lái)源:中國(guó)網(wǎng)2016-05-23 我要評(píng)論(0 )
美國(guó)《國(guó)防》雜志發(fā)表丹-帕森斯的文章,簡(jiǎn)要介紹了美國(guó)軍隊(duì)(主要是海軍)正在研究利用各種低成本的激光來(lái)對(duì)付敵方的導(dǎo)彈等武器的情況。
美國(guó)《國(guó)防》雜志發(fā)表丹-帕森斯的文章,簡(jiǎn)要介紹了美國(guó)軍隊(duì)(主要是海軍)正在研究利用各種低成本的激光來(lái)對(duì)付敵方的導(dǎo)彈等武器的情況。
為了保持技術(shù)優(yōu)勢(shì),美國(guó)軍方在這方面所投入的資金比其它任何國(guó)家的軍隊(duì)都要多,但是美國(guó)昂貴的高科技防御系統(tǒng),正越來(lái)越受到相對(duì)便宜然而有效的武器(例如巡航導(dǎo)彈和無(wú)人駕駛飛機(jī))擴(kuò)散的挑戰(zhàn)。
美國(guó)軍事專家們都認(rèn)為,如果沒(méi)有更加有效和具有成本效益的措施來(lái)對(duì)付敵人的攻擊彈藥,美國(guó)在未來(lái)的沖突中將可能失去與使用價(jià)格低廉彈藥的對(duì)手的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)拍攝的科幻電影《星球大戰(zhàn)》里出現(xiàn)的多種新型武器深受美國(guó)人歡迎。專注于軍事研究的美國(guó)新智庫(kù)——戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心(簡(jiǎn)稱CSBA) 高級(jí)研究員馬克-岡津格爾說(shuō),面對(duì)擁有彈道導(dǎo)彈和綜合防空系統(tǒng)的敵人時(shí),利用聚集的定向能束對(duì)付它們的武器攻擊可能是最經(jīng)濟(jì)的方式,
“展望未來(lái)沖突可能更加激烈的作戰(zhàn)環(huán)境時(shí),我們的敵人將擁有迫使我們必須使用精確制導(dǎo)彈藥的精密防御系統(tǒng)。”馬克-岡津格爾在美國(guó)喬治-馬歇爾研究所不久前舉辦的一次定向能武器論壇上說(shuō)。“我們應(yīng)該面對(duì)現(xiàn)實(shí),使用定向能武器,這將有助于我們扭轉(zhuǎn)目前所看到的這種趨勢(shì)——美國(guó)海軍必須花費(fèi)越來(lái)越多的資金,以犧牲其進(jìn)攻性力量為代價(jià)來(lái)保衛(wèi)艦隊(duì)。”
雖然美國(guó)海軍有希望獲得價(jià)格低廉、高效的艦載導(dǎo)彈防御系統(tǒng),但是自從2011財(cái)經(jīng)年度以來(lái),其在固態(tài)激光器方面的研發(fā)支出一直處于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài),高峰時(shí)達(dá)到約為4億美元?,F(xiàn)在激光項(xiàng)目的總體預(yù)算已經(jīng)下降到3.5億美元。
使用激光和其它定向能武器可以扭轉(zhuǎn)這種趨勢(shì),這對(duì)美國(guó)軍隊(duì)有利,因?yàn)檫@類武器的發(fā)射成本非常低,而且發(fā)射數(shù)量幾乎無(wú)限,美國(guó)國(guó)會(huì)研究海軍事務(wù)的專家羅納德-奧羅克說(shuō)。
“美國(guó)海軍使用價(jià)格昂貴的武器彈藥回?fù)裟繕?biāo)——它們是來(lái)襲的導(dǎo)彈、小型的攻擊艇和海岸防御系統(tǒng)——即使這些目標(biāo)被摧毀了,也只是使敵人付出非常少的代價(jià)。”羅納德-奧羅克在馬歇爾研究所的討論會(huì)上說(shuō)。“這不是一個(gè)負(fù)擔(dān)得起的游戲。如果需要通過(guò)大量交戰(zhàn)繼續(xù)這種游戲,很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處于這種經(jīng)濟(jì)等式的不利的一邊。”
海軍軍艦使用電力驅(qū)動(dòng)的激光器具有不少優(yōu)勢(shì),其中一個(gè)是可供發(fā)射的數(shù)量非常多。“例如正在向敵方的小型艦艇和無(wú)人機(jī)進(jìn)行射擊時(shí),使用激光器可以幫助保留裝備在軍艦上的成本較高的武器,使其用于攻擊真正需要使用這些武器的數(shù)量有限的目標(biāo)。”羅納德-奧羅克說(shuō)。與導(dǎo)彈只是產(chǎn)生爆炸造成影響相比,激光器提供的影響遠(yuǎn)不止對(duì)抗空中的威脅。激光器系統(tǒng)允許指揮官們從具有戰(zhàn)術(shù)靈活性的分級(jí)殺傷力菜單上作出選擇,奧羅克說(shuō)。
美軍所有的軍種都有自己的概述定向能武器的研發(fā)和作戰(zhàn)計(jì)劃的發(fā)展路線圖。例如美國(guó)空軍在2007年8月23日測(cè)試了安裝在一架改型的波音747-400F飛機(jī)上的準(zhǔn)備用于對(duì)抗戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的機(jī)載化學(xué)氧碘激光器。試驗(yàn)表明,該飛機(jī)機(jī)載激光器系統(tǒng)能夠?qū)嵤r截彈道導(dǎo)彈的所有任務(wù)。當(dāng)時(shí)的美國(guó)國(guó)防部導(dǎo)彈防御局(簡(jiǎn)稱MDA)局長(zhǎng)、空軍中將亨利-奧貝林稱這次試驗(yàn)是機(jī)載激光器計(jì)劃中的“關(guān)鍵里程碑”。2008年9月7日,安裝在飛機(jī)上的兆瓦級(jí)化學(xué)氧碘激光器首次發(fā)出激光,其時(shí)間僅為幾分之一秒,標(biāo)志著該項(xiàng)目又達(dá)到了一個(gè)新的重大里程碑。2008年11月26日,安裝在載機(jī)上的化學(xué)氧碘激光器在地面上通過(guò)光束控制系統(tǒng)和安裝在飛機(jī)頭部的炮塔首次發(fā)射激光。
化學(xué)氧碘激光器作為新概念武器,技術(shù)前瞻性強(qiáng),發(fā)展?jié)摿Υ?,具有一系列的作?zhàn)優(yōu)勢(shì),主要如下:
速度快。由于激光以光速傳播,速度非??欤瑥募す馄鞒隹趥鬏?shù)侥繕?biāo)的時(shí)間可以不計(jì),爭(zhēng)取了作戰(zhàn)時(shí)間。因此機(jī)載激光武器非常適合攔截快速運(yùn)動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)或突然出現(xiàn)的目標(biāo)。
反應(yīng)快。激光武器射出的光束質(zhì)量近于零,射擊時(shí)幾乎不產(chǎn)生后座力,可通過(guò)控制反射鏡快速改變激光出射方向,可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)不同方向的多個(gè)來(lái)襲目標(biāo)實(shí)施打擊。
精確度高。激光武器可以將能量匯聚成很細(xì)的光束準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)某一方向射出,從而可選擇殺傷來(lái)襲目標(biāo)群中的某一目標(biāo)或射中目標(biāo)的某一部位,而對(duì)其它目標(biāo)或周圍環(huán)境不會(huì)造成附加損害或污染。
殺傷力可控制。激光武器對(duì)目標(biāo)毀傷程度的累積效果可以實(shí)時(shí)地變化,根據(jù)需要,可隨時(shí)停止,也可通過(guò)調(diào)整和控制激光武器發(fā)射激光束的時(shí)間或功率以及射擊距離來(lái)對(duì)不同目標(biāo)分別實(shí)現(xiàn)非殺傷性警告、功能性損傷、結(jié)構(gòu)性破壞或完全摧毀等不同殺傷效果。
抗電子干擾能力強(qiáng)。激光武器射出的是激光束,目前的電子干擾手段對(duì)其不起作用或影響很小。
使用成本低。高能激光器每次射擊持續(xù)的時(shí)間為3至5秒,每次射擊所花費(fèi)的費(fèi)用為1000美元左右,即使射擊40次摧毀一枚導(dǎo)彈,總計(jì)成本也就大約40000美元,遠(yuǎn)低于一枚造價(jià)動(dòng)則上百萬(wàn)美元的反導(dǎo)導(dǎo)彈的成本。
美國(guó)陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)也在研究利用小型固體激光器攻擊敵方的導(dǎo)彈和無(wú)人機(jī)等。美國(guó)陸軍已經(jīng)研發(fā)出高能激光移動(dòng)原型機(jī),以用于對(duì)付火箭彈、炮彈、迫擊炮彈、無(wú)人機(jī)和導(dǎo)彈。馬克-岡津格爾說(shuō),將有可能在斯特賴克輪式裝甲戰(zhàn)車上安裝功率為50千瓦的激光器,它可以在不充電的情況下發(fā)射60次,在補(bǔ)充燃料前發(fā)射2000次。美國(guó)陸軍還正在考慮研制一種功率為100千瓦的激光器,它可以利用重型高機(jī)動(dòng)戰(zhàn)術(shù)車輛牽引。
美國(guó)海軍感興趣的是可以使用現(xiàn)有艦艇電網(wǎng)供電的電能激光器。雖然化學(xué)激光器的功率通常更加強(qiáng)大,但是美國(guó)海軍的官員們已經(jīng)放棄了要求軍艦上儲(chǔ)存一種新的具有潛在腐蝕危險(xiǎn)的燃料源的化學(xué)激光器。
羅納德-奧羅克說(shuō),新型的自由電子激光器具有擴(kuò)大到兆瓦級(jí)功率水平的潛力。但是,實(shí)現(xiàn)這一功能的技術(shù)沒(méi)有固體激光器(利用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器)那樣發(fā)達(dá)。它也需要艦艇上擁有大量的屏蔽空間(這個(gè)空間應(yīng)該有60至100英尺長(zhǎng),幾英尺寬和幾英尺高),因?yàn)榧す馄髟谑褂脮r(shí)會(huì)產(chǎn)生X射線輻射,他說(shuō)。
目前美國(guó)海軍研究激光器的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到固體激光器上面,固體激光器具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點(diǎn),而且很快可以投入使用。在短期內(nèi),美國(guó)海軍準(zhǔn)備向能夠利用低功耗激光器使其癱瘓或者被摧毀的小型快艇和無(wú)人機(jī)發(fā)射激光。一旦這些激光武器可以安全地增加更大的功率,美國(guó)海軍計(jì)劃利用它們來(lái)防御反艦導(dǎo)彈。
“美國(guó)海軍正在將激光器送往海上,以便進(jìn)行短程的自衛(wèi)作戰(zhàn)。”羅納德-奧羅克說(shuō)。美國(guó)海軍依靠國(guó)防部所有部門以及行業(yè)界在激光技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)步,能夠以相對(duì)較低的成本研制出切實(shí)可行的激光武器。美國(guó)海軍也可能成為第一個(gè)在作戰(zhàn)環(huán)境中部署這種激光武器的軍種。
美國(guó)海軍研究局(簡(jiǎn)稱ONR)參與研發(fā)的激光武器系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱LAWS),已經(jīng)于2009年至2012年完成了海上測(cè)試,測(cè)試時(shí)成功擊落了3架代表威脅的無(wú)人機(jī)。2014年夏天該激光武器系統(tǒng)安裝在美國(guó)海軍第五艦隊(duì)的“龐塞”號(hào)兩棲船塢運(yùn)輸艦上(該艦當(dāng)時(shí)在海灣地區(qū)作為浮動(dòng)式前沿前進(jìn)基地執(zhí)行任務(wù)),并且進(jìn)行了一系列測(cè)試,攻擊了數(shù)個(gè)試驗(yàn)靶,其中一艘快艇被擊中后立刻著火,一架無(wú)人機(jī)被照射后即刻摧毀。據(jù)美軍官員稱,“龐塞”號(hào)艦上的激光武器,與科幻電影中的場(chǎng)景有所不同的是。在電影中,激光炮往往發(fā)出耀目的光束,使人眼花繚亂。但“龐塞”號(hào)艦上激光武器系統(tǒng)發(fā)出的實(shí)際上是一束高能量,其光譜頻段位于“紅外”區(qū)域,不是可見(jiàn)光。這樣,當(dāng)激光發(fā)射時(shí),只能看到目標(biāo)被擊中起火,但激光本身則是看不見(jiàn)的。安裝在“龐塞”號(hào)艦上的激光武器系統(tǒng),只需一個(gè)人就可以操作,它能夠瞄準(zhǔn)目標(biāo),然后發(fā)出一道高能光束,燒毀目標(biāo)內(nèi)部的電子元件。此外,激光束的威力也可調(diào)節(jié)。在相對(duì)較低的強(qiáng)度下,激光武器對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)干擾致盲作用,使得目標(biāo)——無(wú)人機(jī)或艦船上的傳感器受到擾亂。而如果對(duì)方不聽(tīng)警告繼續(xù)進(jìn)逼,這時(shí)候加大激光束能量,則可通過(guò)高溫,將目標(biāo)的關(guān)鍵部位燒毀。
羅納德-奧羅克說(shuō),“過(guò)去10年至15年對(duì)固態(tài)激光技術(shù)的研究取得了巨大進(jìn)展,基本上使固態(tài)激光器用于軍事目的成為可能。”激光武器系統(tǒng)實(shí)際上就是把6個(gè)激光器綁在一起,它們發(fā)出的激光束會(huì)集中在目標(biāo)上,產(chǎn)生更強(qiáng)大的效果。去年這種激光武器系統(tǒng)被安裝在美國(guó)海軍的一艘驅(qū)逐艦上,實(shí)驗(yàn)時(shí)成功地使一架小型無(wú)人機(jī)在空中爆炸起火。“這次實(shí)驗(yàn)的真正目的之一,是將把這種激光器交給海上的水手,以便他們能夠知道如何使用它,同時(shí)幫助在海軍和海軍人員范圍內(nèi)普及激光器的概念。”奧羅克說(shuō)。
美國(guó)海軍還研制出一種條形激光器,具有迄今為止最強(qiáng)的105千瓦的功率。這種激光器已經(jīng)進(jìn)行了在海上攻擊小型快艇的測(cè)試。目前正在開(kāi)展的工作是將這種激光系統(tǒng)的功率增加到300千瓦或者以上,羅納德-奧羅克說(shuō)。
在美國(guó)海軍關(guān)于 “下一代先進(jìn)武器”的討論中,激光武器往往和目前正在開(kāi)發(fā)的電磁軌道炮相提并論,羅納德-奧羅克說(shuō)。“這些武器可以解決美國(guó)海軍成本效益比方面的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和彈藥發(fā)射方面的技術(shù)問(wèn)題。這些武器如果能夠成功地研制出來(lái),它們可以用于打擊具有強(qiáng)大的反介入與區(qū)域封鎖能力的大規(guī)模的對(duì)手。”奧羅克說(shuō)。
美國(guó)海軍研究局最近簽訂了一批總價(jià)值為2260萬(wàn)美元的研發(fā)移動(dòng)式陸基防空系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GBAD)的合同,旨在攻擊空中的價(jià)格低廉的無(wú)人駕駛飛機(jī)。其中價(jià)值最大(為1070萬(wàn)美元) 的一項(xiàng)合同被授予美國(guó)雷神公司,該公司將設(shè)計(jì)和建造一種適合集成到輕型戰(zhàn)術(shù)車輛上的高能量激光器。全球最大的國(guó)防承包商之一 ——美國(guó)的L-3通信公司獲得另外一項(xiàng)價(jià)值為600萬(wàn)美元的裝配激光引導(dǎo)器的合同,這種設(shè)備能夠使激光對(duì)準(zhǔn)并跟蹤指定的目標(biāo)。
美國(guó)海軍研究局遠(yuǎn)征機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)和反恐部門的某項(xiàng)目經(jīng)理李-馬斯特羅伊恩尼對(duì)《國(guó)防》雜志的記者說(shuō),“使用導(dǎo)彈和大炮對(duì)付成本非常低的無(wú)人機(jī)的傳統(tǒng)方法是一種失敗的策略。”使用激光武器對(duì)付無(wú)人機(jī),“每次發(fā)射只需要很低的費(fèi)用,而且可以重復(fù)使用,只要能夠提供能源并使其冷卻,就可以一直射擊。”他說(shuō)。他負(fù)責(zé)的項(xiàng)目的核心是研制一種能夠在遠(yuǎn)征機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)行動(dòng)中伴隨海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的激光系統(tǒng)。這將需要堅(jiān)固耐用的激光器及其組件,包括電子和電源設(shè)備。
雖然激光這類定向能武器大有發(fā)展前途,而且有利于美國(guó),但是它們也有一些明顯的局限性。李-馬斯特羅伊恩尼說(shuō),美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)不要指望這樣的系統(tǒng)能夠在各種天氣條件下工作。“我認(rèn)為誰(shuí)也不應(yīng)該存在這種幻想。我們正在試圖弄明白激光器究竟能夠解決多少問(wèn)題。”在目前激光器的使用中,它們也僅限于瞄準(zhǔn)線攻擊,因?yàn)樗鼈儽仨氝B續(xù)地指向一個(gè)目標(biāo)以發(fā)射能量。
“激光器的作戰(zhàn)效用與體積、重量和功率的對(duì)比水平,是有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。”美國(guó)國(guó)防部助理國(guó)防部長(zhǎng)的科學(xué)顧問(wèn)霍華德-邁耶在喬治-馬歇爾研究所說(shuō)。“目前有一些商業(yè)用途的激光器,但是它們發(fā)射的激光距離有限,而軍事部門需要激光能夠穿透大氣層。”
據(jù)霍華德-邁耶介紹說(shuō),美國(guó)對(duì)利用激光作為武器的研究正圍繞著波束方向、控制、瞄準(zhǔn)和跟蹤以及縮小系統(tǒng)的體積同時(shí)提高激光器的功率等方面進(jìn)行。
美國(guó)海軍必須要了解激光作為武器有著大氣吸收、散射和湍流等限制。因?yàn)楹I霞す馄魇菑目拷Q蟊砻娴奈恢冒l(fā)射,所以水分和其它微粒會(huì)干擾激光束,羅納德-奧羅克說(shuō)。“艦艇使用的激光器不應(yīng)該被視為一種全天候的武器,因此只能把激光武器作為對(duì)現(xiàn)有自衛(wèi)武器的一種補(bǔ)充,而不能夠作為它們的替代品。”他說(shuō)。
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