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航天/武器

美國海軍測試激光武器殺傷力驚人 今夏將部署

星之球激光 來源:光電論壇2014-05-23 我要評論(0 )   

與傳統(tǒng)武器相比,激光武器作為一種新概念武器,具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等特點。此外,激光武器每次使用的費...

   與傳統(tǒng)武器相比,激光武器作為一種新概念武器,具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等特點。此外,激光武器每次使用的費用很低,通常在幾千美元左右,與每枚成本達幾百萬美元的導(dǎo)彈相比十分便宜。正是激光武器具有其他武器無法比擬的優(yōu)點,美軍各軍種都投入了大量人力和資金進行研發(fā)。

  在前幾次試驗中,洛克希德·馬丁公司使用的激光武器是由該公司自己研制的區(qū)域防御反武器系統(tǒng)(ADAM)的原型系統(tǒng),該系統(tǒng)主要用于應(yīng)對包括火箭彈、無人機、無人艇和小型艦船等在內(nèi)的近程威脅。 試驗過程中,ADAM依靠自身的紅外跟蹤系統(tǒng)迅速鎖定了海面上的橡皮艇目標(biāo),然后發(fā)射激光對目標(biāo)進行照射,激光在不到30秒的時間內(nèi)就將該軍用級的橡皮艇多個艙室燒穿并致其劇烈燃燒。在激光對目標(biāo)照射的過程中,得益于先進的紅外跟蹤系統(tǒng),使得激光可以一直瞄準(zhǔn)和照射在橡皮艇的一個點上而沒有受到海浪的影響。

  據(jù)洛馬公司介紹,ADAM是一種專為前線高價值設(shè)施開發(fā)的近程防御系統(tǒng),研制中大量采用了成熟的商用零部件,以及專門開發(fā)的光束控制部件和軟件系統(tǒng),從而達到降低研制和生產(chǎn)費用并縮短研發(fā)時間的目的。ADAM采用了10千瓦級光纖激光器,由多條高功率光纖將激光束聚合使其具備高能殺傷力,系統(tǒng)對目標(biāo)的跟蹤距離超過5千米,在2千米內(nèi)可以對目標(biāo)進行有效殺傷和摧毀。更為重要的是,ADAM這個系統(tǒng)非常緊湊,體積小重量輕,可以安裝在集裝箱內(nèi)進行機動運輸。

  除了本次攻擊無人橡皮艇的試驗之外,在過去的兩年里,洛馬公司使用ADAM先后進行多次摧毀火箭彈的驗證測試。2012年8~12月間,洛馬公司使用ADAM原型系統(tǒng)先后完成了11次小口徑火箭彈目標(biāo)摧毀試驗,只不過當(dāng)時用于試驗的火箭彈是采用吊掛的形式而非飛行狀態(tài)。2013年4~5月間,洛馬公司使用ADAM在試驗中先后8次摧毀處于飛行狀態(tài)的小口徑火箭彈,攻擊距離在1.5千米左右。在這一系列試驗之后,該公司還使用ADAM進行了攻擊無人機的測試,不過要應(yīng)對無人機目標(biāo)需要其他地面探測和跟蹤設(shè)備的配合。

  近年來,迫于戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型以及防務(wù)預(yù)算的削減,美國軍方對包括激光在內(nèi)的低成本高效能武器系統(tǒng)的需求日益迫切,特別是用于應(yīng)對小型、近距離威脅的戰(zhàn)術(shù)級激光武器系統(tǒng)。美軍的需求直接轉(zhuǎn)化為其國內(nèi)各大武器制造商的開發(fā)動力,包括洛馬、雷神、諾斯羅普·格魯門在內(nèi)的多家大型武器制造商都有自己的激光武器研制計劃,并已經(jīng)投入試驗。而基于平臺和實際應(yīng)用考慮,這些戰(zhàn)術(shù)級的激光武器系統(tǒng)主要以陸基和?;炤d為主。

  今年2月,美國海軍對外發(fā)布消息稱,今年夏天將把“龐塞”號船塢登陸艦部署在海灣地區(qū)執(zhí)行為期6個月的作戰(zhàn)任務(wù)。而與以往不同的是,本次部署的“龐塞”號將會安裝最新的激光武器系統(tǒng)(Laws),變身為一座海上打擊平臺,用于應(yīng)對海灣地區(qū)針對美國的“非對稱打擊”。一旦成行,這將是美國軍方首次實戰(zhàn)部署激光武器系統(tǒng),并用于沖突地區(qū)。

  美國海軍即將部署的激光武器系統(tǒng)由雷神公司牽頭研制,波音和洛馬公司也參與了部分工作。該系統(tǒng)由6臺工業(yè)用光纖激光器組成,工作中這6臺激光器發(fā)出的激光束經(jīng)光束合成機構(gòu)合成,之后可得到功率為50千瓦的激光束,足以摧毀近距離的無人機、小型艦艇以及火箭彈、迫擊炮彈等目標(biāo)。

  在該系統(tǒng)的研制過程中,雷神公司參考和借鑒了“密集陣”BlockIB近防武器系統(tǒng)的架構(gòu),將激光發(fā)射系統(tǒng)固定在“密集陣”基座的穩(wěn)定平臺上,并保留了后者光電跟蹤系統(tǒng)和雷達測距/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。使用過程中,操作人員通過上述探測和跟蹤系統(tǒng)對目標(biāo)進行光電跟蹤和雷達測距,并在捕獲目標(biāo)后引導(dǎo)激光武器系統(tǒng)發(fā)射激光并準(zhǔn)確聚焦到目標(biāo)上將目標(biāo)燒毀。

  2009年6月,美國海軍海上系統(tǒng)司令部(NAVSEA)所屬定向能和電子武器系統(tǒng)項目辦公室(Directed Energy and Electric Weapon Systems,DE&EWS)在加利福尼亞州的中國湖(China Lake)海軍空中作戰(zhàn)中心對Laws系統(tǒng)進行首次測試。本次測試前后持續(xù)了3天,共摧毀了4架無人機。這也是雷神公司Laws系統(tǒng)首次進行地面測試,測試中的激光發(fā)射系統(tǒng)與目標(biāo)探測系統(tǒng)是分離的。在這之后,雷神公司對Laws系統(tǒng)進行了改進,并將其與“密集陣”近防系統(tǒng)進行了整合,并開始進行水上測試。

  2010年5月底,在加利福尼亞沿岸的圣尼古拉斯島海軍武器試驗場上,美國海軍NABSEA與雷神公司聯(lián)合對Laws激光武器系統(tǒng)進行了秘密試驗。試驗中,首次安裝水面平臺上的激光武器系統(tǒng)在雷達系統(tǒng)的指引下,成功對大約3.2千米之外飛行速度480千米/時的4架無人機進行攔截,輸出功率達到 32千瓦的激光器在數(shù)秒之內(nèi)將無人機燒毀。2012年8月,已經(jīng)被安裝在美國海軍“杜威”號導(dǎo)彈驅(qū)逐艦(DDG 105)上的Laws激光武器系統(tǒng)進行了首次海軍現(xiàn)役艦載測試,測試中激光束成功擊落了低空飛行的多架無人機,此后還首次進行了對海面小型目標(biāo)的攻擊測試,摧毀了一艘小型無人快艇。盡管美國海軍對本次測試依舊諱莫如深,但是將Laws安裝在海軍主力現(xiàn)役作戰(zhàn)艦艇上,其用意已經(jīng)為很多人所猜透。

  2013年4月初,美國海軍再次使用安裝在“杜威”號導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上的Laws激光武器系統(tǒng)進行了無人機攔截試驗,本次試驗全部由美國海軍負責(zé),而不是像以前一樣由雷神公司主導(dǎo)。更為不同的是,本次試驗之后美國海軍頗為高調(diào)地公開了相關(guān)信息,聲稱試驗中成功攔截和摧毀了靠近驅(qū)逐艦的無人機,并透露這套Laws激光武器系統(tǒng)樣機的研制費用約為3200萬美元,盡管看上去有些高,但是其使用成本卻相當(dāng)?shù)?,單次使用成本約1美元,而一枚普通防空導(dǎo)彈的造價也要接近1萬美元。也正是在這次試驗之后,美國海軍高調(diào)地宣布將在2013年10月將Laws激光武器系統(tǒng)安裝在“龐塞”號上并部署到海灣地區(qū),現(xiàn)在來看顯然是推遲了。但是,美國艦載激光武器系統(tǒng)已經(jīng)接近實用狀態(tài)已是不爭的事實。

  與傳統(tǒng)的近防武器系統(tǒng)相比,激光武器系統(tǒng)具有快速、價格低廉等優(yōu)勢,其成本主要是制造成本,一旦制造完成并部署投入使用,其成本也就主要是電力能源成本。此外,激光武器攻擊目標(biāo)時發(fā)射的是光速,不會受到電磁干擾,其攻擊精度和效果都能保證。激光武器在攻擊時可以做到不間斷發(fā)射,而從發(fā)射到命中目標(biāo)的時間又極短,所以盡管面對多個目標(biāo)也能夠做到逐次各個擊破。

  但是,激光武器本身也存在著諸多的不足,比如由于光本身的特性而只能進行直線攻擊,所以這也導(dǎo)致激光武器的攻擊距離有限;此外就是激光在空氣中穿行,其能量也會逐漸削弱,這也影響到其射程和攻擊效果;再次就是激光武器的使用易受天氣影響,難以做到全天候使用。

  基于激光的優(yōu)缺點,美國在開發(fā)制造用于近防的激光武器的同時,也在積極研制更為先進的激光技術(shù)。今年4月,美國亞利桑那大學(xué)和中央佛羅里達大學(xué)的科研人員對外宣布了一項新技術(shù),采用該技術(shù)能夠發(fā)送高強度激光束,并可穿過大氣層或者到達更遠的距離。這項技術(shù)的核心在于在高強度主激光束中嵌入低強度次激光束,當(dāng)主激光穿過空氣時,次激光——稱作套裝光束(dress beam)——以其能量為主激光補充能量,來抵消主激光束的能量消耗,從而支撐其投向更遠的地方。通俗地說,有點向當(dāng)前的戰(zhàn)斗機空中加油技術(shù),飛行中加油機為戰(zhàn)斗機空中加油,從大大擴展了戰(zhàn)斗機的航程。盡管兩所大學(xué)的科研人員稱這項技術(shù)未來主要用于防災(zāi),比如吸引和引導(dǎo)閃電的突然放電,使其遠離建筑物等。但是該項目從研究之初就受到美國國防部的資助,未來用于軍事領(lǐng)域也是自然而然的事。

  有分析指出,隨著時間的推移,各型激光武器的逐步研制成功將徹底改變目前的戰(zhàn)場作戰(zhàn)面貌,尤其是在各層次防空和反導(dǎo)系統(tǒng)中,現(xiàn)役的傳統(tǒng)武器系統(tǒng)可能遭到淘汰。同時,由于美國在激光武器研究方面走在世界前列,這不僅將為美國積極構(gòu)建的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供新的技術(shù)手段,而且美國的激光武器一旦進入太空,對其他國家發(fā)動打擊將更加方便,更有利于其推行“先發(fā)制人”戰(zhàn)略。

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