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信息时报:美国开发激光武器 将大范围的使用在各军种

时间: 2024-01-30 10:29:42 |   作者: 汽车排放气体分析仪

激光武器为我们所熟知多是在书本、银幕和电脑游戏中,近期,随着美军战术高能激光武器击落导弹和普通炮

产品特性

  激光武器为我们所熟知多是在书本、银幕和电脑游戏中,近期,随着美军战术高能激光武器击落导弹和普通炮弹的试验逐一成功,似乎还存在于科幻电影中的激光武器已经实实在在地来到了我们身边。而鉴于激光武器研究已取得相当的成就,美国决定开发出庞大的激光武器家族,在2020年之前,这一新型武器将被普遍的使用于美军的陆海空天等作战军种。

  8月24日,美国军火承包商诺斯罗普·格鲁曼公司为美陆军研制的战术高能激光器THEL首次击落迫击炮弹。在美国新墨西哥州白沙导弹靶场进行的实弹打靶中,这种激光炮不但击落了单发迫击炮弹,而且还摧毁了齐射的迫击炮弹。试验表明,激光炮能够适用于战场打击多种常见目标,这样,激光武器也从最初主要设想用于反制卫星、导弹和飞机这类昂贵目标,扩大到对一切战场工具的打击。

  激光炮是一种高能激光武器,利用强大的定向发射激光束直接毁伤目标或使之失效。而根据作战用途,这种新型武器分为战术激光武器和战略激光武器两大类。

  战术激光武器战术激光武器是利用激光作为能量,像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮,它们能够发出很强的激光束来打击敌人。目前,国外已有一种红宝石袖珍式激光枪,外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉,且无声响,在不知不觉中致人死命。这种类型的激光武器尚属于低能激光武器,而高能激光武器还能造成飞机失控、机毁人亡。

  战略激光武器战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹;可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如,1975年11月,美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时,被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中,并变成“瞎子”。因此,高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一。

  根据能量大小、激光的打击方式可分为软打击和硬打击两种:软打击主要是打击导弹的导引头和整流罩,破坏其传感器和电子线路,致使导弹不能准确飞向目标。这种打击射程可超过10千米,激光功率只要达到100千瓦左右即可。而硬打击则是把导弹的壳体、燃料室及整体结构彻底摧毁,使导弹在空中爆炸。射程为10千米至几百千米时,激光武器功率要求400千瓦甚至一兆瓦以至更多。由于激光炮强大的威力,美国海陆空天部门都在加强对这一武器的研制,以在未来可能的战争中争取更多主动。

  美国为检验激光武器打导弹的效果,曾于1978年用战术激光炮成功地击落一枚“陶”式反坦克导弹;1979年又用海军建造的2.2兆瓦的中红外化学激光器成功地将一枚“大力神”洲际导弹的助推器击毁;1983年用装在空中加油机上的400千瓦的二氧化碳激光武器击落5枚“响尾蛇”空对空导弹,不过,在最近几年成功的靶场试验中,唱主角的是陆军。

  8月24日,在白沙导弹靶场进行的实弹打靶是美国陆军机动战术高能激光器MTHEL计划的一部分,该计划由美陆军航空、航天和导弹防御计划执行办公室下属的近程防空计划办公室负责。这个机动型系统是由最初的战术高能激光器计划演变来的,该计划是由美国和以色列共同参与的始于1996年的先期概念技术演示计划。目前,主要由美国诺·格公司承担研制。

  最初的THEL作为美以联合项目,只是为满足以色列对付“喀秋莎”火箭弹的需求。在2000年5月以色列撤出黎巴嫩南部之前,黎巴嫩游击队经常发射喀秋莎火箭袭击以色列边境的村庄,尽管这样的一种情况此后没有再发生,但出于安全考虑,以色列军方对高能激光武器项目很感兴趣。1993年,以国防部决定研制抵御低技术远程武器,当时以美正实施“箭式”反弹道导弹项目,其作战目的是拦截类似“飞毛腿”等射程在300公里以上的弹道导弹。许多被“喀秋莎”搅得寝食不安的以政界和军方人士便迫不及待地要求利用“箭式”导弹来免除威胁。但内行人都清楚,用导弹去拦截速度比弹道导弹低得多的火箭弹,技术上没有丝毫问题,可是如果拿每枚价值500万美元的“箭式”导弹去摧毁成本仅300美元的“喀秋莎”,再有钱的国家也承受不起。于是,他们选择采用普通高射炮或者新式激光武器进行拦截。但前者反应速度慢,不能确保100%的拦截率,而后者倒是别出心裁。

  由于输出功率的限制,制造能打击敌方兵器和运动目标的高能激光武器直到20年前才有了可能。为了使激光炮的能量集中,通常都用直径很大(几米到几十米)的反射镜将激光汇聚成很细的光束,其亮度比太阳光高100亿倍以上。如果将激光聚到钢片上,能把钢片烧出孔洞。激光炮的不足使激光在大气中传播能量有一定损失,并使激光束变粗和产生抖动,因此,激光炮的威力随射程的增大而降低。化学激光器依赖的是化学反应能,较好地解决了能源的限制问题,特别适应于野外和军事上运用。化学激光器的问世,使激光武器真正走向了发展的黄金时期。在美国陆军主导的几次成功试验中,唱主角的均是化学激光器。

  THEL主机就是一台400千瓦的氟化氘化学激光器,其射击反应时间为一秒,发射频率为20~50次分钟,单次射击费用为1000美元。THEL在试验中曾击中28枚3米长的俄制122毫米“卡秋莎”导弹。但由于这种武器系统身躯庞大,需要用重型卡车或M2布雷德利战车来运输,限制了其实际用途。作为机动版的激光武器系统,MTHEL总体积比THEL小得多,易于由C-130运输机运输。在2002年的一次试验中,它已经能击落长度仅为0.6米的普通炮弹,此次击落迫击炮弹,表明激光武器在打击目标范围上再次扩大。

  另外,MTHEL还将成为美陆军将激光武器计划与其他计划融合的“先锋”,因为它提供了将光速技术植入美陆军“未来作战系统”FCS和“未来部队”结构所需的所有基础。

  随着战术激光武器发展方面取得的进步,此种武器系统的应用在各军种中皆有升温趋势,继陆军和空军之后,海军也加入了开发此种设备的行列。美国海军正研究在未来10年内为其水面舰艇甚至潜艇装备高能激光武器。

  海军相关计划重要目标是从自由电子激光技术中开发出一种具有致命和非致命能力的舰炮。海军发展激光武器系统的最大的目的是对抗反舰巡航导弹,同时该系统也具有保证作战部队进入的关键能力,主要是利用潜艇,水面部队及陆战队的力量来对付诸如小型舰艇群,海上飞机和无人机一类的非对称、反进入威胁。

  为海军潜舰装备激光武器系统的发展是海军未来“海上打击”概念的一部分。早在上个世纪70年代,美国海军就开始了此项技术的研究,之后斥资开发了中型红外高级化学激光器,这是西方世界研制出的首台百万瓦特级连续波化学激光器。此后该型激光器一直被作为美国国防部高能激光器项目的测试平台。

  冷战结束后,美国海军的作战环境发生了巨大变化,海军也开始它的作战转移,即从大海作战转变为沿海作战,作战形式也由进攻型海战转变为舰只自卫,因此,海军的高能激光武器计划也一定要进行调整。海军认识到作为海上应用的激光器,克服海洋环境引起的传输效应至关重要。海军的研究表明在近海作战中,热晕限制了高能激光束的大气传输,因此,也就限制了激光武器的效能。而化学激光器的波长对于沿海的环境并不是最佳的。于是,海军的高能激光计划改变了方向,于1995年完全停止了研究化学激光器装舰可行性的工作,转向其他激光发生途径。

  2001年,由于陆军系统一系列试验的成功,美国海军海上系统司令部重新开始了对这项技术的研究,建立了专门的项目办公室。不过,该办公室的主要任务其实是要借助于陆军系统在这方面已有的研究成果,研究怎么样将已有的技术进行改进,以方便海军舰船装备。目前,海军官员已与陆军高能激光系统实验设施负责人洽谈,商议租用一些陆军激光基础设施的事宜。但是,海军的兴趣还是集中在固体激光技术方面,因为此种技术的应用可使他们不必在船上存放高危化学物品,也能避免激光产生时生成的有毒化学物质。

  为了将来能使用激光武器,海军已经计划在包括下一代航母CVN 21在内的几种新型战舰上安装大功率的发电设备。当激光武器研发成功,并改进和产出以后,就会在这些战舰上部署和使用。

  虽然陆军在激光炮研究方面成果显著,但令人关注的却是空军的机载激光武器项目,该项目以波音747大型客机为载体,把大型的化学激光器由地面搬到空中,将使用美军的空中力量再增添一把利剑。

  陆军研发的化学激光器也被空军用于发展其激光项目,空军的机载激光器项目旨在将巨型化学激光器放置在一架747飞机上,击落处在飞行初段的弹道导弹。

  美国空军在1999年采购一架新波音747飞机,并将头部改装成炮塔。改进后的波音747已在2001年进行了首飞,但当时飞机上没安装激光炮,以检验其空气动力学影响。把激光器安装到这架波音747飞机上,再经过数次试验,整套系统预计将在2004年底到2005年初实现击落“飞毛腿”导弹的目标。到那时,这架样机就可以投入作战,届时,这个大型怪物将是迄今最大的武器。

  诺·格公司进行的发射试验证明,激光器能够从固定位置产生足以摧毁导弹的热量。下一个需要跨越的障碍,是要让激光器在以1000千米小时的速度飞行在距地面1.2万米高的飞机上完成同样的工作——这需要非常大程度上减轻设备的重量。在地面设备上发射激光时,在激光器下面浇注了数吨的水泥,以确保基础牢固,但波音747在空中飞行时是不可能一动不动的。

  机载激光器将携带足够的化学原料,可以对目标进行大约20次射击。但是,由于化学激光系统价格昂贵,陆军正考虑将其退役,陆军相信固体激光技术可为他们提供体积更小,足以安装至机动车辆上的系统。2002年,一台10千瓦的固体热能激光系统已开始运作,在一次演示实验中,该系统发射的激光束在6秒钟内切开了三块厚约3毫米的钢板,此种10千瓦的系统是陆军下一步计划生产的100千瓦系统的前期产品。固体激光项目也引起了空军的注意,目前空军内部正讨论可否以该系统取代其飞机上现役的化学激光器。

  除了选用机载方式外,空军还在开发反射中继技术,该技术可大幅度的提升激光器作战性能,满足美国部队的需求。从一地面光源发射一束激光,经过空间设备的反射,使光束击中地面目标。该技术可克服许多限制因素,实现从地面、海上或空中对视距外目标的精确打击,还能重新汇聚经过大气传输后散射的光束。

  在美国陆海空各自努力把激光炮作为重点研究项目时,美军还计划把激光炮搬到太空轨道或卫星上去,此举将打破太空无武器的界限,在实际战斗中,可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击,以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星,甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。?

  高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时,一经发现对方目标,即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间,居高临下,视野广阔,更是如虎添翼。美空军的机载激光器计划采用的很多技术成果都源于美军在冷战时期研究太空激光武器的成果。从冷战初期以来,美国军方就一直在探索研究很多类型的激光武器。美国和前苏联都在核动力军舰和卫星上进行过激光器的试验,所有这些试验都是为了击落对方的洲际弹道导弹和轰炸机。这些方案后来成了美国前总统里根提出的“星球大战”计划的核心组成部分。

  如今,美国建立国家导弹防御系统的计划,已经被称为“星球大战计划”的“续篇”。2003年7月,英国曾披露:布什政府已决定,美国将恢复太空军用激光器方面的研究,在最近几年内将向太空轨道发射4000颗卫星,每颗都载有拦截弹道导弹的激光炮。这样一来,届时太空上美国激光炮的总数至少要达到4000门。部署激光炮恰恰是当年里根政府“星球大战计划”的要素。当时美国政府就为此耗费了差不多50亿美元。1993年该计划因遭到反对而被冻结。现在则即将拨款继续从事这方面的研究。

  西方至今还广泛流传着这样一个故事:古希腊时代的一天,罗马战船大举入侵。年迈的阿基米德组织众多的妇女,手持镜片,将太阳光聚集到一处,神奇地将那些罗马战船统统烧毁。这应该是使用光线作为武器的原型。而激光武器从诞生开始就象传说中的那样,作为一种偏重防守的武器而使用,但随着这项技术的完善,它的攻击性也将越来越强。

  激光速度每秒钟达30万千米,用激光炮射击飞机、导弹、坦克等活动目标,就像用手电筒照射物体那样,指哪打哪,不需要仔细考虑提前量,而且操作简单便捷。手中拥有这样的武器,人们不禁担心,它的所有者是不是真的只将其用于防备。不过,美国国防部在宣传激光武器时,从来不强调它的攻击性,只是把人们关注的焦点聚集在它的反导功能上。但今年6月份,德国媒体曾披露美国将于今年下半年发射的卫星上会装备一种具有打击能力的武器系统,并暗示该系统可能就是激光武器。美军官员也早已承认,美国已经打破空间非武器化的原则。

  目前的激光器发展计划只能满足某一军种需要和某一功能的需要,例如暂时只能用它来拦截导弹。国防部的目标是要研制出能够直接威胁发射这些导弹的飞机、坦克和战车的激光武器。为此,国防部长拉姆斯菲尔德希望国防部对各军种负责的多个作战激光器项目进行协调,并要求在今年10月提交一份计划,使这些激光武器更好地满足潜在的更广泛的战场应用。

  美陆军和空军各自制定的长期激光器计划,为将来形成更广泛的国防部定向能武器路线图创造了基础。由于激光武器上述的特殊性以及研究的可实现性,今年5月份,美国防部转型办公室建议政府加大对激光武器的投资。随着统一规划计划的实施,美军激光炮研究的步伐将会更快,而在美军“先发制人”的打击要求下,这一“新杀手”在战场上充当美军主力的日子也为时不远。


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