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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,然后發(fā)射激光對目標進行照射,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)對目標的跟蹤距離超過5千米,在2千米內(nèi)可以對目標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摧毀試驗,只不過當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,不過要應對無人機目標需要其他地面探測和跟蹤設備的配合。

  近年來,迫于戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型以及防務預算的削減,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,特別是用于應對小型、近距離威脅的戰(zhàn)術級激光武器系統(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用考慮,這些戰(zhàn)術級的激光武器系統(tǒng)主要以陸基和海基艦載為主。

  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。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。

  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,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)對目標進行光電跟蹤和雷達測距,并在捕獲目標后引導激光武器系統(tǒng)發(fā)射激光并準確聚焦到目標上將目標燒毀。

  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,而不是像以前一樣由雷神公司主導。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?shù)停瑔未问褂贸杀炯s1美元,而一枚普通防空導彈的造價也要接近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)射到命中目標的時間又極短,所以盡管面對多個目標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。今年4月,美國亞利桑那大學和中央佛羅里達大學的科研人員對外宣布了一項新技術,采用該技術能夠發(fā)送高強度激光束,并可穿過大氣層或者到達更遠的距離。這項技術的核心在于在高強度主激光束中嵌入低強度次激光束,當主激光穿過空氣時,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,有點向當前的戰(zhàn)斗機空中加油技術,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。盡管兩所大學的科研人員稱這項技術未來主要用于防災,比如吸引和引導閃電的突然放電,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建的導彈防御系統(tǒng)提供新的技術手段,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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