對抗中國“東風-21D”、俄羅斯“鋯石”新型反艦導彈，美國航母戰(zhàn)斗群加緊研發(fā)艦載激光器、電磁炮
今天似乎美國海軍航母戰(zhàn)斗群具備足夠強大的防護手段，可以有效抗擊反艦巡航、彈道導彈的打擊。但是許多軍事專家對此表示懷疑：未來這些防護手段足以對抗中國“東風-21D”、俄羅斯“鋯石”等新型反艦導彈的密集攻擊嗎？
一、艦載防空反導武器一次齊射耗資驚人
關于新概念武器的研制，美國國會收到一份報告。報告中，許多軍事專家表達了擔憂：一些作戰(zhàn)場景下，如果敵人使用各類空襲兵器對美國水面艦艇發(fā)動密集攻擊，海軍傳統(tǒng)的防護裝備顯得力不從心：一是彈藥基數(shù)不足；二是這一基數(shù)中艦載防空反導導彈的造價相當昂貴，相比而言，敵人的進攻武器卻要廉價得多。
眾所周知，美國海軍導彈巡洋艦的彈藥基數(shù)是122枚導彈，而驅逐艦是90-96枚導彈。然而導彈武器庫中，一部分是用于打擊地面目標的“戰(zhàn)斧”巡航導彈，另一部分是反潛導彈。剩下的才是防空導彈，可能只有幾十枚。此時還要考慮：為了提高對空中目標的毀傷概率，通常對一個目標要發(fā)射兩枚導彈，這使得彈藥基數(shù)消耗得相當快。在艦艇通用垂直發(fā)射系統(tǒng)中，各種型號的導彈是混合安裝的，只有通用垂直發(fā)射系統(tǒng)返回原位，才能換裝。
如果分析美國海軍艦載防空導彈具體型號的造價，就會發(fā)現(xiàn)水面艦艇的防御耗費驚人。例如，為了防御艦艇免遭飛行器、反艦巡航導彈的打擊，近程使用RAM導彈，每枚90萬美元，ESSM導彈，每枚110-150萬美元。對飛行器、反艦巡航導彈進行中程防御，在末段防御反艦彈道導彈，使用“標準”SM-6防空導彈，每枚價值390萬美元。“標準”SM-3 Block1B （每枚1400萬美元）和“標準”SM-3 Block ⅡA（每枚2000萬美元以上）導彈用于在大氣層外的中段攔截反艦彈道導彈。
為了顯著提高海軍水面艦艇的防御效能，美國正在積極研發(fā)艦載激光器、電磁炮。未來如果這些裝備研制成功，將有效抗擊空中、水面來襲兵器。
二、強大的激光
美國海軍在高能軍用激光器研制領域成績斐然：目前可在1.6千米對抗一定型號的水面、空中目標，未來幾年內(nèi)將在戰(zhàn)斗艦艇上部署。近幾年也將部署更加強大的激光器，將使美國海軍戰(zhàn)斗艦艇距離16千米對抗水面、空中目標。除了遂行其他任務，這些激光器可以保證戰(zhàn)斗艦艇的末段反導防御，對抗反艦彈道導彈，包括中國新型的“東風-21D”反艦彈道導彈。
美國國防部和海軍目前正在研制3種可用于戰(zhàn)斗艦艇的激光器：固體纖維激光器SSL，隙縫式激光器SSL和自由電子激光器FEL。
海軍建造了小功率自由電子激光器FEL的試驗型號，目前正在研制這一類型的大功率激光器原型機。
對抗各類威脅，包括彈道導彈時，激光武器具備許多優(yōu)勢，同樣也存在一些不足。
激光武器的主要優(yōu)勢是經(jīng)濟性。為了產(chǎn)生發(fā)射激光所需的電能，要消耗艦艇燃料，一次發(fā)射的成本還不到一美元。做個對比，一枚近程防空導彈價值90-140萬美元，一枚遠程防空導彈- 幾百萬美元。激光器為戰(zhàn)斗艦艇提供了備選方案：消滅并非十分重要的目標，如無人機時，可以優(yōu)先使用激光器；而防空導彈留作消滅更加重要的目標。戰(zhàn)斗艦艇是十分昂貴的海軍裝備，為了與其對抗，敵人可能使用大量相對廉價的戰(zhàn)斗裝備：小艇、無人機、常規(guī)反艦導彈和反艦彈道導彈。因此，使用激光后，可以明顯改變艦艇防御的效費比。戰(zhàn)斗艦艇導彈、火炮彈藥基數(shù)有限，打光后不得不暫時退出戰(zhàn)斗補充彈藥。激光武器發(fā)射次數(shù)基本沒有限制，可以用于消滅消耗艦艇彈藥基數(shù)的假目標。未來的艦艇配備激光、導彈武器后，與目前垂直發(fā)射系統(tǒng)配備大量導彈的艦艇相比，尺寸會更小，造價也更低。
激光保證幾乎瞬間毀傷目標，沒有必要像反導導彈那樣計算來襲目標的復雜彈道。激光束對準目標幾秒就會將其消滅，然后可以轉而瞄準其他目標。戰(zhàn)斗艦艇在海岸附近作戰(zhàn)時，這十分重要，因為敵人可能在相對較近的距離使用導彈、火炮和迫擊炮對艦艇發(fā)動密集攻擊。
激光武器還可以毀傷空氣動力性能超過艦載反導導彈的高機動性目標。
激光保證附帶損傷最小，特別是在港口地幅作戰(zhàn)時。除了毀傷目標外，激光還可用于探測和跟蹤目標，對其發(fā)起非致命性攻擊，保證壓制敵人的艦載光電傳感器。
三、激光的不足
激光只能攔截視距內(nèi)的目標，無法消滅超視距目標。波濤洶涌的海面上，攔截小尺寸目標受到諸多限制。
由于在大氣層中被吸收、散射，穿越大氣層時，激光的強度會明顯減弱。由于大氣紊流和激光束對大氣加溫，會產(chǎn)生宏觀不均勻性。結果激光束會發(fā)散，導致能量密度下降- 這是激光武器殺傷性能最重要的指標。
由于需要在有限時間內(nèi)多次重新瞄準，如果艦艇上只有一部激光器，抗擊密集打擊時，會明顯力不從心。因此，需要像末段自衛(wèi)高炮那樣，在戰(zhàn)斗艦艇上部署多部激光器。
打擊防護性目標（燒蝕表面、高反射性表面、物體旋轉）時，與強大的兆瓦級激光器相比，千瓦級小功率激光器可能效果不佳。而增大激光器的功率則要提高其造價和重量。激光器誤射也可能造成不希望的附帶損傷，誤傷己方的飛機，甚至衛(wèi)星。
四、電磁炮
為了對固體激光器進行有效補充，美國海軍從2005年起開始研制電磁炮，電源為兩條平行（共軸）的通電軌道施加電壓。經(jīng)改進后，海平面上電磁炮的出膛速度能達到5.9-7.4馬赫。
起初美國海軍研制電磁炮的設想是：實施登陸戰(zhàn)役時，為海軍陸戰(zhàn)隊提供直接岸上支持，后來發(fā)現(xiàn)，應優(yōu)先將其用于攔截反艦導彈的攻擊。目前海軍積極注資研制兩款型號的電磁炮，從2012年起已經(jīng)開始評估。這兩種型號發(fā)射的炮彈能量可達20-32兆焦耳，保證炮彈的射程達到90-185千米。
2014年4月，海軍宣布計劃于2016年財年將電磁炮的試驗型號安裝在快速多用途雙體登陸艦JHSV上進行海試。2015年獲悉，海軍計劃于2020-2025年列裝電磁炮。四月獲悉，海軍可能于二十一世紀二十年代中期為最新型的“茱姆沃爾特”驅逐艦（DDG-1000）安裝電磁炮。
2014年美國海軍海上系統(tǒng)司令部NAVSEA不經(jīng)意間發(fā)布了建造強大軌道電磁炮的信息需求，于12月22日發(fā)布在政府網(wǎng)站FedBizOpps上，四小時后馬上進行了刪除。其中涉及研制電磁炮火控系統(tǒng)傳感器的具體信息需求：電子掃描視界角應在90度以上（在方位角、高低角平面），有能力遠距跟蹤小反射面積的目標，跟蹤并毀傷大氣層中的彈道目標，屏蔽環(huán)境干擾（天氣、地形和生物干擾），抗擊彈道導彈打擊時，保障高速處理數(shù)據(jù)，保證防空和毀傷水面目標，同時可以跟蹤來襲目標并發(fā)射超音速炮彈，并對戰(zhàn)斗毀傷程度進行高質量評估。此外，火控系統(tǒng)傳感器應迅速形成火控回路，提高技術、戰(zhàn)術對抗的穩(wěn)定性，跟蹤、處理數(shù)據(jù)速度快，應于2018財年第三季度建造試驗樣機，保證于2020-2025年投入戰(zhàn)備。
“BAi系統(tǒng)”公司2012年制造出第一臺電磁炮樣機，功率達32兆焦耳。幾個月后，“通用自動化”公司也生產(chǎn)出另一種競爭性樣機。
在第一階段成果的基礎上，開始了第二階段，在其框架內(nèi)集中力量研制能夠使射速達到每分鐘10發(fā)的設備、方法。為了保證射速，需要研制電磁炮最有效的熱控制方法。
在快速多用途雙體登陸艦JHSV-3上進行了電磁炮最初型號的試驗。這是2016年財年的計劃，試驗了單發(fā)發(fā)射。計劃于2018年進行艦載集成電磁炮的半自動狀態(tài)發(fā)射。
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