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關(guān)注高能激光武器:光學(xué)讓它從夢想變?yōu)楝F(xiàn)實!
材料來源:光電資訊          

高能激光武器又稱強激光武器,是利用高能激光束摧毀飛機、導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星等目標或使之失效的定向能武器。它主要由高能激光器、精密瞄準跟蹤系統(tǒng)和光束控制系統(tǒng)與發(fā)射系統(tǒng)組成。高能激光器是強激光武器的核心,用于產(chǎn)生高能激光束 。

初始發(fā)展

高能激光武器的研究始于20世紀60年代初。開展這一領(lǐng)域研究的國家主要有美、蘇、法、聯(lián)邦德國等,美、蘇兩國投入的力量最大。美國對強激光武器一直很重視,積極發(fā)展各項單元技術(shù),同時研制了一些試驗樣機,進行過演示性的驗證試驗。

1978年,用氟化氘化學(xué)激光器擊落過一些“陶”式反坦克導(dǎo)彈;

1979年,用激光照射模擬的洲際彈道導(dǎo)彈助推器,使之變形、破裂;

1983年5月,用機載二氧化碳激光器擊落5枚“響尾蛇”空空導(dǎo)彈,9月又擊落3架模擬攻擊軍艦的巡航導(dǎo)彈的低空飛行靶機。

蘇聯(lián)對發(fā)展強激光武器的年研究費用約為美國的3~5倍,發(fā)展水平與美國大致相當。

優(yōu) 點

激光束以光速傳播,射擊時一般不必考慮提前量,命中率極高;激光束質(zhì)量近于零,幾乎沒有后坐力,能迅速變換射擊方向,可在短時間內(nèi)攔擊多個目標。

弱 點

激光束發(fā)散角隨著射程的增大而加大,使射到目標上的激光束功率密度也隨之降低,毀傷力減弱,使有效作用距離受到限制。使用會受到環(huán)境影響。強激光武器不僅可攔截低空快速運動的飛機和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈,而且在反戰(zhàn)略導(dǎo)彈、反衛(wèi)星以及光電對抗等作戰(zhàn)中,能發(fā)揮獨特作用。但它不能取代其他武器,而是需要同其他武器配合使用。

高能激光器

高能激光器的種類比較多,如:CO2電激勵激光器、CO2氣動激光器、HF化學(xué)激光器、DF化學(xué)激光器、氧碘激光器、維分子激光器、自由電子激光器和核激勵激光器等。其中DF化學(xué)激光器具有能量高(可達500—1000J/g)、激光束質(zhì)量好、不需要外電源、輸出功率高、大氣傳輸性能好等優(yōu)點。目前,DF化學(xué)激光器的連續(xù)波輸出功率已達2200kw,輸出功率5000kw的激光器也正在實驗中。實驗證明,兆瓦級的激光武器能夠滿足水面艦艇近程反導(dǎo)防御的需要。 

精確跟蹤瞄準系統(tǒng)用來捕獲、跟蹤高速飛行的目標,引導(dǎo)光束瞄準射擊。高能激光武器是靠激光束直接照射目標并停留一定的時間而造成破壞的,所以對跟蹤瞄準裝置的速度和精度要求較高。 

光束控制與發(fā)射系統(tǒng)的作用是將激光器產(chǎn)生的激光束定向發(fā)射出去,并通過自適應(yīng)補償矯正偏差、準確跟蹤目標及消除大氣效應(yīng)對激光束的影響,以保證將高質(zhì)量的激光束聚焦到目標上,達到最佳的破壞效果。 

主要毀傷機理

燒蝕效應(yīng),激光照射目標時,其巨大的能量被目標吸收,轉(zhuǎn)化為熱能,使目標表面汽化,蒸汽以高速向外膨脹,同時將一部分液滴甚至固體顆粒帶出,從而使目標表面形成凹坑或穿孔而遭破壞。 

激波效應(yīng),在目標被激光照射時,表面蒸汽向外噴射的極短時間內(nèi)會給目標以反沖作用。這就相當于一個脈沖載荷作用于目標表面,在其內(nèi)部的固體材料中形成激波,激波傳到目標后表面再產(chǎn)生反射,使目標發(fā)生斷裂破壞。 

輻射效應(yīng),目標表面因激光照射汽化而形成等離子體,等離子體一方面對激光起屏蔽作用,另一方面又能夠輻射紫外線甚至X射線,使內(nèi)部元件損傷。實驗發(fā)現(xiàn),這種紫外線或X射線有可能比激光直接照射引起的破壞更有效。 

最新發(fā)展

美國海軍驅(qū)逐艦2021年

將裝備高能激光武器打擊無人機

外媒報道稱,美國海軍計劃2021年前在部署于美國西海岸的阿利·伯克級Flight IIA型驅(qū)逐艦上加裝高能激光和集成光學(xué)致盲監(jiān)視武器(HELIOS)系統(tǒng)。

據(jù)了解,HELIOS系統(tǒng)能發(fā)射60千瓦的激光,比2014年初配備在“龐塞號”(USS Ponce)兩棲運輸艦試驗艦上的固體激光武器發(fā)射功率高三倍,主要用于打擊來襲小型艦艇和無人機。2018年,洛馬公司與美國海軍簽訂價值1.5億美元、交付兩套HELIOS武器系統(tǒng)的合同,其中一套用于陸上測試,另一套加裝在軍艦上。

隨著激光武器不斷投入使用,美國海軍現(xiàn)有作戰(zhàn)系統(tǒng)與之集成的問題也日益突出。激光武器系統(tǒng)不僅要發(fā)揮打擊作用,而且還要提供比現(xiàn)有艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)更為精確的目標鎖定數(shù)據(jù)。將提供目標鎖定數(shù)據(jù)能力與發(fā)揮攻擊力有機結(jié)合,成為HELIOS武器系統(tǒng)的一大挑戰(zhàn),此外,海軍接裝人員還將從頭學(xué)習(xí)利用現(xiàn)有作戰(zhàn)系統(tǒng)控制激光武器的操作規(guī)程。美國海軍計劃下一步開發(fā)具有抵御反艦巡航導(dǎo)彈等更大威脅能力的激光系統(tǒng)。

美軍研發(fā)新型艦載

集成高能激光武器

美國洛克希德-馬丁公司宣布,公司已獲得一項價值1.5億美元的合同,以交付被稱為“高能激光及集成光學(xué)眩目監(jiān)視系統(tǒng)”(HELIOS)的集成高能激光武器系統(tǒng)。

洛克希德-馬丁公司副總裁、集成作戰(zhàn)系統(tǒng)和傳感器部總經(jīng)理米歇爾·埃文斯說:“‘HELIOS’項目是首個此類項目,它將激光武器、遠程ISR和反無人機能力結(jié)合在一起,大大提高了美國海軍的態(tài)勢感知能力并增加了分層防御的選項。”

據(jù)外媒報道,英國皇家三軍研究所專門研究作戰(zhàn)空中力量和軍事科學(xué)團隊技術(shù)的研究員賈斯廷·布朗克說,美國軍方幾十年來一直在試驗化學(xué)能量激光武器。然而,近年來的重大進展是固態(tài)激光武器系統(tǒng)的輸出功率和光束質(zhì)量,這些武器僅是從電流中獲得能量,而不是通過化學(xué)反應(yīng)獲得能量。

布朗克表示,高能激光武器已成為現(xiàn)實,至少在海軍應(yīng)用方面是這樣。激光的破壞潛力與其所能釋放的能量成正比。

日本開始高能軍用激光武器研究

據(jù)外媒報道,日本防衛(wèi)省將開發(fā)高能軍用激光武器,以攔截迫擊炮彈和低空飛行的無人機。在2018年財務(wù)預(yù)算中,防衛(wèi)省用于激光武器研究的開發(fā)費用達87億日元。據(jù)悉,日本計劃盡快公開競標,以制造一個用于研究的陸基激光武器原型機,并于2023年完成技術(shù)評估。目前世界上有多個國家開展激光武器研究,美國已經(jīng)開始在艦艇上列裝使用。

未來展望

固體激光器雖然先天不足,但可以攻擊速度較慢的小飛機或?qū),即使威力不夠硬殺傷,也能燒壞目標的制?dǎo)設(shè)備達到軟殺傷的效果。而氟化氘化學(xué)激光器因為波長問題威力稍差一點,但也能在反巡航導(dǎo)彈、反炮彈任務(wù)中發(fā)揮作用,成為近程護衛(wèi)的利劍。而最終拔得頭籌的無疑是具備最高能量輸出的氧碘化學(xué)激光器,它將在未來戰(zhàn)場上擔(dān)當起攔截彈道導(dǎo)彈、攻擊敵方空間飛行器或在軌衛(wèi)星等的殺手锏。


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