美國空軍(jun) 從(cong) 1967年5月立項研製激光製導炸彈,1972年5月10日在越南戰場上率先實戰使用激光製導炸彈,一舉(ju) 摧毀自1967年以來組織64次空襲作戰卻一直沒能摧毀的戰略目標杜美大橋,由此催生了“靈巧炸彈”和“精確製導武器”這兩(liang) 個(ge) 軍(jun) 事術語。在驗證激光製導的精準性後,人們(men) 開始探索直接利用高能量的激光去殺傷(shang) 目標,這就是激光武器。
冷戰時期,美蘇都在秘密地研製專(zhuan) 門攻擊衛星的高能激光武器。1991年蘇聯解體(ti) 後,美國政府放棄反衛星項目,激光武器的研製重點從(cong) 太空部署的天基激光武器轉向了機載反導激光武器。
激光武器是一種新概念武器,它依靠輸出高能量的激光束去攻擊目標,直接殺傷(shang) 破壞目標或使之喪(sang) 失作戰效能。其原理是利用激光的高亮度等特性,主要有三個(ge) 特點。
第一是燒蝕效應。強激光束照射在目標上,部分能量被靶材吸收後轉化為(wei) 熱能,使表層材料加熱、軟化、熔融、汽化直至電離,使靶材表麵形成凹坑甚至穿孔。這種燒蝕作用是激光對目標的基本破壞形式。
第二是激波效應。激波是指氣流中的強壓縮波。超音速運動的物體(ti) 會(hui) 壓縮前方的氣流,形成一個(ge) 壓力、溫度和密度突然升高、流速突然減慢的波麵——激波。激波傳(chuan) 播到靶材背麵,會(hui) 產(chan) 生強大的反射。外表麵的激光與(yu) 內(nei) 表麵的激波同時對靶材前後夾擊,會(hui) 立即拉斷靶材,造成層裂破壞。
第三是輻射效應。靶材表麵因汽化而形成等離子體(ti) 雲(yun) ,等離子體(ti) 大量地吞噬激光能量,一方麵對激光起到屏蔽作用,另一方麵又能夠輻射出紫外線甚至X射線,造成靶材結構及其內(nei) 部電子、光電元器件損傷(shang) 。
激光武器正是靠著這厲害的“三板斧”,幾乎可以殺傷(shang) 和破壞一切類型的目標。這種無堅不摧、無往不勝的超強能力,吸引著各國軍(jun) 事人員和技術人員研製開發激光武器。
激光武器的“誘”與(yu) “惑”並存
激光武器根據能量不同,可分為(wei) 低能激光武器和高能激光武器。低能激光武器可以致盲或致死作戰人員,也可以幹擾或破壞武器係統的光學器件、電子元器件等;高能激光武器可以直接摧毀武器係統。在用途上,主要分為(wei) 用於(yu) 致盲、防空的戰術激光武器和用於(yu) 反衛星、反彈道導彈的戰略激光武器。
低能激光武器的技術門檻不高,如激光致盲武器,又稱激光槍,可令數公裏至十餘(yu) 公裏外的人眼睛暫時或永久失明。20世紀80年代後期,激光致盲武器進入演示驗證或工程研製階段。20世紀90年代初,出現用可調諧激光器製成的新型激光致盲武器,更難以防範。據報道,激光致盲武器已經在一些局部戰爭(zheng) 中得到小範圍應用,主要用於(yu) 照射敵方戰機飛行員、武器操作手的眼睛或光學瞄準係統等。
當前,激光武器發展的熱門領域是高能激光武器,又稱為(wei) 強激光武器或激光炮,其綜合技術難度相當大。
激光殺傷(shang) 破壞目標的威力大、效果好,但客觀地說,激光武器是“誘”與(yu) “惑”並存——就是好處多多,但麵臨(lin) 的困惑也不少。
與(yu) 傳(chuan) 統殺傷(shang) 性武器相比,激光武器具有五大優(you) 勢:一是快速。用火炮、導彈攻擊運動目標時,必須由火控係統預先計算出提前量,而激光以每秒30萬(wan) 公裏的光速傳(chuan) 播,響應速度快,發射瞬間即可命中目標;
二是靈活。發射激光束幾乎沒有後坐力,易於(yu) 迅速變換射擊方向,並且射擊頻率高,能在短時間內(nei) 攔擊不同方向上的多個(ge) 目標。在抗擊空中目標飽和攻擊的地麵、海上防空作戰中,這個(ge) 優(you) 勢是現有防空武器係統無法企及的;
三是準確。激光束發散角很小,可以準確地聚焦在目標上,甚至直接瞄準和擊中目標的薄弱部件,把“指哪兒(er) 打哪兒(er) ”和“打哪兒(er) 指哪兒(er) ”合為(wei) 一體(ti) ,精確度極高;
四是作戰效費比高。一枚中程地空導彈需要數十萬(wan) 美元,一枚單兵便攜式近程防空導彈也要幾萬(wan) 美元,而兆瓦級的氟化氘激光器發射一次隻要幾千美元,二氧化碳激光器發射一次隻要數百美元,它能以最小代價(jia) 獲取最大戰果;
五是抗電磁幹擾能力強。激光武器本身對作戰環境的汙染和破壞較小,激光也不受電磁幹擾,在複雜戰場電磁環境中仍然可以發揮作用。
當然,激光武器在技術上、使用上也存在一些問題。一是受環境因素影響大。激光武器在稠密大氣層中使用時,大氣會(hui) 耗散激光束的能量,使之發生抖動、擴展和偏移;大霧、重霾、大雪、大雨等惡劣天氣及戰場煙塵、人造煙霧等對激光影響更大,激光武器不能全天候作戰使用。在技術上主要靠“窗口效應”,即尋找適合遠距離、低損耗傳(chuan) 輸的激光波長;
二是作用距離有限。隨著射程增大,照射在目標上的激光束功率密度會(hui) 隨之下降,毀傷(shang) 力減弱,從(cong) 而使有效殺傷(shang) 距離受到限製;
三是穩定跟蹤瞄準難度大。激光發射係統屬於(yu) 精密光學係統,跟蹤瞄準的時間極短,對精度和穩定性的要求很高;
四是能量轉換效率較低。高能激光武器要產(chan) 生1000千瓦~2000千瓦的激光束殺傷(shang) 目標,需要大型的初級能源供應裝置,武器係統體(ti) 積龐大,整個(ge) 武器係統至少也要分裝在兩(liang) 三輛重型卡車底盤上,導致戰場機動性、實用性差,激光武器係統在戰場上的生存能力還有待於(yu) 實戰考驗。
同時,激光武器的應用也催生了對抗手段的發展。空中、地麵、海上作戰的武器平台普遍加裝了激光告警裝置和煙幕發射裝置,重點是對抗激光製導武器,對低能激光武器也有一定抗擊作用。
激光武器是對付無人機“狼群攻擊”的有效防禦武器
20世紀80年代,美國空軍(jun) 利用加油機平台改裝成功實驗型的NKC-135A低能量機載激光武器,在實驗中擊落過多枚飛行中的“陶”式反坦克導彈和“響尾蛇”空空導彈。在此基礎上,美國空軍(jun) 發展實驗室和波音公司、諾思羅普·格魯曼公司、洛克希德·馬丁公司聯合研製了YAL-1A機載激光武器項目,這也是唯一的用於(yu) 助推段攔截的反導武器。其利用波音747-400F飛機平台進行改裝,加裝功率達兆瓦級的氧碘化學激光器,用於(yu) 攔截在主動段飛行的戰術彈道導彈。
2004年,美國空軍(jun) 開始進行攔截彈道導彈的試驗並取得成功,但2014年放棄了這個(ge) 項目,兩(liang) 架試驗樣機被送到著名的“軍(jun) 機墳場”,幾十億(yi) 美元投資打了水漂。主要原因在於(yu) YAL-1A沒有實戰價(jia) 值,因為(wei) 要在彈道導彈剛剛發射升空的助推段進行攔截,盡管反導效果最好,但激光攔截導彈的殺傷(shang) 距離隻有400公裏,必須貼近敵方導彈發射基地打“近戰”。試想一下,波音747身軀如此龐大,又沒有任何空戰防禦能力,怎麽(me) 可能會(hui) 做到“殺敵而不被毀於(yu) 敵手”呢?
要知道,矛與(yu) 盾總是對抗發展、迭代升級的,俄羅斯的C-400地空導彈武器係統對空中目標的最大攔截距離就是400公裏。而值得關(guan) 注的是,美國空軍(jun) 在停止YAL-1A機載反導激光武器後,曾經計劃把相關(guan) 技術成果轉移應用於(yu) 大型無人機平台上,開發新一代助推段攔截激光武器係統。
2014年8月,美國海軍(jun) 在“龐塞”號兩(liang) 棲船塢運輸艦上率先安裝了第一部激光武器,主要進行艦載激光武器作戰驗證,前兩(liang) 年已經成功完成攔截無人小艇的作戰試驗。今年7月中旬,“龐塞”號在波斯灣進行了激光武器對抗無人機的防空作戰試驗:先釋放一架無人機,3名射手操縱激光武器瞄準目標,無人機機翼瞬間被燒毀而掉入大海,整個(ge) 打擊過程精準高效且隱秘無聲。
這表明,激光武器在末端防空、防禦“低慢小”空中目標方麵大有用武之地,是對付低空超低空無人機“狼群攻擊”的有效防禦武器。目前,“龐塞”號艦載激光武器主要用於(yu) 摧毀飛機和小型船隻,美國海軍(jun) 正在開發更強大的第二代激光武器係統,有可能用於(yu) 對付更強大的目標,如攔截導彈。
2015年5月,被稱為(wei) “創新工場”的美國國防部國防高級研究計劃局宣布,其剛剛完成一套機載激光武器係統的首輪測試,這套係統最終能夠實現將激光武器安裝在無人機和戰鬥機上。其目標是研製出150千瓦的激光武器係統,它要比具有類似威力的現有激光武器體(ti) 積小且質量輕10倍,能夠安裝在戰術飛機上,對抗地麵對空威脅。
美國陸軍(jun) 也有激光武器項目。2004年,美軍(jun) 在阿富汗戰場上實戰使用“宙斯”激光掃雷器。它安裝在悍馬車上,功率10千瓦,能摧毀近距離的未爆彈藥。
今年6月26日,美國陸軍(jun) 和雷聲公司宣布,安裝在AH-64“阿帕奇”武裝直升機上的高能激光武器測試取得成功,在新墨西哥州白沙導彈靶場,AH-64使用高能激光炮吊艙成功命中1400米外的目標。這是高能激光係統首次經直升機發射,在不同的高度、氣流速度以及飛行狀況下命中多種目標。
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