近年來,隨著科技進步,被稱為(wei) “未來戰爭(zheng) 撒手鐧”的激光武器成為(wei) 不少國家競相發展的重點,並取得一定成果。前不久,美國海軍(jun) 已將首套“艦載激光眩目攔截器”安裝在阿利伯克級驅逐艦“杜威號”上。
而在此前,俄羅斯研製的“佩列斯韋特”激光武器已在俄部分軍(jun) 區開始戰鬥值班。俄羅斯軍(jun) 事專(zhuan) 家列昂諾夫表示,這款激光武器可用於(yu) 防空和反導,尤其在打擊敵無人機領域優(you) 勢明顯。
與(yu) 此同時,以色列、英、法等國也在研發激光武器方麵傾(qing) 注了很大熱情。那麽(me) ,各國為(wei) 何會(hui) 對激光武器如此孜孜以求?高功率激光武器的時代是否已經到來?今天,就讓我們(men) 一探究竟。
激光特有的屬性使其“武器化”成為(wei) 必然
科幻電影《星球大戰》中,不論是令人眩目的激光槍、激光劍,還是發射超強光束摧毀星球的終極武器“死星”,漫天光束紛飛的場景賺足了觀眾(zhong) 眼球。
如今,大銀幕上的科幻場景已部分變為(wei) 現實。而且,這一變化仍在繼續,且呈現出加速態勢。
各國為(wei) 何對研發激光武器趨之若鶩?借用武俠(xia) 小說中的說法,激光武器或可比作能夠在天際間自由揮灑的高威力“六脈神劍”。
這種威力來源於(yu) 激光特有的屬性,來源於(yu) 它具有成為(wei) 未來理想武器的巨大潛力。
激光,是一些物質原子中的粒子被光或電激發到一定程度後放射出來的光。這種光束相位、頻率、方向完全相同,顏色很純,能量高度集中,因此有“最快的刀”“最亮的光”“最準的尺”之稱。
它能通過定向發射照射目標,用高能量將目標表麵材料在瞬間加熱至軟化、熔化、氣化甚至電離程度,而且始終靜音。
這種特性使“激光武器化”成為(wei) 必然,且使激光武器具備了其他武器無法比擬的優(you) 點。
一是快。激光束能以每秒30萬(wan) 千米的速度射向目標。一般的攔截導彈速度為(wei) 10馬赫,而激光的速度比它快8萬(wan) 多倍。如果能量足夠強大集中,發現即摧毀將成為(wei) 現實。而且,光束方向可靈活調節,戰術靈活性強。
二是準。發射裝置不受後坐力影響,係統穩定。激光束沿直線攻擊目標,發散角小,幾乎不受電磁幹擾影響,若條件完備,可以做到指哪打哪。
三是狠。激光束能量集中,若聚焦在目標關(guan) 鍵部位上,能夠做到“打蛇打七寸”,造成毀滅性破壞,且沒有像核武器那樣的汙染。
四是效費比高。與(yu) 其他武器係統消耗導彈、炮彈不同,激光武器消耗的是電能。隻要擁有足夠電能,它就可以持續作戰。
從(cong) 殺傷(shang) 力來看,它能使目標幾乎同時受到三種破壞。
一是熱燒蝕破壞。目標在瞬間吸收巨大能量出現燒蝕、穿孔現象,這是當前激光武器毀傷(shang) 或致盲目標的主要手段。
二是輻射破壞。目標表麵經激光照射後會(hui) 形成等離子體(ti) ,等離子體(ti) 輻射紫外線或X射線,使目標內(nei) 部的電子設備受損、功能癱瘓。
三是力學破壞。激光照射目標時,等離子體(ti) 高速向外噴射,反衝(chong) 壓力作用於(yu) 目標,引發激波疊加,由此產(chan) 生的拉伸力使目標變形斷裂。該種方式,可對目標很薄的金屬殼體(ti) 部位構成物理性損傷(shang) 。
而且,激光能量可以累積增加,匯聚成更強能量,對目標形成更大破壞。
正因為(wei) 如此,從(cong) 激光發生器誕生的那天起,各國就在激光武器化方麵展開角力,以求在這一領域占領先機、形成優(you) 勢。
掀起新一輪熱潮,部分激光武器從(cong) 研發走向實戰
隨著科技發展和工業(ye) 能力水平整體(ti) 提升,當前,各國在激光武器研發方麵掀起了新一輪熱潮,體(ti) 現出新的特點。
首先,軍(jun) 事大國紛紛投身其中。
去年5月,俄羅斯總統普京在索契主持國防部與(yu) 國防工業(ye) 綜合體(ti) 企業(ye) 會(hui) 議時強調,“發展激光武器項目極其重要。因為(wei) 它將在今後幾十年,甚至整個(ge) 21世紀相當大程度上決(jue) 定俄軍(jun) 的戰鬥力。”而在此之前,俄羅斯國防部機關(guan) 報《紅星報》刊文稱,“佩列斯韋特”激光武器在俄部分軍(jun) 區開始戰鬥值班。這標誌著俄羅斯在這方麵的努力已率先獲得豐(feng) 厚回報。
相比俄羅斯,美國對高能激光武器研發工作同樣非常重視。其海陸空軍(jun) 均有自己的激光武器研製計劃。據英國《簡氏防務周刊》網站報道,波音公司在2020年水麵海軍(jun) 協會(hui) 全國研討會(hui) 上推銷其緊湊型激光武器係統。而在去年6月,美海軍(jun) 陸戰隊透露,其接收的“利爪”緊湊型激光武器係統原型機已開始反無人機測試。由此可以管窺美國激光武器的發展狀況。
以色列通過自主研發與(yu) 合作研發並舉(ju) ,取得一定成果。在2014年的新加坡航展上,他們(men) 推出了“鐵束”激光武器係統的樣機,其最大有效射程據稱可達7千米。
歐洲導彈集團德國分公司和萊茵冶金公司多年來一直致力於(yu) 研發德國的高功率激光器, 2016年,萊茵冶金公司還曾試驗性地在一艘軍(jun) 艦上安裝過激光炮。
英國國防部則在2017年將一項3000萬(wan) 英鎊的國防合同交給了由歐洲導彈集團英國分公司領銜的國防廠商聯盟,用來製造“激光定向能武器性能展示設備”。
日本在2018年度防衛預算中,也撥款用於(yu) 研發陸基激光武器原型機。
其次,低功率激光武器走向實戰化的節奏加快,高功率激光武器研發邁開步伐。
盡管在冷戰時期就曾有國家製造高功率的激光武器,如波音公司的YAL-1機載激光武器項目和蘇聯以伊爾-76為(wei) 基礎研發的A-60項目,但出於(yu) 體(ti) 積太大、製造成本過高、缺乏瞬間超強能源等原因,這些計劃最終都被終止。
如今,隨著各國研發方向的調整,一些低功率激光武器進入測試階段。
“高能激光器戰術車輛”是美陸軍(jun) 重點推進的兩(liang) 個(ge) 項目之一。雖名為(wei) “高能”,在激光武器中卻屬低功率層級。2015年,洛克希德-馬丁公司對此項目中的“雅典娜”激光武器係統進行了試驗,用其擊穿了1.6千米外的一輛皮卡的發動機機蓋,部分燒蝕了裏麵的發動機和傳(chuan) 動係統。2017年,在對“雅典娜”的試驗中,飛行中的“放逐者”無人機被擊中後在空中解體(ti) 。該激光武器係統的功率據稱可達30千瓦。
2017年,英國公布了一個(ge) 新型防空激光武器測試視頻。數秒內(nei) ,目標飛行器在空中斷為(wei) 兩(liang) 段。
諸如此類的測試透露出的信息是,低功率激光武器正在加速走向實戰化。
在高功率激光武器研發方麵,囿於(yu) 客觀條件的限製,有的國家已經邁開步子,有的國家還處在積累階段。
俄羅斯的“佩列斯韋特”相關(guan) 參數向來秘而不宣,從(cong) 其交付的對象上來判斷,有專(zhuan) 家認為(wei) ,它有可能是功率相對較大的激光武器。若真如此,俄羅斯已經向著高功率激光武器研發邁出了堅實一步。
對美國來說,其陸軍(jun) 研發的激光武器功率都不大,陸軍(jun) 曾一度計劃借力海軍(jun) 較大功率激光武器項目。而美海軍(jun) 已上艦的首套“艦載激光眩目攔截器”,從(cong) 2018年洛克希德-馬丁公司與(yu) 美軍(jun) 簽訂的合同來看,其功率應該在60~150千瓦之間。這也基本上能體(ti) 現出美國激光武器研發的進程。
對於(yu) 兆瓦級的激光武器,美國海軍(jun) 一度希望能在2025年完成部署。要實現這一步,顯然還有很長的路要走。
最後,激光武器的搭載呈現出全平台化趨勢。
美國國防部副部長邁克·格裏芬最近在一次國防記者聚會(hui) 上說:“美國正在加大對激光武器和微波武器的研究力度,將會(hui) 盡快裝備到地麵部隊、空軍(jun) 以及部署到太空之中。”由此可見,和俄羅斯一樣,美國也有意將激光武器轉化為(wei) 覆蓋全軍(jun) 各兵種的主要武器係統。
事實上,這種趨向已體(ti) 現在激光武器的試驗中。當前,已知的激光武器試驗搭載平台不僅(jin) 有驅逐艦、兩(liang) 棲攻擊艦、裝甲車、卡車、戰鬥機、直升機、無人機,甚至還有自成體(ti) 係的獨立作戰係統。
山重水複 高功率激光武器未來可期
激光武器的優(you) 點顯而易見,可真正要研發出具有相當威力的激光武器卻不容易。
激光武器要高效毀傷(shang) 目標,首先要滿足兩(liang) 個(ge) 主要條件:一是激光束能量足夠強,二是作用在目標上的時間足夠長。
足夠強的激光束來自哪裏?一要有功能強大的激光器,用來發射能量充足的激光。二要有性能優(you) 異的光束控製和發射裝置,確保發出的激光能量高度集中。
怎樣確保激光照射目標的時間夠長,以便積累足夠能量以毀傷(shang) 目標?這就需要有高精度的瞄準跟蹤係統,再通過綜合指揮控製及通信係統的計算與(yu) 調整,使激光束始終作用在運動目標的關(guan) 鍵部位上。
與(yu) 此同時,高功率激光武器的高效運行,還需要強大的供能係統、散熱裝置、克服大氣效應等裝置提供支撐。
這些裝置和係統,是研發人員不得不麵對和跨越的難關(guan) 。客觀地講,在高功率激光武器研發道路上,仍關(guan) 山阻隔,困難重重。
一是其供電需求要求高,但超強能量儲(chu) 存設備難以快速實現小型化。供電模塊體(ti) 格龐大是限製高功率激光武器在各類武器平台使用的最主要原因,電源效率不高,發射間隔較長,也影響著其實戰化的進程。
幸運的是,近年來新型高能電池技術不斷取得突破。此外,一些國家在核裝置小型化領域也有一定研究和應用,這也給高功率激光武器的研發使用提供了選項。
二是緊湊型、高功率激光器技術尚待成熟。當前,能提供兆瓦級發射功率的主要是化學激光器,但這種類型的激光器體(ti) 積較大,單位體(ti) 積的功率值小,戰場環境適應性差。
隨著固體(ti) 激光器小型化和新一代電子激光器的發展,具有戰術應用潛力、發射功率在數萬(wan) 瓦至幾十萬(wan) 瓦的高能激光武器正在湧現。但是,達到兆瓦級發射功率標準的發射器仍然有待於(yu) 各國的繼續探索和研發。
三是需要更高穩定性、高精度的光束跟瞄技術。激光武器的發展不會(hui) 局限於(yu) 打擊低空、近距離、低速移動的目標,勢必會(hui) 擴展到對有人戰機、彈道導彈等高速移動目標進行打擊方麵,這就必然會(hui) 對光束跟瞄技術的穩定性和精度提出更高要求。
除此之外,激光武器存在的一些先天性缺陷也需要加以彌補,如激光光束難以在大霧、大雪、大雨和沙塵天氣發揮作用;大氣擾動、散射易引起激光能量衰減;在丘陵、多山、植被茂密的地域或高樓林立的狹窄城市環境中使用時效果大打折扣等等。
總的來說,激光武器研發雖山重水複,但未來可期。隨著科技不斷發展,高功率激光武器研發中遇到的瓶頸問題或將被逐步一一攻克。未來的激光武器勢必會(hui) 在對抗無人機“狼群攻擊”、高超聲速武器攔截、應對飽和打擊、反導反衛星等方麵展現出其獨具的超強能力。
轉載請注明出處。