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美軍高能激光武器:短期難以跳出研製“螺旋”

來源:中國軍(jun) 網-解放軍(jun) 報2022-04-06 我要評論(0 )   

據外媒近日報道,美國海軍(jun) 在今年2月的一次試驗中,首次使用激光擊毀了一枚巡航導彈,稱其是“定向能技術武器化過程的開創性成就”。舊聞新報,頗有些“按捺不住”的意味...

據外媒近日報道,美國海軍(jun) 在今年2月的一次試驗中,首次使用激光擊毀了一枚巡航導彈,稱其是“定向能技術武器化過程的開創性成就”。舊聞新報,頗有些“按捺不住”的意味。

有專(zhuan) 家認為(wei) ,作為(wei) 最早著手研發激光武器的國家之一,長期以來,美國一直未能讓圖紙中的設想變為(wei) 手中在握的現役武器,而麵對自身軍(jun) 事技術優(you) 勢有所“縮水”的現實,美國人似乎急於(yu) 在激光武器領域有所建樹。

那麽(me) ,美軍(jun) 在激光武器研究方麵究竟有何打算?具體(ti) 進展如何?試驗中的高能激光武器距離列裝還有多遠?請看解讀——

俄“佩列斯韋特”激光武器平台電腦效果圖。

緊鑼密鼓推進,急於(yu) 成型

激光武器是一種用激光束攻擊目標的定向能武器。從(cong) 20世紀60年代末70年代初起,美軍(jun) 就開始研發激光武器,大致經曆了兩(liang) 個(ge) 發展階段。

第一階段是實現“軟殺傷(shang) ”。即利用激光束幹擾目標視場,類似於(yu) 通過“強光晃眼”的辦法使對方失能退出戰鬥。這類武器對激光束的功率要求不高,一般隻有幾十到幾百瓦,技術難度較低,不少國家在這方麵已有研發成果,且部分已在戰場上使用。主要分為(wei) 兩(liang) 類:一類是用於(yu) 照射敵方戰鬥人員的眼睛,使其暫時失明,例如美軍(jun) 曾經研製的“激光步槍”;另一類是安裝在各類作戰平台上,用來幹擾對手武器裝備的光電設備,使其失去觀瞄、製導等功能,比如英阿馬島戰爭(zheng) 中,英國皇家海軍(jun) 裝備的“激光眩暈器”就是這類裝備。考慮到可能造成誤傷(shang) ,美軍(jun) 已經禁用了第一類裝備。

第二階段是追求“硬殺傷(shang) ”。旨在通過高功率激光照射產(chan) 生熱能直接毀傷(shang) 目標,通常被稱作高能激光武器,這也是美軍(jun) 研發激光武器的初衷和一直以來追求的目標,已被納入所謂的第三次“抵消戰略”重點關(guan) 注領域。按照美國國防部的定義(yi) ,高能激光武器的平均輸出功率要大於(yu) 等於(yu) 20千瓦或每個(ge) 脈衝(chong) 能量大於(yu) 等於(yu) 30千焦。近年來,美軍(jun) 在推動這類激光武器研製上進度明顯加快。

一是收縮“戰線”。一改此前“攤大餅”似的發展模式,聚力推進功率在10千瓦至150千瓦間的激光武器實用化,突出陸海基戰術激光防禦建設,將此前分散在各軍(jun) 種和國防部的項目整合成5個(ge) 大項,連續兩(liang) 個(ge) 財年暫停給技術難度大、短期難見效的激光反導武器研究項目撥款。

二是持續增資。從(cong) 2016財年開始,美國防預算持續增加對定向能技術研究的投入,經費配置明顯向“先期部件研製與(yu) 樣機開發”層級以上的科研活動傾(qing) 斜。2017至2019財年期間,美國用於(yu) 定向能武器研製的支出提高了一倍以上。特別是2018年新的美國國防戰略報告頒布後,美陸海軍(jun) 定向能武器預算年均分別上升了23%和28%左右。

三是加緊驗證。近3年,美軍(jun) 激光武器實驗驗證活動頻次顯著增加。據不完全統計,僅(jin) 2020年至2021年兩(liang) 年間,就進行了近10次試驗,包括擊毀無人機、無人船、導彈等目標的作戰試驗,以便為(wei) 未來量產(chan) 和實戰部署積累數據。

“佩列斯韋特”激光武器(局部)。

彎路之後“改道”,源於(yu) 焦慮

在高能激光源發生裝置的技術路徑選擇上,美軍(jun) 起初考慮的是通過化學反應來產(chan) 生激光。最顯著的成果就是美國陸軍(jun) 與(yu) 以色列合作研製的戰術高能激光武器。它采用氟化氘激光器,可有效攔截20千米以外的導彈或5千米以外的火箭彈。

不過,隨著對激光功率要求的提升,化學激光器存在的體(ti) 積難以控製、維護性較差、打擊持續性不足等先天缺陷漸漸暴露出來。美國空軍(jun) 曾在氧碘激光器基礎上啟動了“戰術高能激光戰鬥機”項目,旨在給戰機配備用於(yu) 近程防禦的激光武器。經過多次試驗發現,如果要實現100千瓦的功率輸出,氧碘激光器將重達80噸,隻有大型運輸機才能裝載,且空中最多“開火”24次就要返回地麵補能,發展空間非常有限。陸海軍(jun) 基於(yu) 化學激光器的高能激光武器項目也遇到類似問題。於(yu) 是,美國不得不放棄了研究已久的化學激光器技術。

走彎路當然令人沮喪(sang) ,但伴隨這個(ge) 過程,收獲也客觀存在,比如其在波束控製、抗幹擾傳(chuan) 輸等方麵積累了不少經驗。這些經驗後來被應用到“改弦易轍”後的新項目——基於(yu) 固體(ti) 激光器和自由電子激光器的高能激光武器開發中。但是,也正因為(wei) 轉換方向不久,美軍(jun) 要想快速推動新的激光技術向武器轉化並不容易,因為(wei) 太多的技術突破需要用足夠的時間來換取。

8年前,當所謂的第三次“抵消戰略”被雄心勃勃地推出時,美軍(jun) 肯定不會(hui) 想到,當年瞄準的“顛覆性技術”群,至今未有一項真正起到顛覆性作用。相反,其他國家在部分前沿技術領域已有“反超”之勢。2018年3月,“佩列斯韋特”激光武器交付俄軍(jun) 。同年12月,“佩列斯韋特”開始擔負試驗戰鬥值班任務。2019年,俄國防部長宣稱,“佩列斯韋特”激光武器已在戰略火箭兵5個(ge) 導彈師擔負值班。據稱,“佩列斯韋特”能發射高功率的激光束,射程很遠。

在高超聲速技術方麵,作為(wei) 先行者的美國也“起了個(ge) 大早、趕了個(ge) 晚集”。俄羅斯目前已部署多款高超聲速武器且已投入實戰,美國最有希望量產(chan) 部署的空軍(jun) AGM-183A高超聲速導彈卻接連在基礎實驗中失敗,陸軍(jun) 遠程高超聲速武器剛剛進入試驗部署,距離實戰部署仍需時日。不難看出,美國寄希望於(yu) 激光武器快速成型以“變道超車”,但又不得不受製於(yu) 技術發展的客觀規律忍受“變道‘堵’車”,急躁心態可想而知。

“佩列斯韋特”激光武器(局部)。

存在諸多“死結”,尚待求解

從(cong) 武器研發的規律來看,在未知領域摸索前進時“試錯”“徘徊”不可避免,但更讓美軍(jun) 焦慮的或許是,半個(ge) 多世紀來,仍有一些激光武器研發的關(guan) 鍵問題時至今日仍然近乎“無解”。

首先,實戰環境對激光效能的影響較大。激光由處於(yu) 激發狀態的原子(或質子、離子)受輻射產(chan) 生,其形成和傳(chuan) 播過程對外界環境要求較高。空氣中的灰塵、雨霧等,都可能對光介質產(chan) 生折射、吸收、散射和擊穿效應,從(cong) 而使激光出現路徑彎曲、功率衰減、光強起伏、光束擴展和畸變等問題。實戰環境中的傳(chuan) 播條件無疑比自然條件還要惡劣,並且高機動帶來的強震動對激光源生成的穩定性也是一大考驗。這些問題都植根於(yu) 激光武器的“基因”中,難以根除。

第二,激光器對可維護性要求較高。鑒於(yu) 激光武器對環境因素天生“敏感”,可以肯定的是,作戰中必定會(hui) 出現大量故障或損壞的現象,這就對激光器的可維護性提出了更高要求。然而,激光器本身就是一種精密儀(yi) 器,組裝維修需要滿足一定條件。比如,更換光纖固體(ti) 激光器的光纖模塊要求在潔淨空間進行;現場維修的激光器必須能夠快速調試校準,以便盡力壓縮作戰輸出間隙等等。這些在戰時恐怕難以完全做到。

第三,能量需求較大。高能固體(ti) 激光器需要耐用高效的電能支持。按照美軍(jun) 的計算,有效攔截一架戰機或巡航導彈,激光器的功率至少要達到300千瓦,發射一次的電量相當於(yu) 20至30戶家庭的日用電量。更高功率帶來的是更大的發電裝置,美陸軍(jun) 計劃發展的300千瓦激光武器將安裝到奧茲(zi) 卡什10輪卡車上,如果功率再高,恐怕很難在現役裝備中找到機動載具。因此,高能激光武器小型化仍然是要解決(jue) 的難題。

諸多很難解開而又必須解開的“死結”,決(jue) 定了美軍(jun) 高能激光武器裝備一時仍難跳出研製的“螺旋”,必將經曆更多的起起落落。

美軍(jun) 正在研製的激光武器(局部)。資料圖片

未來實戰效果如何,有待時間驗證

困難客觀存在,激光武器展現出的良好軍(jun) 事應用前景卻毋庸置疑。這也是各軍(jun) 事強國競相致力於(yu) 此的原因。

與(yu) 傳(chuan) 統武器相比,激光武器反應更快,幾乎是瞄準即命中;不易受電子幹擾,能較好地適應複雜電磁環境;隱蔽性更強,不易被發現;作戰持續性好,如果能量供應充沛,幾乎擁有“無限”彈藥;效費比高,一次打擊的成本隻有導彈的幾十萬(wan) 甚至百萬(wan) 分之一,等等。

也許正是因為(wei) 各軍(jun) 事強國都在競相研發,美軍(jun) 才顯得愈加焦急。

未來,“防禦”依然是美軍(jun) 高能激光武器發展的關(guan) 鍵詞。從(cong) 近期來看,美軍(jun) 將著眼於(yu) 盡快實現功率100至300千瓦的激光器武器化,爾後通過大型裝甲車輛或艦艇搭載進行部署,為(wei) 野戰防空和海上近程防禦提供輔助。從(cong) 中遠期看,在有效控製激光器及附屬設備體(ti) 積重量的基礎上,其將謀求把輸出功率提升至兆瓦級,同時為(wei) 主戰平台“普及”激光器,革新近防武器作戰模式。此外,反導一直是美國研發激光武器的重要訴求之一。其更大的目標是使搭載在空中平台上的激光武器,對處於(yu) 助推段的彈道導彈實施照射摧毀成為(wei) 現實。按照美國最初的設想,激光武器最終將完全取代傳(chuan) 統火炮和導彈,並且可在近地軌道部署,實現對大氣層內(nei) 外目標的打擊。不過,當下斷言激光武器的這些實戰效果,為(wei) 時尚早。

況且,當激光武器不斷成熟的同時,反激光武器也在萌芽之中。矛與(yu) 盾的較量會(hui) 一直延續下去,激光武器在眾(zhong) 多因素的作用下,未來實戰效果究竟幾何,尚有待時間去驗證。


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