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軍工航天新聞

高能激光,一個不太“新”的新式裝備,未來攻擊平台的標準配備

星之球科技 來源:墨風蒜瓣2020-09-20 我要評論(0 )   

激光武器,一種算不上新事物的“新式武器”。在人們(men) 的幻想中,激光武器一直都是科幻片裏未來戰爭(zheng) 中的標誌性武器之一;在現實中,從(cong) 上世紀七十年代開始,低功率的激光就...

激光武器,一種算不上新事物的“新式武器”。在人們(men) 的幻想中,激光武器一直都是科幻片裏未來戰爭(zheng) 中的標誌性武器之一;在現實中,從(cong) 上世紀七十年代開始,低功率的激光就被用於(yu) 製導導彈的標記或是測量工具而廣泛使用。所以從(cong) 時間上計算它真的不是什麽(me) 太新鮮的概念,但作為(wei) 攻擊性武器使用是在最近十幾年時間才被真正開發出來的,而且基本上已經被確定是許多下一代武器平台搭載的主要武器之一,包括坦克、軍(jun) 艦、戰機、陸基防禦武器等等。

這也許就是“究極”激光武器吧

隨著技術的發展,到了現在,激光武器在有充足能源供應的前提下,上天可攔截戰機、導彈甚至能幹掉衛星,下地能擊穿坦克、無人機,入海亦可防空、防反艦導彈,雖然在某些環節上還有部分技術需要突破,但在理論上解決(jue) 這些事情都是“小菜一碟”。

未來搭載激光武器的海、陸、空武器平台

現在,傳(chuan) 統的動能式武器的發展已經進入到一個(ge) 瓶頸階段,坦克的主炮在口徑限製下已無更大提升空間,但相應的防護能力卻在不斷的增強;下一代戰鬥機被認為(wei) 是必須擁有大航程、長續航時間的超機動平台,可武器的攜帶數量卻受到機身容積和重量的限製;戰艦麵對各種超高速反艦導彈的威脅,近程防禦係統可能會(hui) 因為(wei) 反應時間大大縮短而失效。這些都是傳(chuan) 統武器無法解決(jue) 的問題,而相應的對策也隻有一個(ge) ,在不考慮能源的前提下,高功率激光理論上可以擊穿一切,而且不需要配備彈藥,反應速度和發射速度都是以光速計算,這就是未來武器激光。

激光武器的優(you) 點

激光武器的破壞機理主要包括熱侵襲、力學破壞和輻射傷(shang) 害三種,其中最主要的傷(shang) 害方式就是第一種,高功率激光武器可以在瞬間對目標產(chan) 生高達上萬(wan) 度的熱傷(shang) 害,在地球已知的金屬當中沒有可以長時間抵禦這樣溫度的元素存在。所以激光武器最大的特點就是傷(shang) 害足、威力大(在不考慮能源問題的情況下)!

車載激光武器

第二、速度快、彈道直。動能武器的彈丸飛行速度極限充其量也就是5-20倍的音速,而激光的發射速度就是光速,過程時間基本上可以忽略,同時也不受重力、風力和空氣阻力對彈道的影響,可以做到真正的“指那打那”。

第三、靜音、無形的打擊,激光武器的攻擊可以用悄無聲息來形容,沒有聲音而且肉眼也不可見(部分在純淨空氣中)。

第四、定點打擊,不驚天動地卻能置人於(yu) 死地。激光武器隻要能量足夠其攻擊距離非常遠,但作用麵積卻很小,在可探測距離上,它能夠直指敵方最關(guan) 鍵的部位進行精確定點打擊。

第五、在未來可實用的激光武器的優(you) 點還包括無彈藥消耗、致命/非致命可調節、可攔截炮彈等。

激光武器的缺點

就目前的技術發展來看,在現階段激光武器的缺點也非常明顯。首先最為(wei) 關(guan) 鍵的一點就是能源問題,這種高能武器雖不消耗彈藥,但絕對是個(ge) “電耗子”,巨大的能量供應是目前限製激光武器發展的一個(ge) 關(guan) 鍵因素。

巨大的能量供應裝置是激光武器的缺點

第二、散熱問題,一般來說激光武器的電能轉換率在10%左右,也就是說一台100千瓦的激光武器需要1000千瓦的能量供應,而這其中有90%轉換為(wei) 熱量,這對於(yu) 持續使用的武器來說是一個(ge) 致命的問題。所以目前在研的激光武器除了配備大功率的供能裝置之外,占據武器本身體(ti) 積最大的就是散熱裝置了。

第三、這種武器的毀傷(shang) 效果受天氣的影響比較大,在有霧、霾、雨、雪、塵沙四起的天氣中使用效果會(hui) 大打折扣。因此也有人根據這種原理研製出了可以對抗激光武器的防禦措施,使用半透明介質或反射裝置來抵消低功率激光武器的正麵攻擊。

用於(yu) 武器級的激光發生器類型

化學激光器利用化學反應釋放的能量來實現原子或分子受激而引發光放大的發生器。1965年由喬(qiao) 治·C·皮門特爾發明。其優(you) 點是能量高,可實現的最大功率接近1兆瓦,缺點是需要大量的燃料供應。1996年諾斯羅普公司開發的戰術高能激光武器(THEL)就是以此為(wei) 基礎展開的,在2000年成功使用該係統擊落了一枚飛行中的火箭彈,不過最終因無法將其小型化在2005年計劃被終止。

THEL計劃

固態激光器使用紅寶石或者是摻雜有釔鋁石榴石的晶體(ti) 等激光材料作為(wei) 工作介質的激光發生器。由T·H·梅曼在1960年首先發明,其優(you) 點是產(chan) 生的激光抗幹擾能力強,不需要燃料,隻要供給足夠的電能即可。缺點,產(chan) 熱量大,熱量累積效果明顯,而且製作材料昂貴且複雜。

2003年美國陸軍(jun) 開發的JHPSSL計劃就是以此激光器為(wei) 基礎展開的,包括DOD高能激光武器係統和陸軍(jun) 導彈防禦係統兩(liang) 部分。

自由電子激光器簡單的說就是一種將在磁場中運動的電子束動能直接轉換為(wei) 激光的發生器(具體(ti) 理論要複雜得多),不需要任何的工作物質。其概念於(yu) 1950年被提出,1977年由斯坦福大學的約翰·馬迪研製出第一台自由電子激光器。優(you) 點是效率高、功率足、無需其他工作物質、波長範圍廣且不需要考慮散熱問題,缺點是需要配備相應的加速器,設備比較昂貴、笨重。美國海軍(jun) 在2007年據此啟動了FEL計劃,為(wei) 開發100千瓦級艦載激光武器做準備。

FEL計劃中的加速器

正在開展中的激光武器

目前激光武器開發走在最前沿的國家包括中、美、俄、以等國。其中以美國開發的項目最多,除了上述項目之外,還有比如洛克希德·馬丁公司的低功率激光導彈攔截武器(LPLD)、空軍(jun) 的AFRL計劃(由自我保護高能激光防禦係統SHIELD和激光武器係統DLWS組成)、諾斯羅普公司的HELLADS區域防禦激光武器係統、雷神公司的HELWS-MRZR車載激光武器等等。

美國在研的幾種激光武器係統

蘇聯對激光武器的開發基本和美國的時間差不多,其中的Almaz/Beriev A-60機載激光武器係統就是最早的項目之一,此後還有類似“光棱坦克”的1K-17激光坦克的研製計劃。到了現如今的俄羅斯也有諸如阿爾馬茲(zi) -安蒂高能激光武器項目正在開展,主要用於(yu) 地麵防空作戰使用。

前蘇聯的1K-7激光坦克

“密碼”尚待破譯

未來的主流武器非激光莫屬,盡管目前還存在諸多的不足,包括供能、小型化、散熱、受天氣影響大等因素。但曆史上哪一種新式武器的亮相是一帆風順的?在科技高速發展的今天這些問題在人的手裏早晚會(hui) 得到解決(jue) ,剩下的就要看是誰能搶占這個(ge) 先機了?一旦這個(ge) “密碼”被破譯,那麽(me) 六代機機載武器、四代坦克主炮、超高音速導彈攔截、地麵反衛星等等問題都會(hui) 迎刃而解。


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