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美国激光武器有多牛了?
2016-03-28 07:05:05  出处:阿库拉   编辑:雪花   点击可以复制本篇文章的标题和链接

“这是一种改变游戏规则的武器,花大把银子来搞物超所值,能少送命。”---美国海军研究办公室主任马修.科隆德少将(Matthew Klunder)曰

美国激光武器有多牛了?

美国激光武器有多牛了?

美国海军劳斯舰载激光近程防御系统(LaWS)

2014年12月,据美国CNN有线新闻网报道,美国海军在中东地区的波斯湾水域,利用安装在庞塞号两栖船坞运输舰上的劳斯(LaWS)舰载激光近程防御系统,成功的击毁了无人机和水面航行的小艇。

这是一场精心安排的测试,有两点非常值得重视。庞塞号舰长已被授权使用该武器系统,这意味着如果有无人机或小艇挑衅的话,可以用这种武器来打击,劳斯系统不是接近实战状态,而是已经实战部署了。

另一方面,测试地选在了素来以高温高盐风沙大而著称波斯湾,环境条件非常荷刻。劳斯舰载激光近程防御系统到底是一种什么样的武器系统?激光武器研发方面已经达到了什么样的水平哪?我们还得从激光和激光武器说起。

激光武器

激光(Laser),最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,1964年,钱学森先生,把这种受激发射的光命名为激光并从此延续下来。1958年,美国科学家斯沃洛(Schawlow)和顿尼斯(Townes)在试验室中,用氖光照射稀土晶体,发出耀眼夺目的、会聚在一起的光束,他们把这种光命名为LASER,意思是“受激辐射的光放大”。

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1964年,他们因激光的发现而双双荣获当年的诺贝尔物理奖。激光的发现在科学界迅速引起轰动,被誉为二十世纪,人类排在原子能,计算机,半导体之后,第四个非常非常重大的发明,誉为最亮的光,最准的尺,最快的刀。

激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优秀特性,近几十年来得到快速的发展,目前激光已广泛应用到我们生活中的方方面面的,小到手边的CD唱片,超市里的条码扫描仪,大到激光焊接、激光切割,用途非常广。

激光问世之初,一贯对高科技装备情有独钟的美国军方,就想把它搬上战场,但是要想把激光变成一种武器装备可不是想像的那么容易。首先要解决二个问题,第一个,要求激光的能量足够大。第二个难题,就是如何让激光的光束克服大气条件的制约,精确照射到目标的准确部位,也就是说跟瞄问题。

1971年,美国海军成立了高能激光计划管理办公室,开始进行激光武器的研制。最初发展方向当时发展较好的是二氧化碳气体激光器,但二氧化碳激光器的功率提升并不快,迟迟不能满足需要。70年代中期,开始把发展方向转向化学激光器。1978年3月,化学激光器成功击毁了低空飞行的“陶式”反坦克导弹,随之转而启动“海石”化学激光器发展计划。

上世纪80年代初,美国里根政府提出的星球大战计划,为激光武器的研发注入了巨额资金,美国空军把努力方向集中在氧碘化学激光器(属于气体激光器)上,并以波音704-400F为载机进行试验,输出功率达到兆瓦级,目标是摧毁数百公里外处于助推段的洲际导弹。美国佬克服了上百公里传输中的大气层对激光的偏转作用研究等关键课题,在2010年进行两次的打靶测试,部分取得了成功。

按原来设想,战争时可以同时起飞20-30架装备激光武器的波音747飞机,能抗击约100枚左右的来袭导弹,但美国军方认为激光器功率还要提升20-30倍,所以距离研制目标仍过遥远,在军费削减的大形势所迫下,ABL项目下马转为技术储备,项目名称也改为ALTB。

上世纪90年代,美国陆军就开始与以色列联合研制了战术高能激光武器(THEL)。与美国空军相似,美国陆军选择了氟化氘化学激光器,目标输出功率达到40万瓦,可拦截10公里外的飞机、火箭弹等。1996年,该激光器在白沙导弹靶场击落2枚飞行中的苏制122毫米火箭弹。

不过这种激光武器体积巨大,无法装载在地面车辆上,而且以上两种激光武器实际上都利用化学能为原料,每次射击需要消耗大量的氧碘化学药剂,即便是身躯庞大的波音747飞机,也只能装载24次射击的药剂。

1987至1988年期间,美国海军在白沙试验场,进行一系列打靶试验,成功摧毁一枚超音速反舰导弹。至2000年,美国海军已经发展了“目标-1”和“目标-2”两种舰载激光器,分别用于对抗空中目标和反舰导弹,实际效果不明。

劳斯诞生

2010年,美国海军水面战研究中心与科托斯公司签署了一份价值1100万美元的合同,用于发展固体光纤激光武器系统。科托斯公司提出的技术路线与之前美国海军资助的各种研究完全不同,把发展方向定位为,集成化小功率光纤激光器。

从技术上讲,想要实现激光武器,首先要选择激光器,激光器是能产生激光的装置,相当于民用的电灯泡一类的光源,与民用光源相似,目前能发出激光的激光器有上千种,大体上分为固态激光器、液态激光器、气态激光器、自由电子激光器等几大类。劳斯采用的是最简单也最便宜可靠的光纤激光器。

光纤激光器

光纤激光器(Fiber Laser)是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。

1988年,美国人施尼兹发明了双包层掺稀土材料铒的光纤激光器,并且描述其基本的工作原理,这种光纤激光器体积小,能量转化效率高,最高达70%,最大的优点几乎是不需要冷却系统,光纤激光器发明后,迅速被大量商业化。

科托斯公司采用了6台IPG公司生产的5千瓦级光纤激光器,实现总输出功率32千瓦,以往的激光武器方案,为了实现高能量聚焦,需要光束相干合成等技术,反射材料的选择和强激光作用带来很大的麻烦,劳斯方案为了降低系统复杂程度,直接跨过了这个看起来的难题,前面说过,光纤激光器体积小巧。干脆把6个光纤激光器紧紧的靠在一起,非常巧妙的解决了问题。

2011年4月8日,美国海军利用保罗‧佛斯特号防卫系统测试,成功击毁一艘距离1英里外的摩托快艇。2012年8月,在加洲外海的圣尼古拉斯岛上,劳斯系统首次海上打靶试验,就成功击落无人靶机。此后试验中,先后4次击落无人驾驶靶机,击毁最大距离约4公里,通常过程是先用低能量激光实现稳定跟踪,然后发射高能量激光,大约2秒钟的时间即可实现击落。

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目前,安装在庞斯号上的劳斯系统还在进行试验,美国对方声称该系统远超预期,与动辄数百万美元一枚的导弹相比,依次发射成本仅需59美分,尽管如此该系统并没有在强烈的沙尘暴条件下工作,因为改组条件并不适合于该系统,因为美国军方认为在这种恶劣条件下攻击者也不会贸然发动袭击。

最近6年,美国海军已经在劳斯激光近程武器系统的研发方面投入了约4000万美元,正在研究将密集阵系统与激光武器系统集成在一起。未来的发展规划是到2017至2021年,美国海军将大量装备这种有效射程约约1.6千米的近程防御系统。

适用于对抗低强度目标

近年来,无人飞机和无人舰船技术发展很快,如何对付这此体积很小,速度也不快,但数量相对宠大的小目标,给雄心勃勃进行濒海作战的美国海军出了个难题,如果用标准防空导弹或拉姆等防空导弹来打,用价值上百万的导弹来这打种几千甚至几百美元一架的无人飞机,非常不经济。

用有人操纵的密集阵来打将消耗大量的弹药,用机枪和小型机关炮来打,有人操纵和武器在摇摆的舰船上,命中率非常低,打上几百发也不见得能击毁。劳斯系统每次射击的成本只有几十美分(宣传材料里称只有59美分),甚至比一发炮弹还低,还不用考虑弹药的消耗,非常的经济。

劳斯激光近程防御系统目前已进入成熟发展阶段,以整套系统采购价格只有约1500~1700万美元,要比现有密集阵系统约3500万美元的采购价格便宜得多,拉姆导弹系统尽管系统价格不算高,但单枚导弹价格已经达到了约100万美元,再加上激光武器无需弹药补充,庞斯号上的劳斯系统。

实际上没有并入全舰电网,只是利用了台自带的小型发电机,就实现了供电,目前已经具备了连续满功率照射2分钟的能力,并在其后2小时内可充满80%的电量,以目前试验中的表现,照射一架无人飞机,只需要不到3秒钟即可击毁,劳斯系统的经济性和可用性,是拉姆和密集阵无法比似的。

激光武器对无人飞机等小目标,在低强度的冲突中的作用有非常大的市场,随着高能光纤激光器和自由电子激光器的发展,未来必将逐步取代密集阵和拉姆导弹的作用。

激光武器已经上舰,未来的近距离对抗中,极有可能无声无息的打掉对方的光学设备、雷达、弹药、旗帜甚至人员,连证据都没有。

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