這種武器可以跟蹤和射擊威脅艦船的目標,其中包括武裝無人機、小型艦艇以及來襲導彈和戰機。 據美國海軍研究辦公室負責人馬修-庫倫德少將稱,最近幾個月的一系列成功測試,使得海軍將激光武器裝備艦艇的預期時間減半。 美國艦船將很快裝備可攻擊潛在威脅的激光武器 據稱發射一次激光的成本非常低廉 美國激光武器發展簡史 激光武器(LaserWeapon)是一種利用沿一定方向發射的激光束攻擊目標的定向能武器,具有快速、靈活、精確和抗電磁干擾等優異性能,在光電對抗、防空和戰略防御中可發揮獨特作用。它分為戰術激光武器和戰略激光武器兩種。它將是一種常規威懾力量。由于激光武器的速度是光速,因此在使用時一般不需要提前量,但因激光易受天氣的影響,所以時至今日激光武器也沒有得到普及。 近日,美國波音公司宣布成功地進行了機載戰術激光對抗系統第12次打靶試驗。據稱,這種功率為20千瓦的化學激光器系統在探測、鎖定距離為10千米的一架高速靶機后,連續照射4秒并將其擊毀,2秒后可再次接戰下一個目標。外媒對此評析指出,信息化戰場同時具備高速、精確和隱蔽特性高能激光對抗系統的應用,將展現出新景觀。 精確打擊,時間近乎為零 2008年10月,美國陸軍與波音公司正式簽署高能激光技術驗證器項目合同,標志著美軍已正式確認高能激光武器發展在21世紀所具有的作戰潛能。 目前,激光常常是用于引導精確制導武器摧毀戰場目標,而如果作為武器系統的激光能量足夠大,就能在不使用傳統彈藥的情況下直接讓目標喪失功能,這就是高能激光武器系統的神奇之處。 與傳統槍炮、導彈等相比,高能激光武器摧毀目標的速度更快、精度更高、隱蔽性更強,且能夠廣泛適用于地面、天空、海洋和太空等多維作戰空間。外軍研究表明,防御性高能激光武器能夠擊毀飛行中的火箭彈、身管炮彈和迫擊炮彈等,甚至可直接用來對付飛行器、水面艦船、各類車輛或是彈道導彈等;而攻擊性高能激光武器系統,則能夠遂行空中作戰支援甚至是外太空的戰略突襲任務,所以必將對在未來戰爭中的聯合作戰產生深遠影響。 據悉,2009年12月,美國軍方正式發布了軍用高能激光技術已取得長足進展的備忘錄,稱這種高能武器“飛行時間近乎為零、射擊成本低廉并且具有連續發射次數幾乎無限的能力,足以抵御作戰飛機和導彈等造成的威脅!蓖廛妼<抑赋,目前各軍事強國從陸基到;、空基、天基全方位研發與部署中,高能激光武器系統競技已日趨形成群雄逐鹿新態勢。 系統對抗,彰顯實戰化意義 高能激光的一個顯著優勢是其遠程精確性?梢哉f精確是激光的本質屬性,這一點其在外科手術中的應用已被充分證明。那么,如果將外科手術室中的醫療激光器輸出功率充分放大并將其置于戰場上,則所謂“外科手術式打擊”就被賦予了全新的涵義。 當然,對廣闊戰場空間高速機動的目標實施“外科手術式”精確打擊,還需要在系統中配套諸如高分辨率有源相控陣雷達和熱成像儀等先進技術設備,以增強遠程發現、識別和追蹤目標的能力。2011年8月英國宇航公司新推出安裝高能激光器模塊“密集陣”系統艦載型版本,并在模擬海上遭遇作戰情形下成功地將一枚來襲反艦導彈擊落。在距今更近的2012年4月19日,美海軍一艘“伯克”級導彈驅逐艦利用海上高能激光武器將6海里外的一艘退役導彈艇發動機擊毀并燃燒,從而再次彰顯了海基高能激光系統的實戰化意義。 同時,高能激光的速度優勢更是遠超傳統武器和彈藥性能。據悉,以光速運行的高能激光束幾乎是“零飛行時間”對目標發動攻擊,而這種發現與摧毀幾乎同步進行的作戰能力實際上已剝奪了對方所有反應時間。據外媒披露,在2010年11月的一次試驗中,波音公司成功利用其研發的“復仇者”高能激光防空系統擊落了一架無人機。外媒評析指出,盡管這次“交戰成功”只能視作對抗防御系統取得一點進步,但其預示高能激光武器系統在機動作戰的部署中又向前邁進了一步。 隱蔽突襲,實施計劃提上日程 高能激光武器系統具有高隱蔽性是其另一大優勢,因而在戰場上能夠產生強大的心理影響。由于大多數激光都是處在人眼看不到的頻譜范圍內,這使得對方即便在遭到高能激光武器的打擊后,可能也無法立即發現對方用什么樣的手段實施了攻擊。即使當目標發覺受到激光照射時,恐怕也為時已晚,已難以有時間做出規避反應了。 外軍研究認為,目前高能激光武器系統作為一種點防御性武器,可以部署在軍事基地、重要作戰節點或是目標核心區等。據悉,美聯合研制的“天空衛士”2型和“鐵穹”型機動式激光防御系統在巴以沖突中,已被證實具備5千米范圍內有效抵御火箭炮、榴彈炮和迫擊炮等武器的能力,實戰中上述兩型機動式車載高能激光武器平臺成功擊毀了來襲的28枚107毫米迫擊炮彈和47枚122毫米火箭彈。為此,外軍地面部隊已將部署車載式高能激光武器系統計劃提上日程。 強手競技,充當“技術超越者” 長期以來,在這一領域有一句至理名言:“技術超越者勝!”美軍更是不遺余力充當“技術超越者”。 當然,高能激光技術的發展決非一蹴而就,還必須突破系統造價、反激光技術應用以及附帶損傷等嚴重制約發展的“瓶頸”。 2008年9月美諾-格公司宣布,受到一次性研發費用壓力的影響,第一套“天空衛士”-1型戰術高能激光武器系統的價格為1.5~2億美元,而技術成熟后2型系統的價格可望能夠降至每套2.5~3千萬美元左右,而且隨著技術開發的深入研究和新材料的面市,陸基車載式戰術高能激光武器裝備系統的價格還會進一步下調。所以外軍專家指出,雖然激光武器系統動輒數百萬至上千萬美元,但與現代化“宙斯盾”戰艦、隱身戰略轟炸機等相比,還是相當具有吸引力。因此,目前各軍事強國紛紛展開強手競技,均欲勇當“技術超越者”,在面向未來的高端光電對抗系統發展中力拔頭籌。 空中激戰,展示未來發展圖景 通常,功率超過1千瓦的激光束才被稱為軍用高能激光。當前正在研發的戰術級軍用激光器功率都在幾十至一百千瓦之間,而戰略級應用功率可能高達數千千瓦。事實上,功率不足1瓦的激光指示器在1秒之內便能對人眼造成永久性傷害,而平均輸出功率在0.3~1千瓦之間的激光器則普遍應用于工業領域,這也從另一方面說明軍用級高能激光具備了極強的殺傷力和破壞力。 據外媒披露,2012年2月北約在舉行的一次代號為“神光鷹”空戰演習中,按照預想上演了一場未來高能激光武器系統參與空中對抗行動的激戰場景:時間為2015年3月16日,北約4架F-35A“閃電”II戰斗機小隊正在某成員國邊境上空巡邏,突然遭到4架“米格-35”戰斗機突襲,隨即空戰進入了白熱化。戰斗結果是4架“米格-35”戰機全部被擊落,其中2架是被傳統武器作戰系統“阿登”航炮和“流星”中程空空攔射導彈所擊中,而其余2架則是被“空中激光交戰系統”新概念武器所擊落。外電有評析指出,此新概念武器系統作用下的空中對抗是一次里程碑式的測試,很好凸顯了未來空戰圖景。 美國激光武器發展簡史 激光武器一直被認為是21世紀最尖端的武器之一。雖然我們對激光武器的研究已經取得了一定的進展,但是經歷了這些年的研發,和上世紀相比,我們仍然覺得激光武器是未來才能使用的高端武器。在未來的戰場上,激光武器將會成為陸、海、空三軍的必備裝備,而且會在戰場上大發異彩。本文簡短總結了美國軍方及其防務合約商們對激光武器的研究發展歷程。
圖1圖注:下面看一下美國的軍方已經完成的研究,有些會被投入使用,當然也有些會被淘汰掉。 圖2圖注:在陸、海、空三軍之中,美國海軍因自身特性成為了最早實際使用激光武器的軍種。圖中看到的是美國海軍激光演示平臺,該設備是諾斯羅普格魯曼公司根據美國海軍研究局的命令而設計、建造的。海軍激光演示平臺在2011年早期的測試中成功燒焦了遠處的一艘船。美國海軍研究局的馬修少將在今年8月份表示,美國海軍正在為海面艦隊研發一種激光武器,以打擊小型的無人偵察機和有威脅的小型艦艇。
圖3圖注:這艘小艇是2011年美國海軍激光武器測試時的移動靶。該測試是美國海軍2010年10月到2011年4月公海測試的一部分。圖中所示是激光武器準確命中目標船的引擎,致使目標起火。 諾斯羅普格魯曼公司透露,在這次特殊的測試中,激光武器系統總共測試超過了35次,并且經受住了當時海面高達7英尺(約2.13米)的海浪干擾。該激光武器安裝在了1976年退役的斯普魯恩斯級驅逐艦“保羅-F-福斯特”號上面。這次測試旨在演示固體激光武器以下幾方面的技術成熟度:能否安裝到移動軍艦上;能否在靶場和海上環境下應對敵方艦艇和飛機;能否適應艦艇當前的功率水平和制冷能力;能否兼容當前的艦載作戰指揮與保障系統。諾斯羅普格魯曼公司負責空間和定向能量系統的副總裁史蒂夫 ?松⊿teve Hixson)認為,現在固態激光武器技術已經比較成熟了,可以裝載到艦艇上了。 圖4圖注:這是諾斯羅普格魯曼公司負責開發的另外一個激光項目烈焰打擊。在今年的早些時候,該公司在加利福尼亞展示了自己的最新科技:在發現威脅到美國海軍艦艇的巡航導彈之后,烈焰激光武器可以對導彈的外表和關鍵部位進行打擊。上面的兩幅圖片就是打擊之后的效果圖。
圖5圖注:烈焰打擊項目的目標之一就是要對固態激光武器進行“瘦身”。圖中所示的激光武器重量為500磅(約為227千克),體積是23英寸×40英寸×12英寸。這就意味著該武器已經達到了“瘦身”的目標。 圖7圖注:戰術高能激光系統的核心就是圖中所示的電子束發生器。根據諾斯羅普格魯曼公司公布的信息顯示,在2000年到2005年的靶場實驗當中,戰術高能激光系統成功地擊落了46個目標。
圖8圖注:這是諾斯羅普格魯曼公司在十年之前公布戰術高能激光從探測到目標到擊中目標的過程。 圖10圖注:雖然戰術高能激光系統取得了不俗的實驗成果,但是因為其高成本和復雜性而暫時被擱置。現在美國的國防部已經將戰術高能激光系統整合進了聯合高功率固體激光(JHPSSL)項目。 在2009年3月的聯合高功率固體激光項目中,斯羅普格魯曼公司宣稱其激光武器已經超過了100KW,達到了105.5KW,這是電子激光武器的新紀錄。現在100KW普遍被認為是激光武器的標準。
圖11圖注:美國空軍的YAL-1A 機載激光武器(ABL)系統安裝在了一架經過改裝的波音747飛機上,通過機上的紅外線傳感器和跟蹤器,激光器瞄準1架作為靶機的空軍戰機,隨后改裝后的747對靶機發射了模擬激光,并成功的擊中了預定目標。 安裝了機載激光器的飛機是用來打擊彈道導彈的,尤其是在其啟動階段,這也是其最脆弱的時期。機載激光器上面配備了百萬兆特級別的激光器,完全有能力對彈道導彈進行干擾和打擊。最初,美國國防部計劃生產7架搭載AL-1A 機載激光武器的飛機,但是這一計劃在2009被當時的國防部長羅比特 蓋茨(Robert Gates)否決了。 圖12圖注:實際上機載激光器在2010年到2011年各種測試中的表現還是可圈可點的。2010年2月美軍研制的機載激光反導系統在太平洋上空進了兩次測試,并且取得了成功。在該測試中,安裝了機載激光器的飛機要瞄準2枚被視為“有威脅”的短程彈道導彈。在彈道導彈發射2分鐘后飛機成功跟蹤到了導彈并確定了其軌跡,之后美軍飛機發射激光柱對導彈進行照射,數秒之后,目標導彈即因“過熱”而解體。實驗表明,美軍機載反導系統可對相距數百公里的多個目標發動攻擊,其主要作戰手段是在敵方導彈發射升空階段予以摧毀。 上圖所示為目標導彈從被紅外追蹤到最終解體的過程截圖。美國波音公司負責機載激光實驗項目的負責人表示,這些實驗的成功為下一代高能量、超高精密度武器的研發奠定了基礎。
圖13圖注:美國導彈防御局在2004年6月將此描述為機載激光器用來打擊導彈的“烈焰之墻”(wall of fire)。 圖14圖注:這是經過改裝的波音747飛機,里面安裝了機載激光器。
圖15圖注:2009年9月份,戰術高能激光在空中擊中地面一個移動中的汽車。但那時波音公司沒有提供該實驗更詳細的信息,比如搭載了激光器飛機的飛行高度和飛行速度。 圖16圖注:實際上,五角大樓希望現有的激光武器可以更小更輕,而且能夠對地面威脅進行準確地定位打擊。該任務是由國防部高級研究計劃局的高能液體激光防御系統項目組負責,他們的目標是研制出一個體積在3立方米,重量在1650磅以內的150KW的激光武器。
圖17圖注:2009年是激光武器大發展的一年,在該年5月波音公司對其移動激光武器系統的性能進行了測試,跟蹤并摧毀了一架小型無人機。這種移動主動瞄準源綜合試驗設備(MATRIX)由波音公司為空軍實驗室開發的,可利用單束高強度激光擊落5架處于不同距離的無人機。 圖18圖注:也是在2009年,波音公司獨立投資開發的“激光復仇者”(Laser Avenger)也擊落了一架無人機,安裝在軍用悍馬上的“激光復仇者”系統源自已有的“復仇者”平臺。?
圖19圖注:這是波音公司和美國軍方共同開發的高能激光技術展示平臺(HEL TD),該平臺和“激光復仇者”相比最大的特點就是地面運載工具更大了,圖中所示是一款8輪、500馬力的重型戰術機動卡車,頂端裝有光束控制系統。波音公司在2011年6月表示,該系統的整合工作已經結束,并打算在2011年第四季度開展一次檢測。 圖20圖注:波音公司在今年10月3號表示,自己將會在現有的基礎上繼續為美國陸軍太空與導彈防御司令部開發高能激光技術展示平臺。波音下一步的計劃是為高能激光技術展示平臺上添加一個10KW的固體激光器,F在波音已經與美國陸軍太空與導彈防御司令部就后續合作簽署了合同,對該平臺未來3年的開發和測試作出?
圖21圖注:接下來看一下美國軍方的另外一個防務合約商雷神公司。雷神公司也有著自己的“定向能武器”發展計劃。在2010年6月,美國海軍在一次測試中使用雷神公司研制的激光區域武器系統(Laser Area Weapon System)成功擊毀了一架無人機。 圖23圖注:這是一款完全與眾不同的激光武器,而且是非致命性武器。綠色激光武力增強系統(Green Laser Escalation of Force)發射出的寬束激光可暫時中斷人員的視覺,使其喪失駕駛車輛或瞄準武器的能力。據美國軍方人員稱,在鎮壓叛亂的作戰中,該設備對保護平民的安全非常關鍵。綠色激光器已經被證明是一種安全有效的非致命武器,在不必使用致命武力的情況下就可以向人群發出強烈信號。在2010年美國軍方曾將綠色激光武力增強系統投入到阿富汗戰場,并對其性能進行檢測和評估。而在之前的伊拉克戰爭中,美國軍方已經開始使用類似的設備了。
圖24圖注:這也是一款能夠使人暫時喪失視覺的激光武器,全稱是“人員阻止和刺激響應”(Personnel Halting and Stimulation Response),這款很酷的激光武器曾在美國科幻電影“星際迷航”中出現過。該武器是由美國空軍研究實驗室在2005年研制出來的。 圖25圖注:這是美國軍方一直研制的激光武器激光誘導等離子通道(Laser-Induced Plasma Channel,簡寫LIPC)。負責該項目的首席科學家喬治 費希爾(George Fischer)解釋,當暴風雨中的閃電從云端落地,它的行為與其它電能源相同,是沿著最小電阻路徑前進。等離子通道的導電能力強于未離子化的空氣。他們設計激光誘導等離子通道利用激光束的電磁場離子化空氣創造等離子體,等離子體位于激光束的路徑上,因此它可以被導向一個他們想要攻擊的目標上。這個目標可以是車輛或某種未爆炸的大炮。由于大炮是比周圍環境更良好的導體,LIPC可以將電流引向大炮,導致其發生爆炸。
圖26圖注:美國海軍最希望得到的是自由電子激光器,為此美國海軍已經和防務承包商波音公司簽訂了一份價值1.63億美元的訂單。波音公司需要開發一個100kW的實驗室演示系統,之后還需要在海洋環境中進行實地測試。自由電子激光器將改變未來10年海戰的模式,它能提供超精度、光速能力,對彈艙深度沒有限制,使艦艇能夠應對新的威脅,例如超速巡航導彈。波音公司導彈防御系統部主管兼副總裁格雷格稱,“這份合同十分重要,它是海軍計劃把定向能系統集成到未來全電艦體系結構的基石! 自由電子激光器能夠達到海軍要求的兆瓦級功率。它的運行原理是讓高能自由電子穿過系列高能磁場,從而產生強輻射激光。波音公司自由電子項目主管埃德稱,“波音公司早在20世紀80年代就開始研究自由電子激光器,我們相信相關技術已經成熟,能夠從實驗室轉向試驗樣機。自由電子激光器將使美國海軍艦艇以空前的速度、精度、功率向目標實施非致命或致命打擊,附帶毀傷非常小。” 。ㄔ扑桑┍本⿻r間10月21日消息,激光武器一直被認為是21世紀最尖端的武器之一。雖然我們對激光武器的研究已經取得了一定的進展,但是經歷了這些年的研發,和上世紀相比,我們仍然覺得激光武器是未來才能使用的高端武器。在未來的戰場上,激光武器將會成為陸、海、空三軍的必備裝備,而且會在戰場上大發異彩。本文簡短總結了美國軍方及其防務合約商們對激光武器的研究發展歷程。 |