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激光武器迈向高功率时代各个军事大国进展如何

[导读]:近年来,随着科技进步,被称为未来战争撒手锏的激光武器成为不少国家竞相发展的重点,并取得一定成果。前不久,美国海军已将首套舰载激光眩目拦截器安装在阿利伯克级驱逐舰杜...

  近年来,随着科技进步,被称为“未来战争撒手锏”的激光武器成为不少国家竞相发展的重点,并取得一定成果。前不久,美国海军已将首套“舰载激光眩目拦截器”安装在阿利伯克级驱逐舰“杜威号”上。

  而在此前,俄罗斯研制的“佩列斯韦特”激光武器已在俄部分军区开始战斗值班。俄罗斯军事专家列昂诺夫表示,这款激光武器可用于防空和反导,尤其在打击敌无人机领域优势明显。

  与此同时,以色列、英、法等国也在研发激光武器方面倾注了很大热情。那么,各国为何会对激光武器如此孜孜以求?高功率激光武器的时代是否已经到来?今天,就让我们一探究竟。

  科幻电影《星球大战》中,不论是令人眩目的激光枪、激光剑,还是发射超强光束摧毁星球的终极武器“死星”,漫天光束纷飞的场景赚足了观众眼球。

  各国为何对研发激光武器趋之若鹜?借用武侠小说中的说法,激光武器或可比作能够在天际间自由挥洒的高威力“六脉神剑”。

  激光,是一些物质原子中的粒子被光或电激发到一定程度后放射出来的光。这种光束相位、频率、方向完全相同,颜色很纯,能量高度集中,因此有“最快的刀”“最亮的光”“最准的尺”之称。

  它能通过定向发射照射目标,用高能量将目标表面材料在瞬间加热至软化、熔化、气化甚至电离程度,而且始终静音。

  一是快。激光束能以每秒30万千米的速度射向目标。一般的拦截导弹速度为10马赫,而激光的速度比它快8万多倍。如果能量足够强大集中,发现即摧毁将成为现实。而且,光束方向可灵活调节,战术灵活性强。

  二是准。发射装置不受后坐力影响,系统稳定。激光束沿直线攻击目标,发散角小,几乎不受电磁干扰影响,若条件完备,可以做到指哪打哪。

  三是狠。激光束能量集中,若聚焦在目标关键部位上,能够做到“打蛇打七寸”,造成毁灭性破坏,且没有像核武器那样的污染。

  四是效费比高。与其他武器系统消耗导弹、炮弹不同,激光武器消耗的是电能。只要拥有足够电能,它就可以持续作战。

  一是热烧蚀破坏。目标在瞬间吸收巨大能量出现烧蚀、穿孔现象,这是当前激光武器毁伤或致盲目标的主要手段。

  二是辐射破坏。目标表面经激光照射后会形成等离子体,等离子体辐射紫外线或X射线,使目标内部的电子设备受损、功能瘫痪。

  三是力学破坏。激光照射目标时,等离子体高速向外喷射,反冲压力作用于目标,引发激波叠加,由此产生的拉伸力使目标变形断裂。该种方式,可对目标很薄的金属壳体部位构成物理性损伤。

  正因为如此,从激光发生器诞生的那天起,各国就在激光武器化方面展开角力,以求在这一领域占领先机、形成优势。

  随着科技发展和工业能力水平整体提升,当前,各国在激光武器研发方面掀起了新一轮热潮,体现出新的特点。

  去年5月,俄罗斯总统普京在索契主持国防部与国防工业综合体企业会议时强调,“发展激光武器项目极其重要。因为它将在今后几十年,甚至整个21世纪相当大程度上决定俄军的战斗力。”而在此之前,俄罗斯国防部机关报《红星报》刊文称,“佩列斯韦特”激光武器在俄部分军区开始战斗值班。这标志着俄罗斯在这方面的努力已率先获得丰厚回报。

  相比俄罗斯,美国对高能激光武器研发工作同样非常重视。其海陆空军均有自己的激光武器研制计划。据英国《简氏防务周刊》网站报道,波音公司在2020年水面海军协会全国研讨会上推销其紧凑型激光武器系统。而在去年6月,美海军陆战队透露,其接收的“利爪”紧凑型激光武器系统原型机已开始反无人机测试。由此可以管窥美国激光武器的发展状况。

  以色列通过自主研发与合作研发并举,取得一定成果。在2014年的新加坡航展上,他们推出了“铁束”激光武器系统的样机,其最大有效射程据称可达7千米。

  欧洲导弹集团德国分公司和莱茵冶金公司多年来一直致力于研发德国的高功率激光器, 2016年,莱茵冶金公司还曾试验性地在一艘军舰上安装过激光炮。

  英国国防部则在2017年将一项3000万英镑的国防合同交给了由欧洲导弹集团英国分公司领衔的国防厂商联盟,用来制造“激光定向能武器性能展示设备”。

  尽管在冷战时期就曾有国家制造高功率的激光武器,如波音公司的YAL-1机载激光武器项目和苏联以伊尔-76为基础研发的A-60项目,但出于体积太大、制造成本过高、缺乏瞬间超强能源等原因,这些计划最终都被终止。

  “高能激光器战术车辆”是美陆军重点推进的两个项目之一。虽名为“高能”,在激光武器中却属低功率层级。2015年,洛克希德-马丁公司对此项目中的“雅典娜”激光武器系统进行了试验,用其击穿了1.6千米外的一辆皮卡的发动机机盖,部分烧蚀了里面的发动机和传动系统。2017年,在对“雅典娜”的试验中,飞行中的“放逐者”无人机被击中后在空中解体。该激光武器系统的功率据称可达30千瓦。

  在高功率激光武器研发方面,囿于客观条件的限制,有的国家已经迈开步子,有的国家还处在积累阶段。

  俄罗斯的“佩列斯韦特”相关参数向来秘而不宣,从其交付的对象上来判断,有专家认为,它有可能是功率相对较大的激光武器。若真如此,俄罗斯已经向着高功率激光武器研发迈出了坚实一步。

  对美国来说,其陆军研发的激光武器功率都不大,陆军曾一度计划借力海军较大功率激光武器项目。而美海军已上舰的首套“舰载激光眩目拦截器”,从2018年洛克希德-马丁公司与美军签订的合同来看,其功率应该在60~150千瓦之间。这也基本上能体现出美国激光武器研发的进程。

  对于兆瓦级的激光武器,美国海军一度希望能在2025年完成部署。要实现这一步,显然还有很长的路要走。

  美国国防部副部长迈克·格里芬最近在一次国防记者聚会上说:“美国正在加大对激光武器和微波武器的研究力度,将会尽快装备到地面部队、空军以及部署到太空之中。”由此可见,和俄罗斯一样,美国也有意将激光武器转化为覆盖全军各兵种的主要武器系统。

  事实上,这种趋向已体现在激光武器的试验中。当前,已知的激光武器试验搭载平台不仅有驱逐舰、两栖攻击舰、装甲车、卡车、战斗机、直升机、无人机,甚至还有自成体系的独立作战系统。

  激光武器要高效毁伤目标,首先要满足两个主要条件:一是激光束能量足够强,二是作用在目标上的时间足够长。

  足够强的激光束来自哪里?一要有功能强大的激光器,用来发射能量充足的激光。二要有性能优异的光束控制和发射装置,确保发出的激光能量高度集中。

  怎样确保激光照射目标的时间够长,以便积累足够能量以毁伤目标?这就需要有高精度的瞄准跟踪系统,再通过综合指挥控制及通信系统的计算与调整,使激光束始终作用在运动目标的关键部位上。

  与此同时,高功率激光武器的高效运行,还需要强大的供能系统、散热装置、克服大气效应等装置提供支撑。

  这些装置和系统,是研发人员不得不面对和跨越的难关。客观地讲,在高功率激光武器研发道路上,仍关山阻隔,困难重重。

  一是其供电需求要求高,但超强能量储存设备难以快速实现小型化。供电模块体格庞大是限制高功率激光武器在各类武器平台使用的最主要原因,电源效率不高,发射间隔较长,也影响着其实战化的进程。

  幸运的是,近年来新型高能电池技术不断取得突破。此外,一些国家在核装置小型化领域也有一定研究和应用,这也给高功率激光武器的研发使用提供了选项。

  二是紧凑型、高功率激光器技术尚待成熟。当前,能提供兆瓦级发射功率的主要是化学激光器,但这种类型的激光器体积较大,单位体积的功率值小,战场环境适应性差。

  随着固体激光器小型化和新一代电子激光器的发展,具有战术应用潜力、发射功率在数万瓦至几十万瓦的高能激光武器正在涌现。但是,达到兆瓦级发射功率标准的发射器仍然有待于各国的继续探索和研发。

  三是需要更高稳定性、高精度的光束跟瞄技术。激光武器的发展不会局限于打击低空、近距离、低速移动的目标,势必会扩展到对有人战机、弹道导弹等高速移动目标进行打击方面,这就必然会对光束跟瞄技术的稳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弥补,如激光光束难以在大雾、大雪、大雨和沙尘天气发挥作用;大气扰动、散射易引起激光能量衰减;在丘陵、多山、植被茂密的地域或高楼林立的狭窄城市环境中使用时效果大打折扣等等。

  总的来说,激光武器研发虽山重水复,但未来可期。随着科技不断发展,高功率激光武器研发中遇到的瓶颈问题或将被逐步一一攻克。未来的激光武器势必会在对抗无人机“狼群攻击”、高超声速武器拦截、应对饱和打击、反导反卫星等方面展现出其独具的超强能力。

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