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【摘要】介绍了高能激光武器技术的含义、研制、分类、费用,高能激光武器的未来研究高能激光武器目前处于预研、研制以及基本技术和原理方案的探讨阶段,估计在不久的将来将陆续投入战场,并对未来战场局势产生深远的影响。
【关键词】高能激光武器技术;软杀伤激光武器;硬杀伤激光武器;探讨阶段
一、高能激光武器技术
激光技术在军事领域的广泛应用使现代战场充斥着各种激光威胁。不仅激光测距机、激光目標指示器等早已大量装备部队,而且一些军事强国早在上世纪80年代就装备了以攻击光电传感器为目的的各类低能激光武器。经过多年的研究发展,激光武器由单波长发展到多波长,由少数几个固定波长发展到宽波段可调谐,特别是高能激光武器即将投入实战,它的出现使得导弹、飞机、卫星等空中目标面临直接被摧毁的危险。
高能激光是武器技术是由美国TRW公司研制,并且由氟化氘化学激光器、雷达、激光束定向器、火控系统等组成,可以在地面机动,能对付10公里内的战术飞行目标。一旦发现目标,几秒钟内就可将其击毁。
高能激光武器是美国和以色列联合研制的,以高能氟化氘化学激光器为基础,用于对付战术火箭之类目标的硬杀伤激光武器。以色列北部经常有黎巴嫩游击队用火箭炮进行攻击,以色列对此缺少有效的防御手段。于是以色列和美国合作,制定“鹦鹉螺”计划进行试验,用美国的高能化学激光器和光束瞄准系统射击飞行的火箭弹,于20世纪90年代中期开始研制。1995年美国陆军和以色列国防部开始合作研制车载“鹦鹉螺”激光反火箭系统。
就高能激光武器而言,可以分为两类
软杀伤激光武器和硬杀伤激光武器。所谓软杀伤激光武器,是指以容易被激光破坏的光电传感器、光电系统、甚至人眼等为目标的激光武器,而硬杀伤激光武器则指能直接毁伤导弹、飞机等目标的激光武器。到目前为止,硬杀伤激光武器的研究工作已经取得了很大的进展。40年来,科学家们先后研制出气体动力学激光器、氟化氘化学激光器、氟化氢化学激光器、氧碘化学激光器、钕玻璃固体激光器、自由电子激光器等不同工作原理的高能激光器;发展了自适应光学技术,解决高能激光大气传输问题;研制了精确激光束定向系统;深入研究了激光与靶材的相互作用,获得了大量有用的数据。在激光射击实验中,高能激光束曾成功地击落了飞行的靶机、反坦克导弹、火箭弹等目标。这些研究工作的成功证明了研制激光武器的可行性。
这种激光武器由氟化氘化学激光器、雷达、激光束定向器、火控系统等组成,安装在几辆车上,可以在地面机动,氟化氘激光器功率为40万瓦,发射孔径0.7米,能对付10公里内的战术飞行目标。一旦发现目标,几秒钟内就可将其击毁。强激光武器的激光以光束传播,命中率极高,激光束质量近于零,几乎无后坐力,因而能迅速转移火力,在短时间内拦截多个目标。因而能迅速转移火力,在短时间内拦截多个目标。缺点是随着射程增大,激光束发散角增大,功率密度下降,毁伤效果降低,恶劣环境对其影响也很大。
战术高能激光武器系统的初型安装在6辆拖车上,1999年底移交以色列进行试验。2000年6月6日在白沙导弹靶场进行的试验中,射程为15公里的“喀秋莎”火箭弹被激光武器系统成功地捕获、跟踪,并用激光束照射弹头,结果高爆弹头起爆而摧毁。随后又对多枚“喀秋莎”火箭弹进行了成功地拦截、摧毁试验。据报道,在实验中已击落了25枚“喀秋莎”火箭弹,2002年11月初还击落了按指定弹道飞行的炮弹。目前战术高能激光武器系统由3辆车组成。一辆运载激光器燃料,一辆装载跟踪和导引系统,第三辆装载激光器和光束控制装置。美国陆军希望将该系统按比例缩小到与“爱国者”导弹防御系统相仿。2003年,研制计划将集中在使该系统适于运输机运载。TRW公司正在建造称为“机动战术高能激光器”的系统。“机动战术高能激光器”可以对抗的威胁的类型更广。
高能激光武器系统的使用主要通过高聚焦、高能激光柱,以产生足够的能量发射到火箭弹或是炮弹上,从而使其在半空中爆炸。而机动战术高能激光武器系统每发射一次的费用主要就是使用化学制剂的费用,仅仅是数千美元,远远低于动能防御系统的使用费用。
二、应用发展
高能激光武器的未来研究高能激光武器目前处于预研、研制以及基本技术和原理方案的探讨阶段,估计在不久的将来将陆续投入战场,并对未来战场局势产生深远的影响。发展新型的精密伺服跟踪瞄准系统激光武器对目标的伺服跟踪、瞄准精度要求非常高,否则不可能精确击中目标,目前的微波雷达是无法满足这一要求。国际上目前正在进行红外跟踪、电视跟踪和激光雷达等武器装备的研制,开展精密光学跟踪技术的研究,侧重于激光雷达跟踪系统的研究。开展制造大型反射镜的新型材料和新型加工工艺的研究激光武器的光学反射镜越大,发出的光束发散角就越小,聚焦性能就越好。而反射镜的直径若超过1m,不仅加工复杂,造价极高,而且体积、重量增大后,主镜定向器的转动惯量加大,将难以满足对目标的跟踪速度和对付多目标的能力要求。为此,美国等西方国家下一步将开展制造反射镜材料及新型加工工艺的研究,如美国拟采用石墨纤维复合材料作基底的反射镜,镜面镀硅并抛光,其热膨胀系数将接近于零。反射镜整体采用多块镜面拼装而成,放宽了加工要求,这一工艺的突破,将有可能使反射镜的造价降低,其轻便性和热稳定性能都会有所改善。积极开展强激光大气传输中大气湍流和热晕效应的研究目前强激光在大气中传输由于湍流和热晕效应所造成的有害影响,正在探索和研究之中。对于大气击穿的热晕效应,有人提出先用低强度高重复频率的先行光束来驱除光路上的气溶胶粒子,然后发射强激光,还有人拟采用自适应光学技术来抵消湍流和热晕效应。这些方法都是正在和将要研究的课题。
【关键词】高能激光武器技术;软杀伤激光武器;硬杀伤激光武器;探讨阶段
一、高能激光武器技术
激光技术在军事领域的广泛应用使现代战场充斥着各种激光威胁。不仅激光测距机、激光目標指示器等早已大量装备部队,而且一些军事强国早在上世纪80年代就装备了以攻击光电传感器为目的的各类低能激光武器。经过多年的研究发展,激光武器由单波长发展到多波长,由少数几个固定波长发展到宽波段可调谐,特别是高能激光武器即将投入实战,它的出现使得导弹、飞机、卫星等空中目标面临直接被摧毁的危险。
高能激光是武器技术是由美国TRW公司研制,并且由氟化氘化学激光器、雷达、激光束定向器、火控系统等组成,可以在地面机动,能对付10公里内的战术飞行目标。一旦发现目标,几秒钟内就可将其击毁。
高能激光武器是美国和以色列联合研制的,以高能氟化氘化学激光器为基础,用于对付战术火箭之类目标的硬杀伤激光武器。以色列北部经常有黎巴嫩游击队用火箭炮进行攻击,以色列对此缺少有效的防御手段。于是以色列和美国合作,制定“鹦鹉螺”计划进行试验,用美国的高能化学激光器和光束瞄准系统射击飞行的火箭弹,于20世纪90年代中期开始研制。1995年美国陆军和以色列国防部开始合作研制车载“鹦鹉螺”激光反火箭系统。
就高能激光武器而言,可以分为两类
软杀伤激光武器和硬杀伤激光武器。所谓软杀伤激光武器,是指以容易被激光破坏的光电传感器、光电系统、甚至人眼等为目标的激光武器,而硬杀伤激光武器则指能直接毁伤导弹、飞机等目标的激光武器。到目前为止,硬杀伤激光武器的研究工作已经取得了很大的进展。40年来,科学家们先后研制出气体动力学激光器、氟化氘化学激光器、氟化氢化学激光器、氧碘化学激光器、钕玻璃固体激光器、自由电子激光器等不同工作原理的高能激光器;发展了自适应光学技术,解决高能激光大气传输问题;研制了精确激光束定向系统;深入研究了激光与靶材的相互作用,获得了大量有用的数据。在激光射击实验中,高能激光束曾成功地击落了飞行的靶机、反坦克导弹、火箭弹等目标。这些研究工作的成功证明了研制激光武器的可行性。
这种激光武器由氟化氘化学激光器、雷达、激光束定向器、火控系统等组成,安装在几辆车上,可以在地面机动,氟化氘激光器功率为40万瓦,发射孔径0.7米,能对付10公里内的战术飞行目标。一旦发现目标,几秒钟内就可将其击毁。强激光武器的激光以光束传播,命中率极高,激光束质量近于零,几乎无后坐力,因而能迅速转移火力,在短时间内拦截多个目标。因而能迅速转移火力,在短时间内拦截多个目标。缺点是随着射程增大,激光束发散角增大,功率密度下降,毁伤效果降低,恶劣环境对其影响也很大。
战术高能激光武器系统的初型安装在6辆拖车上,1999年底移交以色列进行试验。2000年6月6日在白沙导弹靶场进行的试验中,射程为15公里的“喀秋莎”火箭弹被激光武器系统成功地捕获、跟踪,并用激光束照射弹头,结果高爆弹头起爆而摧毁。随后又对多枚“喀秋莎”火箭弹进行了成功地拦截、摧毁试验。据报道,在实验中已击落了25枚“喀秋莎”火箭弹,2002年11月初还击落了按指定弹道飞行的炮弹。目前战术高能激光武器系统由3辆车组成。一辆运载激光器燃料,一辆装载跟踪和导引系统,第三辆装载激光器和光束控制装置。美国陆军希望将该系统按比例缩小到与“爱国者”导弹防御系统相仿。2003年,研制计划将集中在使该系统适于运输机运载。TRW公司正在建造称为“机动战术高能激光器”的系统。“机动战术高能激光器”可以对抗的威胁的类型更广。
高能激光武器系统的使用主要通过高聚焦、高能激光柱,以产生足够的能量发射到火箭弹或是炮弹上,从而使其在半空中爆炸。而机动战术高能激光武器系统每发射一次的费用主要就是使用化学制剂的费用,仅仅是数千美元,远远低于动能防御系统的使用费用。
二、应用发展
高能激光武器的未来研究高能激光武器目前处于预研、研制以及基本技术和原理方案的探讨阶段,估计在不久的将来将陆续投入战场,并对未来战场局势产生深远的影响。发展新型的精密伺服跟踪瞄准系统激光武器对目标的伺服跟踪、瞄准精度要求非常高,否则不可能精确击中目标,目前的微波雷达是无法满足这一要求。国际上目前正在进行红外跟踪、电视跟踪和激光雷达等武器装备的研制,开展精密光学跟踪技术的研究,侧重于激光雷达跟踪系统的研究。开展制造大型反射镜的新型材料和新型加工工艺的研究激光武器的光学反射镜越大,发出的光束发散角就越小,聚焦性能就越好。而反射镜的直径若超过1m,不仅加工复杂,造价极高,而且体积、重量增大后,主镜定向器的转动惯量加大,将难以满足对目标的跟踪速度和对付多目标的能力要求。为此,美国等西方国家下一步将开展制造反射镜材料及新型加工工艺的研究,如美国拟采用石墨纤维复合材料作基底的反射镜,镜面镀硅并抛光,其热膨胀系数将接近于零。反射镜整体采用多块镜面拼装而成,放宽了加工要求,这一工艺的突破,将有可能使反射镜的造价降低,其轻便性和热稳定性能都会有所改善。积极开展强激光大气传输中大气湍流和热晕效应的研究目前强激光在大气中传输由于湍流和热晕效应所造成的有害影响,正在探索和研究之中。对于大气击穿的热晕效应,有人提出先用低强度高重复频率的先行光束来驱除光路上的气溶胶粒子,然后发射强激光,还有人拟采用自适应光学技术来抵消湍流和热晕效应。这些方法都是正在和将要研究的课题。