激光武器是指发射激光束直接攻击目标,用激光能量损伤目标使其丧失作战能力的武器,被誉为新一代武器装备中的“撒手锏”。激光武器有多种分类方式:根据打击目标的不同,可分为打击战术目标的战术激光武器、打击战略目标的战略激光武器,以及介于它们之间的战区激光武器;按布基方式则可分为地基激光武器、舰载激光武器、机载激光武器和天基激光武器等。
美国在激光武器研发领域处于世界领先水平,从事高能激光武器技术研究已有40多年的历史,具有最先进的科学研究设施,能进行激光武器研发方面的所有科学研究和试验设计工作,取得了丰富的研究成果。截至目前,已初步研制出以陆、海、空基装备为平台的多种类型激光武器。
机载激光器步履蹒跚
机载激光器(ABL)项目是由美国空*提出的激光武器系统研制项目,先后由美国空*和导弹防御局进行管理,预定目标是利用高能激光器对导弹外壳加热,从而摧毁助推段的弹道导弹。ABL项目年后转为研究发展类项目,财年该项目预算被取消,ABL项目基本结束。
ABL系统由4部分组成:14个氧碘化学激光器,总功率万~万瓦,杀伤距离在千米以上;高速目标捕获系统,利用多个红外探测器探测数百千米以外导弹发动机喷出的火焰;高精度光束控制系统,用以控制激光束瞄准目标;自动化战场管理系统,用于作战指挥控制。
ABL的核心部件包括氧碘化学激光器和自适应光学装置。化学激光器的工作原理是:将适量的化学物质放在一个混合容器内,产生受激氧;当受激氧处于高能级电子数量超过低能级电子数量时,在外来光子诱发下,便以光子形态放出能量;经光学谐振腔的作用而形成激光束。另一项关键设备是自适应光学装置:在ABL上有一个指向目标区的小激光器,通过对其后向散射激光进行光学分析,可以计算出ABL和目标之间的大气扰动,随后根据计算结果控制安装在聚焦镜上的微机电装置,使之改变聚焦状况以实现自适应,消除大气扰动引起的光束畸变。
由于技术问题、*治原因及经济因素的影响,ABL发展坎坷,从结果看,未能达到最初计划的目标,但在其发展过程中取得了一系列技术进步和工程研制的经验教训,对于未来激光武器系统和技术发展,以及实战化等均具有重要参考价值。其发展主要包括以下三个阶段。
一是前期项目准备和技术论证阶段。20世纪60年代中期,美国空*武器实验室开始着手研究激光在空战中应用的可能性。~年,开展了核心器件和技术能力的研究。年,机载激光实验室(ALL)计划开始,采用双模块CO2主激光,总功率1兆瓦,机载平台为C-飞机。ALL计划完成了两项重要的技术演示,实现了机载轻质子系统的研制和集成,对实弹目标进行了千米级致命性杀伤演示。
二是方案确定与风险降低阶段。年,美国空*和两家公司签订了一项两阶段概念验证计划的第一阶段合同,内容是针对机载平台论证捕获、跟踪和杀伤助推段弹道导弹所需的技术。2年前,整个ABL项目基本按照计划进行,设计并制造了发射塔及其窗口、1.5米可°旋转的大型望远镜旋转机构、满足飞行重量要求的FLM-1激光模块,改造飞机并进行了风洞实验等。2年后,ABL项目不断调整,实际进度远远落后于原计划的要求。由于一些关键技术的工程化效果不理想,提出了重视技术知识点积累的双年度发展规划。4年后,美国导弹防御局对ABL项目进行了重大调整,包括:推迟采购第二架飞机和研制地面试验台;不再要求样机4~5年具有应急能力;把计划的重点集中在近期的工作,实现6模块激光器输出“第一光”和飞行试验两个里程碑;在进入下一个研发阶段之前,先演示ABL的每一项关键技术。7年,ABL的发展取得了重要进展,美国导弹防御局7月完成了ABL的空中模拟攻击试验,通过跟踪、瞄准和模拟攻击空中目标,对ABL的战场管理系统以及波束控制/火控系统的性能进行了演示验证。试验时,跟踪照射激光器(TILL)和代替高能激光器的低能激光器均安装在ABL飞机的机头转塔中,TILL对一架改装过的NC-运输机实施照射。
三是调整为研究与发展类项目并最终取消。年后,ABL项目转为研究与发展类项目,名为“机载激光试验平台”(ALTB)。年1月10日,ABL飞机在加利福尼亚海*空战中心武器分部对安装有远程目标装置的靶标进行了捕获、跟踪、交战演示试验。试验表明,ABL系统已可以成功捕获、跟踪并击中高速目标;2月3日,ABL飞机首次成功击毁了一枚固体燃料火箭;2月11日,ABL飞机从爱德华兹空*基地起飞,在几秒钟内便捕获了一枚从海上机动平台发射的液体燃料近程弹道导弹,随后发射高能激光将其击毁,整个交战过程不到2分钟。在同一小时内,ABL飞机还跟踪并射击了另一枚从圣尼古拉斯岛发射的固体燃料火箭,但ABL在目标被摧毁前自行关闭(据报道是由于系统出现异常)。年2月,ALTB在进行了最后一次飞行后移交给戴维斯蒙森空*基地,ALTB的一些核心装置和设备被拆除,图纸和大量的试验数据由专门人员负责,飞机主体被长期封存。ALTB被封存后,相应预算也被取消,至此美国的ABL项目结束。
设想中的天基激光武器
空基激光器继续推进
近年来,美国虽然停止了ABL项目,但仍然继续发展多种空间激光武器关键技术,如激光器技术、光束控制技术等。
美国国防高级研究计划局(DARPA)开展的“航空自适应光束控制”计划,旨在改善战术飞机高能激光器的性能,以应对敌机或导弹对机尾的威胁。年,DARPA授予洛克希德·马丁公司一份合同,用于设计典型光路、等比例炮塔、流动控制致动系统,并进行风洞试验,将一个原型激光防御武器安装到试验飞机上。
DARPA在财年开展了“持久”项目研发,旨在研发可在飞机上安装的激光吊舱。该激光器光束可控,用于摧毁光电制导和红外制导的防空导弹,也可进行高精度的目标跟踪和识别,以保护机载平台。该项目是美国DARPA“神剑”项目的一部分,用于研发相干光相控阵列技术,这项技术使激光武器的功率可调,同时还将结合低功率的电子激光器,如二极管激光器和光纤激光器。与现有高能化学激光系统相比,激光亮度高10倍,光束更加紧凑,可安装在飞机上作为关键的防御系统。
美国空*正在为下一代战斗机开发激光武器。美国空*研究实验室称,该激光武器将于年以后在有高度挑战性的“反介入/区域拒止”环境中提供空中优势。美国空*主要
当前,美国正在通过多个技术研发项目,大力发展激光器、光束控制等空天激光武器的关键技术。空基平台的机载激光器经过几十年的发展,突破了多项关键技术并进行过多次试验测试,近期有可能进入实战应用;天基激光武器则由于技术、成本、法律等诸多限制,近年来并未取得太大进展,短期内很难真正投入作战使用。
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