分享

应用|计划用激光器打击无人机蜂群,美国洛马公司正研制60千瓦模块化激光武器

 大国重器元器件 2020-09-11

昨天的公号文章写了“国家光电倡议”(NPI)呼吁加强高功率激光器用电子元器件制造能力的建设(详细内容移步于此),并指出激光武器可能重新定义军事作战的“游戏规则”。作为例子,今天推送美国洛克希德·马丁公司(以下简称洛马)已计划将高功率激光武器作为打击无人机蜂群的有效手段。先来一段洛马高功率激光武器的视频震撼下。


无人机蜂群

无人机很小,有时甚至比5磅还轻,由于难以被雷达发现和捕获,如果无人机变身攻击武器将带来巨大杀伤力。由多个无人机组成的无人机蜂群,可以从数百米以外的地方起飞和自主飞行,可以跟踪地面车辆或其他飞机来实施攻击。


面对无人机,尤其是无人机蜂群时,导弹等传统武器或难以将其击落,或需付出巨大的时间和物力成本。激光武器的“子弹”则要比导弹和火炮的成本低得多,而且攻击目标越多时该优势就越突出。

洛马激光器的优势

为了实现激光器的高功率输出和控制成本,洛马主要采用柔性光纤、模块化设计和光谱波束合成三项技术,有力地克服了传统激光武器体形巨大、启动能量需求大、难于冷却等缺点。而洛马也具有从材料制备到系统集成,再到激光武器生产的全产业链能力。

柔性光纤

洛马使用由铒、镱、钕等稀有元素制造的柔性光纤发射激光。由于柔性光纤能够像绳索一样卷曲,因此激光可在光纤内实现长距离加速,而卷曲后的光纤占用空间也大为缩小,还提供了超大的面容比,大幅降低冷却难度。另外,柔性光纤式激光器还具有良好的耐用性。

模块化设计

模块化设计思路不仅可依据所需任务来动态调整输出功率,还不会因为单点出现问题而导致系统的整体失效,降低维护维修的时间成本和费用。而且,洛马还通过采用商用光纤激光器来进一步降低成本。此外,洛马的高功率激光器能以更高效率运行,产生的热量更少,能够包含在更小的封装中,适用于更多武器装备应用平台。

光谱波束合成

与传统与利用平板激光晶体作为媒介的固态激光器相比,通过二极管泵浦长时间光纤而生成的激光波束,能够带来更高的光束质量和电子效率,但是功率要少于固态器件。这就要求来自多个激光器的光束有效合成来形成单个高功率光束。洛马采用的光谱波束合成技术,每个光纤模块的输出波长略有不同,通过波束合成形成单频的高功率波束,类似棱柱分解光的逆过程。

基于波束合成的光纤激光器,功率更大、波束质量更高,从而能够在更远的距离范围外,向目标发射更多的能量,提高作战距离或减少失败几率,并可使激光武器系统能够实现对多个目标的连续攻击。洛马表示其研制的激光系统效率达到了40%,降低了整个武器系统对功率生成和冷却的要求。

30千瓦光纤激光器


上图为洛马在内部资金支持下研制的30千瓦“阿拉丁”(ALADIN)光纤激光器,有大约100个光纤激光模块。2015年3月洛马公司使用该光纤激光器成功击毁一辆小型卡车的发动机,如下图所示。



60千瓦光纤激光器

目前,洛马正按美国陆军合同(2014年4月授予,金额2500万美元)要求,进行60千瓦激光器的实验室测试。该激光器的模块数将减少,但单个输出功率将进一步提高,计划于2016年底提供给陆军,进行在大型改装卡车上的集成和测试。基于地面的激光武器将用于打击火箭、大炮、巡航导弹、无人机、其他卡车或地面车辆。

已有成果

洛马已经演示了激光武器系统应对新威胁的潜在能力。洛马研发出了“区域反弹药防御系统”(ADAM),已经成功打击了小型船只和火箭,还研发出了“先进测试型高能系统(ATHENA),拦截了在轨状态下的无人机和卡车,如视频所示。


打击无人机蜂群

面对无人机蜂群可能带来的新威胁,洛马正和客户、学术界合作研发和实施能够探测抵抗无人机蜂群的技术。操作者能够使用通信和战场管理系统来实施对无人机威胁的检测、跟踪和识别,然后使用激光器武器系统实施打击,如下图所示。




下一步工作

洛马表示,由于模块化设计,激光器功率可进一步从60千瓦增加到120千瓦。洛马的最终的目标是为客户提供可集成到飞机、地面车辆和船只上的激光器解决方案。

目前,美军已开始将激光武器集成到其武器装备和平台上。

文末感言

    今年2月,美国国防部长卡特提出要用“蜂群”战术,制造大量的低成本无人机来对付中俄。5月,美国空军正式提出《2016—2036年小型无人机系统飞行规划》,希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统,并在2036年实现无人机系统集群作战。6月,洛马公司就提出用激光器来防范和打击无人机蜂群。

    攻防兼备,细思极恐。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多