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走向实战化的激光武器

 心容乾坤 2024-05-15 发布于河北
作者:军鹰智库望天狼,来源:军鹰资讯

激光武器(英文:Laser Weapon),是用高能的激光对远距离的目标进行精确射击或用于防御导弹等的武器,分为战术激光武器(THEL)与战略激光武器。具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能,在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。激光武器的缺点是不能全天候作战,受限于大雾、大雪、大雨,且激光发射系统属精密光学系统,也受大气影响严重,如大气对能量的吸收、大气扰动引起的能量衰减、热晕效应、湍流以及光束抖动引起的衰减等。由于激光武器需要大量的电能,在能量储存设备难微型化(如高能电池)的问题解决前,比较难实现大规模应用。强激光武器,利用高能激光束摧毁飞机、导弹、人造地球卫星等目标或使之失效的定向能武器。又称高能激光武器、光炮。

激光武器组成及种类

一个激光武器系统一般由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和控制发射系统等组成。
激光器是激光武器的核心组件,所以激光武器的性能主要由激光器的性能所决定。习惯上,激光武器主要按激光器的类别进行分类。激光器的种类有很多:有固体激光器、气体激光器、半导体激光器、自由电子激光器、化学激光器、染料激光器、光纤激光器、准分子激光器、量子点激光器等。目前,能作为武器的激光器只有:化学激光器、量子点激光器。
化学氧碘激光器是一种机载激光器。机载激光器系统是以改型的波音747-400F飞机作为发射平台(代号YAL-1A),以产生高能激光的化学氧碘激光器为核心,配置跟踪瞄准系统和光束控制与发射系统,利用激光作为能量直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。
量子激光武器,说得简单一些就是依靠量子点发射激光的武器,由于这样的武器需要建立在超强功率的激光器上,所以在研发方面就要对超强功率的固体激光器有着非常高的要求,如今中国已经可以制造出这样先进的超强功率的固体激光器,实在让人兴奋不已。据相关资料显示,中国新研制的量子激光武器由超强功率激光器发出的激光束,可以实现在3000千米远的距离上获得每平方厘米35K焦耳的能量密度,杀伤能力已经超过导弹,甚至还高出一个数量级,最为可怕的是该量子激光武器有效杀伤距离超过30000千米,如果未来装备服役,那可是一个非常可怕的大杀器。
 

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一般来说,激光器按照其输出功率分为3个级别,分别为低能量、中能量和高能量激光器。其中,低能量激光器的功率也就几千瓦,它利用了激光束高亮度的杀伤机理,主要用于对人眼和一些光电侦测装置致盲。历史上,这类武器已经有了较好的作战记录,在1982年英阿马岛战争中,英军驱逐舰上就利用激光致盲装置对抗阿军空军战机,获得了不错的战果。中国陆军的99A型主战坦克也安装了类似的激光致盲装置,不过,估计其主要用来对付光电侦察仪器以及采用类似制导方式的反坦克导弹。中能量激光器的功率一般要达到30-50千瓦,它是利用激光束的高热量使材料表面、内部结构熔化或变形来对目标进行一定程度的硬杀伤,但由于许多军事装备都进行了装甲加固,因此,此类激光器只能对付一些无法加固的目标。

激光武器类型

激光武器分为三类:致盲型、近距离战术型、远距离战略型。
1、致盲型
致盲武器激光致盲枪由激光器、瞄准跟踪系统及光束控制和发射系统构成,能产生使人致盲的激光束。激光致盲枪速度快、灵活性好、精确度高,瞬发即中,可使人的眼睛瞬间受到严重伤害,甚至致盲。其中激光发生器是它的核心部分,只有它才能产生使人致盲的激光束。
2、近距离战术型
近距离战术型可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验,就是用的这类武器。
3、远距离战略型
这类的研制困难最大,但一旦成功,作用也最大,它可以反卫星、反洲际弹道导弹,成为最先进的防御武器。发达国家的大型水面舰只已开始采用核能作为动力,中型水面舰只的电动化改进也已进入实质阶段,这都为激光武器在舰艇上的应用铺平了道路。
激光武器分为多种,不同种类的武器有效射程不同,而且差别比较大。对于战略激光武器,大家比较熟悉的,感觉也比较神秘的,就是激光打卫星了。激光打卫星,可分为激光致盲,和直接摧毁。目前,中美俄这些激光大国,均已做过激光致盲卫星的试验,我国甚至还经常被指责“又”用激光致盲了美方的卫星。可见,激光致盲卫星已经相对普遍了。激光直接摧毁的话,目前还没公开相关消息。
 

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这些被致盲的卫星,通常为近地卫星,轨道高度约几百公里。因此这些激光武器的有效射程,达到几百公里是没问题的。
 

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美国ABL空基激光武器,是以波音747-400F平台改装的,用于对付弹道导弹目标。2009-2010年,ABL进行了多次试验,并在一次试验中,在160公里外成功的摧毁了一枚液体弹道导弹。美国称,ABL的有效射程达到了几百公里。
显然,就目前来说,战略激光武器的有效射程,大体在几百公里范围。
 

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如果是战术激光武器的话,射程就要小许多了。战术激光武器通常在大气层内使用,功率比较低,也容易受到大气的削减。目前中美两方的卡车式车载战术激光武器,通常功率在30KW以上,射程在4公里左右,主要用于打击无人机、火箭弹等小型目标。
目前中美两国正在研制功率更大的车载或者舰载激光战术武器,其功率要求在100-300KW,射程在10-20公里,可以拦截对地导弹、反舰导弹、巡航导弹、战机目标等。
 

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中美也在准备在战机平台上搭载战术激光武器,要求功率达到100KW以上,能够拦截对方发射的空空导弹。美国计划在2021年开始测试,在2025年左右完成试验。我国也在进行这方面的研究,以吊舱方式挂载的方案,已经做过测试。

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激光武器攻击方式
1、致盲:利用强烈的激光束对人的眼睛或光学探测器进行射击,会烧伤人的视网膜造成失明从而丧失战斗力或会损坏光学探测器令其无法正确判断目标。
2、穿孔:高功率的激光束使靶材表面急剧熔化令其汽化,汽化物质向外喷射,反冲力形成冲击波,并在靶材上穿出一个孔。
3、层裂:靶材表面吸收激光能量后,原子被电离,形成等离子体。向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断,形成“层裂”破坏。除此以外,等离子体还能辐射紫外线或X光,破坏目标结构和电子元件。
激光武器的主要特点 
激光武器是一种定向能武器,利用定向发射的高能量聚集激光束直接毁伤目标或使之失效。利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。强激光武器有着其它武器无可比拟的优点,强激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。激光武器经过三十多年的研究,已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。
 

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速度极快
激光作为武器,有很多独特的优点。首先,它可以以光速飞行,每秒30万公里,任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准,几乎不要什么时间就立刻击中目标,用不着考虑提前量。
 

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能量极高
另外,它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量,还可以非常灵活地改变方向,并且不产生任何放射性污染。
 

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抗干扰
激光武器速度超快,同时拥有很强的抗电磁干扰能力。
 

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不能全天候作战
激光武器的缺点是不能全天候作战,受限于大雾、大雪、大雨,而且激光发射系统属精密光学系统,在战场上的生存能力有待考验。
 

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总体来说,激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器主要指高功率强激光武器,它是一种利用激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器。按搭载的载体不同,激光武器可分为:舰载式、车载式、机载式、地基式、星载式(天基)激光武器系统。
“卫星杀手”
说起激光武器这一“无形杀手”的绝招,主要就是把太空中的卫星“烫伤”。现有的激光武器根据作战用途可分为战术激光武器和战略激光武器,反卫星激光武器是当之无愧的战略激光武器。卫星上的精密光电设备、热控制系统和供电系统都是怕光怕热的“宝贝疙瘩”,反卫星激光武器发射的激光束辐射强度高,可通过热效应对卫星产生致命创伤。甚至,“怒火中烧”的激光还有可能直接烧毁卫星。同时,激光束对卫星也有一定的冲击效应,可使卫星上的零部件损坏或者使卫星偏离轨道。
更为重要的是,反卫星激光武器发射的激光束以光速运行,可以瞬间击中目标,令目标“防不胜防”。除具备“指哪打哪”的功夫外,反卫星激光武器发射的“光弹”质量为零,射击时没有反作用力,可在飞机、军舰或地面进行精确瞄准、射击。相比于导弹或卫星碰撞动辄带来的太空垃圾,反卫星激光武器算是“清洁干净”的理想武器,也因此成为备受青睐的“卫星杀手”。
目前,各军事大国投入研发的反卫星激光武器主要包括地基、机载和空间三大类。
地基反卫星激光武器可用于干扰、致盲和摧毁近地轨道上的军用卫星。美国就曾利用高功率激光器摧毁运行轨道高度达412公里的“微型探测器技术集成-3”卫星。2008年,美国陆军部署完成了地基反卫星激光武器系统,可使卫星暂时“失明”或丧失通信能力。地基反卫星激光武器具有重量、体积不受限制,能量供应易于解决等诸多优势,但由于大气对激光能量的衰减,主要部署在空气较为稀薄的地区。  
机载反卫星激光武器就是把激光器安装在飞机上攻击卫星。美国机载激光武器和俄罗斯的“A-60”都采用这种方案。历史上,人类第一次反卫星试验就是通过飞机发射卫星拦截导弹进行的,充分展现出机载平台机动灵活的优势。由于飞机飞行高度高,大气较为稀薄,机载反卫星激光武器克服了地基反卫星激光武器的缺点,但自身也存在着重量、体积和能量供应受限制等技术难题。美国目前研制的机载反卫星激光武器,能在10-20秒之内摧毁近地轨道卫星。
空间反卫星激光武器就是把激光器植入卫星、航天飞机等航天器中。加上“外挂”的航天器不需要考虑气流和震动问题,可攻击中高轨道卫星,将激光武器的作战效能发挥到了极致。历史上,美俄都先后出台过空间反卫星激光武器的平台方案,甚至还设想以空间站为核心,搭载激光武器后成为“太空战斗站”。
  
美国的激光武器
 

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美国作为全球科技最强的国家,其一直在追求新概念武器装备研发的最前沿,而作为世界科研前沿的激光领域美国自然也不会落下。自冷战高峰期至现在,美国已经研发了不计其数的激光武器,但是真正投入使用的则很少,究其原因是因为激光武器到现在都难称成熟,大量型号都只能作为科研以及技术储备。
 

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美国最有名的激光武器应该要数机载激光器计划(ABL),其是为了对付敌方发射的弹道导弹而研发的,为了能装下巨大的化学激光器,其载机选择了波音747大型四发飞机,其原本预计能在400公里外利用激光摧毁处于助推段和上升段的洲际弹道导弹。理想很美好,现实很一般,2009年耗费巨资的ABL计划效果并不显著被迫下马。而叫畏惧。而这种新模式换来的是敌人的尊敬,是心悦诚服。

此前美军推出了新型激光武器雅典娜激光战车,其他的暂且不论这款武器具有一个特殊的能力,那就是它具备的独一无二的非致命瘫痪能力,它可以通过发射超短脉冲波能够在几秒可摧毁一支军队的战斗力,但是不会造成任何的人员伤亡。这类似于电磁脉冲炸弹既不会对生物造成影响,但会破坏敌军的武器设备。对此,也有有专家表示,随着美国这种激光武器的试验成功,它将会改变现有的战斗形态,可谓是开了一个先河,使得战争也有了人性化的一面。
中国的激光武器

作为定向能武器的激光武器,是中国推动军事技术和现代化的一部分,从低功率的战术射束发射器到战略高能激光武器系统,中国均有涉及,近年来,中国公开披露了一些战术激光武器。

1、低空卫士
这是由中国工程物理研究院研发的激光武器,功率1万瓦,是专门针对拦截“低小慢”飞行器研制,试验中成功率100%。低空卫士使用的不可见光波段,实际操作中,目标同场是突然起火坠毁,伤敌于无形。

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 图为寂静狩猎者

2、寂静狩猎者
在2016年一次大型会议期间,“寂静狩猎者”部署,成为防空系统的一部分。该激光武器主要拦截无人机,功率3万瓦,射程可达4公里,在1公里距离可以击穿5毫米的钢板,6秒内能够完成目标的锁定和打击。

3、国荣一号反无人机激光系统
这是短距地对空激光武器系统,具有探测雷达,电光干涉装置和大功率激光弹射器,可以在数百米远的距离内击落无人机。媒体报道,该系统由国荣科技,中国电子科技集团等单位联合开发。

4、光盾综合光电防御系统
这是中国电科集团开发的车载式激光武器系统,集成了雷达、光电、电子战等系统,拥有单车雷达搜索、光电瞄准、激光攻击等性能,因为是车载式,具有部署机动灵活,攻击快速特点。主要用于拦截来袭的飞机、车辆的电光盒或发射器,或导弹的光学引导系统。

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 图为激光武器发射的现象

5、4种单兵激光武器
中国还开发多款单兵激光武器,近距离致盲敌人,并能破坏敌方夜视系统,官方媒体披露了四种类型的激光枪 - 905激光眩目武器、WJG-2002激光枪、PY132A致盲激光武器和PY131A致盲激光武器。

不过,上述8种激光武器都是战术上的应用,相对于美军公开的同类型武器,并非全球最为先进的产品。美军多次试验激光武器并安装在军舰以及阿帕奇武装直升机上,激光武器被被证实具有快速、精确、抗电磁干扰等其他武器不具备的有点,逐渐用于实战中。

对于西方来说,上述的8中公开的战术激光武器都侧重于防卫,并不是他们关注的焦点,他们最关心的是神秘的“死光A”重型战略激光武器系统,外媒称,这款武器主要用于战时摧毁敌方的战略目标:如空间站、卫星、弹道导弹以及核潜艇。媒体报道称:试验结果证明,死光A从发现锁定目标到摧毁击穿敌核潜艇,总计只需2.5秒。

据相关专家介绍,我国激光技术正努力追赶世界,其分别是激光材料研究的突破、激光辐射材料物理机理和成谱、快速跟踪定位及控制技术、高密度能量可逆转载体材料的突破和激光成像技术。而这些技术无一不是激光系统的核心,通过这些我们也不难理解,为何我中国在激光领域有如此夺目的成就。就目前看来,我国的激光武器发展目标最高,我国打算建造空基,也就是在外太空卫星上搭载激光系统。

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