中国、美国、德国的军火公司正加班加点测试 争夺世界首型服役激光炮的荣耀
2016-12-01 13:55:57
激光炮起源于1917年,爱因斯坦指出了技术原理。1972年,美空军首次使用GBU-10激光制导炸弹摧毁越南清化铁路桥,这是激光武器首次参战。2000年后,为预防恐怖分子用单兵防空导弹袭击客机,以色列开始应用激光器致盲导弹红外导引头。
第一代激光制导炸弹的飞行轨迹。由于其采用四象限跟踪器,只调整飞行方向而不控制调整角度大小,所以弹道轨迹为螺旋曲线。
激光制导、激光干扰与激光炮的根本区别,是激光功率的大小。激光制导的照射功率只有几十瓦,测距和目标指示的有效距离在10公里左右。激光干扰机的功率为几百瓦,作用距离1-2公里,可以使红外探测器因负荷超载而失效。激光炮要能进行硬杀伤,使敌机的铝合金蒙皮因温度升高而导致结构强度下降,进而在空气动力的作用下撕裂坠毁,因此功率要达到几十千瓦,才能拦截2-3公里内的无人机。
2012年美海军DDG106斯托克·戴尔号驱逐舰搭载的激光炮。
戴尔号在防空测试中击落无人机的场景,小图为无人机拍摄画面。
激光炮功率提升至几百千瓦时,对飞机的拦截范围可增至10公里左右,此时就可以替代高射炮和近程防空导弹。达到兆瓦级(几千千瓦)时,射程可扩大到几百公里,替代中远程防空导弹,甚至使飞机、卫星等空天武器退出战争舞台。
世界首个达到这一功率等级的激光炮是美国ABL机载激光武器系统。该机是1990年代美国为拦截近程弹道导弹而研制的,在一架波音747-400货机上安装了3兆瓦氧碘化学激光炮,可拦截400公里外的高空目标,原计划部署14架,在两个战区同时提供不间断的弹道导弹防御能力。
ABL机载激光武器系统结构图,机头前方的圆柱体就是激光瞄准装置。
虽然功率达标,但ABL最终死在不起眼的震动问题上。由于激光不能拐弯,所以ABL必须将直径40厘米的激光束聚焦到直径不超过1米的导弹上,要在400公里外实现这一目标,稳定装置的跟踪精度要低于十万分之一度。但飞机飞行时不断振动,导致稳定跟踪装置的抖动十分剧烈,无法聚焦到导弹上,因此实际测试距离只有80公里,最终于2011年下马。
经过ABL失败的教训后,各国都将注意力放在固体热容激光炮上,由二氧化碳、红宝石受激产生激光,用光纤将其导引到瞄准装置发射出去,其间产生的废热储存在热容器内,战斗结束后再排放出去。
美国波音公司2015年公开的战术激光炮,顶部转塔为瞄准装置,激光发生器、散热系统在车厢内。
德国莱茵金属公司2015年公布的战术激光炮,可安装到装甲车、卡车上。
2015年开始,德国、美国、中国都公布了自己的固体战术激光炮。其单管功率为10千瓦级别,通过多管并联降功率增至30-50千瓦,以打击2、3公里范围内的无人机。我国当前公布的战术激光炮是由中科院工程物理研究院和光电所研制的,代号低空卫士,发射功率10千瓦,能在5秒内拦截半径2公里、高度500米、时速低于180公里、360度空域的无人机,在验证试验中击落固定翼、多旋翼、直升机30余架次。