近日,有報道稱,美國海軍今夏將在“龐塞”號兩棲船塢運輸艦上部署測試激光武器原型——曾無數次出現于科幻電影的冷峻“死光”,可能走上現代戰場。
作為當今新概念軍事裝備中理論最成熟、發展最迅速、最具實戰價值的武器之一,艦載激光武器到底發展到了什么程度,威力如何,未來有何應用前景?請看本文的解讀。
最快之刀 最難駕馭
1916年,愛因斯坦發現了激光的原理。這種亮度可達太陽100億倍的光束,被人們賦予了“最亮之光”“最準之尺”“最快之刀”等美譽。
意圖駕馭“最快之刀”的各個軍事強國,自20世紀60年代第一臺激光器問世起,便不斷發展可應用于戰場的激光武器。冷戰時期,蘇聯海軍曾用激光器致盲北約飛機機組成員和直升機飛行員;英國也曾在馬島海戰中首次應用了激光炫目系統。
不過,這些激光武器都僅限于“軟殺傷”,低能固態激光器存在功能和威力上的局限。直到后來,出現了高能激光器,激光“硬殺傷”才從幕后走到了臺前。
在這方面的領跑者是美軍。1978年,美海軍研發的先進化學激光器在彈道垂直方向擊落了低空、高速飛行中的“陶”式導彈。接著,美海軍又研制出兆瓦級的中波紅外線化學激光器,并成立了高能激光系統試驗場。1989年,該試驗場項目成功在垂直彈道方向擊落了一架以2.2馬赫時速飛行的靶機。
然而,隨后進行的來襲目標對抗試驗卻以失敗告終。之后很長一段時間,激光器帶來的“熱暈”效應始終無法解決。
直到上世紀90年代,固態激光技術產生的能量逐漸達到“硬殺傷”武器要求的千瓦級,才重新喚起了美海軍的興趣。固態激光器穩定性好、體積較小,具有良好的艦載化前景。只是,固態激光器仍然存在大氣中傳輸衰減的問題。
于是,自由電子激光技術應運而生。它能實現激光波長在不同大氣環境中的自由調節,輸出功率可達兆瓦級,被美海軍視作最具發展潛力的艦載激光武器技術。但它仍面臨一系列問題,比如,體積龐大、配套設備不成熟、防護要求高,等等。
激光上艦 穩步推進
當然,對激光武器熱心的并不只是海軍。美國空軍和陸軍都有過激光武器計劃。不過,由于激光武器尺寸和重量較大,空基激光武器發展受限;受水汽、煙霧和沙塵等影響,陸基激光武器也無法打擊視距外的目標——因此,上艦成了激光武器通往戰場的有效路徑。
為盡快發展出可在艦艇上部署使用的激光武器,美海軍一面繼續推進自由電子激光技術開發和應用研究,一面加大固態激光技術投入力度,并啟動了固態激光武器系統的研制工作。
目前,美海軍正在研制的固態激光武器分為板條固態激光武器和光纖固態激光武器兩種。板條固態激光武器的工作介質是由合成結晶材料構成的片狀板條,而光纖固態激光武器則使用柔韌光纖材料介質。
2010年,美海軍先后對板條固態激光器的跟蹤分系統進行了海上測試和攻擊固定目標的海上試驗,并在次年成功完成了與小艇目標的交戰試驗。而后,該系統進入歷時4年的全功率工程與制造開發階段。
“龐塞”號即將安裝的是光纖固態激光武器,它將作為水面艦艇的近程防御系統使用,主要用于對抗光電傳感器、無人機和光電制導導彈等目標。該系統設計光束功率33千瓦,波長1.064微米,非常接近避免受大氣波干擾的1.045微米。
該系統的首臺樣機曾參加過一系列試驗,在海上環境模擬實戰試驗中,曾演示了對0.5海里外的剛性充氣艇的攻擊效果,還成功擊落了5架無人靶機。這是世界上首次從艦船搭載的固態激光器發射強激光束,標志著長期困擾激光武器的傳輸衰減問題已經得到了較好解決。
按照美海軍在“龐塞”號上裝備“激光武器系統”的計劃,該系統的功率將增至100千瓦,系統的技術成熟度將從目前的6級提升至7級,即從實驗室環境測試走向戰場環境測試。
優勢明顯 前景誘人
預計,美海軍的“艦載激光武器系統”將在2017年左右初步形成作戰能力,并且與現有武器配合使用,形成多層次、多功能、多位一體的高效防御武器系統,從而描繪出一幅十分誘人的激光武器應用前景。
的確,相較于常規武器,激光武器有著眾多的性能優勢。
——發射成本低。據稱,艦載激光武器發射使用的成本約為每發1美元,而美海軍近程防空攔截導彈的發射成本大多超過100萬美元,中遠程防空和反導導彈的發射成本更高。
——彈藥無限。常規艦載武器系統只能裝備數量有限的攔截彈,一旦用盡則需要重新裝填,必然影響作戰響應時間。由電力驅動的激光武器只要連續供電且具備持續冷卻能力即可實現不間斷的目標攔截。
——攻擊速度快。激光束以光速直線傳播,可在瞬間命中目標,并在擊中一個目標后,在數秒內重新瞄準下一個目標。對于攻擊末段飛行軌跡復雜的反艦導彈等高機動性空中目標,激光武器比傳統艦載防空導彈系統更具優勢。
——連帶毀傷小。激光武器不僅能夠精確打擊,而且發射的光點尺寸直徑僅為數厘米,攻擊目標后一般不會對周圍其他物體造成傷害。而且還能避免艦艇在近港口海域使用近防武器時,未命中目標的炮彈掉落可能對港口區域造成的連帶毀傷。
——打擊效果可控。激光武器除可直接摧毀目標外,還可通過調節激光束威力和照射時間等方式,對目標實施非致命性殺傷,起到警告、干擾對手直至使其喪失活動能力和威脅等不同打擊效果,用途較傳統艦載武器更為廣泛。
走向實戰 困難重重
目前來看,激光武器對于空中和海上小型目標的防御最有前途,也最具天然優勢。不過,盡管艦載激光武器應用前景可觀,但要用于實戰仍有大量技術難題亟待攻克——這些問題,很多正是源于激光武器的固有特點。
比如,激光可在較長時間內朝著一個方向連續射擊。這會使得激光束周邊的空氣溫度升高,進而出現激光束偏折以及光束尺寸增大、散焦和擴展。這種被稱作“熱暈”的效應,會使激光武器不能朝著一個方向持續對抗徑直來襲目標,降低打擊效果。現在,雖然有人提出了采用自適應光學來抵消“熱暈”效應等措施,但都處于研究之中。
由于激光只能走直線,使用中如遇到視線有阻擋或高速運動的目標時,跟蹤瞄準難度將大大增加。比如,艦載激光武器在應對小艇攻擊時,如果小艇被較高海浪遮擋,則攔截難度將大大提高。#p#分頁標題#e#
由于激光束一次只能攻擊一個目標,因此在一定的時間內,激光雖然可以摧毀較多目標,但是單個激光武器如果對抗敵多種武器同時發起的飽和攻擊,則存在較大難度。
隨著激光束傳輸距離的增加,激光功率密度將不斷下降,殺傷力也隨之減弱。如果用千瓦級激光武器對抗采用了裝甲防護、燒蝕材料、高反射性功能材料的目標時,毀傷效果將進一步下降。對高速旋轉和翻滾運動的來襲目標,因激光束無法在其表面的固定位置持續形成光斑,同樣會降低殺傷效果。
除了上述難題,艦載激光武器持續射擊時需耗費巨大的能量,必須配備強大的儲能系統,且對艦艇動力系統的要求很高,龐大的體積對“寸土寸金”的艦上空間更是挑戰。由此來看,激光武器要作為一種常備兵器登上現代戰艦,前路依舊漫漫。
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