美國空軍ALTB機載激光試驗機進行最後謝幕試飛(楨:下一個是電磁砲?)
2012年2月14日,波音公司的ALTB機載激光武器試驗平臺在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行了最後一次謝幕試飛。2011年12月下旬,美國國防部決定終止ABL機載激光器(Airborne Laser)研發項目。在此之前,該項目研發時間已經接近16年,總耗資超過50億美元,並且進行了數次彈道導彈攔截試驗。
http://slide.mil.news.sina.com.cn/slide_8_197_13754.html
美海軍成功試射電磁軌道炮 2012-03-03 中國時報(楨:重蹈激光試驗機?)
美國海軍上周成功試射第一門武器級的原型「電磁軌道炮」,從「海軍研究處」發布的影片看來,這門軍艦用的新型火炮威力驚人,射程最遠可達一百八十公里。海軍希望從二○二○年開始,以電磁軌道炮取代傳統艦炮,不但可以更有效支援岸上任務,且能防禦敵軍飛彈。
電磁軌道炮與傳統火炮最大分別,在於前者以火藥推進炮彈,後者則靠電磁產生的強大能量將炮彈拋出,初速可達七千至八千公里,約為音速七倍;射程在九十公里至一百八十公里之間,目前海軍的五寸炮射程只有廿公里。
軍事專家指出,電磁軌道炮的優點包括速度快、射程遠、威力大,同時它的炮彈體積小,重量輕,可提高武器系統的攜彈量,現在的船艦一次只能攜帶七十枚導彈,電磁軌道炮一次可輕易裝載幾百枚炮彈,且其炮彈不會爆炸,只靠高速就能造成極大破壞。
電磁軌道炮的發射成本也較傳統火炮經濟,目前這門原型炮一次發射可產生卅二兆焦耳(megajoules)的能量,每焦耳成本約僅○.一美元,傳統火炮產生一焦耳能量的成本需十美元。
為了發展電磁軌道炮,美國早在一九七八年就成立專案研究小組,一九九一年由國防部成立「電磁軌道炮聯合委員會」,並交由BAE系統、General Atomics等公司研發,目前這門原型炮由BAE生產。四月起進行試射的原型炮則由General Atomics公司生產。
過去七年,美國海軍都在對發展中的電磁軌道炮進行測試,現已結束第一階段,接下來五年進行第二階段,將測試冷卻系統以及可貯存能量的電池。海軍終極目標要使電磁軌道炮的射程達到四百公里。
中国公路机动电磁轨道炮(楨:?)
052D艦的130mm艦炮射程真的可達120km?又是個「052D世界首創的垂射系統」1吧!
120公里算啥?單靠底排火箭增程,155毫米52倍徑的中國SH-1/俄國2S35/南非G6-52L之射程都可達53/70/75公里了。若再加滑翔翼,中國155毫米52倍徑的WS-35火箭滑翔制導炮彈已可增程到的100公里,052D艦艦炮的口徑雖只有130毫米、但有倍徑70,就好比位居「美軍十大華而不實的高科技兵器」榜首的DDG1000艦155毫米62倍徑艦炮之制導炮彈可增程到的150公里2,這也是中國萬噸級055艦的目標!052D艦和其它試圖將原是陸軍的155毫米炮弄上軍艦3、均因後座力及艦體結構之因而不現實!
是嗎?那「以中國130毫米海基火箭滑翔增程制導炮彈最大射程120千米計算,完全可以滿足類似美國海軍海上火力支援任務這樣的要求,由4艘052D導彈驅逐艦可以在10分鐘內向距離海岸60千米外的敵目標發射100枚制導炮彈,壓制40個左右的目標,如果使用某型反裝甲散佈模組和子母彈藥,可以有效的壓制敵裝甲部隊,有效地提高我軍登陸部隊搶灘和鞏固登陸場的能力。」非虛言了!而不必搞華而不實的雷射與電磁砲4上軍艦。
相關資料
淺談中國新型130毫米艦炮用增程制導炮彈2014-4-25 新浪軍事
上世紀90年代末期以來,我國緊跟世界發展潮流,開始火箭滑翔增程炮彈的研究,重點研製155毫米火箭滑翔增程炮彈,先後開展了總體方案、滑翔彈道、氣動控制機構、彈道探測及小型助推火箭發動機等方面的研究,同時,隨著我國在微電子、微機電領域的進步,也研製出用於該彈的GPS/INS制導系統。
從近年曝光的我國155毫米WS-35出口型制導炮彈的相關情況看,其射程高達100千米,因此分析人士稱它應該就是我國新研製的火箭滑翔增程炮彈,據悉,這種增程長度達到1.6米,重達48至55千克,目前這種彈藥的發展型號已經裝備我軍PLZ05A型自行火炮和某型輪式155毫米火炮系統。我國從本世紀初開始研製155毫米火箭助推滑翔制導炮彈,先後攻克了總體技術、制導系統技術、助推火箭發動機、子彈藥拋撒技術等,這次展出的WS-35應該是就是具體的科研成果。
應該說,我國首次公開國產火箭滑翔增程炮彈,表明這個彈種已經被中國完全掌握, 我國成為繼美、意、瑞典、法之後第五個掌握先進火箭滑翔增程制導炮彈的國家。不但標誌我國陸軍炮兵遠端打擊能力的提高,也表明我國在精確制導、彈藥增程武器研製等領域取得了長足的進步,使我國在炮射制導武器的研發水平達到世界一流,為這些技術移植到艦炮,加強我國海軍對岸打擊能力打下了堅實的基礎。
根據相關報導,我國已經研製了新一代H/PJ38型130毫米大口徑艦炮系統,該炮於2005年初由鄭州機電工程研究所(鄭州713研究所)立項研製,內蒙第二機械製造廠生產。此炮的設計估計部分借鑒了俄羅斯AK-130雙管130毫米艦炮的成熟技術,借鑒主要為艦炮機械設計上,這是我國艦炮領域較為薄弱的地方。而火炮電氣控制和瞄準隨動系統則全部採用國產化全新設計。
而然由於陸基火炮的初速和超載要小於大口徑艦炮,這就對艦載火炮的器件生產和設計提出了極高的要求,另外,我國現有的火箭滑翔增程炮彈和炮射制導導彈是按照陸軍155毫米口徑榴彈的基礎上研製的,其內部體積和空間比130毫米艦炮彈藥大得多,上述新型彈藥需要重新設計,這些都讓艦用增程制導炮彈的研製難度遠大于陸基火炮。美國研製的“神劍”155毫米制導炮彈早已研製成功並投入阿富汗反恐作戰,但美國在研製艦載火炮制導彈藥——ERGM的試驗卻屢戰屢敗,據外國媒體統計,ERGM的靶場測試成功率僅為14%,這個資料實在太低,以至於美國海軍於2008年停止了127毫米ERGM制導彈藥的研製,轉而研製以155毫米口徑為基礎的新型海基火箭滑翔增程制導炮彈項目,由此我國可以看到中國研製130毫米口徑海基增程制導炮彈的難度之大。
據悉,我國目前正在研製的某型130毫米海基火箭滑翔增程制導炮彈的最大射程將達到空前的95至120千米,可以十分有效地提高我國海軍的對岸攻擊能力,可以使052D和055型導彈驅逐艦等艦艇在距離海岸較遠的地方對岸上目標進行射擊,即使受到對方岸艦導彈的反擊,也可以有充裕的時間進行有效防禦,以我國130毫米海基火箭滑翔增程制導炮彈最大射程120千米計算,完全可以滿足類似美國海軍海上火力支援任務這樣的要求,根據計算,由4艘052D導彈驅逐艦可以在10分鐘內向距離海岸60千米外的敵目標發射100枚制導炮彈,壓制40個左右的目標,如果使用某型反裝甲散佈模組和子母彈藥,可以有效的壓制敵裝甲部隊,有效地提高我軍登陸部隊搶灘和鞏固登陸場的能力。
美軍DDG-1000艦砲採用兩門先進艦炮系統(AGS),備彈600發,最大射程150公里。
解放軍052D艦130mm艦炮射程可達120km
SH-1發射底排火箭複合增程彈的場景
英國簡氏防務周刊2006-4-26說南非G6-52L式155毫米炮射程新紀錄75公里
預計2007年量産但未服役的俄羅斯雙管152毫米2S35聯盟自行火炮增程炮彈射程可達到70公里
解放軍的各型自行火炮對岸射擊:有122炮,155炮,122火箭炮
解放軍122毫米艦載火箭炮
解放軍300mm艦載遠程火箭炮
德國則PzH 2000自行榴彈炮炮塔安裝在F124護衛艦上進行試驗
美軍雷射砲 伯克級驅逐艦DDG-106號艦尾直升機平臺上美國首次安裝艦防空鐳射炮 2012-8-8 新浪軍事 美軍電磁軌道炮3D圖
測試中的電磁軌道炮達到了創紀錄的10兆焦水準
雷射武器 维基百科
雷射武器就是用高能的雷射對遠距離的目標進行精確射擊或用於防禦飛彈等的武器,也稱為戰術高能雷射武器(THEL)。它的突出優點是反應時間短,可攔擊突然發現的低空目標。用雷射攔擊多目標時,能迅速變換射擊對象,靈活地對付多個目標。雷射武器的缺點是不能全天候作戰,受限於大霧、大雪、大雨[1],且雷射發射系統屬精密光學系統,也受大氣影響嚴重,如大氣對能量的吸收、大氣擾動引起的能量衰減、熱暈效應、湍流以及光束抖動引起的衰減等。由於雷射武器需要大量的電能,在能量儲存設備難微型化(如高能電池)的問題解決前,比較難實現大規模應用。
伯克级驱逐舰DDG-106号舰尾直升机平台上美国首次安装舰防空激光炮 2012-8-8 新浪军事
美国海军的早期的密集阵激光炮由密集阵防空炮改装而来
陆基车载激光炮系统
美國空軍機載激光(ABL)(請點文末網址有多圖)
美國空軍機載激光(以下簡稱ABL)試驗機YAL-1A改進自波音747-400F運輸機,裝載了最新研制的機載激光聚能武器,用于摧毀處于起飛助 推段狀態的戰術彈道導彈,將敵導彈消滅在敵領空/領土上。ABL是由空軍發展實驗室和ABL開發組(包含波音、諾斯洛普‧格魯門空間技術和洛克希德馬丁公司)共同研制開發。目前該機正在進行各種試驗工作。
波音公司負責項目管理、系統整合、作戰管理系統和波音747-400F的改裝工作。諾斯洛普魯門空間技術則制造激 光發射系統。洛克希德馬丁空間系統負責目標截獲系統和激光控制系統的研制。美國導彈防務處(原彈道導彈防禦組織)負責整個工程的管理,該處在新墨西哥中 部阿爾布魁克的科特蘭空軍基地實行執行權。
1996年,美國國防部撥給ABL開發組11億美元的項目經費用以開發實驗整套ABL武器系統。1998年在諾斯洛普格魯門空間技術的凱皮斯特蘭諾測試中心的試驗中,激光發射系統達到了比標准高10%的級別。2000年4月,ABL最終鑒定評審完成。
ABL系統
ABL飛機搭載的系統有兆瓦級的化學氧碘激光器(COIL),紅外跟蹤/高速目標截獲系統和高精度激光目標跟蹤光柱控制系統。激光武器由三個激光發射系統 組成:一個威力凶猛的殺傷激光系統(主系統)、一個激光指示系統和一個激光照明系統。主激光系統由機身背部的兆瓦級的化學氧碘激光器産生,波長1.315 微米。大威力的激光光柱從貫穿飛機前部的管子中穿越,而管子則貫通分隔前後機艙的隔艙。然後激光光柱穿過光柱控制系統後射出。光柱的指示非常迅捷。
BILL
激光指示系統(BILL)已經由諾斯洛普?格魯門空間技術開發完成,這種千瓦級的輕型只是用來指示目標,並測試當時當地的大氣對激光的扭曲,並將扭曲的數據傳給築控制計算機,修正殺傷激光系統地發射。
ARS
超高靈敏度跟蹤激光器(被動測距系統,ARS)的新型吊艙已經安裝到了ABL飛機上。機載激光器是一種機載的定向能武器系統,安裝在經過重大改進的747-400飛機上,依靠機載傳感器、激光器和複雜的光學器件來發現、跟蹤和摧毀處于助推段或發射段的彈道導彈。機載激光器項目的最終目標是在2004年底之 前將系統投入使用。
ARS系統由二氧化碳激光器、主動和被動傳感器、光學系統、萬向節和各種靈敏的電子裝置組成。其功能是爲任務處理器提供數據,而後者利用這些信息對敵方的 彈道導彈進行跟蹤,並對它們進行排序,以便由ABL系統中兆瓦級的化學氧碘激光器(COIL)實施攻擊。COIL在導彈的金屬外殼上聚集足夠的能量,使其 裂開或變成碎片。
在跟蹤過程中,ARS可以爲ABL戰場管理系統提供5個組件狀態矢量。而這些數據將用來計算導彈的軌迹參數,比如估計導彈的發射點和預計彈著點。即使導彈 不宜采用ABL進行攻擊,也可以由彈道導彈防禦系統的其它部分利用這些數據,在中段或末段攻擊目標。由于在2002年7月的首次飛行試驗中造成了嚴重的抖 動,此前的一個吊艙已經拆掉。此次吊艙並不包含真正的ARS傳感器,而僅僅是對ARS進行模擬。如果試驗成功,那麽ARS將安裝到飛機。
TILL
跟蹤照射激光器(TILL)。是首臺通過軍用飛機機載飛行認證的二極管激發鐿:釔鋁石榴石激光器。雷聲空間與機載系統公司的TILL將與光束轉換透鏡結合起來,用于ABL的光束控制/火力控制系統的終端對終端試驗。
TILL是光束控制/火力控制系統中一個完整的部分,用于發射高速、高能脈沖激光射向處于助推段的導彈,隨後激光被發射到一個非常敏感的照相機上。得到的反射激光數據被用來獲取導彈的速度和高度信息。
這個月,雷聲公司在一臺TILL系統的衍生型上開始了技術發展工作,以提高該系統的性能和精確度。同時,該公司還開始了系統備件的生産。
在2001年3月,雷聲公司的TILL成爲該公司高能激光中心4種臨界ABL固態激光器中首臺進行成功的發射試驗的激光器
ABL研究小組(包括波音公司、洛?馬公司和TRW公司)正在美國空軍和導彈防禦局的指導下開發革命性的機載助推段導彈防禦系統。ABL系統將把一臺兆瓦 級的化學激光器安裝在一架改進的747-400F飛機上,以摧毀處于助推段的導彈。波音公司是ABL研究小組的牽頭公司,負責監督戰鬥管理系統的開發、武 器系統綜合和提供改進的載機。TRW負責提供全套化學氧-碘激光器。洛?馬公司負責開發光束控制/火力控制系統,該系統用于獲取目標,然後精確的瞄准和發 射激光。
2001年11月10日,首架ABL在波音公司位于堪薩斯州威奇托的工廠首次飛行,但激光和波束控制系統還沒有安裝到該平臺上。450千克的隔艙已經安裝 的飛機上,隔艙是用于保持穩定性和確保飛機在攜帶激光系統飛行的時候保持必要的靈活性。此外,安裝紅外搜索和跟蹤傳感器所需的主要改進工作也已經完成,這 些傳感器用于最初發現正在接近的彈道導彈。在首次飛行之後,ABL小組將繼續進行地面檢驗的試驗。
飛機最初的飛行將是飛行資格試驗,主要關注的是飛機的性能。在進行大約5次這樣的飛行之後,飛行試驗的內容將增加作戰管理系統的內容。再然後是試驗發現和跟蹤由白沙導彈試驗場發射的“長矛”戰術導彈。這部分試驗將在最初飛行後的兩到三周後進行。
波音公司負責整個ABL項目的管理和系統的集成工作,還負責作戰管理系統的改進和飛機的改裝。TRW公司負責化學碘激光器的建造和地面支持子系統。洛克希 德馬丁公司負責波束控制/開火控制系統。此外,雷聲公司作爲洛克希德馬丁公司的子承包商負責該系統中四個重要的激光器之—的ABL跟蹤照射激光器。
衆議院2002財年的國防法案中將ABL項目削減了1000萬美元。參議院在削減的13億美元的導彈防禦資金中削減該項目8000萬美元。但是後來的參議院法案中恢複了被削減的資金,由總統來決定該項目包括導彈防禦是否應該包括在反恐怖的預算中。
如果資金真的被削減,即使是1000萬美元,都將導致首架ABL飛機的研制和演示,這是因爲光學技術和工作至少需要提前三年。去年決定在2008年ABL 具有初始作戰能力,爲保證時間需要現在就開始進行工作。此外光學工作對于保持大量專門的廠商也很有必要,這些廠商可以爲ABL項目提供技術。
ABL項目官員反複地解決縮小的工業基礎問題,這些問題有可能會妨礙項目的進行。ABL項目需要飛機上的非常專業的光學技術和用于飛機上的更小的激光系統,只有少數的公司有能力提供專業的光學技術和確保激光在發射後不會在激光器中燃燒。
盡管目前ABL小組中有很多公司,但是還會面臨一些挑戰。例如突然出現的爲激光器和波束控制部分增加塗層的問題。爲ABL的這些部分增加塗層將使工作無法按計劃完成,這可能需要幾個月,這將導致試驗工作的推遲。
空軍在今年夏天收到了用于ABL的1.53億美元,這是國會通過的2001財年補充撥款中的一部分。空軍已經警告如果收不到這筆資金將放慢ABL項目的進 行。這筆資金用于使系統的部分部件更輕和其他飛機集成問題。重量一直都是ABL中的重點,研制小組將充分利用所有的平臺以減輕重量。
BMDO爲了保證在2003年可以進行重要的演示,因此在2002財年預算中爲ABL項目申請了4億美元。同時,BMDO還將項目的管理權收回,這是因爲BMDO的官員們認爲空軍的管理水平很差,但是更多的原因是BMDO可以對導彈防禦結構保持“顯著的作用”。
2002年5月,飛機的改裝工作完成。這些工作包括激光轉塔的安裝、機鼻的改造以及控制計算機等硬件的安裝。這次交付的飛行轉塔是光速控制/火力控制系統 (BCFC)的心髒 ,采用全套陣列的鏡面和光學裝置對大氣影響和飛行擾動進行修正,使高能激光束對准、到達並聚集到助推階段的彈道導彈上。該飛行轉塔由洛克希德馬丁公司的空 間系統部研制,裝在飛機的頭部,由球形轉塔和滾轉外殼組成,轉塔內有大孔徑望遠鏡和高透過率共形窗口,提供任務所需的全部運動範圍。
2002年7月,改裝完成的飛機進行了第一次試飛,在經過飛行安全鑒定後,飛機轉到了加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地安裝光柱控制系統和激光發射器。2004年,ABL成功地摧毀了一枚試驗用的彈道導彈。
2004年10月,導彈防禦局(MDA)啓動幾項小規模的研究與發展計劃,目的是減輕機載激光器系統(ABL)重量和改善其性能。MDA的激光技術項目包 括多種針對在彈道導彈防禦中能夠使用定向能的小規模、三年計劃。如果獲得成功,在上述計劃中發展的技術將用于MDA的現行項目。上述計劃之一是能夠減輕 ABL使用的化學氧化碘激光器(COIL)重量的先進COIL技術。MDA正在同國防預先研究計劃局聯合開發二級管抽運式液氧激光器。雖然這是一項長期研 究工作,但它最終能使ABL的重量減少到原來的十分之一。
光束控制/火控系統的飛行試驗預計將持續到2005年。項目組將首先檢查ABL飛機的適航性,隨後將對縮比“海神”試驗機攜帶的目標進行跟蹤。
這種飛機計劃在2006到2008年間開始批量生産。最初將有3架ABL飛機在2006年服役,2008年服役飛機的總數將達到7架。
2007年7月,美國導彈防禦局(MDA)的機載激光(ABL)推進-上升階段導彈防禦計劃將于本周及下周于參議院2008財政年度國防預算授權法案武器系統審核 中扮演突出角色。當參議院武裝部隊委員會(SASC)戰略力量分會主席Bill Nelson 7月9日在參議院審議該法案過程中介紹其分委員會工作時,爲SASC從ABL項目預算申請中削減2億美元的建議作了辯解。他在吹捧計劃的潛在價值同時,將 削減36%預算描繪爲對一個成本不斷增長及進度滯後項目應有的謹慎。SASC在其法案的附件報告中稱;"委員會認識到自1996年立項時起ABL項目就存 在進度拖延和成本超支的曆史,委員會認爲很多技術挑戰、使用約束以及巨大的成本問題依然存在。"參議員們說,國防部先前告知國會該系統將于2003年具備 應急能力。但最新的時間表已將首次擊落驗證飛行測試延遲至2009年,即便一切順利,該系統也不太可能在2018年以前投入使用。而且,包括導彈防禦局在 內的ABL系統支持者已經警告稱國會削減開支提案將使首次擊落測試由2009年再次延後2年。ABL演示項目被預期從立項到首次擊落的成本爲50億美元。 但民主黨領導下的SASC稱,即便飛行測試正常,也不能證明系統能夠作戰有效,並補充說:"且系統是否具有經濟可承受性,目前還不清楚。"國會預算辦公室 已提供一份初步概算:由七架飛機組成的可運行的ABL系統總共可能需要360億美元。布什政府已申請5.488億美元用于下一財年ABL系統繼續研制的費 用。
2007 年7月,美國導彈防禦局(MDA)近期完成了機載激光器(ABL)的空中模擬攻擊試驗,通過跟蹤、瞄准和模擬攻擊空中目標,對機載激光器的戰場管理系統以及波束控制/火控系統的性能進行了演示驗證。試驗時,跟蹤照射激光器(TILL)和代替高能激光器的低能激光器均安裝在ABL飛機的機頭轉塔中,跟蹤照射 激光器對一架改裝過的NC-135運輸機實施照射,其回波主要用于測量大氣環境。NC-135運輸機上的攝像設備顯示,低能激光器最後准確命中了飛機上繪 制的導彈目標。據悉今年下半年,在開始將化學高能激光器安裝在ABL飛機上之前,還將進行一系列的試驗以評估機載激光器的性能。
2007 年7月,美國導彈防禦局日前宣布,機載激光器(ABL)項目在2007年7月24日取得了一項具有曆史意義的成果——傳播了信標照明激光(BILL),並使用反射激光補償了大氣幹擾。7月24日舉行的測試演示了機載激光器利用照明激光跟蹤模擬目標、對大氣幹擾進行補償,以及完成作戰序列(模擬向目標發射高 能激光)的能力。此外,激光在測試中的表現證明其更適用于摧毀彈道導彈。這使項目向第二個“低能量系統主動集成飛行測試知識點”邁出了重要一步,首個知識 點已經于本月、早些時候完成。測試包括探測“大烏鴉”(改進型NC-135飛機)目標飛機,利用跟蹤照明激光(TILL)進行跟蹤,利用BILL的目標反 射激光進行大氣補償,利用替代高能激光(SHEL)進行打擊。機載激光器將繼續進行飛機測試,對抗“大烏鴉”機載目標,以期今夏在愛德華空軍基地開始安裝 先進化學碘氧激光(COIL)器之前進一步確定機載激光器的性能。
http://www.airforceworld.com/others/abl.htm
美國空軍參謀長對空載雷射武器系統說「不」!
美國《科技日報(Daily Tech)》2月24日報導,美國空軍希望獲得固態雷射系統(Solid-State)而非化學雷射系統(Chemical Lasers)。
波音公司(Boeing)運作空載雷射武器測試平台(ALTB, Airborne Laser Testbed)已有一段時間,到目前為止該計畫可說是成功的,在2月11日空載雷射武器測試平台已有能力成功標定並摧毀1枚液態燃料短程彈道飛彈 ,該枚飛彈被高於百萬瓦級的高能量雷射所摧毀。下一項測試目標是1枚固態燃料飛彈,液態燃料飛彈在發射1小時後被摧毀,而固態燃料飛彈預期也將如此。
該計畫已推動多年時間並目前也證實在戰場上具有實際效果,許多人認為空軍將會十分渴求於建立一支飛彈殺手雷射機隊,但美國空軍參謀諾頓‧史瓦茲(Norton Schwartz)上將已撤銷建立空載雷射武器系統(ABL, Airborne Laser)機隊的構想。
根據《國防科技(Defense Tech)》報導指出,史瓦茲上將雖然在眾議院軍事委員會(House Armed Services Committee)出席時表示空載雷射武器系統在2月11日的測試確實是「一項偉大的技術成就」,但他接著表示空載雷射武器系統「並不代表在作戰上完全可行」。
之所以有這樣的說法是因為史瓦茲上將認為未來的趨勢將會是固態雷射系統,而非波音公司所開發的空載雷射武器系統計畫。
波音公司的系統於2006年10月準備首次飛試,原定於2008年對目標進行首次擊毀測試,2008年10月首次經由波音公司的雷射光束導向控制系統發射雷射光束。
根據英國《每日先驅報(Daily Herald)》報導指出,發展空載雷射武器系統的經費已高達82億美元。
雷射武器
1960 年,美國物理學家麥門(T.H. Maiman)在休斯公司首先利用光與共振腔製成了第ㄧ部紅寶石雷射。半年後,傑芬、班奈特及漢尼歐特(Javan、Bennett 及 Henniott)共同開發出第ㄧ部氦-氖氣體雷射。1962 年霍爾與芬拿(Hall 及 Fenner)研發出第ㄧ部半導體雷射。在邁向 21 世紀之際,科學家已經可以利用許多材質產生雷射,包括晶體、玻璃、半導體、原子氣體、分子氣體、離子氣體、染料等。
近 20 年來,由於雷射光束具有高亮度、準直性、方向性、同調性的特點,使得雷射技術迅速發展,並廣泛應用在許多方面,諸如雷射割切、加工、掃描,以及雷射位移計、雷射干涉、雷射醫療、雷射美容、雷射雷達、雷射武器等。雷射技術的應用不僅在民生上不斷發展,也在醫療、工業等各領域中日益擴大,而在軍事領域中,更是各國積極努力研究的重點項目之一。
雷射的基本原理
幾百年來,人類對「光」的本質一直非常好奇,不斷地透過各種方法嘗試揭開它的神祕面紗,希望能夠掌握、控制與有效地運用它。在 16 世紀,牛頓認為光是粒子,運動時會沿直線前進,如光的反射、物體的陰影等,都可以用這樣的假設來解釋。但是對光的繞射、干涉等現象,郤無法合理解釋,另一位科學家惠更斯對這些現象提出他的看法,認為光是一種波動。
在原子中,處於較低能階的電子可以吸收某些特定頻率的外界光輻射場的能量(光子),而躍遷至較高的能階。較高能階上的電子則藉由向外界放射出特定頻率的光輻射(光子),躍遷回較低能階。若在激發與放射的過程中能掌握其中若干機制,便能夠產生雷射光。
雷射的發現
雷射(laser)的英文名稱是由描述其動作原理的 5 個英文字的字首結合而成(light amplification by stimulated emission of radiation),它的含義是「藉著激發放射方式使得光子數目放大」,因此雷射又稱為激光。
雷射的出現可以說是人類科學「知而後行」具體實現的例子。在愛迪生發明燈泡的時代,科學是處於一種「不知而行」的情況,各式各樣的東西都拿來測試,看看是否適合做為燈絲。當裝上鎢絲時,整個愛迪生電力試驗場足足明亮了 5 分鐘,全試驗場的科學家為之一致歡呼,而在這之前,他們對於鎢絲是否適合做為燈絲並無把握。然而雷射就不同了,在雷射系統尚未問世之前,科學家在理論上就已經預言,技術上可以產生這種高同調光束。
1950 年二次世界大戰結束後,微波技術已頗發達,當時選定氨做為微波活性介質,進而發展出鎂射。然而鎂射實用價值較低,各界希望進一步研發能把可見光放大的裝置,終於導致 1960 年第ㄧ部紅寶石脈衝雷射的誕生。
光波與物質的基本作用
雷射是一種光波,要了解雷射,就應先了解光的一些基本現象。光究竟是粒子還是波呢?過去一直困惑著科學家們。18 世紀末,馬克斯威爾(Maxwell)提出電磁波理論,認為光是電磁波的一種。他以隨時間交變的電磁場傳播現象說明光的波動性,並由電磁理論推導出光波的波動方程式。
20 世紀初,蒲朗克(Plank)、愛因斯坦(Einstein)分別提出光能量量子化與光子的概念,認為電磁波是以能包的形式傳播。所謂的能包就是光子,而一個光子擁有的能量是 E = hν,h 是蒲朗克常數,ν 是光的頻率。於是人們知道了光同時具有粒子性和波動性,即波粒二重性,自此不再爭論光究竟是粒子還是波。例如光的干涉及繞射現象,其波動性較顯著(波長相對長的),就以波動性來解釋。至於光電效應,由於其粒子性較顯著(波長相對短的),便以粒子性來解釋。
在一般情況下原子是處於能量最低的狀態,即所謂的基態。當受到外界激勵時,原子中的電子得到足夠的能量就有可能被激發到能量較高的狀態(激發態)。這些激發態一般是不穩定的,電子在激發態只能停留很短的時間,很快會把多餘的能量釋放出來而回到能量較低的狀態或基態。當這些多餘的能量以光子的形式放射出來時,這個光子的頻率會滿足某些特定條件。量子力學可以進一步計算出原子從一個狀態躍遷到另一個狀態的機率大小,即躍遷機率。前述原子的能量呈現量子化,而這些分立的能量就是原子的能階。
雷射實際上就是利用物質與輻射的相互作用而產生的。所謂物質是指原子或分子,輻射就是光子或電磁波。每一種原子(分子)都有特定的能階,當與電磁波發生交互作用時,會從一能階狀態躍遷到另一能階狀態,其躍遷過程是藉著電磁波的吸收或輻射來達成的。但並非所有的原子能階都可以互相躍遷,少部分能階間的躍遷是受到禁止的,它必須遵守某些選擇規則(selection rule)。
物質中處於較低能階的粒子,可以藉由吸收特定頻率的外界輻射而躍遷至較高的能階上,這種現象稱為受激吸收過程。其所獲得的能量必須恰好是兩能階間的能量差,否則不會吸收。
處於較高能階的粒子,可藉由兩種方式向外界放射特定頻率的光輻射(光子)而躍遷至低能階上。其中一種是不需外界激勵的自發性輻射,另一種是在受到某一特定頻率的入射光作用下放射出一同頻率的光子,這種過程稱為受激放射過程。經入射光照射,每單位時間內參與受激放射的原子數與在激發態的原子數成正比。在熱平衡下,吸收的躍遷速率等於放射的躍遷速率,各能階的原子濃度維持定值。
能產生雷射的激發放射,物質中高能階的原子居量一定要比低能階的原子居量高,這種狀況稱為居量反轉(population reversion)。當高能階的原子同時躍遷回低能階時,會放出強度高且性質相當一致的光子。
雷射武器的發展
雷射武器早已在實戰中應用過,只不過擁有這類武器的國家不想大肆宣揚而已。1982 年英國和阿根廷的福島戰爭中,英國就祕密地使用剛剛研製出的雷射眩目瞄準具,照射攻擊英國軍艦的阿根廷飛機。
多年來科學家們先後研製出氣體動力學雷射器、氟化氘化學雷射器、氟化氫化學雷射器、氧化碘化學雷射器、釹玻璃固體雷射器、自由電子雷射器等不同材料與性質的高能量雷射器;發展自調適光學技術,解決高能雷射在大氣中的傳輸問題;研製精確雷射束定向系統,以及研究雷射與靶材的相互作用,在各方面都獲得了大量有用的數據。在雷射射擊實驗中,高能雷射光束曾成功地擊落了飛行的靶機、反坦克導彈、火箭彈等目標。這些研究工作的成功,證明了研製雷射武器的可行性。
目前世界各國正積極地把雷射武器運用於太空、空載、陸(海)基、以及單兵作戰上,部分研究發展已達實際驗證階段,甚至已經進入生產部署階段。主要的武器系統有以下幾種。
天基(太空)雷射:天基雷射武器主要著眼於攔截彈道飛彈。由於彈道飛彈本身結構極為脆弱,因此無法承受高能雷射的照射。部署在太空的高能量化學雷射,足以對飛行於 3 千公里以上的彈道飛彈投射有效的殺傷能量,加上可有效攔截推升階段的彈道飛彈,因此產生了把天基雷射與國家飛彈防禦相結合的思維,提高了把雷射武器部署在太空中的可能性。
這種武器的設計理念是,把雷射光束傳送至遠方時,仍然足以癱瘓所照射的目標,或有效地燒穿飛彈的表層結構。一直徑 10 公尺的末級反射聚焦鏡,配上氟化氫雷射,可產生 0.32 微弧度(「弧度」或「徑度」是角度的單位,一弧度約為 57 度)的聚焦角,這一角度可在 4 千公里外產生一面積為 1.3 平方公尺的雷射光點。
若把兩千萬瓦的能量會聚在這光點上,其能量流通密度大約是每平方公分 1,500 瓦。具備這種能量的雷射光點必須在目標表面持續照射 6.6 秒左右,才能產生每平方公分大約 1 萬焦耳的最低有效殺傷能量。對 2 千公里外的目標,僅需照射大約 1.7 秒就足以毀損飛彈的推升器。
天基雷射武器
天基雷射武器的載臺是低軌道衛星,其運行軌道視威脅的性質而定。雷射武器的位置應盡可能讓它獲取較多的照射機會,以提升摧毀正處於推升階段的飛彈數量至最大數額。因此衛星必須位處適當的高度,使其能夠攔截可見最遠處正處於推升階段的飛彈,而不必在飛彈到達極近的距離後才進行接戰。其最佳的高度依飛彈推升段引擎燃盡的高度、雷射光束的強度,以及飛彈彈體的強度而定。最佳的部署方案,是把衛星置於某些與地球赤道形成大約70度切角的軌道面上。
1997 年 3 月,美國 TRW 及洛克希德‧馬丁公司攜手完成首次的雷射地面測試,總共歷時 0.5 秒。1998 年 3 月,TRW 及波音公司合作成立團隊,受命規劃天基雷射戰備能量機具的初步設計並定義其規格。原預定在 2005 至 2006 年間完成布放,但可能展延至 2008 年。
天基雷射武器發展的目標,是具備在彈道飛彈上升至同溫層上層,約距地表 4 萬至 5 萬公尺高度,以及在太空飛行時加以攔截的能力。這類天基武器運行高度約為 1 千 3 百公里,有效殺傷範圍可達 4 千至 5 千公里,而一枚雷射衛星最大可單獨涵蓋十分之一的地球表面。因氫氟雷射會被大氣層內的水蒸氣吸收而減損,雷射無法有效穿透至地球表面,這一物理特性可避免衛星背負自太空向地面發射「死光武器」的污名。
空載雷射武器:
美國在 1970 年代籌設的空中雷射實驗室,於 1983 年停止作業,但其研究已展現空載雷射確已具備攔截空中目標,並可順利轉化為實質武器系統的潛能。當時已發展出功率 5 萬瓦級、角度數十微徑度的雷射光束,以及精確、安全的雷射控制能力。
基本上,空載雷射飛機由各種不同戰場監偵系統得知敵方發射飛彈時,就可進行攔截。該機機鼻裝有直徑 1.5 公尺的末級雷射聚焦鏡,其角度能夠旋轉,以便把功率數以十萬瓦計的化學雷射光束照射至飛彈上。
機上的 9 個紅外線搜索/跟蹤傳感器,可探測 360 度視場內的導彈尾煙。從機上轉塔發射的跟蹤/照明雷射,照亮導彈助推器頭部,並建立初始跟蹤。緊接著啟動信標/照明器,在導彈燃料艙上標出一個小光點,同時機載波前傳感器感知大氣所造成的波前變化狀況,送至可轉向反射鏡。機載可轉向反射鏡調整後,使殺傷性高能雷射光束發射後能在目標上聚焦,一舉摧毀目標。
空載雷射武器系統於 2004 年至 2008 年進行量產,在 2005 年至 2006 年間完成首批 3 架的戰力組合,預定於 2007 年至 2008 年達成 7 架的整體作戰兵力目標。
洛克馬丁公司設計的空載雷射,是採用化學氧化碘雷射,同時配置能把光點聚焦在飛彈表層的突破性透鏡,可從數百公里外把來襲飛彈擊成碎片。未來會持續在北韓等可能成為美國敵對國家的領空附近飛行,目的是偵測、追蹤彈道飛彈,並在飛彈釋出可能載有核生化武器的彈頭前把它擊落。
先進戰術雷射系統:
美國陸軍希望能夠發展可供特種部隊使用的空載戰術雷射系統。這種系統是把空載雷射武器使用的同型 30 萬瓦氧化碘雷射系統,安裝在 AC-130 武裝運輸機上做為致命性武器,以便擊毀低空反艦導彈、巡航導彈、近程火箭彈等。
系統重量約 4 千 5 百公斤到 6 千 8 百公斤,地對空射程是 1 萬公尺,空對空或空對地射程則是 2 萬公尺,可以在防區外把 10 公分的激光光點準確地照射在活動目標上。一旦發現目標,在 40 秒內可對一系列可能的目標進行攻擊。該系統採用封裝熱氣排放系統,美國特種作戰司令部也已提供經費,用於發展相關科技及驗證測試機具。雖然波音公司對這項先進戰術雷射系統的研發已有顯著成果,但美國陸軍尚未決定是否繼續投注資金,完成研究計畫最初設定的目標。
戰術高能雷射武器:
鸚鵡螺計畫是美國與以色列兩國間的聯合研究計畫,由美國陸軍太空及飛彈防禦司令部主導,以色列國防研究發展處提供支援。這計畫是針對運用雷射做為戰術防空武器來反制敵方短程火箭的目標進行研究,1996 年 2 月在美國白沙導彈靶場成功擊毀了飛行中的 BM-21 火箭彈。
戰術高能雷射系統問世後,隨即引發了車載戰術高能雷射系統的發展。2000 年 6 月 6 日在白沙導彈靶場進行的試驗中,射程 15 公里的「卡猝殺」火箭彈被雷射武器系統成功地鎖定、跟蹤、摧毀,在實驗中總計擊落了 25 枚卡猝殺火箭彈。2002 年 11 月初還擊落了依既定彈道飛行的砲彈。
車載戰術高能雷射系統的體積,會比戰術高能雷射系統縮小 5 至 10 倍,未來以色列會選用較大型的系統,美國陸軍則會選用較低功率的小型系統。車載戰術高能雷射系統由3部機動車輛組成:整個雷射發射裝置裝在一部車上,另一部則裝設射控雷達,第三部車負責攜帶雷射燃料。
陸基雷射武器:
美國政府目前正祕密研發一種威力強大的陸基雷射武器,這種武器可發射集中光束,摧毀在地球軌道上運行的衛星。威力強大的雷射光束可用來摧毀人造衛星,但大氣亂流會分散並減弱雷射光束。
目前美國研發的雷射武器是以光學技術為基礎,運用感應器、電腦與望遠鏡,由人造衛星發射較弱的雷射測量大氣亂流造成的折射角度,藉以修正雷射發射的方向。修正後,自地面發射的雷射光經望遠鏡反射後射往天際,在經過亂流時光束的方向不致偏離目標,強度不至於減弱,從而產生有威力、可摧毀敵方衛星的雷射光。
這項研究極具前瞻性,也有相當的技術挑戰,相關研究工作正在新墨西哥州沙漠中政府現有的「星火」實驗室進行。一名督導數項太空計畫的國防部高官說:「白宮希望我們研發太空防衛措施,首先是必須有能力保護我們在太空軌道上的資產。」但他表示,如經核准,這項研究的實際運用「也要在許多、許多年後才會實現」。
戰鬥機機載雷射武器:
機載雷射武器以電力為動力源,而且體積足夠小,適於空軍作戰使用。美國空軍研究實驗室制定的 5 年目標,是發展 100 千瓦的固體雷射器。空軍已經確定裝載固體雷射器的第一個可能載臺是 F-35 聯合攻擊戰鬥機。戰鬥機的發動機除了產生推力外,還可以產生巨大的電力,因而是固體雷射器的理想載具。
這種戰鬥機機載雷射器的初型,主要用於致盲臨近的飛彈,特別是熱尋的或光學飛彈,也可以攻擊其他戰鬥機的易損部位,如燃料箱、飛彈、飛行控制系統,以及使飛機不能繼續作戰的部位。空軍研究實驗室與洛克希德‧馬丁公司簽訂了協議,針對 F-35 戰鬥機安裝雷射武器的可行性進行評估。
單兵雷射武器:
單兵用雷射步槍是一種能量較低的雷射裝置,由於外型如同一般常見的單兵武器,因此又稱為雷射槍。這種武器主要由「雷射器」、「激光器」、「擊發器」和「槍托」4 大部分組成,特性是體積小、重量輕、射擊時無聲響,殺傷距離約 1 千 5 百公尺,主要用於陸戰或反恐行動。戰鬥用雷射武器主要有致盲雷射槍及致僵雷射槍2種。
致盲雷射槍主要用來對付具光、電系統的戰甲砲車、指管通情蒐系統與其操作人員,強烈的光束可使這些武器裝備的電子元件燒毀,並導致操作人員眼睛失明。早在 1982 年英國和阿根廷的福島戰爭中,英國就祕密使用了剛剛研製出來的「雷射眩暈器」,用於攔截攻擊英國軍艦的阿根廷戰機,導致阿根廷飛行員失明而機毀人亡。美國也曾研製一種稱為「馬刀-203」的雷射武器,這種武器安裝在普通步槍的槍管下,可以發射在3百公尺內使人眼受傷的低能量雷射。
由於這些雷射武器是以人眼為目標,屬於雷射致盲武器,已被 1995 年通過的〈禁止和限制使用特定常規武器公約〉所禁止。但是,該公約並沒有明確禁止研發和使用暫時使敵方人員眼花的雷射武器。
美國新近研發一種非致命的雷射步槍,可使敵方人員眼花,但不會造成永久性傷害,這種武器稱為人員暫停和刺激反應雷射步槍。雖然這項技術目前還處於樣品階段,投入戰場使用還有待時日,但是美國仍對其運用前景充滿期望。這款雷射步槍的兩個先導型成品,已送到德克薩斯和維吉尼亞的軍事基地接受進一步的檢測。它同時裝配有「眼睛安全距離探測器」,使得對目標距離的感應能夠更加精確,以符合國際公約的規範。
致僵雷射槍外型有長、短兩種,發射由紫外線激光器發出的光束,被擊中者全身肌肉神經會發生抽搐、痙攣,直至僵硬而喪失行動能力。由於身體外部組織的保護,被擊者的心臟等重要器官不會受到影響,因此不會危及生命。但電流超過 250 毫安後,會干擾被擊者心臟跳動的節律。調節雷射槍的發射波長,「致僵射線」還可以用來破壞微晶片,從而使裝有晶片的機器,包括飛機、坦克、汽車、艦船及其他武器系統失調,喪失戰鬥能力。據報導,這種雷射致僵武器已在實際應用中獲致良好的成效。
嶄新的里程碑
當荷馬讚頌黑法斯托斯(Hephaistos)神為阿基里斯(Achilles)製造武器時,把阿基里斯在戰場上的成功歸因於科技。目前的趨勢是,科技不再單純只是戰士的助力,而是戰士的替代物。科技已經成為「當代戰爭的原動力」,因為它的目標不是解決紛爭,而是改變戰爭的形態。人不再是戰爭的主體,反而是機器使士兵變成多餘,逼使他們提早自戰場撤出。
當電腦繼續提供更快速更周詳的資訊時,人類的行動與生活較以往更屈就於機器,科技越演進,人類就越依賴它。顯然,雷射武器的出現將使得現代戰爭科技邁向另一個嶄新的里程碑。
然而雷射武器除了受尚未突破的科技因素限制之外,道德因素是現階段最大的問題。主張這項議題應基於人道考量,而非基於作戰考量的人士,目前居於上風。換言之,我們必須強調使用武力或使用某種武器,本身就是不恰當或不道德,無論使用者是誰。「停止戰鬥」必須優先於以戰爭手段所獲致的勝利,而決定這一優先順序的並非是武器,而是擁有武器的人類。唯有正義的一方享有明顯的軍事優勢,才可能具有追求和平的力量。
http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=8606&ctNode=439&mp=1
日本防衛省計劃研發強力激光擊落彈道導彈
中新網東京2007年5月13日電 日本《每日新聞》13日報道,日本防衛省計劃研發一種強力激光,用以擊落彈道導彈。
報道稱,日本防衛省將在下個財政年度申請撥款,以研發這種可從地面擊落在半空的彈道導彈的激光。據報道,跟“愛國者”導彈不同,這種激光可在導彈發射後不久被擊落,其戰略性能和反擊能力方面要明顯強于“愛國者”導彈。
報道還透露美國已經展開相關反導彈激光的研究工作。目前日本政府官員尚未就上述報道做出任何回應。
另悉,日本《朝日新聞》當天還報道說,朝鮮閱兵式中展示的新型導彈使用上世紀60年代時前蘇聯的技術,射程估計在5000公裏左右。報道指出,美國研究認爲閱兵活動中出現了朝鮮新發展完成的導彈,並將這個消息通知了日本和韓國政府。
報道說,目前沒有任何情報證實朝鮮已試射其新型導彈,但根據美軍專家推測,關島附近海域在朝鮮導彈射程範圍內。日本和美國已加強在軍事情報共享領域方面的合作。
http://mil.news.sina.com.cn/2007-05-13/1421443907.html
新型电磁轨道炮设施移交给美国海军作战中心
美军电磁轨道炮3D图
2007年1月16日,美國海軍研究辦公室(ONR)舉行儀式,以1發高速炮彈穿透儀式彩帶爲標志,將一種新型電磁發射裝置(EMLF)正式交付給NAVSEA海軍作戰中心(NSWC)Dahlgren分部。這種美國海軍最大的EMLF,能夠以7.4MJ初始動能使炮彈達2146米/秒的初速。
艦載軌道炮具有6分鍾內將致命的超高速炮彈投射到200海裏以遠處的潛力,它被美國海軍認爲是提供飽和火力和關鍵時間打擊能力的一種轉型方案。
艦載軌道炮具有全天候、GPS、精確和長時間飽和火力能力外,它有助于提高艦船生命力,由于艦艇不需要爆炸藥彈庫,爲簡化及其優化艦船結構提供了機會。
電磁軌道炮(EMRG)項目目標是爲設計、試驗、研制並能于2020-2025年時間框架內在美國海軍艦艇上安裝64MJ 的EMRG開發和研究所需要的技術。現階段計劃結束時間2011年。
目前,ONR電磁軌道炮項目正致力于發展發射裝置,其中,主要攻克在保證使用壽命和降低風險方面所面臨的一些技術壁壘。爲此,ONR正與NAVSEA和項目執行辦公室保持密切合作,以確保研究方向的一致性,以及到2016年完成研制試驗工作時能夠平穩地過渡到采辦階段。
在ONR電磁軌道炮項目中,爲到2009財年時,實現32 MJ初能的目標,軌道炮試驗設備的貯能裝置、發射裝置、終端設備的尺寸將有所增大,它們是海軍戰術系統實現預想的64 MJ初能的第一步。
軌道炮具有持續的攻擊火力投射能力,這些對導彈和戰術飛機來說是個補充。它爲海軍陸戰隊海上火力支援需求提供了一種效費比合理的方案,因爲,軌道炮具有3個主要戰技性能:遠射程、飛行時間短、高殺傷力。
美海軍測試高能電磁軌道炮 射程可超過200海裏
测试中的电磁轨道炮达到了创纪录的10兆焦水平
美聯社2008年1月31日報道 美國海軍于周四測試了高能電磁軌道炮,測試中的電磁軌道炮達到了創紀錄的10兆焦水平。此前的電磁軌道炮的炮口動能僅接近9兆焦。(一秒鍾産生一瓦特電能的能量被定義爲一焦耳。)
電磁軌道炮應用電磁能發射炮彈彈丸,其射程可以超過200海裏。由于電磁軌道炮應用電能發射彈丸而非傳統的火藥,因此可避免了艦炮炮彈在艦上爆炸的危險。
美國海軍希望該電磁軌道炮最終能替代現在艦船上裝備的標准5英寸艦炮。該武器最早配置到海軍也要2020年之後。
在周四的測試中,電磁軌道炮實際可能具備産生32兆焦能量的能力,但海軍要求在一系列的試驗測試中緩慢地攀升能級。隨著艦上電能需求的不斷增加,海軍表示具備足夠的發電能力將不會成爲問題。
據海軍透露,電磁軌道炮研發完成之後,將有能力以5馬赫或3700英裏/小時或5953公裏/小時的速度發射固體炮彈彈丸。 (中國船舶信息中心 汪磊)
http://mil.news.sina.com.cn/2008-02-01/0954483937.html
中國激光武器最起碼領先歐美十五年?(組圖)08-02-15
死光,光子魚雷和能夠令對手瞬間氣化于無形的武器,這些都是科幻影片中才能見到的玩意兒。但是,這些東西在不久前似乎還遙不可及,而現在正在逐漸變爲現實。當前,具各個情偵部門收集的信息資料表明中國軍方正在穩步推動電能武器計劃:讓高能激光器,高能微波武器,電磁軌道炮進入其規劃中的未來艦隊。可以預見,“光速”武器和“電能”武器將爲中國軍方從根本上改變海戰及從海上發起的作戰模式帶來了希望。
發射即命中的光速武器
中國軍方研制的定向能武器包括激光武器,微波射線發射器和粒子束加速器。與傳統常規武器用動能或化學能(或兩者兼有)摧毀目標不同,定向能武器破壞或摧毀目標是通過對目標施加能量——以光速或接近光速運動的光子或粒子達到目的。目標躲避武器攻擊的能力在定向能武器面前顯著降低。當高能激光束的“飛行時間”以微秒計算時,一個以4倍音速運動的目標無論怎麽機動都沒有用。在激光束“發射”並擊中目標所用的時間內,目標移動的距離可能不超過10厘米。
盡管高能激光武器受重力和大氣阻力的影響不明顯,但在海洋環境中,由于受到水蒸汽,灰塵和大氣渦流等因素的影響,激光束會産生發散和膨脹,爲此必須增大激光的輸出功率。據悉中國高級研究局研究了一種高能化學激光器。這是一個兆瓦級的中紅外高能化學激光器,截至目前,該機光氣持續功率輸出在世界所有激光器中是最高的。
無孔不入的脈沖武器
由于微波束武器不是像常規武器那樣靠彈頭和碎片的化學能和動能打擊目標,而是靠以光速或接近光速進行的射頻電磁波能量打擊目標,因而又被稱爲“射頻武器”。微波對人員的影響可分爲“非熱效應”和“熱效應”兩類。較低強度的微波輻射會使人的肌膚出現不同程度的急性或慢性損傷,引起神經衰落和心血管系統功能紊亂,記憶力衰退,內分泌失調,免疫力降低等。而強微波能量則會燒傷人體的皮膚及內部組織,使人眼因白內障而失明,甚至死亡。實驗表明,用能量密度爲 ***的微波照射*秒鍾,即會造成三度皮膚燒傷;而用能量密度爲***的微波照射1秒鍾,就可能造成人員傷亡。
高能微波武器主要用于攻擊現代武器系統中的電子設備和電子元件,使之損壞或失效。研究表明:0.01~1微瓦/平方厘米的弱微波能量可以對相應頻段的雷達和通訊設備産生強電磁幹擾,使之不能正常工作。0.01~1瓦/平方厘米的微波能量輻射,可直接使對方通信,雷達,導航等系統的微波電子設備失效或燒毀。10~100瓦/平方厘米的強微波輻射形成的瞬變電磁場,會在各種金屬目標的表面産生感應電荷和感應電流,這些附加的感應電流可以通過天線,電源線,傳輸線和各種開關,縫隙等入口,進入被攔截目標的內部電路。感應電流比較小時,會改變電子線路中某些元器件的工作狀態,導致電路功能紊亂,出現誤碼,控制失靈或邏輯混亂等現象;感應電流較大時,就會造成元器件的永久性損傷。強微波輻射還可直接使工作于微波波段的電子設備因過載而失效或燒毀。從遨遊太空的衛星到橫跨大洋的洲際彈道導彈,巡航導彈;從飛機到通訊器材,雷達,武器的計算機系統及其它光電器材,只要處于強微波的覆蓋範圍內,都會遭到毀滅性的打擊。
此外,微波武器還可以對付隱形飛機,隱形導彈,隱形坦克,隱形艦船等在內的“隱形武器”,具有得天獨厚的優勢。因爲這些隱形武器主要是通過外殼采用吸波材料或塗抹吸波塗料層來吸收雷達波(微波)而達到隱形目的的,這就爲微波武器效能的發揮打開了方便之門。“隱形”武器的外殼一旦受到高功率的照射,便會因吸收過多的微波能量而受損,甚至燒毀。
目前,除了對目標系統進行加固和覆蓋外,對微波武器的防禦還沒有有效的辦法。
未來的軌道武器
軌道武器是中國軍方正在加速研究的另一種重要的高速武器。這種武器能夠發射高超音速的精確制導彈丸,在數分鍾而不是數小時內就可以對數百公裏遠的目標進行打擊。
電磁軌道炮的原理並不複雜,其最簡單的形式是由兩個通過絕緣體分開的平行導體(軌道)構成。電流沿著一條軌道,通過一個活動電軸自由沿軌道流動,和另一條軌道形成一個回路。一個短暫高功率的電子脈沖産生一個極其強大的電動力,沿著軌道驅動綜合發射裝置(ILP)——電樞,膛片和彈丸,“發射”彈丸。
在彙總有關情報部門的信息後,據悉中國軍方在研的未來驅逐艦艦載軌道炮系統數據如下:彈丸發射重量(包括推進器和膛片)20公斤;飛行重量15公斤;初始速度2.5千米/秒;初始動能63兆焦;膛口動能150兆焦,炮管長度12米;發射速度6~12發/分鍾;系統功率需求15~30兆焦;彈丸攜帶量 2560發;最大射程360千米;作用于目標的能量爲17兆焦。在作戰中,15千克的動能(非化學能)殺傷彈丸能夠以8倍音速發射到外大氣層,攻擊遠至 360千米範圍內的目標,時間不超過3分鍾!
電磁軌道炮除了在作戰上的好處外,對海軍後勤和艦船設計也將産生深刻影響。軌道炮的維護保養將明顯比傳統線膛化學能武器設備簡單,同時在同等情況下未來艦船將可以裝載更多的彈丸。由于每發彈丸/綜合發射裝置的體積更小而且不需要推進劑,每艘艦船裝載的綜合發射裝置將是傳統的10倍。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_50b6674601008afq.html美承認2006年曾有間諜衛星被中國高能激光致盲
美國《防務新聞》2007年6月11日報道 中國1月份進行的反衛星試驗觸動了美國國會的神經,美國國會正在猛增國防部空間項目的開支。
衆院決定將國防部2008財年作戰響應空間項目(ORSP)的經費增加1/3,即在申請的8700萬美元的基礎上增加3000萬美元。該項目意在研發可迅速發射、低成本的替換衛星,增強美國空間軍事作戰能力。參院武裝部隊委員會(SASC)將國防部空間態勢感知項目的經費增加了一倍多,即在國防部申請的2.15億美元的基礎上增加了3億美元(衆院認爲該項目增加的經費應控制在1.3億美元,兩院的差異將在夏季晚些時候進行協調)。此外,衆院和參院打算增加1000萬美元,爲一些不爲人知的項目(如“空間柵欄”和“空間態勢自我感知”)提供經費。
盡管經費的增長幅度很大,但實際上數額並不多。Teal顧問公司的空間分析家馬可•凱撒認爲,考慮到一顆衛星的綜合成本在3億美元左右,參、衆兩院增加的經費其實並不多。這也反映了國會關注對美國衛星威脅的同時,對過去的許多空間表現還是有所保留。凱撒說,“幾乎所有國防部衛星項目都超支並落後于進度。”
衆院5月通過的《2008年國防授權法案》稱,中國在1月進行的反衛星試驗突顯了美國空間資産存在的缺陷。數年來,有些議員一直在關注重要軍事衛星可能遇到的威脅。這些衛星可能會被無線電波阻塞、被激光致盲、被欺騙等。2006年秋天,國家偵察辦公室就承認,美國的一顆間諜衛星所裝備的相機被中國高能激光致盲,但引起國會注意的還是中國從地面摧毀其氣象衛星的試驗。
共和黨議員Terry Everett說,中國的此次試驗“明確地提醒我們,不能想當然地看待我們的空間資産”。在2008年國防授權法中,他和其他武裝部隊軍事戰略部隊小組委員會的成員們更強調衛星保護。參議員尼爾森擔心,在2010年前,中國就會有足夠多的反衛星導彈“完全可以擊落美國的低軌道衛星”。參院議員說,增加開支的目的是“表明對中國動能反衛試驗關注的上升”。在空軍和戰略司令部的推動下,參、衆兩院的議員們都增加了2008年“空間態勢感知”項目的開支。
衆院增加的款項有:①高精度網絡決策系統,增加1000萬美元。用于增強態勢感知,減少空間碰撞。對于此項,國防部事先沒有申請撥款。②空間態勢感知自我感知項目(Self-Aware Space Situational Awareness),增加2500萬美元。自我感知衛星擁有傳感器,可監視自己的健康狀況和外在威脅。對于此項,國防部事先沒有申請撥款。③“空間柵欄”,在410萬美元申請的基礎上,增加到980萬美元。該柵欄由從加利福尼亞州到佐治亞州的一連串雷達組成,可跟蹤發射、衛星戰術機動以及空間物體的分解等情況。④空軍的秘密空間態勢感知項目,增加9500萬美元。
參院出臺的法案內容還沒有公布。①據武裝部隊委員會披露,參院爲空基偵察系統增加了3500萬美元,該系統主要包括一顆偵察和跟蹤其他衛星或空間碎片的衛星。②參院還爲空間態勢感知項目增加1680萬美元,以配合衆院的“空間柵欄”項目,同時還爲快速攻擊識別、偵察和報告系統(RAIDRS)提供了1300萬美元。③參院也爲空間控制技術劃撥5000萬美元,用于提高空間保護和感知能力。
http://mil.news.sina.com.cn/p/2007-06-21/0906450686.html點評中國及世界最新型激光輕武器(組圖)2007年06月26日 少年科學畫報
美制M26型泰瑟非致命手枪 激光武器的作战特色在于利用发出的激光束迅速准确地使敌人致盲、迷惑和疼痛。 美国最新研制的PHASR非致命激光步枪
中国武警部队列装的新型激光枪中国新型激光枪发射演示
中国武警部队战士肩挎新型激光枪
中国又一款激光眩目器
解放军已经列装手枪式激光发射器
一束光的誘惑,沒有子彈出膛時劍拔弩張的氣勢,也沒有硝煙彌漫時戰場的血腥。然而,激光輕武器所發射的激光能滅人于無形,殺人于無聲。在這樣一個以速度戰勝時間,以武器的較量代替赤膊的肉博戰的時代,激光輕武器正成爲軍事強國新一輪爭奪的目標。而且,目前有些國家的軍隊已有部分裝備,如激光槍、激光致盲武器等……
激光輕武器日益受到軍事家的重視
小米加步槍,人海戰術的戰略時代已經一去不複返了。坦克、核潛艇、航母等武器隨著高科技的發展威力日趨增強,激光技術在應用于軍用儀器的同時,作爲武器的殺傷力正逐漸被軍事家重視而得到發展。
激光武器是隨著激光和光電技術在軍事領域中的廣泛應用而産生的。它是一種定向能武器,具有傳輸速度快,命中精度高,火力轉移迅速,抗電磁幹擾能力強等特點。與傳統的作戰武器比較,在工作原理、殺傷破壞機制以及作戰方式等方面有顯著的差異。激光武器從能量級別上分高能激光武器和低能激光武器兩類。高能激光武器又叫強激光武器或激光炮,它是一種大型的或高效率的激光裝置,能發射極高的激光能量。主要用于摧毀敵方的衛星、導彈、飛機和坦克等威力較大的軍事目標或大型的武器裝置。低能激光武器又叫激光輕武器或單兵激光武器。它所發射的激光能量,一般都不太高,是一種小型的激光裝置。它主要用于射擊單個敵人,使之失明、死亡或使其衣服著火而喪失戰鬥力。
激光輕武器的作戰特色在于利用發出的激光束迅速准確地使敵方人員致盲,致人迷惑和疼痛,或使敵方武器的光電傳感器失靈,造成敵方人員和技術裝備失去戰鬥力。與常規的傳統武器相比,其優勢表現在:以光速出擊,使目標沒有規避時間;作爲一種無慣性射束,激光可隨時向任意方向射擊,機動靈活,也沒有普通槍炮的後座力;激光輕武器不僅火力強、速度快,而且無放射性危害、不易受電磁幹擾,且單發成本較低。
我國的激光輕武器規劃
目前,我國的激光輕武器研究與美俄等國家還有一定的差距,只要通過不懈的努力,激光輕武器的應用前景會越來越廣闊。我國主要的研制規劃包括:
正在研制更加輕便靈活的單兵激光輕武器——激光槍,應用于特種部隊,以便于執行特種作戰任務。這種武器的主要特點就是像常規武器中的步槍一樣,單兵使用十分方便,操作簡單,十分容易形成戰鬥力,在將來的作戰行動中,將成爲一支新生的力量。同時,在這種武器的設計上要求,激光武器將采用波長更短的新一代激光器,使所需的殺傷能量及激光功率減小到普通型的1/25~1/50,從而獲得更高的能量效率。激光持續時間足夠阻止敵意的行動,但當他離開激光束後視力可慢慢恢複。它可采用雙波長的激光系統,可以對付能夠過濾一定波長激光的護目鏡,而達到更好的作戰效果。
把激光武器像現在的常規武器一樣,裝在坦克或 機動車輛上,以適應“敵變我變”、機動靈活的閃電戰術。如車載激光武器與反坦克導彈及地面炮火密切配合,就能有效地摧毀蜂擁而來的敵坦克群的輪番進攻。車載激光武器則可打一槍換一個地方,靈活機動地轉移陣地,不易被敵跟蹤與捕獲。這種武器預計投入使用作用距離有望達到2千米。目前也正在開發更長距離及加特林機關炮的裝置,以能滿足多方向轉動射擊和多次發射的作戰需要。
除作爲直接殺傷致盲敵人之外,破壞敵方武器系統的傳感器件方面,也在未來戰場上具有廣闊的應用空間。這種以破壞敵方武器系統的傳感器件的激光武器,多爲機載,也可以船載或車載。機載激光武器主要是摧毀敵人防空設備上的傳感器,對抗敵人防空體系。艦船載激光武器主要用來保護戰船不受導彈和其他智能化炸彈的攻擊,應用在對敵海面掠行導彈、導彈或智能型炸彈上的微光電視傳感器、殲擊機和直升機等方面。而車載和陸基激光武器主要用作攻擊性武器,專門對抗敵方的激光裝置。其攻擊目標是敵人的坦克、戰車上的觀測儀、光學系統,以及光電傳感器。這些裝置可以與計算機系統綜合設置,做到自動跟蹤、瞄准、擊發,在瞬息萬變的戰場空間,牢牢把握主動權,取得先機,達到作戰的目的。
二戰後,處于冷戰狀態的美國與俄羅斯(前蘇聯)在20世紀70年代以後就開始大力發展激光技術。他們有關的研發和實驗正如火如荼地進行。我們在這裏收集精選了美、俄激光輕武器發展的相關訊息,以饗讀者。
美國 暫時致盲性激光槍
前些年,美國空軍實驗室研制了一種使人耀眼的低能激光武器——“佩乃’一203”。其小型激光裝置配置在M16步槍的槍管下面。使用時發射650毫米的激光束,可使人眼花繚亂、身感不適而停下腳步並丟下武器。
2005年11月美國向外界公布,空軍研究實驗室研究成功一款實用型單兵攜帶的非致命激光槍,這種激光步槍可以利用它的能量來驅散人群和阻止敵人攻擊,並可自動感知與目標的距離,因而避免了對眼睛的永久性傷害或失明。這種武器稱爲“阻止人員和刺激響應”激光步槍。它的尺寸和重量與全負荷的M16步槍相似,但射出的子彈是低功率的激光束,使受光者瞬間就象直視太陽,強烈的眩光使其迷失方向。
致人迷惑和疼痛的激光射彈
前幾年,美國聯合非致命武器局透露,他們正在研究一種基于脈沖化學激光器的脈沖能量武器,這種武器的激光脈沖作用于固體目標時,會産生強烈的閃光、震耳的噪聲、巨大的沖擊和多種生物效應。利用其生物效應研制的非致命激光武器稱爲“脈沖能量射彈”(PEP)。這些生物效應包括無彈片的撞擊對皮膚周圍神經和中樞神經的刺激,因而會引起疼痛、短暫的麻痹、胸悶、迷惑等現象。2004年美國空軍研究實驗室研究過“激光感生 等離子體”技術,並已開發了一種非致命定向能技術,用以研制阻止軍車行進和打暈人的裝置。
2005年美國海軍研究局和佛羅裏達大學曾簽訂了一項“激光激勵電磁脈沖造成感官效應”的合同,一起研究致人疼痛的激光射彈。這些新研究的目的是要增大這種疼痛的效果,研究人員希望通過實驗室培育的細胞和對人員的測試,在不損害人體組織的情況下,尋找觸發人體神經疼痛最大值但不致引起傷害或死亡的最佳脈沖參量。
致人強直的激光束武器
加利福尼亞聖地亞哥HSV技術公司正在發展一種非致命激光束武器,利用發射的激光束無惡意地使在一定距離的人員固定原地不能動彈。這種武器的主要部件是一個紫外線光源,它産生兩束相幹的紫外輻射。波束照射到目標後,從發射源到目標路徑中的空氣分子被電離,在武器瞄准的沿途大氣回路就有了流通的電流。波束中的電流猶如是一種生理上神經電脈沖的複制品。通常這種神經電脈沖是控制人的橫紋肌肌肉組織的,它支配了人的行爲動作。激光束産生的擠兌與人原有的神經電脈沖十分相似,而它較強刺激了肌肉纖維,會使其原本各不相同的收縮變成單一的持續的收縮,因而使人照射後只能固定在一個狀態,不能自由活動。然而這種外來的神經電脈沖不是生物本身固有的神經電脈沖,所以對人是沒有感覺的,對人眼睛也不會引起傷害,因爲眼角膜吸收了武器使用波長的紫外輻射。而且波束很弱,不會導致角膜發炎。
俄羅斯
俄羅斯發展非致命武器的步伐並不落後于美國。上世紀70年代,他們利用剛研究成功的微波源,便開始研究其對各種靶子的作用。冷戰結束後也研制過一種致人失盲的激光束武器。1994年,俄衛星曾在軌道上裝了一面鏡子,鏡面反射在夜間掠過地球,從而使敵方失去夜幕的掩護,並改變了敵人的生物節律。
2005年2月,在國際第七屆阿布紮比防務展覽會上,俄防務武器裝備出口公司展示了一種單兵可攜式非致命激光束武器。這種武器的激光束強度能夠迅速准確地導致敵方狙擊手暫時失明或武器的光電傳感器失靈,造成敵方士兵和技術裝備失去戰鬥力。該武器除了低能激光器外,還裝備了激光雷達、夜視器等測距跟蹤和自動調節的裝置,作戰時可自動搜索和鎖定目標。在對目標進行搜索時,激光器發出的激光束強度較強,波長爲0.86微米,對目標攻擊時,發射的激光束波長是0.53微米和1.06微米。這種武器的特點是不會致人死亡和失明,而且采用了特殊的算法進行目標識別,能有效識別玻璃、眼鏡和其它一些物體反射的光線,以避免系統做出錯誤反應。整套武器重56千克,爲了方便攜帶,可以背負,也可拆開分成兩個28千克的包袱,作用距離1.5千米,已用于城市反恐作戰。
2005年4月,俄羅斯還研制了另一種非致命激光武器,名叫“溪流”,可供警察或安全部隊應付各種騷亂局勢和恐怖事件。理論上用“溪流”擊倒目標只需一秒時間,但不會致人死亡或失明。這種武器比一般的類似武器更爲小巧輕便,射程可達幾百米,重量僅300克,長爲15厘米。(據《國防科技》)
http://mil.news.sina.com.cn/p/2007-06-26/0732451406.html外刊披露中國武警裝備新型非殺傷性武器(組圖)08年11月25日 名槍
國産發轉輪式榴彈發射器。采用了中間折疊式機構非常便于裝填榴彈。 多管38毫米榴彈發射器。有6管和9管兩種,有效射程100-150米之間。旁邊是車載型單管 各種38毫米防暴用非殺傷性榴彈種類有催淚彈、閃光彈、油漆彈等 可發射重型榴彈、拘捕犯用人用粘貼劑、捕捉網等的防暴火箭筒。 装有10颗橡胶霰弹弹丸的橡胶弹
2008-4月16日在北京开幕的第四届中国国际警用装备博览会上,一家美国公司推出了一种音波防暴武器,这种装置控制距离达1000米,可以安装在镇暴车辆上,能够对暴乱骚动人群发出带来痛苦的噪音电波从而将其制服。据该公司称这种装置是世界上唯一非杀伤性音波镇暴设备。
2009-5月19日開幕的中國國際警用裝備展:捕網器與快速致暈發射器
大型捕網器系統由捕網器、56式7.62MM空包彈和抓捕網組成。該系統通過56式空包彈發射抓捕網,可以在較遠距離內抓捕目標。大型捕網器捕捉網面積達到25平方米,可對15m內單個或多個目標進行抓捕。快速致暈發射器系統由發射器和快速致暈彈組成,該系統可實現對50米內人體或動物目標實施快速致暈的目的,使目標暫時失去反抗和行動能力。一般情況下,需結合解藥(速醒劑)對目標進行急救。
據日本媒體報道 1990年代初,解放軍向武器開發局提出了開發低初速非殺傷性榴彈發射器的要求。在此之前,解放軍裝備的是發射35毫米榴彈的QLL9l(形式與M79榴彈發射器相同),還有與美軍的M203榴彈發射器一樣,能挂在步槍下面的QLG91/A/B榴彈發射器等。由于QL系列的發射管內加工有膛線,因此無法發射防暴用催淚彈等非殺傷性榴彈。于是,以208武器研究所爲中心,開發出了口徑爲38毫米、有效射程在100~120米之間的新型單動滑膛防暴槍。接著又陸續開發出發射相同規格榴彈的轉輪式榴彈發射器,以及槍挂型、車載型多管榴彈發射器等,並開始裝備中國公安和武警的防暴部隊。
據說發射激光束使暴徒暫時失明的先進光電武器也正存開發中。這種新型武器的尺寸與德國HK公司正在開發中的CAWS基本相同,重量約爲5千克。槍體采用r無托結構,用以代替彈匣安裝電池。命名爲“WJG一002”的武器發射激光束,能存50~100米的距離上使人的眼睛暫時失明。
http://mil.news.sina.com.cn/p/2008-11-25/0923531734.html
美國新型車載激光武器可精確攔截各種無人機09-02-12 東方網
波音公司新研制出的“激光複仇者”系統
測試中被“激光複仇者”系統擊中的無人機
據英國《每日電訊》報道,美國已研制出了一種先前只能在科幻小說中才能看到的新型武器--可安裝在“悍馬”吉普車上的高能激光武器。這種新型武器由波音公司研制,被稱爲“激光複仇者”。它不但可精確和高效地攔截各種飛行器,而且在攻擊時還不會暴露自己的位置。
在不久前在新墨西哥州白沙試驗場進行的試驗中,“激光複仇者”系統准確擊落了數架無人駕駛飛機。《每日電訊》報道稱,這是首次將激光武器安裝到地面運輸工具上並用于攻擊飛行器。此次試驗使激光武器的運用進入了一個新的階段。
有分析人士指出,這種系統可用于隱蔽且高效率地攔截敵方的無人駕駛攻擊機或是無人偵察機。
《每日電訊》指出,傳統的防空武器很難對無人駕駛飛行器進行有效攔截。因此,正如波音公司一位發言人所說的,這種新型激光武器的出現將使得無人機在未來的戰場上面臨越來越大的威脅。
與傳統的武器系統不同,“激光複仇者”在發射激光束時不會産生明顯的煙霧和聲響,因此不會將自己的位置暴露給敵人。波音公司發言人指出,使用這種武器攔截無人機,不會給己方部隊帶來額外的威脅
http://mil.news.sina.com.cn/2009-02-12/0837541889.html
美國先進機載戰術激光器從空中擊毀地面目標
據美國《波音公司網站》2009年9月1日報道 8月30日,波音公司和美國空軍利用先進戰術激光器(ATL)飛機從空中擊中了一個地面目標,演示驗證了ATL與首個戰術代表性目標的空對地、高能量激光交戰。
試驗期間,該C-130H飛機從位于美國新墨西哥州的Kirtland空軍基地起飛,當飛行至白沙導彈靶場上空時,通過光束控制系統點火了其高能量化學激光器。在ATL的作戰管理系統指導下,光束控制系統截獲地面目標——一輛無人固定車輛,並制導激光束射向目標。激光束的能量最終擊毀了該車輛。
波音公司導彈防禦系統副總裁兼總經理Greg Hyslop 稱:“這個裏程碑演示驗證了定向能武器系統將通過賦予作戰部隊一種光速的、超精確作戰能力,顯著降低附加破壞,從而轉化戰場空間和減少傷亡。”通過演示驗證這種能力,ATL團隊已經在武器系統研制曆史上贏得了一席之地。
這次試驗距離6月13日的試驗不足三個月。在6月13日的試驗中,ATL首次成功地從空中發射了其激光,並擊中了地面上的一個目標板。ATL團隊計劃繼續開展一些試驗,進一步演示驗證該系統的軍事效用。這些演示驗證將支持那些執行戰場和城區作戰任務之系統的研制。
波音導彈防禦系統定向能系統部門副總裁兼項目主管Gary Fitzmire稱:“ATL很好地發揮了作用。其各部分(高能量化學激光器、光束控制系統和戰場管理器)作爲一個集成的武器系統,産生有效的激光束能量,擊中地面目標。” ATL工業團隊還包括L-3通信/布拉希爾公司(制造激光器炮塔)、HYTEC公司(制造武器系統的各種構件)和J.B. 亨德森公司(提供機械集成支持)。
波音公司爲包括美國空軍、陸軍和海軍的不同用戶研制、集成激光系統,除了ATL外,還包括機載激光器、自由電子激光器、高能激光器技術驗證器和戰術級中繼鏡系統。
http://mil.news.sina.com.cn/2009-09-06/1517564935.html
美國機載激光反導武器模擬攔截靶彈試驗成功
環球時報記者徐真君報道 2009年08月13日美國波音公司宣布,在8月10日成功進行了空基激光反導系統(ABL)的試驗,成功模擬攔截了一枚帶有試驗用傳感器的靶彈。這對ABL項目來說是具有裏程碑意義的成功。
在試驗中,波音747-400F載機從愛德華空軍基地起飛,用其紅外傳感器探測到了從加利福尼亞聖-尼古拉斯群島發射升空的靶彈。隨後載機對目標進行了跟蹤,並且指示跟蹤,火控系統的激光標定裝置發射了激光束對目標進行了照射跟蹤,並測算了大氣條件。隨後ABL對目標系統模擬發射了高能激光束,成功模擬了導彈攔截。導彈上的傳感器數據證實模擬高能激光擊中了目標。
“試驗驗證了ABL系統的戰場控制系統與火控系統的實戰能力。”波音ABL項目指揮Michael Rinn表示,“照射並且聚焦激光束在一枚以上千公裏時速上升的導彈身上並不是容易的事情,然而ABL證明其可以做到這些。”
在本次試驗之前,ABL系統進行了兩次對沒有安裝傳感器設備的導彈靶彈的交戰試驗。這兩次試驗的主要目的是協調,優化ABL系統的交戰程序。
美國稱中國激光反衛星武器可能部署在天山一帶
我軍車載輕型激光器進行測試
東方網2009年11月6日消息:美國連線雜志網站3日發表文章稱,中國已加入爭奪太空潛在控制權的軍備競賽,並爲此潛心研制激光反衛星武器。文章還根據衛星拍下的圖片認爲,認爲中國的這類武器可能部署在合肥、綿陽和新疆三個地點。不過對于這種說法,美國一些軍事專家也給出了不同的判斷。
中國激光武器研究始自上世紀60年代
文章稱,早在上世紀六十年代的時候,中國就對激光武器萌生了興趣。激光武器研究是中國早期反彈道導彈640工程的一部分。激光子工程“640-3項目”由中國科學院上海光學精密機械研究所負責。640-3工程旨在研制大功率激光發生器,以攔截彈道導彈以及高空航天器。雖然中國于二十世紀八十年代前後取消了640項目,但到1979年的時候,其又再度重啓激光武器發展項目,並將之納入863高科技發展項目。
二十世紀八十年代,中國開始研究高能激光(HEL),並取得了兩項重大進展:自由電子激光(FEL)和化學氧碘激光(COIL),這符合反衛星武器系統的規格要求。同時,中國也在研制功率較低的激光系統,但據信這種激光系統無力攔截外大氣層物體。
文章介紹說,1985年,自由電子激光發生器的研究項目在中國工程物理研究院上馬。中國首個自由電子激光器“曙光一號”于1993年研制成功,由中國工程物理研究院西南流體物理研究所承擔設計工作。曾主持研究線性加速器的中國科學技術大學,也于2003年或許更早,開始了自由電子激光器的研究。20世紀80年代,中科院大連化學物理研究所最早開始了化學氧碘激光器的研究。1993年,大連化學物理研究所進行了化學氧碘激光器的測試,結果顯示受測激光器可擊殺140米之外的目標。
文章稱,中國科學院上海光學精密機械研究所和安徽光學精密機械研究所曾進行過自適應光學技術和變形反射鏡的研究。爲了實現衛星跟蹤目標,中國還上馬了數項激光測距項目。文章表示,事實上,激光武器的研究有利于中國彈道導彈項目的發展。目前,中國已開始研究滾轉彈道導彈的概念,以便縮短地基激光在彈體上的駐留時間,避免遭到破壞。
稱新疆天山可能部署反衛星激光系統
文章稱,中國在新疆天山一帶部署了反衛星激光系統,對該地區的分析考察確定了該裝置的可能位置。此外,對該址與中國其他高能激光相關基地關系的考察,進一步證實了該地有高能激光系統的可信性。
文章指出,爲了建設軍用地基激光反衛星武器系統,中國需要發展激光和變形光學以及目標跟蹤系統。當前迹象表明,中國工程物理研究院(CAEP)設計的自由電子激光器與安徽光學精密機械研究所的光學設備密切配合。有一點非常值得注意,中國工程物理研究院位于綿陽,而安徽光學精密機械研究所位于合肥。而這些研究所都是與發展攻擊外大氣層目標相關的。很快我們將發現,設在新疆的研究所會與在合肥及綿陽的研究所相同。
文章稱,僅是簡單的調查並不足以證明中國正爲執行反衛星任務積極推進其激光系統武器化。事實上,2006年間所發生的一些事或許可以提供所需的證據,從而描繪出整個事件。2006年8月及9日,美國政府曾表示,中國激光系統曾瞄准掠過中國領土的美國衛星。一些分析家表示,這些事件證明了中國在低強度展示其反衛星武器系統能力,而其他分析家則認爲這些可能只不過是用于精確劃分衛星軌道的激光測距儀。
文章稱,鑒于中國通常會以成像衛星爲目標,所以這兩種可能性都值得注意。一方面,低強度展示反衛星能力可以使外界注意到中國的反衛星能力,而不必進行公開或破壞性測試;另一方面,精確測定成像衛星軌道有助于反介入或欺詐戰術的實施。精確位置數據還能夠爲反衛星武器網絡提供瞄准信息。所以,兩種答案都會使人們更相信中國正在研發反衛星武器。
不過,文章認爲,更可能的情況是以上兩種說法的綜合。畢竟,中國的確運行著衆多用于跟蹤衛星的激光系統。因此,已被定位的衛星被新疆設施內定位或跟蹤激光瞄准是有可能的。
美國軍事專家對此看法不一
文章稱,值得注意的是,以激光爲基礎的反衛星武器並不一定要具備可滿足軍事用途的破壞力。其可被用來做下列三件之一:幹擾、致盲或摧毀一顆衛星。其中,摧毀衛星的情況最爲複雜,因爲它需要龐大的輸出功率、極高的精確性以及高精度可變形光學薄膜,以盡量減少大氣的影響——由于同一位置看到一顆衛星的時間僅爲100秒左右,所以這三種能力都是必不可缺少的。
目前,公開圖片及資料似乎已經證實中國已在新疆部署了一些激光反衛星系統。這些反衛星武器是否具備摧毀一顆衛星的功率尚不得而知,但已有迹象表明這種系統已經就位,而且這種系統是中國工程物理研究院與安徽光學精密機械研究所的研究成果,與自由電子激光設備頗爲相似。而且,美國《全球安全》網站總裁約翰?派克也認爲,天山山脈可能有用于爲更加常規的反衛星武器制導的激光設備。畢竟,“與使殺傷裝置具備紅外制導能力相比,爲其配備激光制導尋的器要簡單的多。”
然而,哈佛-史密森天體物理中心(CfA)的科學家Yousaf Butt卻表示,沒有任何證據證據天山山脈“存在任何高能破壞性激光反衛星武器設施”。憂思科學家聯盟勞拉?格瑞高也認爲當前情況還不值得憂慮,畢竟中國想要研制激光反衛星武器,需要“第一,跟蹤系統(以最低的一種現成的,現成型激光與小直徑加上鏡子),基本上就是一種激光測距系統;第二,高能激光;第三,將激光光束引導至衛星的高能可控鏡。”(編譯:春風)
http://mil.news.sina.com.cn/2009-11-06/1023572796.html
美國炒作衛星被中國激光攻擊 爲空軍爭取經費2008-11-19 環球時報
美國太空司令部部署在太空的預警衛星
美軍對衛星的依賴程度是世界各國軍隊中獨一無二的,因此它也最爲重視衛星系統的安全性。美國《防務新聞》14日題爲“光靠威懾將不再能保護美國衛星”的文章稱,目前美國的太空威懾政策已不能確保其衛星免受攻擊,必須在衛星的防禦技術上加大投資,用實際行動來保護衛星安全。
用實際行動代替口頭威懾
《防務新聞》的報道一開頭就提到,“沒有衛星的日子對美軍來說是可怕的。衛星在通信、導航、定位、情報收集、預警、氣象預報等方面至關重要。”美國空軍高級航空太空研究學院專家約翰•謝爾登表示,在過去的兩年已有2顆衛星分別被中國和美國擊落,而且“至少有一顆美國衛星被中國發射的激光致盲”。但“盡管中國擊毀衛星事件曾引起國會的高度關注,但這種關注主要停留在口頭上”,美軍在保護衛星安全領域始終“沒有邁出實質性的步伐”。
另一名專家羅伯特•巴特沃斯則認爲,五角大樓把保護其衛星的希望都寄托在依靠“威懾”他國上,但對于太空系統而言,這可能並不起作用。“世界上沒有任何一個國家像美國這樣依賴太空資産。美國已經將太空系統與我們的戰區和全球軍事力量結合在一起。這是我們最有實力的一面和特有的優勢。假如我們以擊毀中國或俄羅斯的衛星作爲反擊,我們不會對他們産生程度相近的效果,因此這樣的回應可能達不到阻遏他們攻擊我們衛星的目的。”此外要弄清到底誰發動了對衛星的攻擊行動非常困難,甚至辨明衛星是遭到了攻擊還是由于其他原因發生故障也不容易。因此美國現行的“威懾”戰略很難奏效。
該報道認爲,美國將采取積極的實際手段保衛衛星安全。謝爾登表示,應該首先加強衛星針對電磁脈沖攻擊的防護能力,並且提高抗幹擾能力。美國軍方也開始發展“太空快速反應”等計劃,以備在衛星遭到攻擊時可以快速彌補損失。此外,空間態勢感知項目應該獲得最高優先權,這種能力“目前非常缺乏”。謝爾登表示,這類系統可以明確表明衛星是被攻擊還是遭到太空垃圾的撞擊,以確定攻擊的來源。
美國衛星防禦計劃並不少
事實上,美國“確保衛星安全”如今已不再停留在口頭上,提升衛星的防禦能力、發展快速發射能力、甚至主動襲擊對手反衛星武器發射場的計劃也早已制訂出來。
如今美國在研的新一代衛星進行了抗電磁脈沖加固,並運用了大量抗幹擾技術。未來的美國衛星還將具備變軌能力,這也能在一定程度上提升它躲避攻擊的能力。美國還在研制讓敵方難以發現的“隱身衛星”和“納米衛星”,減小被發現和摧毀的概率。同時,美國也開始研究對付反衛星武器的手段。日前美軍提出,爲應對反衛星武器的威脅,將嚴密監視世界各國的導彈發射場,必要時要對其進行轟炸。美空軍計劃在2011年前部署名爲“快速攻擊識別探測報告系統Block 20”的太空監視系統,這將是第一種“專門用來幫助對抗反衛星導彈和其他威脅的太空監視系統”。美國戰略司令部司令詹姆斯•卡特賴甚至聲稱要使用核武器,對敵方反衛星武器發射場采取先發制人的攻擊。
美國國防部還于2007年5月組建了衛星快速反應部隊,其目的就是准備在未來戰爭中,一旦美國的大型軍事衛星遭受敵方攻擊,能以快速的小衛星填補太空系統中出現的空白。爲此美軍還打算聯合北約盟國制訂“百星計劃”,但響應的國家並不多。
爲爭取利益而鼓吹
美國空軍及帶有相關背景的專家呼籲加強美衛星防禦能力已經不是第一次了。《簡氏防務周刊》就曾披露,美國空軍抱怨其太空設備存在巨大的安全弱點,並制訂了計劃,加強衛星對攻擊和幹擾的防禦能力。美國國內也有越來越多的人擔心太空武器化是必然趨勢,建議政府建立相關的研究力量。
但分析人士認爲,這些專家和媒體炒作衛星安全議題的主要目的是爲美空軍爭取更多資金。目前,美國所有軍用太空系統的發展、部署、管理、保護都由美空軍集中負責。如今美國新任總統即將上任,大肆炒作“太空衛星安全”成爲美空軍爭奪撥款的得力手段。不過在目前美國金融危機嚴重,預算緊張的情況下,美國新一屆政府是否支持這些花費巨大的項目還是個很大的問號。正如謝爾登本人所言,在目前的金融危機下,“美國衛星系統的保護可能淪爲預算削減的犧牲品”。
http://mil.news.sina.com.cn/p/2008-11-19/0932530873.html
美軍高級顧問:美應研制激光裝備應對智能武器 2009年07月10日 新華網
美空軍C-130H“大力士”運輸機上機載戰術激光發射
新華網消息:英國《星期日泰晤士報》日前援引美國防部一位高級顧問的警告報道:美國在海外展示軍力的傳統方式正變得"越來越過時",其數十億美元的軍事設施在面對未來的威脅時也可能不起作用,就像防守嚴密的馬其諾防線在守衛法國抵禦納粹時那樣。該報5日就此刊發一篇題爲《五角大樓警告美武器可能過時》的文章,要點如下:
安德魯?克雷皮內維奇是伊拉克和阿富汗打擊叛亂戰略的主要設計者,他在向美國軍方領導人的呼籲中指出,五角大樓在那些可能在離開生産線之前就已經過時的武器上浪費數十億美元。
克雷皮內維奇在接受一次采訪時說,和許多官僚機構一樣,軍方正處于"主觀臆斷"並忽視新挑戰的危險之中,這些挑戰包括精確制導武器的擴散和來自太空與網絡空間的威脅。上周國防部長羅伯特?蓋茨給了他一個在五角大樓國防政策委員會的席位,以獎賞他的預見。
克雷皮內維奇在《外交》雜志7月號上撰文指出,航空母艦、驅逐艦、短程戰鬥機和太平洋的關島、沖繩等前哨基地,正越來越易受到美國對手開發的技術和戰略的攻擊。
克雷皮內維奇聲稱,美國應該投入更多資源用于前沿的納米衛星,以維系其在技術上的領先,還應該投資于導彈攔截和激光能量防禦,這些都能夠對抗來自對手"智能"武器的威脅。
五角大樓正在准備其四年一度向國會遞交的國防回顧。克雷皮內維奇與退役中將保羅?範裏佩爾一起剛剛被批准加入由國防顧問組成的"紅隊",負責從敵人的角度思考並發現四年一度的國防回顧中存在的弱點。在克雷皮內維奇的文章中,他將注意力引向了2002年範裏佩爾領導的"紅隊"在演習中令人驚訝的勝利,"紅隊"當時代表的是某海灣國家--在現實中,就是伊朗。大量的伊朗自殺式艦船和巡航導彈對美國艦隊發起了突襲。半數以上的美方艦船在"自珍珠港事件以來最糟糕的海軍災難"中被擊沈或失去攻擊能力。
範裏佩爾將其反雷達設備關閉,並使導彈發射裝置不斷移動,從而阻撓了美國對它們進行追蹤並摧毀的努力,並致使在伊朗登陸的美國地面部隊極易遭受攻擊。
在未來戰爭中,"智能"火箭和導彈會被黎巴嫩真主黨和加沙的哈馬斯這些非國家力量輕易獲得,更不用說俄羅斯這樣的傳統大國,它們已經擁有了讓人願意購買的技術和能力。盡管如此,五角大樓還是投入數十億美元,用于需要從前沿基地起飛來執行任務的短程戰鬥機以及易受導彈、潛艇和無人駕駛飛機攻擊的航母。
http://mil.news.sina.com.cn/2009-07-10/1400558401.html
美國成功研制出固態激光炮 可裝備坦克與戰機
美軍未來車載激光武器效果圖
諾思羅普?格魯曼公司研制出的高功率固體激光器
東方網2009年3月20日消息:據俄羅斯《紐帶》網報道,美國軍工業巨頭諾思羅普?格魯曼公司近日宣布,其已成功研制出了一種功率約100千瓦的固態激光器,在建造使用激光武器的道路上又邁出了極爲重要的一步——如此功率的激光武器足以用來摧毀火箭彈、迫擊炮彈、炮彈、無人機和巡航導彈等。此次研制成功的激光器所需的電力可由飛機或坦克的發動機供給。
在接下了的研制工作中,諾?格公司將在野外條件下對這種新型固態激光器進行測試,以驗證其摧毀導彈的能力。除此之外,還將考察其是否適合在極端的戰場條件下進行使用。
相對于幾年前10千瓦級的固態激光器來說,100千瓦能量級的固態激光器無疑是一項重大突破。雖然化學激光器能夠産生能量更爲強大的激光束,但由于它們的體積通常都會非常龐大,因此限制了在軍事領域的用途。
諾?格公司宇航系統部定向能系統計劃副總裁丹?維爾德指出:“我們研制的模塊化聯合高功率固體激光器設計可以根據激光武器系統的不同用途,直接爲其提供任務所需的能量水平,其中包括空中、海上和地面平臺的部隊防禦和精確打擊等任務。”
他同時還表示:“這一成就非常重要,因爲傳統理論證明100千瓦是高能激光器進入武器級功率水平的一個閾值。事實上,很多軍事用途使用25千瓦或50千瓦的激光武器就可以實現,並且可以擁有到很好的光束質量,而我們的系統也可以達到這種效果。這次裏程碑式的試驗之後,我們的能力已經大大超出了這些需求。”
美國軍方激光武器計劃負責人布萊恩?斯特裏克蘭德表示,諾?羅公司的這一成果表明,借助電力産生的激光束現在已能夠在戰場上摧毀目標。專家們指出,在經過長達40余年的研制後,現在激光武器終于有可能用來裝備作戰飛機、坦克和軍艦。
http://mil.news.sina.com.cn/2009-03-20/0951546086.html
美國公司開始爲海軍開發機載超短脈沖激光器
據美國《西部防務》2009年7月30日報道 7月29日,美國應用能量(Applied Energetics)公司宣布獲得了一份價值99.2萬美元的合同,將爲美國海軍設計、開發和交付一種超短脈沖(Ultra-Short Pulse,USP)激光器系統。該公司將生産一種演示系統,專門用于開發USP激光效應,並確定美國海軍和海軍陸戰隊飛機對USP激光器的需求。該系統預計將于12個月之後交付給海軍水面作戰中心。
應用能量公司業務總裁喬•海頓(Joe Hayden)對這份合同評論說:“本公司非常樂于與軍方合作,繼續USP激光器的先進軍事用途研究工作。這種激光器在軍事用途方面很有潛力。我們的高電壓(High Voltage)技術已經在反簡易爆炸物上取得了成功,現在已經開始研究激光技術的類似用途。”
作爲美國SAIC公司與美國海軍水面作戰中心一份工程服務合同的分包合同,這種USP激光系統的開發和測試工作將在應用能量公司位于阿裏桑拿州圖克森(Tucson)市的工廠進行,之後將交付給美國海軍。
http://mil.news.sina.com.cn/2009-08-03/0903561282.html
美國考慮爲未來艦船安裝激光自衛武器
據英國簡氏公司網站2009年5月22日報道 美國海軍研究局(ONR)在四月中旬簽訂的兩項小型設計合同可能標志著艦船自衛武器系統開始走進了一個全新的領域。
波音公司負責定向能系統的業務部門以及雷神公司綜合防禦系統公司各獲得了價值690萬美元的合同,這些資金將用于支持100千瓦級自由電子激光器(FEL)試驗臺1A階段項目的初始設計活動,以減少風險並展示能夠適用于後續兆瓦級FEL武器系統的技術。
以上合同的研究工作爲期12個月,能夠有效地促使ONR爲可擴展FEL武器能力而設定的創新海軍樣機路線圖走向成熟,同時這些研究內容還將基礎工作細分爲設計、研發、制造、集成與測試等方面,預計在2015年左右樣機試驗將達到頂點。
美國海軍與海軍研究局將基于FEL的武器系統視爲潛在的“改變戰爭的因素”,因此其計劃在2010財年正式啓動的INP項目上投資超過1.6億美元。他們希望長期以來影響水上高功率激光武器效能的科技方面的障礙能夠被克服,並在本世紀20年代能夠部署于軍艦的激光武器系統可以開始服役。
定向能武器系統多年以來已經引起了美國海軍的極大關注。但是隨著DDG-1000上集成電力系統開始了美國海軍對未來全電力艦船架構的期望,美國海軍已經將關注的焦點轉移到了由艦載電力系統驅動的高能傳感器及武器上來。
http://mil.news.sina.com.cn/2009-05-26/0745552960.html
美海軍成功試射電磁軌道炮 2012-03-03 中國時報(楨:重蹈激光試驗機?)
美國海軍上周成功試射第一門武器級的原型「電磁軌道炮」,從「海軍研究處」發布的影片看來,這門軍艦用的新型火炮威力驚人,射程最遠可達一百八十公里。海軍希望從二○二○年開始,以電磁軌道炮取代傳統艦炮,不但可以更有效支援岸上任務,且能防禦敵軍飛彈。
電磁軌道炮與傳統火炮最大分別,在於前者以火藥推進炮彈,後者則靠電磁產生的強大能量將炮彈拋出,初速可達七千至八千公里,約為音速七倍;射程在九十公里至一百八十公里之間,目前海軍的五寸炮射程只有廿公里。
軍事專家指出,電磁軌道炮的優點包括速度快、射程遠、威力大,同時它的炮彈體積小,重量輕,可提高武器系統的攜彈量,現在的船艦一次只能攜帶七十枚導彈,電磁軌道炮一次可輕易裝載幾百枚炮彈,且其炮彈不會爆炸,只靠高速就能造成極大破壞。
電磁軌道炮的發射成本也較傳統火炮經濟,目前這門原型炮一次發射可產生卅二兆焦耳(megajoules)的能量,每焦耳成本約僅○.一美元,傳統火炮產生一焦耳能量的成本需十美元。
為了發展電磁軌道炮,美國早在一九七八年就成立專案研究小組,一九九一年由國防部成立「電磁軌道炮聯合委員會」,並交由BAE系統、General Atomics等公司研發,目前這門原型炮由BAE生產。四月起進行試射的原型炮則由General Atomics公司生產。
過去七年,美國海軍都在對發展中的電磁軌道炮進行測試,現已結束第一階段,接下來五年進行第二階段,將測試冷卻系統以及可貯存能量的電池。海軍終極目標要使電磁軌道炮的射程達到四百公里。
美國空軍ALTB機載激光試驗機進行最後謝幕試飛(楨:下一個是電磁砲?)
2012年2月14日,波音公司的ALTB機載激光武器試驗平臺在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行了最後一次謝幕試飛。2011年12月下旬,美國國防部決定終止ABL機載激光器(Airborne Laser)研發項目。在此之前,該項目研發時間已經接近16年,總耗資超過50億美元,並且進行了數次彈道導彈攔截試驗。
http://slide.mil.news.sina.com.cn/slide_8_197_13754.html 美國空軍ALTB機載激光試驗機進行最後謝幕試飛 馬上就裝備了(楨:?)
盡管ABL項目已經被終止,但通過實施該項目,美國在激光器技術、能源制備和光束控制等領域均取得了很大進展,這爲其新型機載激光器的發展打下了堅實基礎。目前美國導彈防禦局(MDA)已經開始尋求可由高空無人機攜帶的新一代機載激光器。
ALTB機載激光試驗機戰績塗裝表明了該機成功進行了9次攔截試驗。其中,上面七枚爲靶彈,下面兩枚是真實彈道導彈目標,這兩枚導彈裏一枚是固體燃料導彈,一枚是液體燃料導彈。
http://bbs.tiexue.net/post_5719912_1.html 俄稱成功試驗機載激光武器 以伊爾-76爲載機
國際文傳電訊社援引俄羅斯國防工業消息人士的話說,俄正在研制用報道稱,激光裝置將被安裝在以伊爾-76運輸機爲基礎研制而成的A-60飛機上。目前,這種“已研制相當長時間”的系統已經成功地進行了幾次試驗。據悉,該新式武器將首先裝備俄軍,出口問題尚未提到議事日程之上。
其實,早在2009年8月,俄工程科學院院士尤裏・紮伊采夫就首次披露了俄正在研制空基激光武器的消息。按他的話說,在俄聯邦軍事工業委員會科技理事會確定的裝備計劃中,有一些內容涉及到開展激光武器研制工作問題。他同時還指出,前蘇聯也曾進行過激光武器研制工作,其中包括1972年試驗“威力足夠強大的裝置”。
蘇聯在1965年開始研制激光武器,並在1973年組建了專門研究從事這方面研究的設計局。A-60作爲飛行試驗室于1981年首次升空,而到了1984年,A-60首次用激光成功摧毀了空中標靶。作戰激光的研制工作在上世紀90年代初完成,但是由于財政撥款大大減少,該項目被凍結。
http://bbs.tiexue.net/post_4433728_1.html
電磁軌道炮
軌道炮是利用電磁發射技術制成的一種先進的動能殺傷武器.與傳統的大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同,軌道炮是利用電磁系統中電磁場的作用力,其作用的時間要長得多,可大大提高彈丸的速度和射程.因而引起了世界各國軍事家們的關注.自80年代初期以來,電磁軌道炮在未來武器的發展計劃中,已成爲越來越重要的部分.
定義
軌道炮(Rail Gun):是電磁炮最常見的式樣。電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進的動能殺傷武器.與傳統的大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同,電磁炮是利用電磁系統中電磁場的作用力,其作用的時間要長得多,可大大提高彈丸的速度和射程.因而引起了世界各國軍事家們的關注.自80年代初期以來,電磁炮在未來武器的發展計劃中,已成爲越來越重要的部分. 或譯:磁軌炮、導軌炮;軌道炮由兩條平行的導軌組成,彈丸夾在兩條導軌之間。兩軌接入電源,電流經一導軌流向彈丸再流向另一導軌産生強磁場,磁場與電流相互作用,産生強大的安培力推動彈丸,達到很高的速度(理論上可以到達亞光速)軌道炮由法國人維勒魯伯于1920年發明。
軌道炮曆史
發明
電磁軌道炮是法國人維勒魯伯于1920年發明。二戰中,德國漢斯勒博士開展了對電磁軌道炮的全面研究。到1944年,他研制出長2米、口徑20毫米的軌道炮,能把重10克的圓柱體鋁彈丸加速到1.08千米/秒。1945年他又將2門軌道炮串聯起來,使炮彈初速度達到了1.21公裏/秒。二戰期間,日本研究感應加速式電磁炮,並把2千克的彈丸加速到335米/秒。二戰之後相當長的一段時內,因材料和電力等關鍵問題無法從根本上解決,致使電磁軌道炮研究中斷了很久。
發展
從70年代起,隨著一些技術難題相繼被解決,使得電磁炮的研制得以東山再起。1970年德國的哈布和齊默爾曼用單極線圈炮把1.3克的金屬環加速到490米/秒。1978年,澳大利亞國立大學物理學家理查德?馬歇爾和約翰巴伯等人使用5米長的導軌炮,以可供1.6兆安電流的550兆焦耳雙層單極發電機爲電源,取得了將質量3.3克的塑料彈丸以5900米/秒的高速發射成功的突破性進展。澳大利亞的成功進展,給各國電磁炮研制者以巨大的鼓舞。1978年,美國國防部先後成立了電磁炮發展研究顧問委員會和技術工作組,開始評估電磁炮技術現狀及應用潛力,並建議集中和協調國家的資金來發展電磁炮。20世紀80年代美國國防委員會得出“未來高性能武器必然以電能爲基礎”的結論。1991年,美國防部成立了“電磁炮聯合委員會”,協調軍隊、能源部、國防原子能局及戰略防禦倡議機構分散進行的電炮研究工作。1992年,美國已把一門口徑90毫米、炮口動能9兆焦的電磁炮的樣炮推到尤馬靶場進行試驗。
突出優點
電磁軌道炮有一些突出優點:一是彈丸速度快,精度高,射程遠,威力大。彈丸約能在6分鍾內飛行200海裏,初始速度達到2500米/秒,比普通槍彈的速度快2至3倍。帶有巨大動能的彈丸通過直接撞擊目標將其摧毀,威力極大。同時極高的飛行速度可以減少炮彈的飛行時間,使炮彈不易受到幹擾,保證了炮彈的精度。二是炮彈體積小,重量輕。電磁炮彈幾乎不使用推進劑,減少了裝藥量,所以炮彈的體積只是傳統120毫米火炮炮彈的八分之一,重量是其十分之一,這樣可顯著提高武器系統的攜彈量,減少後勤負擔。現在的艦船一次只能攜帶70枚制導導彈,而電磁軌道炮彈則能輕易地一次裝載幾百枚。三是生存能力強。炮彈幾乎不裝填炸藥,又可減少炮彈在制造、運輸、儲存方面的安全隱患。
結構與原理
電磁炮聽起來很神秘,其實它的結構和原理很簡單.電磁炮是利用電磁力代替火藥爆炸力來加速彈丸的電磁發射系統,它主要由電源、高速開關、加速裝置和炮彈四部分組成.目前,國外所研制的電磁炮,根據結構和原理的不同,可分爲以下幾種類型:
一、線圈炮:
線圈炮又稱交流同軸線圈炮.它是電磁炮的最早形式,由加速線圈和彈丸線圈構成.根據通電線圈之間磁場的相互作用原理而工作的.加速線圈固定在炮管中,當它通入交變電流時,産生的交變磁場就會在彈丸線圈中産生感應電流.感應電流的磁場與加速線圈電流的磁場互相作用,産生洛侖茲力,使彈丸加速運動並發射出去.
二、軌道炮:
軌道炮是利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發射出去.它由兩條平行的長直導軌組成,導軌間放置一質量較小的滑塊作爲彈丸.當兩軌接入電源時,強大的電流從一導軌流入,經滑塊從另一導軌流回時,在兩導軌平面間産生強磁場,通電流的滑塊在安培力的作用下,彈丸會以很大的速度射出,這就是軌道炮的發射原理.
三、電熱炮:
電熱炮的原理完全不同于上述兩種電磁炮,其結構也有多種形式.最簡單的一種是采用一般的炮管,管內設置有接到等離子體燃燒器上的電極,燃燒器安裝在炮後膛的末端.當等離子體燃燒器兩極間加上高壓時,會産生一道電弧,使放在兩極間的等離子體生成材料(如聚乙烯)蒸發.蒸發後的材料變成過熱的高壓等離子體,從而使彈丸加速.
四、重接炮:
重接炮是一種多級加速的無接觸電磁發射裝置,沒有炮管,但要求彈丸在進入重接炮之前應有一定的初速度.其結構和工作原理是利用兩個矩形線圈上下分置,之間有間隙.長方形的“炮彈”在兩個矩形線圈産生的磁場中受到強磁場力的作用,穿過間隙在其中加速前進.重接炮是電磁炮的最新發展形式.
特點與用途
特點
電磁炮與常規火炮相比,有以下特點:
電磁炮利用電磁力所作的功作爲發射能量,不會産生強大的沖擊波和彌漫的煙霧,因而具有良好的隱蔽性.電磁炮可根據目標的性質和距離,調節、選擇適當的能量來調整彈丸的射程.
電磁炮沒有圓形炮管,彈丸體積小,重量輕,使其在飛行時的空氣阻力很小,因而電磁炮的發射穩定性好,初速度高,射程遠.由于電磁炮的發射過程全部由計算機控制,彈頭又裝有激光制導或其他制導裝置,所以具有很高的射擊精度.
從發射能量的成本來看,常規火炮的發射藥産生每兆焦耳能量需10美元,而電磁炮只需0.1美元.而且電磁炮還可以省去火炮的藥筒和發射裝置,故而重量輕、體積小、結構簡單、運輸以及後勤保障等方面更爲安全可靠和方便.
用途
電磁炮作爲發展中的高技術兵器,其軍事用途十分廣泛.
(一)用于天基反導系統:電磁炮由于初速度極高,可用于摧毀空間的低軌道衛星和導彈,還可以攔截由艦只和裝甲發射的導彈.因此,在美國的“星球大戰”計劃中,電磁軌道炮成爲一項主要研究的任務.
(二)用于防空系統:美軍認爲可用電磁炮代替高射武器和防空導彈遂行防空任務.美國正在研制長7.5米、發射速度爲500發/分、射程達幾十千米的電磁炮,准備替代艦上的“火神——方陣防空系統”.用它不僅能打擊臨空的各種飛機,還能在遠距離攔截空對艦導彈.英國也正在積極研制用于裝甲車的防空電磁炮.
(三)用于反裝甲武器:美國的打靶試驗證明,電磁炮是對付坦克裝甲的有效手段.發射質量爲50克、速度爲3km/s的炮彈,可穿透25.4mm厚的裝甲.有關資料還報道,用一種電磁炮做試驗,完全可以穿透模擬的T-72、T-80坦克的裝甲厚度.由此可見,電磁炮具有很強的穿透能力,是非常優良的反裝甲武器.
(四)用于改裝常規火炮:隨著電磁發射技術的發展,在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統,可大大提高火炮的射程.美國利用這一技術,已將火炮射程加大到150km.
美海軍研發
應用實例
一艘大型驅逐艦獲得了300公裏外敵軍指揮部的位置坐標,不過它並沒有發射價值一百萬美元的戰斧巡航導彈來摧毀目標,而是從炮管的超導電磁軌道中發射出一枚長約1米,重約20千克的炮彈,這種炮彈的動力來源既非火藥,也不是燃料,而是來自軍艦發動機爲大炮注入的電能,炮彈以超過7倍音速的速度脫膛而出,飛出了地球大氣層,接著又在衛星的指引下重返大氣層,筆直沖向目標,它那令人難以置信的速度使它擁有足夠的動能讓目標在瞬間灰飛煙滅。
電磁軌道炮的炮管由兩條長約6米的平行導軌組成,之間通過一個光滑的轉子相連,電流從一條軌道流出,經過轉子後再由另一條軌道流回,這條回路産生磁場推動轉子,進而再推動位于轉子前方的炮彈飛出軌道。
普通艦炮的射程只有20千米,而且准確度很差,巡航導彈的有效射程雖然超過了300千米,但它們造價昂貴,而且一艘艦艇最多只能攜帶70枚,由于無法在海上裝卸,補充時還必須返回港口。電磁軌道炮則以射程遠、成本低、運輸以及補充便利等多項優勢而被美國國防部寄予厚望。電磁軌道炮甚至還被美國陸軍看成是2020年後陸軍戰車主要武器的候選技術方案。
不過電磁發射在技術上的研究工作可能還要持續20多年,因爲目前還沒有哪艘軍艦能産生並且儲存開炮所需的電能。在過去,驅逐艦上90%的能量都用于供給推進系統。除此之外,面臨的挑戰還包括:確保准確命中目標的高精度控制技術,炮彈對巨大加速度的承受能力等。由于距離目標超過了300千米,所以這種炮不能像普通槍管一樣去瞄准,而需要空氣動力學的校正,炮彈到了空中也必須由來自衛星的指令對其運行方向進行修正。同時,炮彈在出膛時的加速度會達到地球重力加速度的45000倍,炮彈上攜帶的電子器件必須經受得住這種加速度。此外,要使轉子在炮管中高速運動也很困難。
目前,美國海軍正與英國國防部一道研制這種電磁軌道炮,他們准備把驅逐艦變成一個超長的機關槍,在一分鍾內就可以發射12發這種廉價的炮彈。位于英國柯爾庫布裏的一家工廠已經在2003年按1∶8的比例生産出了這種電磁軌道炮的樣品,並在試驗中射出了以6倍音速穩定飛行的炮彈。不過據美國海軍海洋系統司令部的羅傑?麥金尼斯上校估計,美國的電磁軌道炮最早也要到2015年才能交付使用。
發展現狀
經過多年的努力,用于電磁軌道炮的科學技術取得了相當大的進展,已經可以在軍事應用中進行實踐探索,並爲研究電磁軌道炮作戰系統奠定了堅實的基礎。
一是美國防部決定研究DDG-1000綜合電力系統艦,爲新一代電能武器系統包括軌道炮的研究打開方便之門。因爲軌道炮所需要的電力取決于發射彈丸的速率。綜合電力系統艦的額定電功率爲80兆瓦,具有足夠的電力維持15-30兆瓦的軌道炮6-12發/分鍾的速度發射彈丸。同時軌道炮不需要火藥和其它含能爆炸物,從而提高了艦只的安全,並減少後勤保障的費用。二是精確制導技術的發展推動電磁軌道炮的發展,美軍在制導、導航和控制系統技術應用的增加爲發展體積更小、殺傷力更高且費用更小的彈丸提供了機會。這種趨勢僅從費用少、速度高的軌道炮的彈丸的發展中受益。三是炮管壽命的延長。德克薩斯大學先進技術學院爲美陸軍研究的炮管壽命技術取得重大進展。電樞與導軌接觸面受兩種磨損現象的影響,限制了炮管的壽命:一種是刨削現象,另一種是平移現象。目前美國的技術人員完全了解了導致高速刨削的物理原因,找到解決該問題的材料。在炮口,當電樞從金屬與金屬的接觸轉變到電弧接觸時,相應的等離子會損壞軌道。目前德克薩斯大學高技術學院已經展示了成功處理平移問題的方法。 2001年11月,美海軍高技術研究所通過參數研究和建模活動取得了新型電磁軌道炮系統的主要性能參數:軌道炮是可以安裝在水面艦只上,其重量相當于爲155毫米高級火炮系統,能夠以63兆焦耳初始動能和2500米/秒(7.5馬赫)的初速度發射20公斤的彈丸。高速彈丸只需要6分鍾就達到200海裏以外的目標,並能以5馬赫的速度對目標實行動能碰撞。研究還估計了脈沖形成網絡(PFN)能夠産生彈丸所需要的初始動能和速度。
隨著美海軍啓動DDG-1000的研究的深入,美海軍計劃把電磁炮安裝到該平臺上去,並于2003年授予BAE系統公司武器系統分部一份合同,進行爲期6個月的將軌道炮合成到新型驅逐艦上的研究。經過研究,BAE系統公司認爲,擁有81兆瓦電能的DDG-1000綜合電力系統艦可以爲兩門軌道炮提供足夠的電力。在艦只以10-18節的速度航行時,軌道炮可以每分鍾發射10-12發炮彈。軌道炮的重量和體積都適合于安裝在水面艦只上,目前合成工作面臨的主要工程問題只是軌道炮産生的熱能管理。
軌道炮研究史上一個重大裏程碑是美海軍2003年4月在蘇格蘭柯爾庫布裏郡成功完成90毫米口徑電磁炮如何發射高超音速彈藥的海上演示驗證試驗。此次試驗是美海軍海上系統司令部與英國奎奈蒂克公司電磁炮工廠共同完成,試驗使用的系統是一臺只有未來原型機1/8大小的樣機,但是以2500公裏/秒以上初速度(確切的速度仍是機密的)發射了彈丸。包括美海軍艦隊司令羅伯特?耐特上將及海軍研究局局長傑伊?科恩少將在內的諸多美國海軍高級官員到場觀看了此項擁有廣闊前景的技術驗證試驗。此次試驗是爲海軍火力改革和轉變新一代艦炮海軍水面作戰艦艇的角色而發展的電能武器所邁出的關鍵一步。
美海軍海上系統司令部將在庫爾克布裏的試驗結果提交到美海軍海上研究顧問委員會電磁炮技術研究小組。該小組在2004年2月公布了一份評估報告。該報告認爲電磁炮是一種具有潛力的轉型武器,並建議海軍啓動一項風險減少研究計劃確保該種武器適用于未來驅逐艦計劃。該小組還認爲電磁炮是一種對200海裏以外目標實施致命打擊的革命性電磁炮作戰系統,並且同時具有增大彈藥儲量、提高發全、減少費用和後勤保障需求等優勢。放棄這項研究是一大錯誤。 2007年1月16日,美國海軍研究辦公室(ONR)在弗吉尼亞州海軍水面作戰中心達爾格倫分部舉行新型電磁裝置交付儀式。美海軍沒有采用剪刀剪彩這一傳統的做法,而是打破慣例,用一門90毫米口徑的試驗型電磁炮發射1發高速炮彈穿透了儀式彩帶。這發炮彈在炮口的初始動能達到7.4兆焦耳,初速度達2146米/秒。但意義更爲重大的是,這部新型電磁炮的交付再一次證實美海軍對高能電磁軌道炮充滿信心。美海軍將把這種電磁軌道炮作爲轉型武器方案,通過發射投放高速彈丸對遠距離目標實施精確打擊來變革美海軍的海上攻擊行動。 達爾格倫分部的發射試驗裝置的交付僅是一個開端,美海軍的目標是研制能夠從離海岸300多海裏的戰艦上持續發射精確彈藥的戰術系統。盡管這種彈藥只含有少量或是幾乎不含有高爆材料,但通過彈丸的高速度碰撞能夠對目標造成毀壞。電磁軌道炮克服了常規大炮在射程短、飛行時間短和對殺傷力有限等方面的局限性。由于電磁炮彈沒有爆炸材料,從而消除了生産、運輸、處理和存儲炸藥的需求。此外,超遠的射程、極短的飛行時間和高殺傷性都極大地提升美海軍未來遠程作戰的攻擊力。通過使用極高電流産生強大的電磁力,美海軍未來的電磁軌道炮能以超過7馬赫的速度發射彈丸,彈丸首先迅速進入外大氣層空間,進行無阻力飛行,隨後再次進入大氣層以5馬赫以上的速度打擊目標。
未來計劃
美海軍研究辦公室努力推動電磁軌道炮的研究達到軍事使用階段,並計劃在2020-25年間裝備部隊。
2005年8月,美海軍啓動一個名爲“創新海軍樣機”的項目,並希望通過對這個過渡項目的投資,獲得相對成熟的技術,以便在未來4至8年裏轉入軌道炮的全面研究和發展。“創新海軍樣機”項目比傳統武器裝備要“奇異”得多,並存在高度的風險,它還在根本上偏離了既定需求和作戰概念。因此,這項研究沒有美海軍的高級領導人的批准是不可能發展的。
美海軍計劃對“創新海軍樣機”項目投入2.7億美元的資金,主要解決在四個方面的技術難題:發射裝置、彈丸、脈沖形成網絡和艦只合成。美海軍研究辦公室在項目第一階段的主要研究工作集中在發射裝置和彈丸。研究的重點是先進密封發射裝置技術,以及電磁軌道炮系統的適合體積、重量,以便合成到艦只,同時經受發射時産生的巨大電磁沖力。第二階段的研究工作是將發射裝置和彈丸合成,形成一整套的系統。在第一階段,美海軍將研究一種能夠進行多次發射的炮管。這種炮管能夠保持軌道的斥力。美海軍還將解決熱能管理問題,將炮口初始動能從目前8兆焦耳提升到32兆焦耳,最後達到64兆焦耳。在彈丸方面,美海軍需要研究提高軌道炮發射生存力(因爲彈丸可能經受45000g的重力加速度,並且遇到潛在的電磁幹涉效應),解決高速制導飛行和殺傷力機制等問題。其它的重要研究項目還包括炮管幾何學、先進材料(包括合成材料)、密封技術和制造技術。
美海軍水面作戰中心達爾格倫分部的電磁發射裝置是支持“創新海軍樣機”項目的關鍵技術裝置。該裝置安裝了100兆焦耳的電容器(由通用原子公司研究)和經過整修的、由麥克斯威爾技術公司根據國防威脅減少局的指令從1986至1999年間研制的“綠色農場電子炮研究和發展裝置”上的90毫米發射炮管。電磁發射裝置在2006年10月開始試驗並試運行,並在2007年1月正式啓用。
爲了支持“創新海軍樣機”項目,美海軍水面作戰中心達爾格倫分部在2008財年底前將加大存儲的電能、改良發射裝置和終端區以裝配一門32兆焦耳的初始動能的軌道炮。BAE系統公司武器系統分部已經根據一份540萬美元的合同設計和整修32兆焦耳的實驗發射裝置。該發射裝置預計在2007年6月底在美海軍水面作戰中心達爾格倫分部安裝完畢並進行試運行。據BAE系統公司稱,這個固定的實驗發射裝置的炮管采用層壓鋼板密封,用于炮管壽命的研究的。來自美國政府實驗室、工業部門和學術界的代表組成的一個委員會爲研究活動提供支持。
美海軍研究辦公室計劃到2008財年第三季度末對32兆焦耳的軌道炮進行試驗。如果研究成果通過鑒定,研究將于2009年8月轉入第二階段,並計劃在2010財年底進行32兆焦耳發射裝置炮管的100發射擊展示和32兆焦耳先進炮管密封狀況展示。
在評估BAE系統公司、通用原力公司和諾思羅普格魯曼公司在2005年10月至2006年3月間進行的理論設計研究後,美海軍研究辦公室2006年6月選擇了BAE系統公司和通用原子公司對32焦耳軌道炮進行30個月的技術發展和初步設計的研究,爲實戰部署64兆焦耳動能的戰術系統做准備。BAE系統公司已經獲得了930萬美元的合同,負責電磁軌道炮的樣炮技術和初步設計。通用原子公司獲得了960萬美元的合同,協同波音公司、L-3通信公司、SPARTA複合材料公司和傑克森工程公司,共同研究和發展電磁軌道炮發射裝置所需技術。另外由波音公司和Draper公司共同研究彈丸和綜合發射包的理論,包括綜合發射包炮管的動力學、飛行彈體和空氣熱力學特征、殺傷力和發射生存力、制導和導航和控制。
至于高級脈沖力量研究工作由美陸軍負責進行,計劃在08財年進行展示。其它的研究工作還包括高能密度電容器和多次發射活動的熱能管理。
如果“創新海軍樣機”項目通過09年的評估,那麽第1階段的工作將于2011年結束,第2階段的工作將持續至2015財年。如果研究工作一切進展順利,海軍海上系統司令部可以在2015財年對電磁軌道炮進行全方位的研究和發展。64兆焦耳的電磁軌道炮的戰術系統的海上展示將會在2016財年進行,並能在2020-26年裝備。
原型試射
2012年2月28日,美國軍方官員宣布,美海軍工程師在弗吉尼亞州的達爾格倫對地作戰中心成功試射第一部由軍工企業制造的電磁軌道炮原型,將開發這種具有超遠射程新型武器的工作推進了一步。根據海軍公布的信息,炮彈初速可達每小時7000公裏至8000公裏,能夠打擊90公裏至180公裏外的目標。
電磁炮項目經理羅傑?埃利斯說,這次試射的主要目的是評估原型炮的炮管壽命和整體結構。他說,這將讓海軍距離未來的戰術武器系統更近一步。如果開發成熟,電磁炮將能大大加強海軍的多任務能力。其遠超普通艦載火炮的初速與射程意味著海軍可爲陸上軍事行動實施精確遠程火力支援,攔截來襲的敵方巡航導彈或彈道導彈,以及攻擊敵方艦只等。
由英國BAE軍械研制公司美國分部制造的這部動能爲32兆焦的電磁軌道炮“原型機”在一周內已經進行6次試射,試射拉開了爲期兩個月的評估過程。在這一過程中,海軍方面將評估BAE制造的這部電磁炮原型與通用原子能系統公司制造的另一部電磁炮原型。通用原子能系統公司的原型炮預計將于4月完工。[1][2]
參考資料
1 美國海軍測試首臺艦用電磁軌道炮“原型機”
http://www.cnr.cn/allnews/201202/t20120229_509222022.html2 美軍成功試射電磁軌道炮 初速達8000公裏/時
http://mil.huanqiu.com/world/2012-02/2482252.html
另參本館:
《2020年的武器》 《未來戰爭》中俄精確制導武器 美歐精確制導武器 手榴彈 地雷 氣象武器 美早知中反衛星 反衛星大戰 反衛星武器研發史 中國導彈防禦《中共軍事革新之信息戰與太空戰》 《太空兵器》 《空天一體作戰研究》 《制空權》
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