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航天/武器

激光武器(組圖)

星之球科技 來源:現代快報2014-03-27 我要評論(0 )   

YAL-1機載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動激光炮塔裝置 美軍激光武器擊毀無人機 未來機載激光武器作戰(zhàn)想象圖 2012年7月30日,美國杜威號導彈驅逐艦上臨時安裝的激光武...

 

YAL-1機載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動激光炮塔裝置

YAL-1機載激光系統(tǒng),目前全世界最大的可移動激光炮塔裝置

美軍激光武器擊毀無人機

美軍激光武器擊毀無人機

 

未來機載激光武器作戰(zhàn)想象圖

未來機載激光武器作戰(zhàn)想象圖

2012年7月30日,美國“杜威號”導彈驅逐艦上臨時安裝的激光武器系統(tǒng)

2012年7月30日,美國“杜威號”導彈驅逐艦上臨時安裝的激光武器系統(tǒng)

 

  激光武器最早出現在科幻大片中,如今已成為現實。
  美國軍方宣布,美國海軍計劃于2014年夏季在“龐塞號”戰(zhàn)艦上裝備戰(zhàn)術激光武器。美軍宣傳的激光武器聽上去非常震撼,激光武器是否真會改變世界戰(zhàn)爭的模式呢?是否還存在很多局限?
  近日,現代快報記者采訪了南京理工大學相關領域的專家,為我們揭開激光武器的神奇與局限。

  最早的激光武器
  英國人1982年使用

  1982年,激光武器第一次登上歷史舞臺。在英國與阿根廷的馬島戰(zhàn)爭中,英國人第一次使用了激光武器,這種激光武器主要是針對飛行員,掃射到飛行員的眼睛就能使他們永久性失明,而對飛行員來說,失明往往是致命的。
  在當時的技術條件下,這種激光武器性能并不穩(wěn)定,定位不精準,傳遞的能量甚微。特別是開始使用的是紅外光激光,起到的作用并不明顯。后來英軍又將紅外激光倍頻產生了綠色激光,正是這種綠色激光發(fā)揮了巨大作用,給對方造成心理上的打擊??梢哉f,人類第一次使用的激光武器與科幻片《星球大戰(zhàn)》中的激光武器非常像,都是發(fā)出紅紅綠綠的光,并且都有殺傷力。

  人被激光擊中
  會發(fā)生什么?

  很多人覺得激光武器殺傷力這么大,對人來說無疑也是致命的,但實際上激光對人的殺傷性還很難說。
  激光的能量最終是聚集在一個點上的,如果激光擊中人的皮膚,其產生的熱效應會先使這處皮膚燙傷,如果繼續(xù)往里,會遇到血液與體液,這些液體是流動的,當激光使這處液體汽化,還有其他液體流過來,此外里面還有骨骼等組織,這些都會消耗激光的能量。#p#分頁標題#e#
  所以當激光擊中人以后,其發(fā)生的反應還是難以預料的,目前也沒有相關實驗結果。曾有報道拿豬肉做實驗,當激光擊中豬肉后,僅在豬肉上形成一個幾毫米的凹坑,但這也不能代表人體被激光擊中后會產生的現象。
  據悉,美國軍艦“龐塞號”上的武器一個人就能操作,費用低廉,將改變未來的海戰(zhàn)模式
  1.不見高能光束,只見目標起火
  據美軍官員稱,龐塞號上的激光武器,與科幻電影中的場景有所不同。在電影中,激光炮往往發(fā)出耀目的光束,使人眼花繚亂。但龐塞號上發(fā)出的,實際上是一束高能量,其光譜頻段位于“紅外”區(qū)域,不是可見光。這樣,人們是無法用肉眼直接看見這束光的。當激光炮發(fā)射時,只能看到目標被擊中起火,但激光本身則是不可見的。
  安裝在“龐塞號”上的激光器,只需一人就能操作,它能瞄準目標,然后發(fā)出一道高能光束,燒毀目標內部的電子元件。此外,激光束的威力也可調節(jié):在相對較低的強度下,激光武器對目標實現干擾致盲作用,使得目標無人機或艦船上的檢測傳感器受到擾亂。而如果對方不聽警告繼續(xù)進逼,這時候加大激光束能量,則可通過高溫,將目標的關鍵部位燒毀。
  2.只要瞄得準,目標根本無處可逃
  3.耗費低,單次發(fā)射成本不到1美元4.令敵軍無人機毫無征兆失去控制
  激光武器一大優(yōu)勢是快。以艦載5倍音速的防空導彈對付接近音速的無人機為例,如果對距離1公里外的無人機開火,大約需要半秒鐘。而這半秒鐘無人機可以飛100多米,早就不在原位置了。因此要對目標進行跟蹤,必須實現鎖定,或者要計算判斷軌跡。而激光的速度是每秒鐘30萬公里,飛1公里只要3微秒,無人機只能飛0.3毫米。換言之,只要瞄得準,目標根本無處可逃。
  此外,激光的能量集中,不容易發(fā)散消耗,也不受電磁干擾。現有導彈的各種干擾措施,在激光武器面前也會一一失效。
  3.耗費低,單次發(fā)射成本不到1美元
  激光還有一個優(yōu)勢是價格低廉。目前海戰(zhàn)的主要武器是導彈,導彈造價昂貴,每枚艦載防空導彈的造價在100萬美元以上。為了確保攔截成功,面對一個來襲目標,可能會發(fā)射多枚攔截導彈。即便是美海軍主力、萬噸級的“阿利·伯克”級防空驅逐艦,其最多也只能攜帶約100枚“標準”系列防空導彈。換句話說,按照對付一個敵軍目標耗費2枚導彈計算,如果50個敵軍目標來襲,一艘驅逐艦上價值1億美元以上的彈藥庫就打光了。一旦彈藥耗盡,再厲害的武器裝備,也都成了空架子。
  相對而言,激光武器在這方面則是得天獨厚。激光發(fā)射設備本身建造成本比較高,但一旦建造完畢并安裝在艦上之后,攻擊敵人射出的是能量束,來源是電力,發(fā)射成本很低。幾年前的激光武器,單次發(fā)射成本就已降到1000美元以下,改良后的激光武器,據說每次發(fā)射需要的能源成本“低于1美元”。只要電力供應不斷,激光也可以不斷發(fā)射,不存在“彈藥耗盡”一說。
  4.令敵軍無人機毫無征兆失去控制

   近幾年的多次測試中,美國激光武器的實驗靶子是無人機和快艇。例如在2010年,美國海軍艦載激光器擊落4架時速400多公里的無人機。艦載激光器還曾將試驗用的摩托艇燒毀。

  在美國媒體描繪的未來戰(zhàn)爭場景中,敵對國的無人飛機在逼近美國海軍艦艇時,不見美軍的防空導彈發(fā)射,這些敵機就忽然毫無前兆,紛紛失去控制,墜落海中。而向美國艦隊包抄,企圖展開導彈攻擊的敵軍快艇,其關鍵部位的溫度也是不聲不響陡然升高,很快燃燒成為火球,甚至爆炸沉沒。這些讓人防不勝防的戰(zhàn)果,正是美軍激光武器帶來的。
  激光武器還遠不能用“萬能”來形容,在有些地方這些缺點影響尤為重大。

  瓶頸:
  弱點:
  能量轉換效率尚不足

  南京理工大學的專家介紹,在日常生活中,我們會看到老師用到的“激光教棒”,其功率只有零點幾瓦,用到的電很少,輸出激光攜帶的能量也小,不會對人體造成致命的傷害。而激光武器的輸出功率,起碼要達到上萬瓦,那就要供給很高的電功率。目前不論美國還是俄羅斯研制的車載激光武器,需要數輛10噸的車輛才能裝下。
  而美國的艦載激光武器,電視上看到的是在軍艦表面的裝備,就和一個炮架差不多大,但實際上軍艦甲板下面還有一個龐大的設備在支撐。所以如何讓激光武器小型化,以及能量轉換效率最大化,即把電能盡量多地轉換成光能,是目前科研面臨的最大難題。

  對高速導彈戰(zhàn)斗機難以長時間瞄準
  激光與導彈不同,導彈、炮彈只要碰上目標就是轟隆一聲,不存在“碰上多久”的問題。而激光必須有一個作用時間才能真正有效破壞。“龐塞號”激光武器項目的負責人彼得·莫里森解釋稱,激光器的功率雖然高,但要想形成對超高速目標的殺傷破壞,必須將激光在目標上同一點停留一段時間,才能保持能量輸出,達到高溫燒毀的效果。換言之,僅僅“閃”一下是不夠的。要持續(xù)準確地令激光束在敵軍飛行器表面某一點長期停留,難度非常高。

  弱點:
  霧霾會使其“元氣大傷”

  激光武器最致命的弱點就是霧霾。
  因為激光的波長一般在微米以下,可見光主要集中在0.4~0.7微米間。在一般情況下,激光在大氣中是暢通無阻的。但遇到霧霾天氣,空氣中懸浮的各種小顆粒就成為它前進的阻礙。因為這些小顆粒是由各種物質組成,燃燒或汽化它們就要消耗不同的能量,所以一路過來,到達目標時激光能量可能已經消耗大半“元氣大傷”,無法對目標形成致命打擊。

  反制:
  新式材料成為阻擋之“盾”

 激光武器目前的水平還只是能燒毀鋼板這樣的材料,陶瓷材質的就難以燒毀,但有些武器的材質非常復雜,如由鋼板和其他材料組成的“三明治”復合形式,再里面還有別的材質,激光武器能擊穿第一層材料,不見得能擊穿里面的材料。因此,目前的激光武器也在往多樣化方向發(fā)展:射出不同頻率和性能的光波,這樣可以有針對性地打擊目標。

  射程短:
  地面上有效射程僅10公里左右
  激光只能走直線,不能拐彎。盡管海面上的障礙不如陸地的地形起伏那么厲害,但由于地球本身表面的曲率,使得直線傳播的激光只能攻擊10公里左右的目標,再遠的就打不到了。而傳統(tǒng)炮彈卻可以曲線飛行攻擊數十公里外,導彈的攻擊范圍更遠。艦載激光武器這一點限制,使得其對敵軍本隊的攻擊力相對削弱很多,更多只能作為防御武器。

 

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