定向能武器的現狀及未來的研究和發展趨勢

才智咖 人氣:1.06W
定向能武器的現狀及未來的研究和發展趨勢
定向能武器的現狀及未來的研究和發展趨勢 一、定向能武器的基本原理及現狀

  隨著鐳射、新材料、微電子、聲光、電光等高技術的發展,衍生出一門利用各種束能產生的強大殺傷威力的“束能武器”,即人們通常所說的定向能武器。它是利用鐳射束、粒子束、微波束、電漿束、聲波束的能量,產生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應,採取束的形式,而不是面的形式向一定方向發射,用以摧毀或損傷目標的武器系統。

  定向能武器,依其被髮射能量的載體不同,可以分為鐳射武器、粒子束武器、微波武器。無論能量載體性質有什麼不同,作為武器系統其共同的特點是:首先,束能傳播速度可接近光束,這種武器系統,一旦發射即可命中,無需等待時間;其次,能量集中而且高,如高能鐳射束的輸出功率可達到幾百至幾千千瓦,擊中目標後使其破壞、燒燬或熔化;另外,由於發射的是鐳射束或粒子束,它們被聚集得非常細,來得又很突然,所以對方難以發現射束來自何處,對方來不及進行機動、迴避或對抗。

  1。戰術鐳射武器(TLW)

  戰術鐳射武器主要由高能鐳射器,精密瞄準跟蹤系統和光速控制發射系統等組成。

  (1)高能鐳射器是鐳射武器的核心,是產生殺傷破壞作用的關鍵部分。在選擇和研製鐳射武器時,應考慮的主要因素有:①儘可能高的發射功率;②有高的能量轉換效率;③鐳射波長應位於大氣視窗(指大氣對該波長的能量吸收極少);④光束髮散小;⑤質量輕、體積小。迄今研製的高能鐳射器主要有固體鐳射器、CO2鐳射器、化學鐳射器。

  (2)瞄準跟蹤系統。對於任何武器系統來說,目標探測、捕獲和跟蹤都是首要任務。鐳射武器對瞄準跟蹤系統的要求則更高。由於鐳射武器是用鐳射束直接擊中目標造成破壞的,所以鐳射束不僅應直接命中目標,而且還要在目標上停留一段時間,以便積累足夠的能量,使目標破壞。為了使鐳射束精確命中目標和穩定地跟蹤目標,瞄準精度要求達到2×10u7(°),跟蹤精度要求高於1mrad。鐳射武器所要求的這種跟瞄精度是當前微波雷達無法達到的。必須發展紅外跟蹤、電視跟蹤和鐳射雷達等光學精密跟蹤。目前,鐳射雷達是國外重點發展的跟蹤系統。

  (3)光束控制發射系統。光束控制發射系統,亦稱發射望遠鏡。由鐳射器發出的光束經光束控制發射系統而射向目標。發射望遠鏡的主要部件是一塊大型反射鏡,它起著將光束聚集到目標上的作用。反射鏡的直徑越大,射出的.光束髮散角越小,即聚焦得越好。但反射鏡的直徑愈大,不僅加工工藝複雜,而且造價高昂。

  鐳射武器可分為反衛星、反天基鐳射武器及反戰略導彈等的戰略鐳射武器和用於毀傷光電感測器(包括人眼)、飛機及戰術導彈等的戰術鐳射武器。供陸軍野戰部隊使用的主要是戰術鐳射武器。戰術鐳射武器的工作原理,以反導彈的防空鐳射武器系統為例,說明其工作原理,首先由遠端預警雷達捕獲目標,並將目標資訊傳送給指揮控制系統,指揮控制系統通過目標分配與座標變換,引導精密瞄準跟蹤系統捕獲並鎖定目標,精密瞄準跟蹤系統再引導光束髮射系統使發射望遠鏡對準目標。當目標處於適當位置時,指揮控制系統發出攻擊命令,啟動鐳射器,由鐳射器發出的光束,經控制發射系統射向目標,並對其進行破壞。

  目前,鐳射致盲武器已經在90年代戰場上投入使用,如美國陸軍研製的“缸魚”式鐳射致盲器,在海灣戰爭中投入使用。大功率的戰術鐳射武器目前仍處於實驗研究階段。如美國在海灣戰爭之後開展了一項稱之為“沙漠閃光”的研究計劃,對用鐳射武器對付“飛毛腿”導彈進行評估和研究。待選的鐳射器有3種:氟化氚/氟化氫鐳射器、化學氧碘鐳射器和自由電子鐳射器。至於機載武器的研究,美國戰略防禦計劃局目前正在開展一項有關鐳射束水平射向“飛毛腿”導彈類目標時大氣湍流對傳輸的影響的研究。另一項研究由勞倫茲·利弗莫爾負責進行,將從高空無人駕駛飛機上直接發射鐳射光束,以避免大氣湍流對鐳射傳輸的影響。據悉,這兩項研究有可能導致90年代末進行全面的機載鐳射器方案的論證。由於大氣對鐳射會產生吸收、散射和湍流效應。大氣中的分子和氣膠(塵埃、煙霧、水滴等質點)使鐳射束的能量發生衰減,大氣湍流會使鐳射束髮生擴充套件、漂移、抖動和閉爍效應,使鐳射能量損耗,偏離目標,對於強鐳射,由於大氣吸收了鐳射束的能量,導致光路加熱,從而改變了大氣的折射率分佈。這種大氣體的鐳射的“熱暈”效應,會使鐳射束髮生漂移、擴充套件、畸變或彎曲。大氣傳輸的另一種效應是大氣擊穿,也就是使大氣發生電離。當大氣被擊穿而產生電漿體時,會嚴重吸收或阻礙鐳射束的傳輸,影響其殺傷破壞威力。預計,戰術鐳射武器用於對付地面裝甲目標,用於防空擊毀低空飛機、攔截或擊毀戰術導彈在近期內尚不可能,真正進入實戰應用,估計要到21世紀30年代。