去世不久的钱老曾对于军用技术有过这样两句论述:未来最重要的将是核技术以及隐身技术。这两句论断现在不算什么高论,但当时能提出是不容易的,因为科学是一门让后来的傻子比前代的天才懂得更多的学问。也正是因为这样,钱老没有料想到,激光技术发展到今天,已经具备了改造战场环境的能力。最经历了异常困难的理论探索后,激光技术在经历了种种作为生产工具和辅助手段的阶段后,开始向前台开进。现在激光的军事应用已经开始脱离作为探测,信息传输手段的阶段,进入激光本身作为武器的新起点。

新武备志(18):激光武器,远在天边迫在眉睫的矢[玉龍追梦]


六十年代兴起相关技术后,激光很快就进入了军方的视野。军事领域发生过很多让人啼笑皆非的事情,对激光的运用就是一个例子。最早在人们美好的想象中,激光具有非常优秀的特点。其中最重要的就是能量的高度集中,比如说某些激光束,可以穿透数厘米厚的钢板,但所用的能量却烧不开小杯水,战场上如果能够让一束激光穿透敌方坦克的发动机,事情不就好办了。这让某些热衷于激光武器的人们认为激光是一种能够将好钢全部用在刀刃上的好玩意儿。但目前的实际情况已经告诉我们,激光的功率提高成为了很多项目难以实用化的门槛。最初的设想,可能要经历再数十年才能够实现。

激光武器和导弹一样,也有战略和战术之分。按照目前的发展情况来看,具备硬毁伤能力的往往属于战略性武器,像美国空军“空中激光”(ABL),发射兆瓦级激光,摧毁弹道导弹;战术级别的像美国正在开发的直升机机载激光防御系统,用来干扰或致盲热制导导弹。但这属于一种近乎教科书式的划分,就像很多手册上将具备彩信收发功能的手机称作最新技术的手机一样,并不符合实际情况。现在类似激光型密集阵之类的项目已经接近工程化发展,将彻底打破激光的教条划分。

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用于反导的大型固态激光

现在进入较高发展阶段的激光武器,大多属于固态激光武器或者染料激光器。前者以美国联合高能固态激光为代表,未来发展成功后,持续照射功率不低于15千瓦,峰值功率不低于100千瓦,这属于美国长期的项目规划,技术水准定位很高。后者有战术高能激光系统,这可以说反映了美国的战术调整尽管早在上世纪80年代的星球大战计划中就有很多激光武器的规划,但由于技术门槛太高,一直难以收到实惠。在苏联解体后,远程导弹的威胁下降,各种战术小导弹甚至火箭弹开始困扰美军(美军自己的说法),这就给了激光武器新的发展空间。美以合作的“鹦鹉螺”计划将反火箭弹列入发展目标,后来经过演变,催生出了战术高能激光系统。另外应用较多的还有化学激光器。

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战术高能激光

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固态激光武器目前最是风光无限,因为固态激光可以较容易的产生较大的辐射功率,相关元器件的稳定性较高。美国目前用于反导的ABL机载激光武器发展水平应该属于公开项目中最高的。但如果从技术制高点上将,固态激光器与某些好的,但技术不成熟的激光相比,其实就占了“皮实”这一条。就像发动机中的蒸汽机一样,“容易”实现实用化。而很多激光具有很好的前景,但未来很长一段时间无法进入军用。比如自由电子激光器,产生的功率之大让人流口水,但相关设备的体积又足以让波音767胆寒,光是一个加速器就数十米长。但相关运用效果非常好,从公开资料来看,如果用来传输信息,速度可达10GB/s,而且与其他激光器相比,产生的自由电子激光具有像毫米波雷达一样不受灰尘烟雾干扰的特点,传输距离却要远得多。

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C-130未来要作为激光器运载平台

另外还值得一提的是气体激光器,虽然短期内难以用作武器,但对于稀有元素提纯非常有好处,比如核材料。伊朗朝鲜为啥很容易就被发现建了新工厂提炼核原料。现有的离心和扩散两种方法需要一个巨大的工厂。比如说扩散法,建立的分离机一个链条要数千台,规模非常大。用气体激光器生产,一次性浓度到位。但技术要求很高,目前很难大量生产,都是实验室里做实验照射一点点,但速度很快。如果未来能实用化,想搞核武器的国家就更隐蔽了,随便山里挖个洞见个小型工厂就能提炼出大量材料。

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高能固态激光器

现在主要还是固态激光器和染料激光器两条腿走路,其他领域除了化学激光器较容易实用化,还需等待技术成熟。但这并不是说技术就会停滞。目前激光武器的配套技术发展很快。稳定性也在迅速提高。其中很重要的是,美国的直升机激光防御系统采用商业光纤,原有的近一百个活动光学部件得到简化,而且更加皮实。活动光学部件大大限制了飞机的使用条件,在做大幅度机动时甚至无法使用。允许飞机在各种条件下使用,极大地提高了战场适应性。在功率方面,目前100千瓦的激光器已经非常成熟,具备了实战条件。很多人对于美国用激光打下一架航模大小的无人机不以为然,但这在技术上可以说是一道分水岭,世人目睹了激光的硬杀伤第一次公开露面。而且美国马上就要进行海上激光演示的下一阶段,用激光打小艇集群。技术都是有发展螺旋线的,未来肯定会更上一层楼,更不要忘了美国用于反导的大型激光器一直没有公开演示,进展难说。而且现在各国军方采购大量微型无人机,激光反“航模”有没有实用价值,还很难说。战术上重视敌人至少没错。还有就是一光多用,现在很多染料激光器,可以发射覆盖频谱范围很广的激光束,已经可以做到应对各种热制导导弹的能力。对各种信号进行模仿甚至是致盲,未来干扰加杀伤同时作用也不是不可能。

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美军用激光击落无人机

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FCS项目里也有激光武器

现在美国的激光武器发展最为系统。有大量的激光软杀伤项目,比如说新一代黑鹰直升机就要加装激光防御系统,这一计划显然不是为了应对恐怖分子,因为近十年的反恐中,直升机被击落的寥寥无几。作战对象应该是拥有大量防空系统的正规军。目前披露的作用距离为2.9KM,而且使用很多商业化组件,可以未来升级,可能具备发展为硬杀伤系统的能力。

而硬杀伤系统有的像战术高能激光这样应付短程武器,如火箭弹的威胁;还有在研的联合高能固态激光,具备反导能力。比较另类的有激光型密集阵,虽然定位为战术武器,但对未来作战将产生巨大影响。

目前激光型密集阵这样的项目,对于防空作战产生了巨大影响。传统的多管速射炮射击速度已经难以提高,但是新的安全威胁不断出现。除了传统的高速导弹强国俄罗斯,美国,日本,印度等国家纷纷装备超音速乃至高超音速的反舰导弹。依靠防空导弹拦截,存在载弹量不足的问题,而且拦截效果不理想,新一代高超音速导弹壁纸冷战时期的同类产品,在制导方式,机动性方面提高很多。依赖火炮拦截,以0.7左右的拦截率拦截0.8马赫的目标需要每分钟5000发左右的射速,同样拦截概率要想拦截1.6马赫目标则需每分钟上万发,面对超过3马赫的导弹呢,难道还要进一步提高射速?即使如此,又能够拦截几批次。故而激光防御系统成为了不得不吃的螃蟹。激光防御系统不需要太远的作用距离,快速的作用速度和集中作用的效果才是重中之重。如果作用距离能达到30公里,甚至具备了取代中程防空导弹的能力。还有一种设想是发射结合定向散步弹丸的速射炮,形成“光炮合一”防空系统,取代现在的弹炮合一系统。由速射炮发射若干定向散步弹丸,形成一个拦截幕,再由激光器进行干扰和摧毁。而且现在正在开发一种可爆炸的弹壳,可以加强拦截效果。我个人猜测,未来技术成熟之后,又没有可能作为指示器,为导弹提供空中或海上目标的指示,甚至上天去发挥作用呢?现在美国已经为V-22鱼鹰开发了激光武器项目。

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激光型密集阵系统实验

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防空炮在技术改造后仍然有用

就像激光本身瞬间及远的特点一样,激光武器的纯熟恐怕还要一个遥远而迫在眉睫的等待,如果激光在未来照亮了金戈铁马,历史会因为这个每秒三十万公里的急性子加速吗?



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