铂链注册送100个币|陆战平台装备战术激光武器的时代距离我们还有多远?

2020-01-11 14:59:11

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铂链注册送100个币,激光武器(laser weapon)是一种沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器,具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能,在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。激光武器作为新概念武器之一已接近于实用化,这种全新概念的武器将会对未来战争产生重大影响,对武器装备的体系结构带来巨大变革。其特点有:反应迅速,光速以每秒30万公里传输,打击目标不需计算射击提前量,瞬发即中;可在电子战环境中工作,激光传输不受外界电磁波的干扰,目标难以利用电磁干扰手段避开激光武器的射击;转移火力快,激光束发射时无后座力,可连续射击,能在很短时间内转移射击方向,是拦截多目标的理想武器;作战使用效费比髙,激光武器仅耗费燃料或电能,每发费用为数千美元以下,远低于防空导弹的单发费用。

激光武器的毁伤机理比较复杂,归纳起来主要有以下3种效应来实施对目标的杀伤破坏。

烧蚀效应:激光照射目标时,其巨大的能量被目标吸收,转化为热能,使目标表面汽化,蒸汽以高速向外膨胀,同时将一部分液滴甚至固体颗粒带出,从而使目标表面形成凹坑或穿孔而遭破坏。

激波效应:在目标被激光照射时,表面蒸汽向外喷射的极短时间内会给目标以反冲作用。这就相当于一个脉冲载荷作用于目标表面,在其内部的固体材料中形成激波,激波传到目标后表面再产生反射,使目标发生断裂破坏。

辐射效应:目标表面因激光照射汽化而形成等离子体,等离子体一方面对激光起屏蔽作用,另一方面又能够辐射紫外线甚至x射线,使内部元件损伤。试验发现,这种紫外线或x射线有可能比激光直接照射引起的破坏更有效。

陆战平台激光武器系统构成根据功率的大小和武器用途的不同,可分为激光干扰与致盲武器、战术激光武器、战区激光武器和战略激光武器。陆战平台激光武器系统应该具备干扰致盲和完成战术级作战任务的功能。激光干扰与致盲武器能干扰,致盲、破坏作战目标的光电系统并可损伤人眼。战术防空激光武器主要用于攻击战术目标,拦截入侵的精确制导和非制导武器的作战功能。因此,对于陆战平台激光武器系统,必须具备的基本功能应包括:探测来袭目标,确定来袭目标的轨道和轨道偏差;对目标进行识别、跟踪、瞄准;发射激光射束,对目标实施攻击,目标被摧毁程度的鉴别。

依据功能定位,陆战平台激光对抗武器系统由高能激光器、光束控制与发射系统、精密跟踪瞄准系统等部分构成。高能激光器用于产生髙能激光束;精密瞄准跟踪系统用来捕获、跟踪目标,引导光束瞄准射击及判定毁伤效果;光束控制与发射系统则将激光器产生的高能激光束定向发射出去,并通过自适应补偿来矫正或消除大气效应对激光束的影响。

陆战平台激光武器的指标应该从其功能结构分别构建分析,综合分析各功能模块的相互作用,而后形成整个系统指标体系。

高能激光器的指标的构建主要从激光器自身的特点和结构出发,重点考察其发射能力,主要包括:激光器的工作物质、发射功率、光束质量、出光直径、发射光波长、脉冲宽度、重复频率等。

光束控制与发射系统指标主要从出光孔径、光束传输自适应控制、热量控制与管理等方方面构建。精密喵准跟踪系统指标主要从作战目标识别范围、识别时间、识别概率、识别距离、识别数量、瞄准精度、跟踪稳定精度等方面构建。

综合以上各部分功能指标,结合作战对象的自身特点,形成对目标毁伤能力性能指标包括:最大毁伤距离、作用功率密度、光束驻留时间等整机性能指标包括:整机重量、光电转换效率、体积、射击反应时间、发射速度等。

根据陆战平台的站术需求,搭载激光武器的平台必须具备灵活机动性的特点,一般为装甲地盘或轮式底盘。在完成战术级作战任务的前提下分析各类激光器的特点和性能,选择适合陆战平台激光武器发展的技术体制。

以产生激光介质分类,高能激光器分为化学激光器、自由电子激光器、固体激光器激光器、半导体激光器、光纤激光器等,而且它们均以电能作为泵浦源。化学激光器在各类激光器中亮度、连续平均功率最高,输出功率最高达兆瓦级。典型化学激光器有氧化碘、氟化氢、氟化氘三种激光器。氧碘型高能激光器的工作波段低于水蒸气吸收截止波长,可用于机载或地面作战平台(如空军机载激光器采用氧碘型),氟氢型的波段用于天基反导武器,而氟氘型用于舰载及陆军的综合反导武器。

化学激光器功率非常强大,但需要大量的化学燃料并产生大量废气,以及庞大的冷却系统。一般化学激光武器系统的整机重量可达几十吨,甚至可达上百吨。化学激光武器经过四十多年的研究,已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用,但其庞大的体积和重量以及化学物质的补充严重制约了其机动性能和单车车载的可能性。

髙功率光纤激光器能够把光纤技术与激光原理有机地融为一体,光纤激光器的泵浦效率高,容易实现高功率输出。光纤激光器能获得极高的光功率密度,泵浦源采用与光纤吸收特性匹配的半导体激光器,泵浦能量可以有效地耦合进内包层效率可以达到50%以上;在同样的输出光功率下,光束质量好,光纤激光器可以输出接近衍射极限的光束,将使激光武器的作用距离大大增加。光纤激光器在光学效率、可靠性、制冷要求较低和体积大小等方面都具有极大优势。

固体激光器中以掺杂光学晶体、玻璃或透明陶瓷为工作介质的激光器发展最为成熟,并具有产生高功率输出的能力。固体激光器的优点有:波长短、衍射效应小;大气透射性好、损耗小,能够将更多的能量集中在目标上;重量轻、体积小;可按比例放大;整个系统完全靠电运转,不需特别的后勤供应;没有化学污染。此外,利用吸收带与半导体激光波长重合,采用激光二极管阵列泵浦固体激光介质可以获得很好的效率,并减小了给髙功率输出带来危害的多余热量。因此它能够装备在战斗机、无人机、高机动性多用途履带或轮式车上,使得它有可能成为最早的机动性激光武器。目前固体激光武器的研究有两大主流,一是以美国为代表的固体热容激光器路线,二是以俄罗斯为代表的大能量钕玻璃激光器路线。

固体热容激光器技术复杂,对基础技术要求非常高,涉及晶体生长技术、二极管泵浦技术、微通道冷却技术等。目前我国这些技术的研究刚开始起步,依靠自己的力量在短时间内不可能研制出适合战术应用的热容激光器,美国对我国的严格技术封锁,也不可能从美国引进技术。

大能量钕玻璃激光器的发展方面,对传统方法的钕玻璃激光器来说,取得更高功率的途径,一是增加单脉冲的能量,二是通过热管理系统的改善有限地提高脉冲重复率,三是靠多路激光器集成进一步提高脉冲重复频率来实现。在大能量钕玻璃激光器的单脉冲输出能量已经达到较高水平的前提下,后两种技术手段就成为向更高功率突破的有效途径。

俄罗斯采用的技术解决方案是提高激光材料的性能,脉冲功率装置小型化;将传统方法与热容技术相结合,改善热管理系统,采用急速加热的方式,采用多路激光器集成技术实现输出功率的线性提高。俄罗斯在固体战术激光武器相关技术领城已经具有相当的水平,在灯泵钕玻璃激光器方面,已研制出单脉冲能量达2000j的大能量钕玻璃激光器;在精确瞄准技术领域,瞄准精度已提高到秒级,在自适应光学技术领域,已实现了大孔径自适应光学系统的实验室应用;在电源技术方面,新研制出的充电模块的各项指标都不低于美国的同类产品。

全电陆战平台激光武器的研究选择灯泵钕玻璃激光器的技术路线是切实可行的。以单管w〜15kw大功率钕玻璃激光器基础研究为技术突破口,以激光大气传输、自适应光束控制光学系统研究、激光毁伤机理、热量管理系统、高密度电源系统、精密瞄准跟踪系统研究为支撑的技术开发路线图,采用多管和各系统综合集成的方式,最终达到激光器最大作用距离达到10〜16km,整机重量做到10吨以内的性能指标,达到全电陆战平台激光武器战术级应用要求。

陆战平台战术激光武器系统的发展是一个技术逐次更新、渐近发展的长期过程。发展陆战平台激光武器系统的比较现实的途径是发展大能量钕玻璃固体陆战平台激光武器系统。选择该技术途径的另一个优点,就是一旦热容激光器或光纤激光器发展成熟,就可以将激光器换上,并不存在大的改变。

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