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理性分析,美国舰载激光武器到底进展到哪一步

兵工科技(微信ID:binggongkeji)

近日,美国海军“波特兰”号两栖运输舰利用舰载固态激光武器成功击毁一架无人机,这一事件被媒体解读为美国舰载激光武器取得重大突破的关键性里程碑,外媒甚至称这将改变未来的海战。

“乱花渐欲迷人眼”,连篇累牍的报道不禁让人产生错觉,但其实只要透过理性分析,我们就会发现,这些说法都过分夸张了,激光武器确实是引领未来武器发展的新潮流,但是美国海军的这次激光武器试验,既非石破天惊的创举,更没有如此重要的里程碑式意义,我们真没必要大惊小怪,为什么这么说呢?

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五花八门的美国舰载激光武器项目

这次试验只是美军计划之内的,一次常规的激光武器试验而已。此前,美国海军已经进行过很多次试验了,早在2014年年初,美军曾经就在“庞塞号”两栖攻击舰上部署过33千瓦的LaWS固体激光武器原型机进行过测试。此后,美国又在“杜威”号驱逐舰测试了一种被称为“奥丁”系统的30千瓦级舰载激光武器。此外,美国海军还正在发展一个名为HELIOS“高能激光和一体化光学炫目监视”的舰载激光武器系统,由洛.马公司研发,采用60千瓦的固态激光武器。


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LaWS固体激光武器


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安装在“杜威”号驱逐舰上的“海军光学炫目拦截系统”(奥丁)激光武器系统

而此次试验的是LWSD激光武器系统演示器,属于一个2015年开始的新项目,由美国国防部授权诺格公司牵头研发,项目三个阶段实施,前两个阶段分别为原理设计和陆基试验,目前已经进入第三阶段,成功研制出激光武器试验样机,并上舰了进行测试。要说这个项目比之前的几个有哪些进步,主要体现在激光武器的功率达到了150千瓦,这是美国舰载激光武器首次到达这一目标,不过也只是“量”的变化,而非“质”的突破。(为何这样说?后文会有详细阐述)

这么多五花八门的舰载激光武器项目同时进行,真看得人眼花缭乱,那美国为什么要同时研发这么多的项目呢?一方面是其独特的国防科研体质决定的,多个项目同时进行,降低风险;另一方面,这些项目其实都是试验性质的,反正先期投入经费不多,不如把各大公司的方案都拿来验证一遍,再择优录取,这也符合美军新武器研制的一贯作风。

150千瓦的舰载激光武器有多厉害,其实连“海拉姆”也远远不及

那么,这几个项目中,哪一个最靠谱?最有可能成为美军首先装备的舰载武器系统呢?其实,这几个都靠谱,也都不靠谱。

说它们都靠谱,是因为它们都已经经过了实战演练,技术成熟度已经比较高,美国海军对它们的表现也都还比较满意。其中,LaWS在“庞塞号”两栖攻击舰上试验两个月的过程中,曾多次击中了安装于小型快艇上的目标、空中飞行的扫描鹰无人机以及其它移动海上目标。此次“波特兰”号上的LWSD击落的则是更为大型的无人机,效果明显更进一步。另外两种激光武器系统也在试验中有过击落无人机或者击毁小型舰艇的成绩。

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LWSD激光武器系统构成示意图,不仅仅是一个发射器那么简单,内部结构十分复杂

说不靠谱,是这个舰载激光武器看起来酷炫,但离美军对舰载武器系统的要求,还差很远。但从防空作战效果来讲,别说“标准”系列导弹了,就连“海拉姆”近防武器也远远不及。

衡量激光武器作战效能的因素有很多,但首先是看功率,几舰载激光武器的功率都只有几十千瓦,此次试验的LWSD已经是历史最强,但也不过150千瓦而已,这个功率又意味什么呢?

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2011年2月,美国海军的激光器样机产生了200千瓦的波束,它在1秒之内能够穿透6米左右的钢板,听起来很厉害了,但这只是理论上的,因为激光武器要持续对准目标才能产生烧蚀效果,而高机动武器目标的飞行姿态则是不断变化的,很难让激光器的光束在同一个位置上持续长时间照射,而且由于激光束受到大气传播和热晕效应的影响,在远距离上的作战效能会急剧衰减。所以,百千瓦级的激光器根本无法穿透现有反舰导弹坚硬的头部外壳材料,只能在近距离拦截无人空中飞行器火箭弹、炮弹和迫击炮弹,防空作战能力非常有限,要在视距外打击大型水面舰艇就更别提了。

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激光武器要持续对准目标才能产生烧蚀效果,而高机动武器目标的飞行姿态则是不断变化的


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百千瓦级的激光器根本无法穿透现有反舰导弹坚硬的头部外壳材料


而要有效拦截反舰导弹和大型飞行器或远距离攻击大型水面舰艇,目前只能靠加大激光器的输出功率,需要要达到兆瓦级,即现有激光器功率的10倍,才能在理论上达到这个效果,而且要实现抗饱和攻击的能力,还必须在一艘艘舰艇上布置多台激光器才行。

美军舰载激光武器的发展不可谓不快,但进展却远比我们想象的缓慢,因为中间的技术问题太多,激光器的综合技术首先就是一个很大的瓶颈,目前美国水面舰艇广泛采用的是固态激光武器,它的技术较为成熟,也便于实现模块化,但问题是固体激光器的光束质量受环境影响太大,而且体积重量都过于庞大,举例说明,早期的200千瓦级的固态激光器,整套设备的体积竟然足有1/4个足球场那么大,后来其尺寸重量虽然不断缩小,但要上舰部署还是非常困难,需要占用舰艇宝贵的内部空间和甲板面积,势必对其他舰载武器和设备的布置造成影响,而且还需要额外的供电,按照现有激光器50%的光电转换效率粗略计算,单单一台150千瓦的激光器,就需要300千瓦的电力供给,对非全电驱动的水面舰艇来说,无疑是一种不小的负担。从LWSD激光武器部署在排水量25000吨的“波特兰”号两栖运输舰上,就可以看出大型激光武器上舰之困难。


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波音公司研制的陆基版10千瓦激光武器系统,其体积尺寸已经非常庞大了,100千瓦级的激光武器有多大,可想而


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中国工程物理研究院和中科院光电所等单位研发的“低空卫士”激光武器系统,功率为10千瓦

因此,美军现阶段的计划也比较务实,在激光武器威力和作战距离有限的情况下,他们希望首先赋予激光武器“致盲”水面舰艇的能力,即能够有效对抗敌方光电和红外传感器,作为舰载电子战系统的有效补充,同时还能够兼顾对小型舰船和小型无人机的打击,以及对一些火箭弹之类的低危险目标进行拦截。我们必须认识到,这种能力只能在近海防御作战和一些低烈度局部海上冲突中发挥有效的作用,距离美军对舰载激光武器的终极期望(舰队防空反导、反舰的全能武器)实在相差太远。

综合来看,美军舰载激光武器虽然已经取得了一些进展,但离真正的成熟可堪大用还有不小的距离。不过,我们也绝不能掉以轻心,毕竟他们还是在一步步脚踏实地的前进,也不能排除哪一天在技术上取得巨大突进的可能。因此,我们也需要加快追赶超越的步伐,争取早日研制出中国自己的舰载激光武器。


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