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三分pk拾分析:軍情銳評-以光速摧毀導彈!美神盾激光炮或成未來空戰「大殺器」

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三分pk拾分析:

參考消息5月12日報道 據美國「臨界點」網站5月5日報道稱,美國空軍5月4日宣布,美空軍已於4月23日成功進行了「自衛用高能激光演示樣機」(SHiELD,簡稱「神盾」)激光武器試射試驗,美軍稱「神盾」激光炮在試驗中擊落了飛行中的多枚導彈,該系統最終將安裝在軍機上使用。美空軍少將威廉·庫利稱:「此次試驗代表美軍定向能武器系統以及針對敵軍威脅的防禦手段已向前邁出一大步」。那麼美軍這種「神盾」機載激光炮究竟性能如何?又會對未來空戰樣式構成怎樣影響?

「神盾」激光炮可快速攔截導彈 提高軍機生存性能

據美國「臨界點」網站5月5日報道稱,美空軍研究實驗室(簡稱AFRL)4月23日在位於新墨西哥州的美國陸軍白沙導彈靶場成功完成了「神盾」激光炮的試射任務,試射中擊落了飛行中的多枚導彈(但未透露擊落導彈的具體種類和型號)。

圖為首次公開的「神盾」激光炮照片。

根據美空軍公開的低分辨率照片來看,測試用的「神盾」激光炮安裝在一個類似小型天文台的轉塔結構中,轉塔則置於一輛平板拖車上。與美軍此前測試的重型車載激光武器相比,「神盾」的外形差別並不大,未來要滿足機載需求,估計還要大幅縮小尺寸。儘管美空軍並未公開「神盾」激光炮的具體類型,但外界猜測光纖激光器(指利用摻有稀土元素的玻璃光纖作為增益介質的激光器,屬於第3代激光技術,光電轉換效率高,可產生高穩定性、高功率的激光束)的可能性較大。

報道還稱,「神盾」激光炮項目於2016年啟動,美空軍在2017年與著名「軍火巨頭」——洛克希德-馬丁(簡稱洛-馬)公司簽訂設計合同。巧合的是,就在同一年,洛-馬公司剛向美國陸軍交付了一套60千瓦級的光纖激光武器系統用於地面測試,其在激光武器研發領域的經驗積累較為豐富。

美陸軍「阿帕奇」武直於2017年搭載雷錫恩公司研發的激光炮吊艙進行首次試射,光束成功命中1.4千米外的目標坦克上,展示了未來武直使用激光武器的可能性。

按系統設計,「神盾」最終將安裝在固定翼軍機上,作為主動防禦系統可快速擊落多枚來襲的敵軍空空或地空導彈,從而大幅提升美機的戰場生存能力。「神盾」機載激光系統主要由3部分組成,包括激光炮、瞄準用火控系統以及為前兩大系統提供能源的外掛吊艙。AFRL還介紹了「神盾」將具備的多種優點,包括打擊精度高、可實時命中目標(無需計算提前量)、沒有彈藥數量限制、飛行員可同時攻擊多個目標等。

美曾改裝波音747載45噸激光炮 擊落2枚彈道導彈

能研發出類似科幻電影中的「神盾」激光炮,對於美空軍來說並非空穴來風,他們在機載激光武器研發方面積累有豐富經驗。早在1976年,美空軍就已啟動代號「空基激光試驗室」(ALL)的研究項目。1981年,美空軍在一架NKC-135運輸機上安裝了光束波長為10.6微米的二氧化碳激光器,輸出功率可達380千瓦,最大射程超過1公里,截至1984年項目終止前,NCK-135在各項試驗中共擊落5枚「響尾蛇」空空導彈和一架「火蜂」無人靶機。ALL項目在試驗中解決了機載激光武器實用化工程中的高能激光輸出、高精度跟蹤等關鍵問題,但大氣湍流與大氣熱不均勻問題未能解決。

早在1981年,美空軍就將一架NCK-135運輸機改為機載激光武器試驗機,安裝一門二氧化碳激光炮。圖為該機試飛照片,可見機背上方的激光武器轉塔。

冷戰結束后,美空軍機載激光武器項目一度沉寂,直到1996年才再次啟動了「機載激光」(簡稱ABL)武器項目,該項目是美國彈道導彈防禦體系的重要組成部分,主要用於搜尋和摧毀處於助推段的敵軍彈道導彈任務。美空軍ABL項目罕見動員了美國國內三大「軍火巨頭」聯合參与——波音公司負責改裝載機平台(由一架波音747-400F貨機改裝而來),諾斯羅普-格魯曼公司負責提供兆瓦級的氧碘化學激光炮,最後由洛-馬公司負責提供光束控制及火控系統。按照設計,每架ABL攻擊機搭載的化學燃料足夠進行20次高功率照射攔截彈道導彈或40次低功率照射攔截戰術導彈,每次照射時長3至5秒。

編號為YAL-1A的原型機於2002年7月成功首飛,機上搭載的兆瓦級氧碘化學激光炮全系統重達45噸,其中毀傷激光器部分由6個互聯模塊組成,每個模塊都重3噸,體積相當於一輛SUV大小,負責為布置於機頭位置的激光炮塔供能,5秒鐘發射的高能激光束能量足夠讓一戶普通美國家庭使用超過1小時。

YAL-1A原型機搭載的氧碘化學激光炮全系統重達45噸,當時只有波音747貨機是較為理想的改裝平台,其激光炮塔主要位於機頭位置。圖為YAL-1A的彩色剖面結構示意圖。

YAL-1A的作戰步驟分為探測目標(利用廣域紅外探測系統全方位探測助推階段的彈道導彈尾焰)、跟蹤目標(探測到導彈后,利用主動測距激光系統鎖定並照射目標,火控系統進行實時跟蹤,火控計算機同時調整鏡面,準備補償光束在攻擊路徑上的大氣擾動等)和毀傷目標3部分。進入毀傷階段后,氧碘激光炮會向彈道導彈發射高能激光束,將光束聚焦于導彈表面的瞄準點(如導彈燃料箱)上,燒穿外殼,點燃內部燃料,以此方式摧毀導彈。

2009年8月至2010年2月,YAL-1A先後進行了多次空中攔截試驗,成功擊落2枚80公裡外、處於助推段飛行的彈道導彈,還對另外7枚靶彈進行了試驗性攔截(並未摧毀)。儘管試驗取得一定成果,但YAL-1A最終未能達到美空軍「能在167公裡外成功摧毀彈道導彈」的目標,也沒有達到設想的攻擊射程和毀傷效果。ABL項目遂於2011年12月取消,YAL-1A原型機也在2014年9月被拆毀。

YAL-1A的氧碘化學激光炮輸出功率可達兆瓦級,曾成功擊毀過2枚飛行中的彈道導彈,左小圖為激光炮透鏡特寫,右小圖為原型機擊落的目標圖案(7次成功照射,2次成功摧毀)。

按計劃,美空軍將於2021年在F-15戰機上測試「神盾」激光炮,屆時F-15可能世界上首種搭載激光武器的戰鬥機。圖為遊戲《皇牌空戰7》中,F-15使用激光炮吊艙的視頻截圖。

仍需解決諸多技術難題

儘管ABL項目貌似以失敗告終,但實際上為美空軍後續機載激光武器的研發奠定了堅實基礎。按AFRL此前公布的機載激光武器的發展路線圖顯示:2016年美軍主要以地面測試大於10千瓦級的高能試驗型高能激光武器(入門級)為主,2022年計劃在F-15等4代戰機上試驗加裝大於10千瓦級的HEL吊艙(中級)為主,2029年左右將在6代機上加裝大於100千瓦的HEL武器(全功能)進行測試。

在採用了技術更先進、可靠性更高的固態光纖激光器后,「神盾」項目目前進展較為順利,美空軍計劃提前於2021年在F-15戰機上進行首次空中試射。按美軍設想,除能滿足基本自衛功能外,未來6代機搭載的進攻型激光武器功率可達3兆瓦,最大射程600公里,每次照射時間為3至5秒,一架戰機可連續攻擊40次才能滿足未來空戰「大殺器」的需求。但該目標短期內仍需解決諸多技術難題,最終能否實現,仍需人們拭目以待。(文/黃晉一)

資料圖片:藝術家繪製的美軍六代機使用激光武器摧毀目標示意圖。

【延伸閱讀】低空寂靜殺手!美阿帕奇裝高能激光炮

據英國《每日郵報》網站6月27日報道,美陸軍與雷錫恩公司共同宣布,近日已在一架AH-64「阿帕奇」武直上成功完成了首次高能激光武器射擊試驗,這是歷史上首次從直升機上發射激光炮。本圖集就此解讀。圖為美軍「阿帕奇」掛載高能激光炮(HEL)吊艙試飛資料圖。

據雷錫恩公司透露,此次試驗在位於美國新墨西哥州的白沙導彈靶場進行,「阿帕奇」使用高能激光炮吊艙成功命中了1.4千米外的目標。圖為HEL吊艙細節,可見頭部有一個類似光電轉塔的結構,只有在使用時才會將透鏡露出。

雷錫恩公司宣傳稱,這種激光武器具有靜音、隱形、打擊精度高、可瞬間命中等優點,因此很難被敵方傳感器探測到,可起到出其不意的打擊效果。此外,該系統還能快速打擊多個不同目標。圖為武直HEL吊艙試射畫面截圖之一,可見「阿帕奇」炮手使用機載傳感器觀測整個試驗場。

武直HEL吊艙試射畫面截圖之二,「阿帕奇」炮手調整傳感器鏡頭,放大焦距,準備從車輛群中挑選幾輛坦克進行攻擊。

武直HEL吊艙試射畫面截圖之三,「阿帕奇」炮手最終選擇一輛M109自行火炮作為目標,準備開火。

武直HEL吊艙激光成功命中目標。

西方軍事專家認為,「阿帕奇」武直在加裝激光炮后,將進一步提升作戰靈活性和用途(例如可執行激光反火箭或迫擊炮等任務),且將大幅提升該機的火力交戰距離(射程遠超導彈),或將引發一場新的武直技術革命。

本圖列舉了美空軍近期機載激光武器的發展路線圖,可見2016年主要以大於10千瓦級的高能試驗型高能激光武器,簡稱HEL(入門級)為主;2022年計劃在F-15三代機上試驗加裝大於10千瓦級的HEL吊艙(中級);2029年左右將在六代機上加裝大於100千瓦的HEL武器(全功能)。

從雷錫恩公司這張高能激光武器系統宣傳圖也能看出一些未來美軍激光武器的發展趨勢,例如緊湊型激光器,可以搭載在海陸空多種平台上,另外就是高功率,普遍高於200千瓦。

圖為搭載在美軍陸戰隊悍馬車上的陸基移動型激光炮想象圖。

圖為加裝有高能激光炮的AC-130炮艇機對地火力齊射想象圖。

圖為加裝在艦載「密集陣」近防炮上的高能激光炮,可用於攔截敵軍戰機或導彈。

(2017-06-30 08:42:00)

【延伸閱讀】單機可滅上百目標:AC-130將配激光炮

提起AC-130炮艇機,大家通常會先想到《使命召喚 現代戰爭》中,AC-130使用重炮洗地的壯觀場面。距離第一種炮艇機AC-130A參加越戰(1967年9月)至今,該系列已在美軍中服役了近半個世紀,目前仍作為幾大主力機型之一活躍在前線。為了能讓AC-130繼續發揮餘熱,美軍計劃為其配備高能激光炮,本圖集就此解讀。圖為加裝有高能激光炮的AC-130炮艇機對地火力齊射想象圖。

在配備高能激光炮前,現役AC-130J「幽靈騎士」搭載的最強火力是圖中的機載105毫米M102榴彈炮,其最大射程11千米,在現役單兵防空導彈普及化裝備后,AC-130J使用這種武器時必須相當的保持飛行高度,不然就有被擊落的風險。

圖為AC-130J「幽靈騎士」炮艇機的徽標。

儘管現役的AC-130J已具備了掛載GBU-39 B衛星制導「小直徑炸彈」(SDB)實施防區外精確打擊的能力,美空軍特戰司令部仍希望為該型機配備具有更強「點狀毀傷能力」的高能激光炮。圖為AC-130W使用複式掛架外掛GBU-39小直徑炸彈(SDB)資料圖。

與只能攜帶十幾枚SDB進行精確轟炸不同,只要電能不被耗盡,配備了液態激光炮的AC-130J就能以光速對敵軍目標實施上百次攻擊,甚至還能在不着陸的情況下,以空中加油(同時補給油料和化學激光液體)的方式重新補充彈藥繼續留空攻擊。圖為AC-130J內部激光武器設備示意圖。

本圖列舉了美空軍近期機載激光武器的發展路線圖,可見2016年主要以地面測試大於10千瓦級的高能試驗型高能激光武器,簡稱HEL(入門級)為主;2022年計劃在F-15三代機上試驗加裝大於10千瓦級的HEL吊艙(中級);2029年左右將在六代機上加裝大於100千瓦的HEL武器(全功能)。

圖為藝術家繪製的美軍F-35隱身戰機使用激光炮進行空戰的CG想象圖。

圖為C-130加裝液體激光炮塔測試資料圖。

圖為AC-130H炮艇機釋放熱焰彈資料圖。

圖為AC-130機艙內部,火控官正在檢查40毫米自動炮彈鏈。

圖為美軍AC-130J炮艇機特寫圖,這架綽號為「死亡天使」,從戰績徽標來看,也已執行過數次作戰任務。

(2017-02-15 08:28:00)

【延伸閱讀】步戰車也防空!「斯特賴克」激光滅敵

近日,在美陸軍2017年協會年會上,公開了一段「斯特賴克」輪式步兵戰車使用高能激光炮進行野戰防空的宣傳視頻,據稱是專為美陸軍在歐洲對抗俄軍固定翼戰機、攻擊直升機和無人機打造,十分引人矚目。本文就此解讀。

用步兵戰車改裝自行防空系統實際不是新概念。早在20世紀80年代,美軍就在M2「布萊德利」步兵戰車基礎上改裝過M6「後衛」防空車,於1998年列裝美軍,其最大特點是用四聯裝「毒刺」防空導彈發射器替換了原有的雙聯「陶式」導彈發射器,且保留了25毫米鏈式機炮。可為重裝部隊提供野戰防空掩護,可攔截低空及超低空來襲的敵軍空中目標,具備行進間對空射擊能力。圖為部署在伊拉克首都巴格達附近高速公路的美軍M6防空車,攝於2005年10月。

後由於野戰防空需求不大,美陸軍又將大批M6改裝回了M2A2ODS步戰車繼續使用。此次美陸軍年會上,英國BAE系統公司又推出了圖中的M2「機動近程防空」(M-SHORAD)系統,可以看作是M6的升級增強版,不同的是增加了多用途作戰能力,必要時也可搭載「地獄火」反坦克導彈。

圖為M2「機動近程防空」系統細節圖,可見除四聯「毒刺」防空導彈發射器和25毫米鏈炮外,還加裝了可干擾無人機的定向電子戰天線以及多種新型電子設備。

另一種輕量化改裝方案是直接在現役的M2步戰車上加裝防空導彈發射器,無需進行專門改裝,就可執行防空作戰,例如圖中就掛載了AIM-9X「響尾蛇」近距空空導彈的陸基版。

如果說M2防空車代表了美陸軍近期的野戰防空解決方案,那麼「斯特賴克」MEHEL自行防空激光炮就代表了美軍防空的未來發展方向。斯特賴克 「遠征機動式高能激光炮」(簡稱MEHEL) 是美陸軍提出、由波音公司與通用動力公司聯合首次研發的以「斯特賴克」戰車為底盤的陸基機動式激光武器,專門用於攔截敵方無人機、迫擊炮彈以及火箭彈,保護友軍作戰車輛及人員。

在2016年4月進行的一次試驗中,MEHEL發射功率為2千瓦的激光束,共擊落了21架無人機(其中最大尺寸為25公斤級)。圖中美軍士兵向記者展示了MEHEL擊落的無人機數量及種類,可見多數為四旋翼無人機,還有一些為中型固定翼無人機。

2017年3月17日,美陸軍展示了搭載MEHEL的「斯特賴克」防空戰車的綜合作戰能力,系統版本升級至MEHEL 2.0,最大功率已增至5千瓦。按美軍計劃,MEHEL的最大功率在2018年將繼續提升至18千瓦。圖為MEHEL 2.0的局部細節圖。

與傳統機動式陸基激光炮相比,例如圖中波音公司的「高能激光系統機動型演示樣機」HEL-MD高能激光炮(採用的是陸軍重型軍卡底盤),斯特賴克MEHEL的整體尺寸和平台都要縮小很多,不論是伴隨部隊機動部署,還是空運(一架C-17可運載3輛斯特賴克,換為重卡僅為一輛),明顯都要強於HEL-MD。

圖為HEL-MD高能激光炮攔截動態圖。

除搭載MEHEL防空激光炮外,通用動力公司還推出了搭載常規防空導彈的「斯特賴克」MSL(近程機動防空型),圖中可見車體後方安裝的多用途導彈發射器,左為雙聯「響尾蛇」導彈可執行防空任務,右為四聯「地獄火」導彈可執行反坦克任務,特點均為可發射后不管,快速射擊后快速脫離。未來美軍可能將兩種不同類型的「斯特賴克」防空車搭配使用。

圖為MEHEL激光發射器特寫。

(2017-10-17 08:48:26)

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