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

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

　　隨著激光、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。它是利用激光束、粒子束、微波束、等離子束、聲波束的能量，產生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應，采取束的形式，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，依其被發射能量的載體不同，可以分為激光武器、粒子束武器、微波武器。無論能量載體性質有什么不同，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，如高能激光束的輸出功率可達到幾百至幾千千瓦，擊中目標后使其破壞、燒毀或熔化；另外，由于發射的是激光束或粒子束，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、回避或對抗。

　　1。戰術激光武器(TLW)

　　戰術激光武器主要由高能激光器，精密瞄準跟蹤系統和光速控制發射系統等組成。

　　(1)高能激光器是激光武器的核心，是產生殺傷破壞作用的關鍵部分。在選擇和研制激光武器時，應考慮的主要因素有：①盡可能高的發射功率；②有高的能量轉換效率；③激光波長應位于大氣窗口(指大氣對該波長的能量吸收極少)；④光束發散小；⑤質量輕、體積小。迄今研制的高能激光器主要有固體激光器、CO2激光器、化學激光器。

　　(2)瞄準跟蹤系統。對于任何武器系統來說，目標探測、捕獲和跟蹤都是首要任務。激光武器對瞄準跟蹤系統的要求則更高。由于激光武器是用激光束直接擊中目標造成破壞的，所以激光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。為了使激光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(°)，跟蹤精度要求高于1mrad。激光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、電視跟蹤和激光雷達等光學精密跟蹤。目前，激光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。由激光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，射出的光束發散角越小，即聚焦得越好。但反射鏡的直徑愈大，不僅加工工藝復雜，而且造價高昂。

　　激光武器可分為反衛星、反天基激光武器及反戰略導彈等的戰略激光武器和用于毀傷光電傳感器(包括人眼)、飛機及戰術導彈等的戰術激光武器。供陸軍野戰部隊使用的主要是戰術激光武器。戰術激光武器的工作原理，以反導彈的防空激光武器系統為例，說明其工作原理，首先由遠程預警雷達捕獲目標，并將目標信息傳送給指揮控制系統，指揮控制系統通過目標分配與坐標變換，引導精密瞄準跟蹤系統捕獲并鎖定目標，精密瞄準跟蹤系統再引導光束發射系統使發射望遠鏡對準目標。當目標處于適當位置時，指揮控制系統發出攻擊命令，啟動激光器，由激光器發出的光束，經控制發射系統射向目標，并對其進行破壞。

　　目前，激光致盲武器已經在90年代戰場上投入使用，如美國陸軍研制的“缸魚”式激光致盲器，在海灣戰爭中投入使用。大功率的戰術激光武器目前仍處于實驗研究階段。如美國在海灣戰爭之后開展了一項稱之為“沙漠閃光”的研究計劃，對用激光武器對付“飛毛腿”導彈進行評估和研究。待選的激光器有3種：氟化氚／氟化氫激光器、化學氧碘激光器和自由電子激光器。至于機載武器的研究，美國戰略防御計劃局目前正在開展一項有關激光束水平射向“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激光光束，以避免大氣湍流對激光傳輸的影響。據悉，這兩項研究有可能導致90年代末進行全面的機載激光器方案的論證。由于大氣對激光會產生吸收、散射和湍流效應。大氣中的分子和氣溶膠(塵埃、煙霧、水滴等質點)使激光束的能量發生衰減，大氣湍流會使激光束發生擴展、漂移、抖動和閉爍效應，使激光能量損耗，偏離目標，對于強激光，由于大氣吸收了激光束的能量，導致光路加熱，從而改變了大氣的折射率分布。這種大氣體的激光的“熱暈”效應，會使激光束發生漂移、擴展、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等離子體時，會嚴重吸收或阻礙激光束的傳輸，影響其殺傷破壞威力。預計，戰術激光武器用于對付地面裝甲目標，用于防空擊毀低空飛機、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。

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