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激光炮能打多遠(yuǎn)?怎樣瞄準(zhǔn)?

中國(guó)兵工學(xué)會(huì)

微信網(wǎng)友大慶:激光武器如何跟蹤如飛機(jī)和導(dǎo)彈這類(lèi)的移動(dòng)目標(biāo),現(xiàn)在主流的固體激光武器能打擊多遠(yuǎn)范圍內(nèi)的目標(biāo)?
馬巖:先說(shuō)說(shuō)激光武器的射程,現(xiàn)在可并不理想。

功率1千瓦級(jí)的激光武器,有效殺傷距離在500米以?xún)?nèi),能使光學(xué)傳感器致盲,也可用于引爆地雷和處理未爆彈。比如已裝備美國(guó)陸軍的ZEUS-HLONS系統(tǒng)。

該系統(tǒng)早在2003年就開(kāi)始部署到阿富汗和伊拉克,是最早投入實(shí)戰(zhàn)的激光武器之一,主要用于排雷排爆。它的激光束功率10千瓦,有效排雷距離300米。

10~100千瓦級(jí)的激光,能夠?qū)鈱W(xué)傳感器造成硬損傷,可用于攔截火箭彈、迫擊炮彈、無(wú)人機(jī)等目標(biāo),有效距離500~3000米左右。目前大多數(shù)用于防空的固體激光武器都在這一范圍,比如美國(guó)雷錫恩公司的LaWS,洛馬公司的ATHENA,德國(guó)萊茵金屬公司的“天空衛(wèi)士”等。

▲ 曾在波斯灣部署的美國(guó)海軍LaWS激光武器系統(tǒng),功率30千瓦,可擊毀1.6~2千米外的無(wú)人機(jī)和小艇,這也是目前主流激光武器的射程。中間直徑最大的是發(fā)射光束的主鏡,光電跟蹤設(shè)備與測(cè)距設(shè)備分別位于主鏡左右兩側(cè)。

數(shù)百千瓦級(jí)的激光武器就能夠在3~10千米的距離上摧毀戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)、小型船艇等目標(biāo),比如今年5月剛剛在“波特蘭”號(hào)完成試射的LWSD。
如果功率達(dá)到兆瓦級(jí),有效作用距離就可超過(guò)10千米,但這是激光武器發(fā)展的中遠(yuǎn)期目標(biāo),目前還是浮云一片。

激光從上世紀(jì)70年代開(kāi)始踏上武器化之路,它原本夢(mèng)想著能作為主角出現(xiàn)在在未來(lái)反衛(wèi)星、反彈道導(dǎo)彈等恢弘場(chǎng)景中,但被現(xiàn)實(shí)無(wú)情地打了臉。為了達(dá)到足夠的功率,化學(xué)能激光武器的體積重量都超出了可承受的范圍,而雨、雪、湍流、沙塵、霧霾……不僅嚴(yán)重衰減了激光的能量,還會(huì)使激光的聚焦點(diǎn)發(fā)生偏移,使其精度和威力大大下降。固體激光器出現(xiàn)后,激光武器終于看到了小型化的曙光,但功率方面也大打折扣,射程不遠(yuǎn),同時(shí)讓氣象因素的影響變得不那么復(fù)雜。因此如今的激光武器,只能混跡在戰(zhàn)術(shù)級(jí)武器這個(gè)圈子里,只有在科幻電影中才能過(guò)過(guò)大咖的癮。

再來(lái)說(shuō)目標(biāo)探測(cè),也就是怎么跟蹤和瞄準(zhǔn)敵機(jī)、導(dǎo)彈。
既然現(xiàn)在主流激光武器的用途是近距離點(diǎn)防御,那目標(biāo)探測(cè)方法在理論上,就與現(xiàn)在的近防武器沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,無(wú)非是雷達(dá)+光電火控的組合。不過(guò),近防速射炮的火控系統(tǒng)以雷達(dá)為主,以光電系統(tǒng)作為輔助和補(bǔ)充,而激光武器大多是以光電探測(cè)跟蹤手段為主。

▲ 美國(guó)波音公司的HEL-MD激光武器,可以清楚地看到激光主鏡與其上方的光電探測(cè)窗口,許多激光武器都采用了光電火控與激光透鏡同軸的布置。

原因在于,激光武器對(duì)于精度的要求更為苛刻。近防炮只需要跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡,在計(jì)算好的提前量上撒出一道彈幕就可以。而激光炮的光束不僅要照射到目標(biāo),還要精確、穩(wěn)定地聚焦到目標(biāo)的某一薄弱部位,比如無(wú)人機(jī)尾翼、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭等。光電火控的目標(biāo)成像相對(duì)雷達(dá)回波要直觀清晰的多,而且跟蹤和測(cè)距精度都優(yōu)于雷達(dá),還不會(huì)受地面雜波的影響,因而成為激光武器的首選。

▲ 2017年洛馬公司30千瓦級(jí)ATHENA激光武器系統(tǒng)的試射場(chǎng)景,激光束精確地照射在靶機(jī)的尾翼上。

光電火控系統(tǒng)通常由視場(chǎng)寬度和探測(cè)精度不同的幾個(gè)光學(xué)、紅外探測(cè)器組成。捕獲目標(biāo)時(shí),先用寬視場(chǎng)探測(cè)器進(jìn)行粗跟蹤,使目標(biāo)落在視場(chǎng)中心,隨后交接給窄視場(chǎng)探測(cè)器進(jìn)行精跟蹤,確保跟蹤視軸與目標(biāo)光軸一致,并根據(jù)測(cè)距儀獲得的距離數(shù)據(jù)調(diào)整聚焦點(diǎn)。

▲ 德國(guó)萊茵金屬公司的“天空衛(wèi)士”激光武器系統(tǒng)跟蹤并擊落無(wú)人機(jī)的畫(huà)面。相對(duì)于雷達(dá),光電火控系統(tǒng)的精度更高,成像直觀,且不會(huì)受地面雜波影響,是激光武器的首選。

所以,千萬(wàn)不要小看光電火控系統(tǒng)這個(gè)“幕后英雄”,沒(méi)有它,功率再?gòu)?qiáng)的激光也只不過(guò)是戰(zhàn)場(chǎng)上毫無(wú)威脅的絢麗花火而已。

本文由《兵器知識(shí)》雜志社與科普中國(guó)·光明網(wǎng)軍事科技前沿聯(lián)合出品。

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2024-01-18