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“便宜货打便宜货” 美军“劈空利爪”为何难堪大用?

2019-08-04 13:18 编辑:TF017 来源:北京晚报

美国海军陆战队近日宣布,波音公司的“利爪”紧凑型激光武器系统原型机已交付使用,并且将用于反无人机测试。这是美国防部批准的第一种陆基激光武器。美军的利爪到底威力如何?激光反无人机又有何利弊?

美国“杜威号”导弹驱逐舰上临时安装的激光武器系统。

技术控

激光三种打击方式

所谓激光,即是利用光束将电子从高能轨道撞击到低能轨道,从而释放出大量能量。激光具有方向性好、强度大的特点,能量非常集中。早在1960年初,激光照射到一点时,便能达到太阳表面的温度。这样的先进装置很快被投入军用。

当代军事应用中,激光主要有三种方式。第一种是激光制导,也就是利用激光为炸弹、导弹指示目标方向,提高命中率。这是目前的主要用途。第二种是激光致盲、干扰,即通过激光照射使敌方人员失去视觉和判断,影响战斗力。这是目前的次要用途。至于第三种直接击毁,也就是通常说的“激光枪”“激光炮”,利用激光能量集中的特点烧毁敌方武器。但这类最酷的激光武器,研发难度也最大,目前激光炮还在研发与测试中,基本未投入实战应用。本次美军的“利爪”,可以说便是第三方面应用的一种尝试。

优势论

“便宜货打便宜货”

激光武器具有诸多优势,这在反无人机中得到很大发挥。

第一个优势是快速。攻击飞机、导弹等高速目标时,通常必须考虑提前量,计算极为复杂,而且目标还可能机动躲避。而光速是每秒钟30万公里,只要瞄的准,发射瞬间就能打到,目标无处可逃。

第二个优势是破坏力强,同时成本低。红宝石激光一次发射的能量不能煮熟1个鸡蛋,却能射穿3厘米的钢板。美军发射一枚导弹,价值几十万、几百万美元,而激光器的主要成本在设备购置。设备确定后,发射一次的运行和能量成本仅需几百美元甚至几美元。据称,最新的激光器成本又降下来了,只要1美元。无人机本来就是不对称战争的利器,所谓“几百美元的无人机,消耗几十万美元的防空导弹”,甚至用蜂群战术能在经济上拖垮防守方。而激光的发射速度快,成本低,恰好可以便宜货打便宜货。

第三个优势是不受电磁干扰,能保证准确命中目标。

谈主角

“利爪”——快餐式激光器

“利爪”作为美国国防部批准的第一种供地面作战人员使用的陆基激光器,也是一个快速上马的项目。它属于紧凑型激光器,简单说就是体积小,重量轻,便于携带。从现在公布的信息看,该设备重量大约600磅,相当于一部摩托车。其功率的等级和大型家用电器差不多是同量级。这么一款小型设备,既可以安装在作战车辆上,也可安装在地面的支架上使用,而且两名海军陆战队员即可安装操作。

作为现代武器中热门的“模块化”,“利爪”各个环节都能与其他系统通用。比如激光的能源,既可以用发电机来供电,也可以安装电池组。作战操作则是可以用笔记本电脑和微软Xbox手柄控制。显然,采取开放式的布局和模块化的组合,“利爪”这个项目能尽量使用现成的功能模块,在价格和时间成本上都很经济。这从“利爪”及其同类系统研发的历程也可以看出。波音公司的紧凑型激光武器,在2015年8月公开了测试情况。当时其功率等级约为2千瓦,激光器安装在支架上,通过地面设备进行供电和冷却。

在西弗吉尼亚州和加利福尼亚州的无人机攻击测试中,通过激光照射燃烧,跟踪并击落了运动中的无人机,被波音公司称为“寂静打击”。此后,又在新墨西哥州跟踪并击毁了一架四旋翼无人机。

2017年,波音就与美国海军陆战队签署了初始生产合同,设定提供2千瓦、5千瓦和10千瓦3种能量等级的紧凑型激光武器。次年,波音就为海军陆战队交付了5套2千瓦级的紧凑型激光武器系统,随后将功率等级提升为5千瓦。到2018年,波音为美国海军陆战队开发了紧凑型激光武器系统原型机 “利爪”。“利爪”原型机于2018年首次公开展示,2019年交付。

由此可知,“利爪”作为激光器的最大特点,就是体积小,操控便捷,是一种“快餐”式的反无人机设备。它的使用简单,而研发和交付也很迅速,一改美军武器经常性的磨蹭速度。考虑到现在第三类激光武器发展在全球尚处于实验阶段,“利爪”确实具有一定的历史地位。

点将台

向大块头发展的“雅典娜”

激光制导(第一类)和致盲(第二类)武器都是美军先投入实战的。海湾战争中,美军投放的6000多吨激光制导炸弹,命中率高达90%,摧毁伊军大量军事目标。21世纪初,驻伊拉克的美国海军陆战队配备了低能量的激光武器“眩晕者”,可以使敌手暂时失明和眩晕,作为警告和压制武器。

激光反无人机是美军激光武器发展的重点。2010年,美国海军舰载激光器击落了4架时速400多公里的无人机。2011年,美国海军再次进行了舰载激光器击落无人机的实验,在海湾地区的“庞塞号”两栖船坞运输舰上装备海上固体激光器,用于应付伊朗可能的无人机。

在“利爪”之前的一款引人注目的美军激光炮,是洛克希德马丁公司交付的“雅典娜”。“雅典娜”与“利爪”不同,属于一款体形比较大的激光器,其功率为30千瓦,而且未来还可能进一步扩大。2017年9月,“雅典娜”在新墨西哥州导弹试验场进行了测试,射下了5架无人机。

这些无人机都是体形中等,翼展约3米。“雅典娜”采用激光照射,引燃了这些无人机的机尾,使其失去平衡,坠落地面。“雅典娜”的买家是美国陆军,陆军希望依靠这种设备,抵御蜂群般围上的无人机群,或者拦截火箭炮与迫击炮的攻击。“雅典娜”的使用平台,既可以包括坦克,也可以安装在直升机甚至战舰上。总之,虽然目前“雅典娜”和“利爪”的块头相差还不是很悬殊,但未来“雅典娜”可能代表大型化、高威力的一类,而“利爪”则代表小型化、灵活运用的一类。

论长短

“利爪”实战恐难堪大用

作为激光武器发展过程的一个环节,“利爪”自然有其历史地位。不过,这款激光武器在实战方面的价值可能不宜高估。

激光本身存在诸多弊端。激光属于光武器,只能走直线,不能拐弯。激光的使用还受天候影响,在雨雪、沙尘暴等天气里,激光很可能撞上空气中的微粒,从而效能大减。激光器需要高效产生能量,因此体积大而笨重,对作战平台要求很高。在恶劣环境下不但不好使,还容易损坏。而光线能量在空气中的散射,又使激光武器的射程受到限制。

现如今激光炮的射程通常不超过几公里。要实现攻击几百乃至几千公里外目标的战略激光武器,尚需军工界的加倍努力。而激光在面对散射和镜面反射的材料时威力会大打折扣,这也为激光防御提供了思路。

这些短板在反无人机战术中,有些没那么明显,比如无人机通常位于空中,不易被地面障碍遮蔽。但诸如天气之类的影响却是明显存在的。而“利爪”为了追求部署的快捷、成本的低廉和操作的简易,必然会牺牲发射功率和武器威力。

目前“利爪”系统在试验中主要针对的目标都是重量在25千克以下的小型无人机。对于体形较大的无人机,以“利爪”的功率,基本很难产生多大杀伤力。而较低的功率,在面临恶劣环境干扰时,会使能量衰减得更快。加之美军在实验中采用的靶机,都没有针对性的反激光设备,而在实战中,对手在无人机上加装散射和反射涂层,都不是什么高难度的事情。

此外,当激光武器部署在战车、飞机等机动平台时,由于平台本身的震动等,会进一步削弱系统稳定性。而对激光这种能量武器而言,稳定输出的能量是杀伤力的前提。功率再高,如果只是瞬间晃过目标,那也很难实现杀伤效果。

 

来源:北京晚报

作者:杨益

流程编辑:TF017

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