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军用激光技术的发展构成的激光威胁

发布时间:2016-03-27作者:智汇小新

  随着现代军事技术的不断发展,激光技术已广泛用于各种军事装备和武器中,发挥了许多独特的作用,已日益受到各国军界的关注。激光武器种类越来越广泛,一些先进国家激光武器已相当成熟。激光武器的引入大大改变了战争的格局,打破了常规的战争体系,严重威胁作战体(如坦克、炮兵阵地、雷达和其它军事目标)及重要设施,如机场、军港、桥梁、电站等,以及海上大型舰艇。激光雷达、激光目标指示器、激光测距机的应用,更进一步提高了作战部队的作战能力。

  1  军用激光器的发展

  所有激光装备和武器都必须用激光照射目标才能发挥作用。因此在现代战争中,激光源的照射已对战场空间和地面构成一种严重威胁。

  军用激光器一般都选取其工作波长在大气传输的某一“窗口”。因此,能用的激光器是有限的。典型的激光器脉冲宽度为10纳秒至50纳秒,脉冲重复频率在每秒几次到几十次之间,脉冲输出能量为几十到几百焦耳,光束发散度为0.5毫弧度到几个毫弧度之间。由于特殊的应用需要和激光器的历史演变,产生了在各种特殊情况下起主导作用的各种特殊激光器。

  在60和70年代,军用激光器由如下材料制成:固体红宝石(Cr:AI2O3)、钕玻璃(Nd:玻璃)、铱铝石榴石(Nd:YAG)及砷化镓(GaAs)。红宝石和钕玻璃用于制造激光测距机;而Nd:YAG已成为激光指示器的标准材料(激光指示器也有测距的用途);GaAs半导体激光器在通讯和较短距离的测距方面找到了用途。80年代之前,CO2激光器被用于测距机,而到了80年代末,GaAs和CO2激光器已用于激光驾束系统。90年代前红宝石激光器、Nd:YAG激光器、还有双Nd:YAG激光器等几个通道便足以覆盖已部署的大多数威胁激光器。

  自90年代初起,调谐的激光器进入使用阶段,使激光器的光谱扩展,种类增加,1~3µm波段的对人眼安全的激光器,用以取代对目视危险的红宝石和钕激光系统;可调谐的可见光和近红外激光器,用以改善固定频率的红宝石和钕激光器的抗干扰性能;各种3~5µm的激光器,用以对抗热寻的的导弹和红外搜索与跟踪系统;各种8~12µm的激光器,用于对抗前视红外系统;大功率的CO2的、化学的、准分子的及自由电子激光器,用于各种武器。

  目前用于激光测距的激光器主要是1.06µm的钕激光器和铒激光器,已研制成功和逐步换装的新一代激光测距机采用的是1.54µm喇曼频移钕激光器和铒玻璃激光器以及首先在坦克上装备的新一代测距机将采用的10.6µm TEA CO2激光器。地炮、坦克测距机的激光脉冲重复频率大都为10次/min左右,而高炮、机载测距机则为1~20次/s。用于激光半主动寻的目标指示器几乎全部是1.06µm的Nd:YAG激光器,经脉冲编码输出,重复频率为10~20脉冲/s。激光测距机和目标指示器的作用距离一般为10km左右。用于激光半主动驾束制导反坦克防空导弹的激光照明器主要是0.9µm GaAs半导体激光器和10.6µm的波段CO2激光器,它们经调制,输出空间花样编码或偏振编码的连续光束,或输出脉冲编码调制的光束,脉冲重复频率在1~100kHz之间。照明器的激光束通过变焦光学系统发送,保持经过光斑直径恒定为数米,作用距离通常为5km左右。

  上述军用激光器的工作波长及用途见表1。

表1  军用激光器工作波长及用途

激光器类型

工作波长(µm)

主要用途

Nd:YAG倍频激光器

0.532

测距、干扰、照明

固体红宝石激光器

0.694

测距、照明

GaAs半导体激光器

0.840

测距、驾束制导、照明

Nd:YAG激光器

1.064

测距、目标指示、制导、干扰

Nd:YAG喇曼频移激光器

1.540

测距

DF化学激光器 3.7 干扰

3.7

干扰

CO2激光器

10.6

测距、目标指示、制导、干扰

  外军激光测距机的装备量非常大,每个连都有两三台。外军激光测距机的主要类型如表3:

表3  外军激光测距机的主要类型 

类型

主要特点

代表性型号

手持式激光

测距机

与一般望远镜合为一体,重量

一般大于3千克

英国拉塞盖奇LP7型美国

RCA,AN/CY5-5型

地对地激光

测距机

用三角架固定,能同时测定方

位角和俯仰角,易于火控系统

连接使用。

英国拉塞盖奇LP150型挪威

LP160型

机载激光

测距机

装在飞机头部,与机载火控

系统配合使用,测距频率每秒

10~20次。

英国弗兰蒂105型法国汤姆

TAV-38型

昼夜使用激光

测距机

将测距机固定在夜视仪上,

二者同轴,可昼夜使用

英国拉塞盖奇NOD2型

美国AN/UUS-2型

坦克激光

测距机

一般与坦克瞄准具合为一体,

与火控系统联接使用。

美国TK/60法国TCV29型

地对空激光

测距机

与视频雷达或光电跟踪装置

组合使用,测距频率每秒

10~20次。

法国Totem火控系统瑞典

AA型

  3.1.1  F-5E/F战斗机 

  台湾与美国合作生产的F-5E/F战斗机1个机身和4个翼下挂架可选挂GBU10F/B2000磅激光制导炸弹、激光制导导弹及各种常规炸弹3175kg。其中若干架F-5E/F战斗机加装了AVQ27手动式激光目标照射器。作战中,通常一架F-5E/F瞄准目标并且进行手动式全程照射,另一架F-5E/F投掷激光制导炸弹。射程视状况条件而定有所不同,大约2~3km。台湾空军可以对香港、上海等特定目标发动类似美军在波斯湾战争中那样的精确攻击,但是由于台湾空军只能采用手动激光照射方式,故激光制导炸弹一次只能攻击一个目标。据推测,F-5E/F在携带2枚“响尾蛇”导弹和2颗GBU12E/B500磅激光制导炸弹或者1颗GBU10F/B2000磅激光制导炸弹的情况下,以高-低-高空渗透方式,作战半径可达890km,香港和上海均在其打击范围内。

  3.1.2  “经国号”战斗机(IDF)

  “经国号”战斗机(IDF)是台湾仿照美国F-16高性能战斗机自行研制的,装备2个飞行联队,分别部署于清泉岗和台南空军基地,可执行对地攻击任务,共设6个挂架,对地攻击时可选挂GBU12E/B500磅、GBU10F/B2000磅激光制导炸弹等。GBU12是美国第二代“宝石路”激光制导炸弹系列的一种,是台湾现役主要的激光制导炸弹。GBU12激光制导炸弹精度极高,威力较大,结构简单,成本低,可采用本机照射或协同飞机、地面照射方式,可与多种激光照射器配套使用,明显提高飞机的作战效能。

    “经国号”战斗机由于受到美国技术限制,发动机推力有限,最大速度1.8马赫,最大作战半径600km。

  3.1.3  F-16A/B战斗机

  F-16A/B战斗机是1992年台湾从美国购近的,装备2个飞行联队,分别部署于嘉义和花莲。它的特点是对地攻击能力强,高空性能差,9个外挂点可选挂激光制导武器、空对地导弹和GMU-15激光制导集束炸弹等。台湾不久还会得到新一代的“宝石路”3系列激光制导炸弹,也将用于F-16A/B战斗机。据美国国防部报道,1998年6月出售给台湾的28套PATHFINDER/SHARPSHOOTER(AAQ13/14)拥有激光测距/指示器。这是外销其他国家的同类型号所没有的,也是台湾近年来极力争取的。它可以帮助F-16A/B全天候发射激光制导炸弹、导弹,大大提高F-16A/B战斗机在夜间的纵深攻击能力,这意味着台湾空军能够部分实施巴尔干冲突中F-16C/D攻击模式的时代已为期不远了。

  3.1.4  “幻影”2000-5战斗机

  “幻影”2000-5战斗机是台湾1992年从法国采购的,装备1个飞行联队,部署在台湾北部的新竹机场。采用了激光指示器、惯性导航系统等先进的机载设备,最大的特点是空战性能好,可挂装的武器品种多、数量大、杀伤能力强。该机可选挂AS-30L激光制导导弹,AS-30L激光制导导弹制导系统由载机上的自动激光照射装置和弹上的“羚羊”激光导引头组成,激光照射装置为现场图像传输和激光指示提供稳定的瞄准线,命中精度为0.5m,最大射程12km,速度1.5马赫,用于攻击机场、桥梁和舰船等点目标。

  3.2  陆军

  台湾炮兵的火力骨干是编号为XT86和XT86A1的新型155毫米榴炮,主要装备“铜斑蛇”激光制导炮弹。该炮弹是美国在80年代初研制成功的激光半主动制导炮弹,主要用于打击运动或静止的坦克和其他点状硬目标。台湾于1994年少量引进,在1997年6月举行的台湾军队“汉光13”演习中首度公开实弹射击4发,其中2发由地面前进观察员使用激光照射器制导,准确命中静止目标。

  在反坦克导弹方面,台湾陆军为加强其空地一体作战能力和空中反坦克能力,向美国采购了600枚AGM-114A“海尔法”反坦克导弹,它是当代最先进的反坦克导弹之一,导引头采用半主动激光制导,作用距离为7.70km,激光指示器采用掺钕钇铝石榴石为介质的激光器,激光波长1.06µm,能量为100毫焦耳,脉冲频率为10~20次/秒,照射距离为5km,测量距离为10km,指示器总重22kg。

  台湾还自行研制了激光制导的“天弓IV”便携式导弹以加强野战防空能力。

  3.3  海军

  台湾海军主力作战舰艇共145艘,总吨位19.6万吨,其中有4艘常规潜艇,22艘驱逐舰,11艘护卫舰,52艘导弹快艇,22艘海岸巡逻艇等。据统计,驱护舰装备舰舰导弹的比例为47.1%,装备舰空导弹的比例为64.9%。据外电报道,台湾已采购了瑞典生产的20套RBS-70近程低空激光制导导弹系统,大约260枚RBS-70导弹,瞄准具采用波长为0.98µm的砷化镓半导体激光器。该导弹就可装在军舰上使用,其改进型RBS-90型激光驾束制导导弹具有夜间作战能力,此外英国的“星瀑”便携式激光制导导弹、“星光”激光制导导弹和美国“军刀”单兵便携式激光制导导弹等都能舰载,用于防空,所以都可能被台湾采购、列装。

  由此可见,台湾的侦测装备和激光制导武器可能给其作战对象造成极大的激光威胁。

  另据报道,台湾、日本和韩国将很有可能引进美以合作研制的“鹦鹉螺”战术高能激光武器系统及美国的机载激光反导武器。韩国正在自行研制高能氟化氘激光武器,输出功率预计达到10kW。日本、韩国和印度等国家的战斗机可挂载的激光制导导弹和激光制导炸弹更是种类繁多。韩国也开始自行研制大功率激光武器。

  综上所述,激光武器已成为未来战场上的一种先进的高效装备,严重威胁作战平台和军事设施的安全。为了对付这种日趋严重的激光威胁,各国都在加速发展激光对抗技术,研制高效能的激光告警设备。我们也必须提高对激光威胁的研究分析,加强激光武器技术的研究与开发工作。

 

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