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軍用激光技術的發展構成的激光威脅

來源:網絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞: 激光,武器,制導

      隨著現代軍事技術的不斷發展,激光技術已廣泛用于各種軍事裝備和武器中,發揮了許多獨特的作用,已日益受到各國軍界的關注。激光武器種類越來越廣泛,一些先進國家激光武器已相當成熟。激光武器的引入大大改變了戰爭的格局,打破了常規的戰爭體系,嚴重威脅作戰體(如坦克、炮兵陣地、雷達和其它軍事目標)及重要設施,如機場、軍港、橋梁、電站等,以及海上大型艦艇。激光雷達、激光目標指示器、激光測距機的應用,更進一步提高了作戰部隊的作戰能力。

      1  軍用激光器的發展

      所有激光裝備和武器都必須用激光照射目標才能發揮作用。因此在現代戰爭中,激光源的照射已對戰場空間和地面構成一種嚴重威脅。

      軍用激光器一般都選取其工作波長在大氣傳輸的某一“窗口”。因此,能用的激光器是有限的。典型的激光器脈沖寬度為10納秒至50納秒,脈沖重復頻率在每秒幾次到幾十次之間,脈沖輸出能量為幾十到幾百焦耳,光束發散度為0.5毫弧度到幾個毫弧度之間。由于特殊的應用需要和激光器的歷史演變,產生了在各種特殊情況下起主導作用的各種特殊激光器。

      在60和70年代,軍用激光器由如下材料制成:固體紅寶石(Cr:AI2O3)、釹玻璃(Nd:玻璃)、銥鋁石榴石(Nd:YAG)及砷化鎵(GaAs)。紅寶石和釹玻璃用于制造激光測距機;而Nd:YAG已成為激光指示器的標準材料(激光指示器也有測距的用途);GaAs半導體激光器在通訊和較短距離的測距方面找到了用途。80年代之前,CO2激光器被用于測距機,而到了80年代末,GaAs和CO2激光器已用于激光駕束系統。90年代前紅寶石激光器、Nd:YAG激光器、還有雙Nd:YAG激光器等幾個通道便足以覆蓋已部署的大多數威脅激光器。

      自90年代初起,調諧的激光器進入使用階段,使激光器的光譜擴展,種類增加,1~3µm波段的對人眼安全的激光器,用以取代對目視危險的紅寶石和釹激光系統;可調諧的可見光和近紅外激光器,用以改善固定頻率的紅寶石和釹激光器的抗干擾性能;各種3~5µm的激光器,用以對抗熱尋的的導彈和紅外搜索與跟蹤系統;各種8~12µm的激光器,用于對抗前視紅外系統;大功率的CO2的、化學的、準分子的及自由電子激光器,用于各種武器。

      目前用于激光測距的激光器主要是1.06µm的釹激光器和鉺激光器,已研制成功和逐步換裝的新一代激光測距機采用的是1.54µm喇曼頻移釹激光器和鉺玻璃激光器以及首先在坦克上裝備的新一代測距機將采用的10.6µm TEA CO2激光器。地炮、坦克測距機的激光脈沖重復頻率大都為10次/min左右,而高炮、機載測距機則為1~20次/s。用于激光半主動尋的目標指示器幾乎全部是1.06µm的Nd:YAG激光器,經脈沖編碼輸出,重復頻率為10~20脈沖/s。激光測距機和目標指示器的作用距離一般為10km左右。用于激光半主動駕束制導反坦克防空導彈的激光照明器主要是0.9µm GaAs半導體激光器和10.6µm的波段CO2激光器,它們經調制,輸出空間花樣編碼或偏振編碼的連續光束,或輸出脈沖編碼調制的光束,脈沖重復頻率在1~100kHz之間。照明器的激光束通過變焦光學系統發送,保持經過光斑直徑恒定為數米,作用距離通常為5km左右。

      上述軍用激光器的工作波長及用途見表1。

    表1  軍用激光器工作波長及用途

    激光器類型

    工作波長(µm)

    主要用途

    Nd:YAG倍頻激光器

    0.532

    測距、干擾、照明

    固體紅寶石激光器

    0.694

    測距、照明

    GaAs半導體激光器

    0.840

    測距、駕束制導、照明

    Nd:YAG激光器

    1.064

    測距、目標指示、制導、干擾

    Nd:YAG喇曼頻移激光器

    1.540

    測距

    DF化學激光器 3.7 干擾

    3.7

    干擾

    CO2激光器

    10.6

    測距、目標指示、制導、干擾

      外軍激光測距機的裝備量非常大,每個連都有兩三臺。外軍激光測距機的主要類型如表3:

    表3  外軍激光測距機的主要類型 

    類型

    主要特點

    代表性型號

    手持式激光

    測距機

    與一般望遠鏡合為一體,重量

    一般大于3千克

    英國拉塞蓋奇LP7型美國

    RCA,AN/CY5-5型

    地對地激光

    測距機

    用三角架固定,能同時測定方

    位角和俯仰角,易于火控系統

    連接使用。

    英國拉塞蓋奇LP150型挪威

    LP160型

    機載激光

    測距機

    裝在飛機頭部,與機載火控

    系統配合使用,測距頻率每秒

    10~20次。

    英國弗蘭蒂105型法國湯姆

    TAV-38型

    晝夜使用激光

    測距機

    將測距機固定在夜視儀上,

    二者同軸,可晝夜使用

    英國拉塞蓋奇NOD2型

    美國AN/UUS-2型

    坦克激光

    測距機

    一般與坦克瞄準具合為一體,

    與火控系統聯接使用。

    美國TK/60法國TCV29型

    地對空激光

    測距機

    與視頻雷達或光電跟蹤裝置

    組合使用,測距頻率每秒

    10~20次。

    法國Totem火控系統瑞典

    AA型

      3.1.1  F-5E/F戰斗機 

      臺灣與美國合作生產的F-5E/F戰斗機1個機身和4個翼下掛架可選掛GBU10F/B2000磅激光制導炸彈、激光制導導彈及各種常規炸彈3175kg。其中若干架F-5E/F戰斗機加裝了AVQ27手動式激光目標照射器。作戰中,通常一架F-5E/F瞄準目標并且進行手動式全程照射,另一架F-5E/F投擲激光制導炸彈。射程視狀況條件而定有所不同,大約2~3km。臺灣空軍可以對香港、上海等特定目標發動類似美軍在波斯灣戰爭中那樣的精確攻擊,但是由于臺灣空軍只能采用手動激光照射方式,故激光制導炸彈一次只能攻擊一個目標。據推測,F-5E/F在攜帶2枚“響尾蛇”導彈和2顆GBU12E/B500磅激光制導炸彈或者1顆GBU10F/B2000磅激光制導炸彈的情況下,以高-低-高空滲透方式,作戰半徑可達890km,香港和上海均在其打擊范圍內。

      3.1.2  “經國號”戰斗機(IDF)

      “經國號”戰斗機(IDF)是臺灣仿照美國F-16高性能戰斗機自行研制的,裝備2個飛行聯隊,分別部署于清泉崗和臺南空軍基地,可執行對地攻擊任務,共設6個掛架,對地攻擊時可選掛GBU12E/B500磅、GBU10F/B2000磅激光制導炸彈等。GBU12是美國第二代“寶石路”激光制導炸彈系列的一種,是臺灣現役主要的激光制導炸彈。GBU12激光制導炸彈精度極高,威力較大,結構簡單,成本低,可采用本機照射或協同飛機、地面照射方式,可與多種激光照射器配套使用,明顯提高飛機的作戰效能。

        “經國號”戰斗機由于受到美國技術限制,發動機推力有限,最大速度1.8馬赫,最大作戰半徑600km。

      3.1.3  F-16A/B戰斗機

      F-16A/B戰斗機是1992年臺灣從美國購近的,裝備2個飛行聯隊,分別部署于嘉義和花蓮。它的特點是對地攻擊能力強,高空性能差,9個外掛點可選掛激光制導武器、空對地導彈和GMU-15激光制導集束炸彈等。臺灣不久還會得到新一代的“寶石路”3系列激光制導炸彈,也將用于F-16A/B戰斗機。據美國國防部報道,1998年6月出售給臺灣的28套PATHFINDER/SHARPSHOOTER(AAQ13/14)擁有激光測距/指示器。這是外銷其他國家的同類型號所沒有的,也是臺灣近年來極力爭取的。它可以幫助F-16A/B全天候發射激光制導炸彈、導彈,大大提高F-16A/B戰斗機在夜間的縱深攻擊能力,這意味著臺灣空軍能夠部分實施巴爾干沖突中F-16C/D攻擊模式的時代已為期不遠了。

      3.1.4  “幻影”2000-5戰斗機

      “幻影”2000-5戰斗機是臺灣1992年從法國采購的,裝備1個飛行聯隊,部署在臺灣北部的新竹機場。采用了激光指示器、慣性導航系統等先進的機載設備,最大的特點是空戰性能好,可掛裝的武器品種多、數量大、殺傷能力強。該機可選掛AS-30L激光制導導彈,AS-30L激光制導導彈制導系統由載機上的自動激光照射裝置和彈上的“羚羊”激光導引頭組成,激光照射裝置為現場圖像傳輸和激光指示提供穩定的瞄準線,命中精度為0.5m,最大射程12km,速度1.5馬赫,用于攻擊機場、橋梁和艦船等點目標。

      3.2  陸軍

      臺灣炮兵的火力骨干是編號為XT86和XT86A1的新型155毫米榴炮,主要裝備“銅斑蛇”激光制導炮彈。該炮彈是美國在80年代初研制成功的激光半主動制導炮彈,主要用于打擊運動或靜止的坦克和其他點狀硬目標。臺灣于1994年少量引進,在1997年6月舉行的臺灣軍隊“漢光13”演習中首度公開實彈射擊4發,其中2發由地面前進觀察員使用激光照射器制導,準確命中靜止目標。

      在反坦克導彈方面,臺灣陸軍為加強其空地一體作戰能力和空中反坦克能力,向美國采購了600枚AGM-114A“海爾法”反坦克導彈,它是當代最先進的反坦克導彈之一,導引頭采用半主動激光制導,作用距離為7.70km,激光指示器采用摻釹釔鋁石榴石為介質的激光器,激光波長1.06µm,能量為100毫焦耳,脈沖頻率為10~20次/秒,照射距離為5km,測量距離為10km,指示器總重22kg。

      臺灣還自行研制了激光制導的“天弓IV”便攜式導彈以加強野戰防空能力。

      3.3  海軍

      臺灣海軍主力作戰艦艇共145艘,總噸位19.6萬噸,其中有4艘常規潛艇,22艘驅逐艦,11艘護衛艦,52艘導彈快艇,22艘海岸巡邏艇等。據統計,驅護艦裝備艦艦導彈的比例為47.1%,裝備艦空導彈的比例為64.9%。據外電報道,臺灣已采購了瑞典生產的20套RBS-70近程低空激光制導導彈系統,大約260枚RBS-70導彈,瞄準具采用波長為0.98µm的砷化鎵半導體激光器。該導彈就可裝在軍艦上使用,其改進型RBS-90型激光駕束制導導彈具有夜間作戰能力,此外英國的“星瀑”便攜式激光制導導彈、“星光”激光制導導彈和美國“軍刀”單兵便攜式激光制導導彈等都能艦載,用于防空,所以都可能被臺灣采購、列裝。

      由此可見,臺灣的偵測裝備和激光制導武器可能給其作戰對象造成極大的激光威脅。

      另據報道,臺灣、日本和韓國將很有可能引進美以合作研制的“鸚鵡螺”戰術高能激光武器系統及美國的機載激光反導武器。韓國正在自行研制高能氟化氘激光武器,輸出功率預計達到10kW。日本、韓國和印度等國家的戰斗機可掛載的激光制導導彈和激光制導炸彈更是種類繁多。韓國也開始自行研制大功率激光武器。

      綜上所述,激光武器已成為未來戰場上的一種先進的高效裝備,嚴重威脅作戰平臺和軍事設施的安全。為了對付這種日趨嚴重的激光威脅,各國都在加速發展激光對抗技術,研制高效能的激光告警設備。我們也必須提高對激光威脅的研究分析,加強激光武器技術的研究與開發工作。

     

    (審核編輯: 智匯小新)

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