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激光技術

激光炮

星之球科技 來源:百度百科2014-01-15 我要評論(0 )   

激光炮是一種高能激光武器,利用強大的定向發(fā)射激光束直接毀傷目標或使之失效。而根據作戰(zhàn)用途,這種新型武器分為戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。目前,國外已有一...

 

激光炮是一種高能激光武器,利用強大的定向發(fā)射激光束直接毀傷目標或使之失效。而根據作戰(zhàn)用途,這種新型武器分為戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。目前,國外已有一種紅寶石袖珍式激光槍,外形和大小與美國的派克鋼筆相當。但它能在距人幾米之外燒毀衣服、燒穿皮肉,且無聲響,在不知不覺中致人死命。

 

 

1簡介

       激光炮的威力特別大,稱得上是“炮中王”。它主要分折疊式激光炮,固定式激光炮和輕型激光炮三種類型。激光炮在一秒種內能發(fā)射1000發(fā)“光彈”,光彈就是威力無比的"強光束"。它靠遠警雷達測定敵方導彈或飛機飛行的方位、距離、高度、速度等,經過電子計算機迅速處理后,準確無誤地命中目標。如果敵方同時發(fā)射多個真假導彈,激光炮有本事在短時間內把所有來犯的導彈全都摧毀。 利用激光的特性還可以制成武器。低能激光武器如激光槍,重量輕,體積小,可由步兵手持作戰(zhàn),1500米的距離外使用也能燒瞎敵人眼睛,燒焦皮膚,使衣服、樹木、房屋起火。高能激光武器是激光炮。它能摧毀敵方的導彈,如2.5倍音速動作靈活的“響尾蛇”空對空導彈。1975年原蘇聯用激光武器擊毀了兩顆美國的軍事偵察衛(wèi)星。

 

 

2基本原理

       只有用超導技術,造出超導儲能器,儲存超強度的電流,才能產生高強度激光。這種激光能摧毀敵方的衛(wèi)星或導彈。

       激光炮,電磁炮,電磁彈射器的儲能裝置--飛輪電池(flywheel battery)美國在90年代研制的飛輪電池一面世就以其能量密度高、體積小、質量輕、充電快、壽命長、無任何廢氣、廢料等特點而引起專家的關注。先進的飛輪電池其比能量可達150Wh/kg(鎳基電池的2~3倍),比功率為5000~10000W/kg遠遠高于一般化學蓄電池和內燃機功率(先進化學蓄電池為200~400W/kg,內燃機為600~800W/kg),其快速充電過程可在幾十分鐘內完成而且能量能長時間儲存。 飛輪電池實際上是一種機電能量轉換和儲存裝置。充電時,飛輪中的電機以電動機的形式運行,在外電源的驅動下,帶動飛輪旋轉,達到極高的轉速,從而完成電能——機械能的儲能過程。放電時,飛輪中的電機以發(fā)電狀態(tài)運行,對外輸出電能,完成機械能——電能轉換的釋放過程。因此它不會像內燃機產生排氣污染,同時也沒有化學反應過程,不會引起腐蝕,也無廢料的回收過程,確實是一種應用前景廣闊的新型清潔動力電池。

 

 

3 歷史沿革

       美國研制成功的眼鏡蛇激光槍,于90年代中期裝備部隊。曾在沙漠風暴行動中使用。

       美國軍火承包商諾斯羅普·格魯曼公司為美陸軍研制的戰(zhàn)術高能激光器。首次擊落迫擊炮彈。在美國新墨西哥州白沙導彈靶場進行的實彈打靶中,這種激光炮不但擊落了單發(fā)迫擊炮彈,而且還摧毀了齊射的迫擊炮彈。試驗表明,激光炮可以用于戰(zhàn)場打擊多種常見目標,這樣,激光武器也從最初主要設想用于反制衛(wèi)星、導彈和飛機這類昂貴目標,擴大到對一切戰(zhàn)場工具的打擊。

       2013年,美國宣布制作出大型化學激光炮,其原理為:利用大量劇毒化學物質反應生成光與能量,最終形成激光。

 

4性能

       激光炮是PVE最有效率的武器。

       現在的大多數意見是認為導彈是最好的PVE武器,不過最好和最有效率是有區(qū)別的。

       所謂最好,是一個綜合概念,毋庸置疑,導彈武器是高槽攻擊武器中適用范圍最廣,使用難度最低的,有4種屬性的導彈來對付任何目標,射程內一定命中,這些優(yōu)勢使導彈PVE綜合性能最好的地位無法動搖。而衡量武器的效率不能光看戰(zhàn)斗的難易程度,相對于毫無操作難度的導彈武器,炮類武器雖然在使用上有不少難度(最明顯的一點就是對近距離高速目標非常困難),但是可以通過相應的戰(zhàn)術降低不利影響(比如大家都熟悉的保持距離放風箏戰(zhàn)術)。要更簡單明了地比較各種武器的使用效率,我們需要引入以下概念:

       火力持續(xù)時間、火力轉移速度、火力中斷間隔。

火力時間

       火力持續(xù)時間包括廣義和狹義的區(qū)別,狹義的持續(xù)時間是指武器裝一次能射擊的時間(這個概念轉入以下的火力中斷間隔進行討論),廣義則是單艘艦艇無補給所能持續(xù)戰(zhàn)斗的時間。

       T1高槽武器中可以不消耗彈藥的就只有激光炮和立體炸彈,T1晶體基本上是永遠不會消耗的(不過也有人說遇到過晶體蒸發(fā)的情況OTZ),即使是T2晶體,單位體積彈藥所能提供的火力持久能力也是最長的。

        于是,除了使用無人機的G族艦艇以外,可以長時間持續(xù)作戰(zhàn)的就只有激光炮艦了,再考慮上無人機在戰(zhàn)斗中被摧毀的可能性,激光的作戰(zhàn)持續(xù)能力就成為了最強。(曾經聽某人說起駕駛激光炮艦持續(xù)幾天在幾個星域范圍搜尋BOSS,這樣的戰(zhàn)斗對于需要彈藥補給的艦艇是不可想象的。)

轉移速度

        火力轉移速度主要取決于武器的射擊間隔時間,發(fā)射頻率越快的武器,火力轉移速度就越快,這是因為EVE里的武器在射擊之后,要進行下一次射擊,必須等到武器冷卻(似乎有時候也有瞬間冷卻的情況發(fā)生,這個或許是關閉的時間點剛好配合了冷卻周期)。

而在PVE使用的遠程武器(PVE使用近距離武器的效率會比使用遠程武器低不少,因為必須花時間接近敵人,有人使用近炮刷怪的時候帶上MWD,但在死亡空間中不能使用MWD,而且靠近攻擊很容易招來超過艦艇承受能力的敵人火力)中,激光的冷卻時間最短、發(fā)射速度最快。#p#分頁標題#e#

導彈有著讓無數人扼腕長嘆的飛行時間,常常會看到導彈艦和炮艦一起打怪的時候,一波導彈剛發(fā)出來,目標就已經被摧毀了。

無人機的火力轉移速度則受限于其飛行速度,如果2個目標相隔太遠,就不得不等待。崗哨無人雖然沒有這個問題,但崗哨的不可移動特性限制了母艦的移動范圍,如果母艦跑開了,那么回收又是一件讓人頭痛的事情了。

火力中斷間隔是指武器因為自身特點會出現的一個不得不中斷的間隙。這個概念和上面所說的狹義火力持續(xù)時間概念基本一致,大多數武器都需要消耗彈藥,所以打空了彈倉就不得不停下來裝填。

普通武器的裝填時間是10秒,而且換裝另一個類型的彈藥也要消耗同樣多的時間,似乎還沒有任何技能和裝備能夠改變這個時間。而激光,不需要裝填,轉換其他類型晶體也僅僅只需要1秒。

在火力中斷間隔這個指標上,只有無人機和激光有著相同的水平,然而,無人機始終是可能損失的,而且無人機的收放直接影響了戰(zhàn)術轉移的速度。

 

 

5分類

陸基類型

       美國為檢驗激光武器打導彈的效果,曾于1978年用戰(zhàn)術激光炮成功地擊落一枚“陶”式反坦克導彈;1979年又用海軍建造的2.2兆瓦的中紅外化學激光器成功地將一枚“大力神”洲際導彈的助推器擊毀;1983年用裝在空中加油機上的400千瓦的二氧化碳激光武器擊落5枚“響尾蛇”空對空導彈,不過,在最近幾年成功的靶場試驗中,唱主角的是陸軍。 在白沙導彈靶場進行的實彈打靶是美國陸軍機動戰(zhàn)術高能激光器?MTHEL 計劃的一部分,該計劃由美陸軍航空、航天和導彈防御計劃執(zhí)行辦公室下屬的近程防空計劃辦公室負責。這個機動型系統是由最初的戰(zhàn)術高能激光器計劃演變來的,該計劃是由美國和以色列共同參與的始于1996年的先期概念技術演示計劃。主要由美國諾·格公司承擔研制。

 

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隨著戰(zhàn)術激光武器發(fā)展方面取得的進步,此種武器系統的應用在各軍種中皆有升溫趨勢,繼陸軍和空軍之后,海軍也加入了開發(fā)此種設備的行列。美國海軍正研究在未來10年內為其水面艦艇甚至潛艇裝備高能激光武器。

海軍相關計劃重要目標是從自由電子激光技術中開發(fā)出一種具有致命和非致命能力的艦炮。海軍發(fā)展激光武器系統的主要目的是對抗反艦巡航導彈,同時該系統也具有保證作戰(zhàn)部隊進入的關鍵能力,主要是利用潛艇,水面部隊及陸戰(zhàn)隊的力量來對付諸如小型艦艇群,海上飛機和無人機一類的非對稱、反進入威脅。

為海軍潛艦裝備激光武器系統的發(fā)展是海軍未來“海上打擊”概念的一部分。早在上個世紀70年代,美國海軍就開始了此項技術的研究,之后斥資開發(fā)了中型紅外高級化學激光器,這是西方世界研制出的首臺百萬瓦特級連續(xù)波化學激光器。此后該型激光器一直被作為美國國防部高能激光器項目的測試平臺。 冷戰(zhàn)結束后,美國海軍的作戰(zhàn)環(huán)境發(fā)生了巨大變化,海軍也開始它的作戰(zhàn)轉移,即從大海作戰(zhàn)轉變?yōu)檠睾W鲬?zhàn),作戰(zhàn)形式也由進攻型海戰(zhàn)轉變?yōu)榕炛蛔孕l(wèi),因此,海軍的高能激光武器計劃也必須進行調整。海軍認識到作為海上應用的激光器,克服海洋環(huán)境引起的傳輸效應至關重要。海軍的研究表明?在近海作戰(zhàn)中,熱暈限制了高能激光束的大氣傳輸,因此,也就限制了激光武器的效能。而化學激光器的波長對于沿海的環(huán)境并不是最佳的。于是,海軍的高能激光計劃改變了方向,于1995年完全停止了研究化學激光器裝艦可行性的工作,轉向其他激光發(fā)生途徑。2001年,由于陸軍系統一系列試驗的成功,美國海軍海上系統司令部重新開始了對這項技術的研究,建立了專門的項目辦公室。不過,該辦公室的主要任務主要還是要借助于陸軍系統在這方面已有的研究成果,研究如何將已有的技術進行改進,以方便海軍艦船裝備。海軍官員已與陸軍高能激光系統實驗設施負責人洽談,商議租用一些陸軍激光基礎設施的事宜。但是,海軍的興趣還是集中在固體激光技術方面,因為此種技術的應用可使他們不必在船上存放高?;瘜W物品,也能避免激光產生時生成的有毒化學物質。

為了將來能使用激光武器,海軍已經計劃在包括下一代航母CVN 21在內的幾種新型戰(zhàn)艦上安裝大功率的發(fā)電設備。當激光武器研發(fā)成功,并改進和生產出來以后,就會在這些戰(zhàn)艦上部署和使用。

 

空基類型 

       雖然陸軍在激光炮研究方面成果顯著,但令人關注的卻是空軍的機載激光武器項目,該項目以波音747大型客機為載體,把大型的化學激光器由地面搬到空中,將使用美軍的空中力量再增添一把利劍。陸軍研發(fā)的化學激光器也被空軍用于發(fā)展其激光項目,空軍的機載激光器項目旨在將巨型化學激光器放置在一架747飛機上,擊落處在飛行初段的彈道導彈。 美國空軍在1999年采購一架新波音747飛機,并將頭部改裝成炮塔。改進后的波音747已在2001年進行了首飛,但當時飛機上沒有安裝激光炮,以檢驗其空氣動力學影響。把激光器安裝到這架波音747飛機上,再經過數次試驗,整套系統預計將在2004年底到2005年初實現擊落“飛毛腿”導彈的目標。到那時,這架樣機就可以投入作戰(zhàn),屆時,這個大型怪物將是迄今最大的武器。

諾·格公司進行的發(fā)射試驗證明,激光器能夠從固定位置產生足以摧毀導彈的熱量。下一個需要跨越的障礙,是要讓激光器在以1000千米?小時的速度飛行在距地面1.2萬米高的飛機上完成同樣的工作——這需要大大減輕設備的重量。在地面設備上發(fā)射激光時,在激光器下面澆注了數噸的水泥,以確?;A牢固,但波音747在空中飛行時是不可能一動不動的。

機載激光器將攜帶足夠的化學原料,可以對目標進行大約20次射擊。但是,由于化學激光系統價格昂貴,陸軍正考慮將其退役,陸軍相信固體激光技術可為他們提供體積更小,足以安裝至機動車輛上的系統。2002年,一臺10千瓦的固體熱能激光系統已開始運作,在一次演示實驗中,該系統發(fā)射的激光束在6秒鐘內切開了三塊厚約3毫米的鋼板,此種10千瓦的系統是陸軍下一步計劃生產的100千瓦系統的前期產品。 固體激光項目也引起了空軍的注意,空軍內部正討論可否以該系統取代其飛機上現役的化學激光器。

 

太空類型

        在美國陸??崭髯耘Π鸭す馀谧鳛橹攸c研究項目時,美軍還計劃把激光炮搬到太空軌道或衛(wèi)星上去,此舉將打破太空無武器的界限,在實際戰(zhàn)斗中,可用它對對方的空中目標實施閃電般的攻擊,以摧毀對方的偵察衛(wèi)星、預警衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星,甚至能將對方的洲際導彈摧毀在助推的上升階段。 高基高能激光武器是高能激光武器與航天器相結合的產物。當這種激光器沿著空間軌道游弋時,一旦發(fā)現對方目標,即可投入戰(zhàn)斗。由于它部署在宇宙空間,居高臨下,視野廣闊,更是如虎添翼。美空軍的機載激光器計劃采用的很多技術成果都源于美軍在冷戰(zhàn)時期研究太空激光武器的成果。從冷戰(zhàn)初期以來,美國軍方就一直在探索研究各種類型的激光武器。美國和前蘇聯都在核動力軍艦和衛(wèi)星上進行過激光器的試驗,所有這些試驗都是為了擊落對方的洲際彈道導彈和轟炸機。這些方案后來成了美國前總統里根提出的“星球大戰(zhàn)”計劃的核心組成部分。

       如今,美國建立國家導彈防御系統的計劃,已經被稱為“星球大戰(zhàn)計劃”的“續(xù)篇”。2003年7月,英國曾披露:布什政府已決定,美國將恢復太空軍用激光器方面的研究,在最近幾年內將向太空軌道發(fā)射4000顆衛(wèi)星,每顆都載有攔截彈道導彈的激光炮。這樣一來,屆時太空上美國激光炮的總數至少要達到4000門。部署激光炮恰恰是當年里根政府“星球大戰(zhàn)計劃”的要素。當時美國政府就為此耗費了差不多50億美元。1993年該計劃因遭到反對而被凍結?,F即將撥款繼續(xù)從事這方面的研究。

 

 

 

 

 

 

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