軍用科技:高能武器開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)走向?qū)崙?zhàn),但是很難成為科幻小說(shuō)中的超級(jí)武器。
對(duì)于一場(chǎng)武器試驗(yàn)來(lái)說(shuō),這個(gè)似乎太安靜了。一條摩托艇,就是可能被恐怖分子用于對(duì)軍艦進(jìn)行自殺式襲擊的那種,在大西洋的波浪中時(shí)隱時(shí)現(xiàn)。突然,摩托艇的馬達(dá)被一簇紅光擊中,幾秒鐘后,黑煙彌漫,馬達(dá)開(kāi)始劇烈燃燒。美國(guó)海軍的海上激光武器試驗(yàn)項(xiàng)目的量級(jí)還很小,功率輸出也僅僅只有更100千瓦。這個(gè)和科幻小說(shuō)中的光子武器和移相器還有很大的距離,而且其也無(wú)法摧毀高速移動(dòng)的飛機(jī)和導(dǎo)彈。但是這項(xiàng)在2011年4月進(jìn)行的成功試驗(yàn)卻是激光、微波和類(lèi)似的“直接高能武器”在將來(lái)走向?qū)崙?zhàn)的一個(gè)里程碑。這是激光武器同艦載雷達(dá)和其他系統(tǒng)進(jìn)行配合摧毀海上目標(biāo)第一次成功的試驗(yàn)。
使用能源作為武器的歷史可以追溯到古希臘,據(jù)說(shuō)阿基米德曾經(jīng)使用過(guò)一種被稱(chēng)為“熱光”的武器,就是使用鏡子將太陽(yáng)光聚焦到被圍困敵人的戰(zhàn)艦上放火,在公園3世紀(jì)前的錫拉庫(kù)扎海戰(zhàn)中使用過(guò)。最近的設(shè)想是1930年代中期,英國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)試圖用無(wú)線電波建立一個(gè)死亡射線的裝置來(lái)摧毀敵機(jī),但是他們發(fā)現(xiàn)用無(wú)線電來(lái)確定敵機(jī)位置似乎更加可行,這促成了雷達(dá)的誕生。
在1970年代末和1980年代初的時(shí)候,這種高能武器的想法又重新在美國(guó)的戰(zhàn)略家的腦中復(fù)活了,因?yàn)樗麄冃枰屑?xì)思考如何將核彈道導(dǎo)彈擊落。羅納德·里根政府的戰(zhàn)略防御計(jì)劃(通常稱(chēng)星球大戰(zhàn)計(jì)劃)提出了一項(xiàng)更加新奇的設(shè)想:使用核彈爆炸產(chǎn)生的能量來(lái)制造一簇X射線激光。但困難是每發(fā)射一次激光就需要引爆一顆核彈,這基本上是無(wú)法完成的任務(wù)。但是這項(xiàng)計(jì)劃刺激了化學(xué)激光發(fā)生器的研究、控制系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)的研究。
使用這種高能武器的主要優(yōu)點(diǎn)是它的運(yùn)行速度是光速,這就意味著在實(shí)戰(zhàn)中,瞄準(zhǔn)目標(biāo)后便能立即擊中。而如果采用物理彈頭摧毀入侵的導(dǎo)彈或者彈頭則困難許多,就像“用子彈去擊中運(yùn)行中的子彈”一樣,需要極其復(fù)雜的雷達(dá)和裝備昂貴傳感器的導(dǎo)彈系統(tǒng)。另一個(gè)高能武器的優(yōu)點(diǎn)是彈藥可以無(wú)窮無(wú)盡,只要能源充足,可以無(wú)限制開(kāi)火。雖然武器初始費(fèi)用會(huì)很高,但是后期使用每次開(kāi)火使用費(fèi)用會(huì)低至幾美元,相對(duì)使用導(dǎo)彈擊落一架飛機(jī)或者來(lái)襲導(dǎo)彈每次需要300萬(wàn)美元來(lái)說(shuō),這簡(jiǎn)直是太便宜了。
盡管投入巨大,但是軍用激光器依然難以未能實(shí)用化。最著名(也最貴)的項(xiàng)目是美國(guó)機(jī)載激光試驗(yàn)平臺(tái),五角大樓15年花了50億美元來(lái)研制它,在一架波音747飛機(jī)搭載巨大的激光炮,最初設(shè)想是在彈道導(dǎo)彈的“推進(jìn)加速段”(點(diǎn)火后還未達(dá)到擺脫地球引力的速度)就將其摧毀,這是因?yàn)樵谶@一階段對(duì)于導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)極其脆弱,運(yùn)行速度較慢,彈體承受著巨大的壓力,對(duì)它造成一點(diǎn)點(diǎn)損傷就能夠?qū)⑵鋸氐状輾А?
雖然這個(gè)機(jī)載平臺(tái)在測(cè)試中表現(xiàn)不錯(cuò),但是這個(gè)項(xiàng)目在2011年被五角大樓終止了,因?yàn)闆](méi)有找出如何讓這個(gè)速度慢的大家伙不眠不休地在深入敵境的情況下,等待附近的導(dǎo)彈發(fā)射的方法。
另外一種接近實(shí)戰(zhàn)的激光器是戰(zhàn)術(shù)高能激光,通常稱(chēng)為鸚鵡螺激光(見(jiàn)上圖),用來(lái)?yè)袈浣鼞?zhàn)彈體,它在以色列試驗(yàn)成功,它能攔截來(lái)襲的導(dǎo)彈和炮彈。但是以色列和美國(guó)還是決定終止它,因?yàn)檐姺讲辉偾嗖A機(jī)載激光系統(tǒng)所使用的化學(xué)激光器,除了便攜式的,化學(xué)激光器體積大,使用化學(xué)反應(yīng)來(lái)提供能量,這就需要大量有毒且易變質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。而且是有限的,限制了激光武器的射擊次數(shù)。
請(qǐng)關(guān)上電視機(jī),我們要開(kāi)始發(fā)射激光了!
現(xiàn)在,擊落巨大的核導(dǎo)彈的計(jì)劃已經(jīng)擱置,激光武器的目標(biāo)轉(zhuǎn)向了更多的可燃目標(biāo)?,F(xiàn)在許多的研制工作交給了美國(guó)海軍來(lái)完成,因?yàn)樗麄兊呐灤軌蛱峁┳罴训募す馕淦髌脚_(tái):有合適的空間,有充足的能量,足夠的冷卻水?,F(xiàn)在新型的船只開(kāi)始采用電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):引擎驅(qū)動(dòng)巨型發(fā)電機(jī),產(chǎn)生的電力既可以用于驅(qū)動(dòng)船只,又可以用來(lái)供應(yīng)激光武器使用。
目前激光器的發(fā)展趨勢(shì)是盡快推進(jìn)較化學(xué)激光器緊湊的其他種類(lèi)激光器的研制,使其只要有能量就能盡情射擊而不至于使激光器過(guò)熱。第一種是光纖激光器,這種激光器已經(jīng)用于工業(yè)焊接和切割,目前價(jià)格已經(jīng)降低很多。輸出功率也在提升,穩(wěn)定性也在提高。工業(yè)激光器能夠很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)槲淦鳎恍枰獙⑺鼈兘Y(jié)合到武器平臺(tái)就行了。
但是他們的能力不夠大,戰(zhàn)術(shù)激光系統(tǒng)是英國(guó)一家名為BAE系統(tǒng)公司為美國(guó)海軍開(kāi)發(fā)的,輸出功率僅為10kKW,只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)家用電水壺或者電爐。他可以擊穿(或者稱(chēng)為燒個(gè)小洞)一條感覺(jué)有威脅的小船,而避免使用機(jī)槍開(kāi)火警告。稍微大點(diǎn)的版本輸出功率為33kW,可以和近戰(zhàn)旋轉(zhuǎn)防御炮塔完美結(jié)合,擊落反艦導(dǎo)彈。它能夠使來(lái)襲的光學(xué)或熱敏導(dǎo)彈失去目標(biāo),或者在來(lái)襲的小船上打洞。
計(jì)劃將光纖激光器功率提升至100kW,這樣就可以擊落小型無(wú)人飛機(jī)。這項(xiàng)技術(shù)比較成熟,國(guó)會(huì)研究基金(CRS)支持的一個(gè)政府項(xiàng)目預(yù)計(jì)使用1.5億美元造出一個(gè)原型機(jī),預(yù)計(jì)可于2017年服役。
另一種技術(shù)是片狀機(jī)關(guān)器,這個(gè)和光纖激光器類(lèi)似,但是使用條狀的激光發(fā)生裝置,他能產(chǎn)生更強(qiáng)的激光,CRS預(yù)計(jì)現(xiàn)有技術(shù)可以產(chǎn)生300kW的激光,并且可以疊加產(chǎn)生約600kW的激光束,這就可以側(cè)向擊落高速巡航導(dǎo)彈。
但是對(duì)于直接射向激光炮的目標(biāo)就會(huì)失效,因?yàn)橛幸环N”熱暈效應(yīng)”:當(dāng)一簇高能激光簇作用在一個(gè)方向上幾秒鐘后,就使路線上的空氣變熱,熱空氣使得激光光束發(fā)生彎曲,使激光的效能降低。一個(gè)華盛頓的智庫(kù)“戰(zhàn)略和預(yù)算評(píng)價(jià)中心”說(shuō)在2018年,多種固體激光器能夠在美國(guó)軍艦上服役,這就說(shuō)明這些激光器能夠?qū)Ω吨鄙浯坏膶?dǎo)彈,可能使用無(wú)人機(jī)上面的中繼鏡來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
“用這么多的能量去燒穿坦克裝甲還不如直接扔顆導(dǎo)彈在它上面?!?
如果需要擊落一顆彈道導(dǎo)彈,則需要兆瓦級(jí)的激光器,這就需要第三種技術(shù)出馬了,“自由電子激光器”。這種技術(shù)由美國(guó)海軍開(kāi)發(fā),因?yàn)樗w積太大,用飛機(jī)和車(chē)輛裝載都不合適。這種技術(shù)是將高速電子簇射入一個(gè)磁場(chǎng)中,使用電子激發(fā)出頻率一致的光線。它不僅僅能量高,他的激光頻率還極其一致,且可調(diào),這就可以使產(chǎn)生的激光能夠更好地適應(yīng)不同的大氣條件。但是現(xiàn)在,這種激光器極其龐大,而且效率低下,也許二十年后能夠應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)。
雖然激光武器取得了很大的進(jìn)步,但是在應(yīng)用上卻受到很大的限制。最大的限制是其輸出功率太低,燒穿一個(gè)坦克的裝甲需要太多的能量,還不如直接扔顆導(dǎo)彈過(guò)去。人體也不是激光武器的好目標(biāo),人體能夠在造成損傷前吸收大量的能量。(眼睛是個(gè)好目標(biāo),但是國(guó)際公約禁止致盲武器的研發(fā))。
激光武器的另一個(gè)限制是激光簇會(huì)被污染空氣,霧或煙吸收或者分散而降低效果。導(dǎo)彈或者其他的目標(biāo)也可以涂裝鏡像材料或使用某種絕緣材料包裹來(lái)躲避激光的襲擊。另外,激光只能直線攻擊,這就意味著對(duì)于隔著山的目標(biāo)就無(wú)法進(jìn)行打擊。所以,似乎激光武器就只能部署在艦船上了。它們還是有用處的,但不可能像科幻小說(shuō)里描述的那么有用。
聯(lián)系客服