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美軍艦載激光炮測試成功,中國電磁炮也已上艦,未來戰艦用哪個?

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匿名  發表於 2020-6-3 15:14 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  原創 利刃號

  激光,學名叫\"通過受激輻射的光放大\",英文拼寫為LASER。激光被稱為20世紀以來,繼核能、電腦和半導體之後的最重大發明。激光被稱為\"最快的刀\"、\"最準的尺\"、\"最亮的光\"。在當今激光已經融入了我們生活的方方面面,例如早期的影碟機,所使用的都是激光刻錄的光碟。在工業上,激光被用於作為切割刀切割金屬;在醫學上,激光被用作手術刀,用於治療白內障等疾病。包括諸位現在使用的有線網路,也大多採用了光纖通信的方式,這樣才能成百上千倍的提升數據傳輸水平,而過去使用電纜是做不到這一點的。

  

  激光在軍事上其實很早就有使用。早在1960年代的越戰時期,美國人就把激光導引裝置裝上炸彈,從而研製出\"激光制導炸彈\"。這種炸彈可以順著其他飛機發射的激光束準確命中目標,以往需要成百上千噸炸彈才能完成的轟炸任務,現在只需要1架飛機1枚炸彈就可以完成。而激光擁有如此準確的精度、如此巨大的能量,而且由於速度快,甚至射擊時根本不需要考慮提前量,只需要瞄準目標即可。所以人類在發現激光后不久,就設想著要把激光變成自己的一款武器。

  

  (美軍\"波特蘭\"號船塢登陸艦測試150千瓦大功率激光器)

  前不久日,美國海軍太平洋艦隊在船塢登陸艦\"波特蘭\"號上測試了新式的艦載固態激光武器,也就是俗稱的\"激光炮\"。美國海軍表示,測試中\"波特蘭\"號上的激光炮成功摧毀1架作為靶標的無人機。根據美國軍方透露的消息稱,\"波特蘭\"號上裝備的新式固態激光武器的功率為150千瓦。而在本次測試之前,2017年時美國海軍在\"龐塞\"號兩棲船塢登陸艦上,同樣測試了一款激光武器,不過當時美軍激光炮的功率僅為30千瓦。隨著美軍激光武器測試的日趨成熟,激光也許不久就會出現在戰場上。那麼激光武器有何獨特之處、美軍的激光炮和我國早先測試成功的電磁炮又有什麼差異?要了解這些問題,就還是要回到最初,認真了解激光的來龍去脈。

  強大能源的匯聚——激光

  激光的全稱叫做\"受激輻射的光放大\",這個名字聽起來拗口,說簡單一點,就是原子在外來能量的激發下釋放出的一種特殊的光線。激光的基本原理早在1917年就被愛因斯坦提出,不過一直到1960年美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼才真正通過技術獲得了人類第一束激光。

  

  當時梅曼的設計就是使用一個高功率燈管照射切削成棒狀的紅寶石,同時在紅寶石棒的兩端各塗上一面反光鏡,一面是100%反光,一面是90%反光,這樣,紅寶石受到強光照射后,在其90%反光的鏡面上會射出一束紅色的光線,這就是紅寶石在受到強光能量激發后釋放出的激光。激光由於是原子受到能量激發而形成,因此具有極高的純度和指向性,當激光匯聚在一點時,其能量密集度和溫度甚至會超過太陽表層的水平。

  當前我們在日常生活中,汽車上常用的\"氙氣燈\"是一種強光源。使用高壓脈衝發光的氙氣燈自身亮度基本可以和太陽媲美,而由能量激發而來的激光,其亮度能超過氙氣燈的數百億倍!激光亮度極高的主要原因是激光是原子受激發后定向發光,而大量光子集中在一個極小的空間範圍內射出,能量密度自然極高。

  

  (民用激光切割機)

  依靠激光這種純度高、指向性好、散射小、能量密度高等特點,激光很快被用於工業上切割金屬甚至是鑽石、同時還被廣泛應用於測量距離、方位甚至是通信等諸多領域。在軍事方面,坦克上的激光測距儀,用於反坦克的激光制導導彈、激光制導炸彈、激光致盲裝置等等,其實已經在各國軍隊中服役多年。早在1982年英阿馬島海戰中,就有阿根廷飛行員報告稱他們遭到英國海軍艦載激光器的照射,導致眼睛暫時失明,從而導致對英艦的攻擊失利。

  

  (激光技術在反導方面的應用——ABL反導飛機)

  從上個世紀80年代一直延續到2012年終止的美軍ABL計劃,可能是迄今為止研製最深入且實際應用最成熟的一款激光武器。ABL計劃,就是\"機載激光武器\"計劃的應為縮寫。該計劃將一套大功率二氧化碳激光器裝上波音747-200型飛機,並利用波音飛機龐大的載荷能力和機艙空間布置整套激光發射裝置。根據2002~2008年的測試,ABL飛機可以有效摧毀500千米距離上的彈道導彈,而且由於激光速度高達30萬千米/秒,因此甚至不需要計算提前量,只需要瞄準目標開火即可。因此激光武器的火控系統相反要比現代的防空炮和防空導彈簡單得多。

  激光武器的優劣

  由於技術的進步,激光武器也日趨成熟,利用激光武器\"准、快\"的特點,將其作為防禦武器,成為世界主要大國爭相研製的方向。

  

  (已經列裝美軍的艦載激光反導武器)

  以美國為例,美軍已經研製出多款小功率激光武器,並將其裝備在軍艦以及地面車輛上作為末端防空和反導武器。2017年美軍在\"龐塞\"號兩棲船塢登陸艦上裝備的新式激光武器,其功率為僅為30千瓦,射程10千米,可以有效攔截來襲的反艦導彈甚至是炮彈等。因為激光武器和傳統的槍炮不同,它沒有炮彈,只需要保持電能供應,就能持續開火。同時由於激光炮使用的是光束,而不是傳統彈藥,因此也沒有發射葯,不存在持續射擊后炮管發熱等問題,激光炮不會炸膛、不會卡殼,只要能源供應保證,就可以無限開火。

  

  (傳統反導用加特林炮需要裝填大量的炮彈,如圖美軍\"密集陣\"近防炮在裝彈)

  由於激光可以\"指哪打哪\",因此儘管小功率激光器僅有10千米左右的射程,但是其攔截效率要遠超過各國現役的多管加特林防空炮,也超過美軍現役的\"拉姆\"滾轉體點防空導彈。

  

  (人類研製激光炮的時間已經長達數十年,早在2002年時美國就曾經用上圖這款激光炮成功摧毀過太空中的衛星)

  而且和早期激光器的天價消費相比,現代的小型激光器使用成本低到令人難以置信。以美軍已經開始試生產的LaWS型激光器為例,這種激光器最大功率為37千瓦,儘管整套設備採購成本高達數百萬美元,但是每發射一次其成本僅需要2~3美元,遠低於加特林炮的使用成本。而\"龐塞\"號上測試的美軍新式激光炮,整體採購成本為140萬美元,而單次射擊成本僅為1美元。儘管購置費用高昂,但是如此低廉的使用成本讓各國海軍對於激光武器必然青眼有加。

  

  (首艘安裝激光炮的美國軍艦——龐塞號兩棲船塢登陸艦)

  儘管激光武器擁有上述所說的大部分優勢,不過,凡事有利就有弊。激光武器也有其自身難以克服的劣勢。

  首先,激光純度高散射小,能量高度集中。這也意味著激光雖然適合進行反導防空作戰,但是卻不具備面殺傷效果。換句話說傳統的炮彈打出去后,在目標區域爆炸,炮彈內的破片和爆炸衝擊波會對周邊一大片區域構成殺傷。但是激光就是一個點,它只能殺傷那個點的目標,無法有效殺傷周圍成片的其他目標。

  

  (我國國產激光武器,性能和美軍LaWS大致相當,具備末端反導能力)

  其次,激光武器對能源敏感,一旦失去能源供應,激光炮隨即就會啞火兒,整套防禦體系也就隨之癱瘓。而與激光系統相比,傳統的加特林炮可以使用火炮發射時火藥氣體作為動力,確保火炮持續開火,即使斷開電能供應,傳統加特林火炮依然可以保持開火一段時間。這是激光武器所不能比擬的。

  

  (使用激光武器攔截無人機靶子)

  最後,激光由於是光束,因此在接近真空的宇宙空間使用效果更好,而在大氣層內,受雨雪霧等不良天氣的影響,激光的攻擊效果會大打折扣。特別是在硝煙和大霧瀰漫的戰場上,激光的有效射程受到煙霧散射的影響,其功率和射程會大幅降低,極端情況下甚至無法有效攔截來襲目標。

  激光炮VS電磁炮,孰優孰劣?

  2018年2月,網上曝光了一組照片,舷號936的我國海軍\"海洋山\"號坦克登陸艦在其艦首安裝了一門外形極為奇特的大炮。事後經過專業人士判讀,海洋山艦裝備的是一門電磁炮,而這門電磁炮是我國海軍大型電磁炮的一門樣炮。

  

  (舷號936的\"海洋山\"號登陸艦,艦首的電磁炮異常醒目)

  電磁炮的原理和激光炮完全不同,但是和傳統意義上的利用火藥爆燃發射炮彈的傳統火炮也不一樣。電磁炮是利用電磁感應原理,利用特定的電磁加速器將炮彈加速到極高的速度,並將其發射出去。基本原理和傳統火炮接近,只不過電磁炮是使用電能轉化為磁場發射炮彈,而不需要藉助火藥氣體做功。

  和激光炮一樣,電磁炮也是當今火炮發展的一個重要方向。那麼電磁炮和激光炮相比,各自有什麼特點呢?

  首先,電磁炮和傳統火炮一樣,發射有質量的彈丸,並通過彈丸對目標進行殺傷。由於電磁力的能量遠大於火葯點燃時氣體膨脹釋放的能量,因此電磁炮炮彈的初速更高,射程自然更遠,而且由於飛行速度快,所以電磁炮的精度也更高。儘管和激光炮還是無法比較精度,但是電磁炮可以像傳統火炮一樣,對目標實施面殺傷,而激光炮只能對點攻擊。

  

  (電磁炮的基本原理,海洋山號上裝的那門電磁炮就是這個構造)

  其次,電磁炮和激光炮一樣,都需要依賴強大的能源供應。一旦斷電,二者都將立即\"啞火\",這一點,二者實際上都不及傳統的發射葯火炮。同時,電磁炮和傳統火炮一樣,由於需要有強大的電流來產生磁場,所以如果持續射擊的話,電磁炮也會過熱,這一點顯然不如激光炮。

  從上述情況來看,電磁炮和激光炮可以說各有千秋,二者之間大概率不是替換關係而是互補關係。由於我國海軍艦艇已經開始推廣裝備全電系統,可以預見在未來我國海軍很快也會建造類似於美英等國那樣的全電操縱艦船。但是和美英等國不同的是,我國採用的更為可靠的全艦電力分配和控制系統。在未來,電磁炮有可能會作為我國海軍軍艦的主炮使用,利用電磁功率大,射程遠、速度快的特點發射各種彈藥,用於遠程打擊敵人。而激光炮則主要用於近距離攔截,特別是反導作戰,有效確保自身安全。

  

  所以相信激光炮和電磁炮在未來都會成為我國海軍重要的武器裝備,當然何時能夠真正裝備,就讓我們拭目以待好了。

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RAS 發表於 2020-6-4 03:16 | 只看該作者
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