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发布时间:2020-08-26 07:00:02

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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激光武器科技知识(下)

激光武器科技知识(下)试读:

前言

随着现代高新技术的迅猛发展和广泛应用,正在引发世界范围的军事变革,不断产生着前沿武器。前沿武器是指与传统武器相比,在基本原理、杀伤破坏力和作战方式上都有本质区别,是处于研制或探索之中的新型武器。

前沿武器的主要特征表现为:创新性,即与传统武器相比,在设计思想、工作原理和杀伤机制上具有显著突破和创新,它是创新思维和高新技术相结合的产物;高效性,即一旦技术上取得突破,可在未来高技术战争中发挥巨大作战效能,满足新的作战需要,并在体系攻防对抗中有效地抑制敌方传统武器作战效能的发挥;时代性,即前沿武器是一个相对的、动态的概念。随着时代发展和科技进步,某一时代的新式武器日趋成熟并得到广泛应用后,也就转化为传统武器了;探索性,即前沿武器与传统武器相比,高科技含量大,技术难度高,在技术途径、经费投入、研制时间等多方面的不确定因素多,因而探索性强,风险也大。因此,前沿武器是广大青少年读者高度关注的新型武器。

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

前沿武器是高技术的武器种类,我们学习前沿武器的科学知识,就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质,也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“青少年高度关注的前沿武器科技”丛书,包括《太空武器科技知识》、《卫星武器科技知识》、《化学武器科技知识》、《生物武器科技知识》、《电子武器科技知识》、《侦察武器科技知识》、《隐形武器科技知识》、《激光武器科技知识》、《新概念武器科技知识》共10册,每册全面介绍了相应前沿武器种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习前沿武器科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

美国空军机载激光反导弹系统

简述

美国空军机载激光(简称ABL)试验机YAL-1A改进自波音747-400F运输机,装载了最新研制的机载激光聚能武器,用于摧毁处于起飞助推段状态的战术弹道导弹,将敌导弹消灭在敌领空/领土上。系统介绍

机载激光试验机搭载的系统有兆瓦级的化学氧碘激光器,红外跟踪/高速目标截获系统和高精度激光目标跟踪光柱控制系统。激光武器由三个激光发射系统组成:一个威力凶猛的杀伤激光系统(主系统)、一个激光指示系统和一个激光照明系统。主激光系统由机身背部的兆瓦级的化学氧-碘激光器产生,波长1.315微米。

大威力的激光光柱从贯穿飞机前部的管子中穿越,而管子则贯通分隔前后机舱的隔舱。然后激光光柱穿过光柱控制系统后射出。光柱的指示非常迅捷。

激光指示系统已经由诺斯洛普·格鲁门空间技术开发完成,这种千瓦级的轻型只是用来指示目标,并测试当时当地的大气对激光的扭曲,并将扭曲的数据传给筑控制计算机,修正杀伤激光系统地发射。

超高灵敏度跟踪激光器(被动测距系统,ARS)的新型吊舱已经安装到了747-400飞机上。机载激光器是一种机载的定向能武器系统,依靠机载传感器、激光器和复杂的光学器件来发现、跟踪和摧毁处于助推段或发射段的弹道导弹。

被动测距系统由二氧化碳激光器、主动和被动传感器、光学系统、万向节和各种灵敏的电子装置组成。其功能是为任务处理器提供数据,而后者利用这些信息对敌方的弹道导弹进行跟踪,并对它们进行排序,以便由机载激光反导弹系统中兆瓦级的化学氧碘激光器实施攻击。化学氧碘激光器在导弹的金属外壳上聚集足够的能量,使其裂开或变成碎片。

在跟踪过程中,被动测距系统可以为机载激光战场管理系统提供5个组件状态矢量。而这些数据将用来计算导弹的轨迹参数,比如估计导弹的发射点和预计弹着点。即使导弹不宜采用机载激光进行攻击,也可以由弹道导弹防御系统的其它部分利用这些数据,在中段或末段攻击目标。

跟踪照射激光器是首台通过军用飞机机载飞行认证的二极管激发镱:钇铝石榴石激光器。雷声空间与机载系统公司的跟踪照射激光器将与光束转换透镜结合起来,用于ABL的光束控制/火力控制系统的终端对终端试验。

跟踪照射激光器是光束控制/火力控制系统中一个完整的部分,用于发射高速、高能脉冲激光射向处于助推段的导弹,随后激光被发射到一个非常敏感的照相机上。

得到的反射激光数据被用来获取导弹的速度和高度信息。雷声公司在一台跟踪照射激光器系统的衍生型上开始了技术发展工作,以提高该系统的性能和精确度。同时,该公司还开始了系统备件的生产。研制过程

在2001年3月,雷声公司的跟踪照射激光器成为该公司高能激光中心4种临界固态激光器中首台进行成功的发射试验的激光器。机载激光反导弹系统研究小组正在美国空军和导弹防御局的指导下开发革命性的机载助推段导弹防御系统。

2001年11月10日,首架载机在堪萨斯州威奇托首次飞行,但激光和波束控制系统还没有安装到该平台上。450千克的隔舱已经安装的飞机上,隔舱是用于保持稳定性和确保飞机在携带激光系统飞行的时候保持必要的灵活性。此外,安装红外搜索和跟踪传感器所需的主要改进工作也已经完成,这些传感器用于最初发现正在接近的弹道导弹。

在首次飞行之后,机载激光反导弹系统研究小组将继续进行地面检验的试验。飞机最初的飞行将是飞行资格试验,主要关注的是飞机的性能。在进行大约5次这样的飞行之后,飞行试验的内容将增加作战管理系统的内容。再然后是试验发现和跟踪由白沙导弹试验场发射的“长矛”战术导弹。

2002年5月,飞机的改装工作完成。这些工作包括激光转塔的安装、机鼻的改造以及控制计算机等硬件的安装。这次交付的飞行转塔是光速控制/火力控制系统的心脏,采用全套阵列的镜面和光学装置对大气影响和飞行扰动进行修正,使高能激光束对准、到达并聚集到助推阶段的弹道导弹上。

该飞行转塔由洛克希德·马丁公司的空间系统部研制,装在飞机的头部,由球形转塔和滚转外壳组成,转塔内有大孔径望远镜和高透过率共形窗口,提供任务所需的全部运动范围。

2002年7月,改装完成的飞机进行了第一次试飞,在经过飞行安全鉴定后,飞机转到了加利福尼亚州的爱德华兹空军基地安装光柱控制系统和激光发射器。2004年,ABL成功地摧毁了一枚试验用的弹道导弹。

2004年10月,导弹防御局启动几项小规模的研究与发展计划,目的是减轻机载激光器系统重量和改善其性能。导弹防御局的激光技术项目包括多种针对在弹道导弹防御中能够使用定向能的小规模、三年计划。如果获得成功,在上述计划中发展的技术将用于现行项目。

光束控制/火控系统的飞行试验预计将持续到2005年。项目组将首先检查ABL飞机的适航性,随后将对缩比“海神”试验机携带的目标进行跟踪。试验

2007年7月,美国导弹防御局近期完成了机载激光器的空中模拟攻击试验,通过跟踪、瞄准和模拟攻击空中目标,对机载激光器的战场管理系统以及波束控制/火控系统的性能进行了演示验证。

试验时,跟踪照射激光器和代替高能激光器的低能激光器均安装在飞机的机头转塔中,跟踪照射激光器对一架改装过的NC-135运输机实施照射,其回波主要用于测量大气环境。NC-135运输机上的摄像设备显示,低能激光器最后准确命中了飞机上绘制的导弹目标。

2007年7月,美国导弹防御局日前宣布,机载激光器项目在2007年7月24日取得了一项具有历史意义的成果——传播了信标照明激光,并使用反射激光补偿了大气干扰。7月24日举行的测试演示了机载激光器利用照明激光跟踪模拟目标、对大气干扰进行补偿,以及完成作战序列(模拟向目标发射高能激光)的能力。此外,激光在测试中的表现证明其更适用于摧毁弹道导弹。这使项目向第二个“低能量系统主动集成飞行测试知识点”迈出了重要一步,首个知识点已经于本月、早些时候完成。测试包括探测“大乌鸦”目标飞机,利用跟踪照明激光进行跟踪,利用跟踪照射激光器的目标反射激光进行大气补偿,利用替代高能激光进行打击。突破

2008年2月,波音公司与工业团队及美国导弹防御局在机载激光器计划上,又实现一个重要里程碑——六个化学氧碘激光器全部安装到载机上。波音导弹防御系统主管表示,激光器集成工作已经完成了70%以上。最后的检查结束后,将对载机内的激光器进行系统激活与地面测试。

2007年3月,美国机载激光器完成首次激光跟踪系统飞行发射试验;10月报道,诺思罗普·格鲁曼公司开始在美国导弹防御局机载激光器飞机上集成兆瓦级激光器,准备进行高能系统测试;12月,诺·格激光小组完成高能激光组件的检查与修整。

2008年3月,诺斯罗谱·格鲁曼公司完成了化学氧碘激光器六个模块的安装,这种激光器将装备到美国导弹防御局的机载激光器飞机上。

为了给现阶段的高功率系统集成做准备,该激光器于2005年在爱德华空军基地的系统集成实验室接受了地面测试,并在2007年完成了机用更新。高功率地面实验将会从2008年中开始,2009年初将开始飞行实验,最终将演示对抗助推导弹目标。

诺斯罗谱·格鲁曼公司负责人称,激光器模块安装的完成标志着将兆瓦级激光器集成到机载激光器飞机样机上的工作在5个月内完成了70%。最初的组装和化学氧碘激光器模块的启用花费了3年时间。诺·格公司还提供信标照明激光器,用于测量从飞机到目标的大气条件。

洛克希德·马丁公司提供光束控制/射击控制系统,用于集成信标照明激光器和跟踪敌方弹道导弹的跟踪照明激光器。波音公司是机载激光器项目的总承包商,提供改进型747-400F机载激光器飞机和战场管理系统,并负责整个系统的集成和测试。

2008年3月,美国波音公司研制的“机载激光”武器系统已在美国空军位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地完成了杀伤用高能化学激光器的安装,即将开展地面联试,并将在今夏开始新一轮系统试飞工作。去年,该系统曾渐进地进行了一系列试飞,并完成了全系统、全交战过程的功能模拟试飞。

机载激光采用的平台是波音747-400,第2套系统则可能采用波音747-8。与前者比,后者重新设计了机翼,并具有更大的航程。展望

2008年7月,波音公司及其工业界合作伙伴和美国国防部导弹防御局已完成了在YAL-1A高能激光武器飞机验证机上安装杀伤用高能激光器的工作,并在美国空军位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地开始。该机使用自身的化学燃料支持杀伤用激光器工作的测试。

一旦这些测试成功完成,测试团队将开始机上杀伤用激光器的地面试射。按计划,地面试射工作将验证杀伤用激光器的光束持续时间和摧毁不同弹道导弹目标所需要的各种能量水平。

此后,验证机将进行杀伤用激光器与光束控制/火力控制系统的地面联试,前者将在后者的控制下瞄准和发射。然后,这架验证机将进行全系统功能检查试飞。若一切顺利,将在2009年8月进行首次全系统、全交战过程的真实试飞,实际拦截一枚弹道导弹靶标。

YAL-1A验证机是“机载激光”项目的产物,而该项目是美国弹道导弹防御体系中助推段拦截计划的核心组成部分之一。目前美国的末段拦截武器系统有陆基的“末段高空区域防御”、MIM-104F“爱国者”PAC-3、MIM-23K/J“霍克”改进型、“中程增程型防空系统”和海基的RIM-156“标准”-2ERⅣA;中段拦截武器系统包括“陆基拦截弹”和海基的RIM-161“标准”-3。助推段拦截武器系统研制项目除ABL外,还有“动能拦截弹”、“网络中心机载防御单元”和“空-天基高能激光中继反射镜”等。

美国骑马侍从车载激光武器

概述

研制国家:美国,名称型号:“骑马侍从”,研制单位:原马丁·马丽埃塔公司,现状:在研。详细信息“魟鱼”车载激光武器系统是一种成功的和有代表性的激光武器系统,此外,还出现了一些改进型或派生型,最主要的一种称为“骑马侍从”。

它是美国海军陆战队系统司令部两栖战技术处与陆军魟鱼计划管理处于1992年前后联合提出,原马丁·马丽埃塔公司电子和导弹分部研制的主动电光对抗作战防护系统。由陆军的以布雷德利战车为基座的“魟鱼”和海军的FO/FAC系统发展而来,后者是海军陆战队一种带自动报告装置的激光测距机。1994年2月,美国海军陆战队为“骑马侍从”的初步演示拨出专款;而陆军的坦克机动车研究、发展和工程中心则提供一辆装有电驱动装置的战车供进一步演示之用。全系统于同年10月进行了试验。结构特点“骑马侍从”是在“魟鱼”的基础上派生的,通常安装在轻型侦察车上。由于使用了前视红外雷达和有图像增强能力的电视,具有比“魟鱼”更大的探测能力。“骑马侍从”战斗防卫系统可以用自己的激光器跟踪多个目标,并与之交战。它有多种作战方式供操作人员根据不断变化的战术态势灵活选用。该系统主要用于破坏敌方武器上的光学探测和跟踪装置,如像增强器和光学放大系统。在与动能武器系统交战时,将起到保护直射(反装甲炮和重机枪)射手的作用,从而提高现行装备的杀伤能力以及配备轻型装备的部队在对抗配备重型装备的部队时的生存能力。

魟鱼车载激光武器系统

概述

美陆军从1982年开始研制“魟鱼”车载激光武器系统,由于采用了板条状晶体,减少了以往存在的热畸变,改善了光束质量。“魟鱼”武器系统的激光输出能量达0.1J以上,可破坏8千米远处的光电传感器,并能伤害更远处的人眼,尤其是当人们通过潜望镜或双筒望远镜进行观察时。作用

该系统作为一个车载自卫用激光武器系统,安装到“布雷德利”战车上,用于攻击原苏制坦克的光电装置,如激光测距机和激光目标指示器等。“魟鱼”系统装在车内的核心部分重约157.5kg,其电源设备大部分置于车外。“魟鱼”武器系统备有宽视场的搜索扫描装置,采用猫眼效应,使炮手能同时对几辆坦克或装甲运输车定位,并发射激光致盲的光电传感器,使之迷茫而失去机动能力,然后向它们发射反坦克导弹,从而大大提高命中率。

该武器系统的演示验证样机已于1986年研制成功,1987年进行了演示试验。初步试验表明,“魟鱼”系统可显著提高“布雷德利”战车的生存能力和作战能力。该系统已于1991年7月进入全面工程研制阶段。

激光制导导弹

所谓激光制导,就是以激光为信息载体,把导弹、炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。精准,是激光制导武器的鲜明特点,由于激光的单色性好,光束的发散角小,敌方很难对制导系统实施有效干扰,因而使它具有了其他制导方式无法匹敌的优势。所以,当激光制导武器攻击固定或活动目标时,就像长了眼睛一样,精度一般在1米以内,命中率极高。

激光制导武器甚至还可以从通气孔进入,炸毁地下目标,令对方防不胜防。而激光制导与红外、雷达、GPS等实现复合制导,则更有利于提高制导精度和应付各种复杂的战场环境,从而发挥全天候作战的优势。

激光制导通常有“视线式”和“寻的式”。“视线式”的典型代表是激光驾束制导,“寻的式”的典型代表是激光半主动式寻的制导,也是目前最常用的激光制导方式。

激光驾束制导简言之就是激光制导系统瞄准目标并连续发射激光,位于弹尾的激光接收器接收激光,控制弹体像“骑”着激光一样沿光束中心飞行。

激光束指向哪儿,弹体就飞到哪儿,紧紧“咬”住目标不放,直到命中。但激光驾束制导必须在通视条件下才能实现,因而适合在短程作战使用,射程一般在3公里以内。瑞典RBS-70便携式导弹即属此类,由于其命中率极高,已成为反低空飞机的得力武器。

与激光驾束制导不同,激光半主动式寻的制导的激光接收器安装在弹体前端,而且由于发射器和激光目标指示器可以分离架设,从而可以实现较远的射程。

美制“海尔法”激光制导导弹就是半主动激光寻的导弹的典型代表,主要用于攻击坦克、各种战车、雷达等地面军事目标。

通常,一二发“铜斑蛇”即可摧毁一辆坦克,其作用量相当于300枚常规炮弹;而“宝石路”则特别适用于攻击坚固的目标和地下深处的设施,在“沙漠风暴”行动中,它曾被用来攻击地下30米深处具有坚固掩体的高级指挥部,取得了预期的效果。

激光制导武器自问世以来,便在现代战争中大显身手,备受世人关注。

目前,世界各军事强国都纷纷加强激光制导武器的研制。从激光制导技术的发展来看,其多样化的发展趋势十分明显:

智能化:让激光主动寻的。主动寻的器是各类制导武器的追求目标,要实现主动寻的制导就必须把除发射架外的全部制导设备都装在导弹上,这一困难有赖于技术的进步才能解决。此外,激光自动目标识别也有待进一步突破,采用成像寻的器,能提高探测和判别多目标的能力,通过识别目标的要害部位,进行精确打击,实现智能寻的制导。

远程化:增大作用距离。目前的激光半主动寻的制导作用距离一般在10千米左右,在现代化武器作战的今天,这一距离是比较靠近敌人的,对激光发射的安全性很不利。因此,增大激光制导作用距离十分必要。小型化:减小制导系统的体积和重量。

由于制导系统是弹头的一部分,减小这一部分的体积和重量具有重要意义,它有利于提高制导武器的机动能力和作用距离,增大弹头的有效载荷,增强武器的杀伤力。

复合化:着力发展复合制导。多模式复合制导是在导弹飞行的各个阶段可同时采用两种或两种以上制导方式共同完成制导任务的先进技术。现代战争中,由于战场环境千变万化,

激光制导炸弹

极易受战场烟雾、云层和沙尘等因素影响,为提高武器系统的可靠性,减少失效概率,发展复合制导势在必行。

此外,激光制导武器还在向采用对人眼安全波段、新的激光编码方式、以及标准化和模块化方向发展。

如果做个简单的类比,激光制导武器相当于“矛”,其对抗装备则相当于“盾”,从目前来看“矛”领先于“盾”。随着各国军方对激光制导武器认识的加深,激光制导的对抗也越发激烈。

以彼之道还彼之身:欺骗式激光干扰。目前服役的半主动式激光制导武器多是波长为1.06微米的脉冲激光束,且光束编码是事前预设的。作战时如向敌方激光制导武器发射与其相当的激光信号,使压制敌激光接收机或发送假信息,对方就无法使用激光制导武器,或使导弹被误导而无法命中真实目标。

筑起防护屏障:烟雾干扰。烟雾干扰仍是一种重要的对抗手段,它不仅能干扰侦察系统,使照射手看不到目标,而且对1.06微米激光能强烈吸收,使激光制导武器的激光信号被阻塞而丧失战斗力。“隐形”使之“脱靶”:伪装与隐形。激光制导武器的使用要有一个侦察识别的过程,如果事先把己方的目标伪装、隐形起来,激光制导武器就无法使用。

防患于未然:配置激光告警器。在己方的目标上配置激光告警系统,激光制导武器在飞行中必须向目标照射激光,当警告器发觉后,己方可立即采取措施使其丧失战斗力。

最早的激光制导炸弹是美国“宝石路”系列激光制导炸弹是最早的激光制导炸弹。激光制导炸弹

激光制导炸弹装有激光制导装置、能自动导向目标的炸弹。具有射程远、命中精度高、威力大和较强的抗电子干扰能力。投射时,它是利用载机上的激光照射器,先向目标照射激光束,经目标反射后,由装在炸弹头部的激光导引头接收,再经光电变换形成电信号,输入炸弹控制舱,控制炸弹舵面偏转,导引炸弹飞向目标。激光制导炸弹在普通气象条件下捕获目标率高,遇有雨、雾、灰尘、水时命中精度降低。原理与战例

作为一种机载精确制导武器,激光制导炸弹是在上世纪六十年代中期开始发展起来的。激光制导炸弹,顾名思义,就是与常规自由落体炸弹相比,这种炸弹利用激光的直线传播特性进行制导,以增强炸弹落点的精确度。具体过程为,载机借助于“激光目标指示器”,把激光束投射到目标上,激光束在目标表面产生漫反射,总会有一部分激光反射到激光制导炸弹上,被炸弹的“寻的器”所接收,然后通过控制系统进行换算,再控制炸弹的飞行舵调整炸弹航向,直至精确命中目标。这种激光制导的方式,就像给各种炸弹安上了“眼睛”和“大脑”,就像放出猎狗追兔子一样,紧紧盯住目标,穷追不放,直到将目标摧毁。

激光制导炸弹首次投入使用,是在越南战场上。据统计,整个越南战争期间,美军共投掷激光制导炸弹25000枚,炸毁重要目标1800个,其中还包括普通航弹难以摧毁的桥梁106座。其中,美空军空袭越南清化大桥是激光制导炸弹运用的典型战例。清化大桥位于河内以南112千米处,是从河内通往越南南部的铁路、公路必经之处,在1965~1968年的4年里,美空军曾出动数百架次飞机对其进行轰炸,结果“赔了夫人又折兵”,桥梁不仅没有完全被摧毁,却损失飞机10多架。

直到1972年,美空军仅仅出动了几架飞机,投掷了十几枚激光制导炸弹,就使得清化桥梁被彻底摧毁。1986年,美军飞机利用夜幕长途奔袭利比亚,用激光制导炸弹准确地对卡扎菲总部和驻地实施精确轰炸,取得了辉煌的战果。海湾战争中,以美国为首的多国部队运用激光制导炸弹摧毁了大量伊拉克经过严密加固的固定目标,包括五分之四的交通设施。

激光制导炸弹虽然有许多优势,但是劣势也不可避免。例如,激光制导炸弹不能在复杂的气象条件下使用,云雾雨雪都会严重影响激光传播,烟雾、水幕、沙尘都会衰减激光能量,影响激光制导炸弹的正常使用。

另外,激光制导炸弹是一种“点穴式”的精确打击武器,难以进行大面积轰炸。非编码激光制导炸弹攻击聚集在一起的多目标时,同时发射的激光会互相干扰,往往会出现误炸、重炸、漏炸,所以激光制导炸弹往往是出动小编队,单独使用,这就使火力强度不足,编队容易遭到数量优势的敌人进攻。而激光制导炸弹投下后,激光照射飞机不能离开,必须在目标上空盘旋,使用激光指示器照射目标,这也使得激光照射飞机极易遭到攻击,载机生存率降低。发展现状

激光制导炸弹与其他精确制导弹药相比,最明显的优势就是廉价,激光制导炸弹是最廉价的精确制导武器之一。从成本来看,虽然一枚激光制导炸弹是普通航弹的3~4倍,但是从效费比来看,反倒比常规航弹要高。以美国空军为例,在二战中,要摧毁一个钢筋混凝土永备工事需要10000枚炸弹,而在越南战争期间,要用300枚,而现在,同种重量下,只需要一枚激光制导炸弹便可完成任务。

另外,由于激光炸弹的出现减少了飞机出动的架次,停留在目标上空的时间缩短,这无形中又减少了被击落的可能,从而大大节约了边际成本。最后,激光制导炸弹一般都用常规航弹改装而成,比如加装制导组件,这使得激光制导炸弹的制造成本大为降低。现代战争耗费巨大,有人统计,在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中,除少量“战斧”导弹外,精确制导武器里使用最频繁的就是激光制导炸弹,相对于“战斧”,激光制导炸弹的成本要低的多,这也许也是其大量被使用的原因。

目前美军使用的“宝石路”系列炸弹几乎参加过自越战以来所有的作战行动。历次实战证明了“宝石路”系列制导炸弹是一种费效比很高的武器,在“沙漠风暴”空袭发起时美军投下的第一枚炸弹就是F-117A携带的GBU-27,并准确的摧毁了巴格达市中心的电话电报大楼;F-111F战斗轰炸机曾在一次行动中出动46架,每架携带4枚GBU-12,创下了摧毁132辆坦克及装甲车的记录。“宝石路”激光制导炸弹是目前世界上生产数量最大的精确制导炸弹系列,“宝石路”已经发展了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三代,而且每代都有多种型号,如“宝石路”Ⅰ有GBU-10MB、GBU-11MB、GBU-12A/B,“宝石路”Ⅱ有GBU-10C/D/E/F/G/H/J、GBU-12D、GBU-16A/B,“宝石路”Ⅲ有GBU-22/B、GBU-24/B、GBU-24A/B、GBU-27/B、GBU-28MB等。各种型号在结构上基本相似,都是由Mk82、Mk83、Mk84或BLU-109、BLU-113等普通航空炸弹加装制导装置和稳定尾翼改造而成,且都采用半主动激光制导,因此具有较高的命中精度。鉴于美国在越战中成功运用电射制导炸弹,位于莫斯科的GNPP局在1972年研制同类的武器系统,从它的寻的头构形推测,其技术层次已超过美国在越战中使用的激光制导炸弹。

KAB-500L是第一种俄制激光制导炸弹,整体外形与美制“宝石路”炸弹相似,其激光寻标套件能用来修改自由落体炸弹,但它没有“宝石路”的弹体前、后大型稳定控制翼,运动路径由尾翼的控制面控制。之后俄罗斯在激光制导炸弹的基础上发展了电子光学制导,研制成功了KAB1500系列精确制导炸弹,具备了自主目标跟踪能力。特别是KAB—1500L/Kr精确制导炸弹,重达1500公斤。

英国几乎没有独立研制制导炸弹,几十年来主要使用雷锡恩公司的“宝石路”。早在80年代初,英国就成为“宝石路”Ⅱ的第一个国际用户,并在1982年马岛战争中付诸使用,这是“宝石路”Ⅱ的首次实战使用。2000年,英国国防部又从雷锡恩公司采购了一批增强型“宝石路”Ⅱ/Ⅲ,作为“临时精确制导炸弹”装备空军“狂风”战斗机。2002年,“狂风”战斗机在伊拉克南部“禁飞区”多次投放增强型“宝石路”Ⅱ,打击伊拉克的防空设施,这也是增强型“宝石路”Ⅱ的首次实战使用。2003年6月,英国国防部宣布选择雷锡恩公司正在设计的“宝石路”Ⅳ作为新型精确制导炸弹,预定2007年开始装备“狂风”、“鹞”及“台风”战斗机。

法国的“模块式空对地武器”计划,是法国开始自行研发精确制导武器的一项措施。通用机械电气公司生产的模块式空对地武器,是一种在防空区外发射的动力空对地武器,计划取代法国空军目前装备的AS30L激光制导炸弹。AASM以250千克级普通航空炸弹为基础,基本型采用GPS/INS制导,命中精度在10米左右,后续型可能增加红外成像导引头,届时命中精度有望达到激光制导的水平。最引人注目的是,AASM不但利用弹翼组件增大滑翔距离,而且将安装火箭发动机来提供飞行动力。其高空投放时射程预计可达50千米,低空投放时可达15千米,足以在防区外发射使用。法国空军总共订购了3000枚AASM,计划从2006年开始装备“幻影”2000D和“阵风”战斗机。

以色列在精确制导武器的开发上也付出了巨大的努力,上个世纪80年代以后,以色列军火集团在引进美国“宝石路”型激光制导炸弹的基础上,分别开发出了多种激光制导炸弹。以色列飞机工业公司开发了“怪兽”、“断头台”和“下一代激光制导炸弹”。其中只有“怪兽”在以色列空军正式服役,并向印度等多国出口。该导弹是以色列技术最成熟的激光制导炸弹。埃尔比特公司开发的主要是“蜥蜴”,采用模块化尾部组件和头锥部件的传统激光制导炸弹设计。现在已经发展为GPS/INS和激光制导的双模炸弹。近年来以色列战事不断,激光制导炸弹是其对巴勒斯坦和黎巴嫩领导层进行“定点清除”的主要武器,因此其战备程度和实战效率非常高。

南非肯特隆公司的“猛禽”Ⅰ多年前已经装备南非空军,但直到最近该公司才公布了有关这种制导炸弹的部分资料。据报道,“猛禽”Ⅱ配有GPS/INS制导装置和电视导引头,命中精度在3米左右,射程达到60千米。丹尼尔公司正在研制名为“闪电”的制导炸弹,它与“猛禽”Ⅱ一样具有120千米的最大射程,同时又与以色列的“蜥蜴”一样可以选择激光制导、GPS/INS制导或红外成像导引头,其中激光或红外制导时的命中精度为3米。

2007年8月伊朗国防部的一份声明称,伊朗已成功研发了一种重达900公斤的“精确制导炸弹”。这一名为“信使”的炸弹装备了制导系统,它是由伊朗国防部的专家研制的,已进入了作战状态,伊朗的F-4和F-5战斗机可以投射这种炸弹。被动防护

对重要目标进行模糊伪装,设立假目标,建立多个备用机构,或在重要目标周围设立假目标。使得敌人飞机用机载红外、可见光、雷达探测设备进行观察时,整体图像模糊不清,找不出真正的攻击目标。这样一来,无形中增加了飞行员的判断时间,增加了飞机在目标区的滞空时间,从而使其被击落的几率也增加。重要目标建立了多个备用机构后,即使其中一个或几个被摧毁后,还能保证其他继续工作。另外,重要目标隐蔽化、地下化,构建坚固防护等,这些都是被动防护的内容。主动对抗

激光有“怕”烟雾、水幕、沙尘的弊病。利用这一弱点,可用释放烟幕、水幕、烟尘的方法对付敌方激光制导炸弹。这种方法非常实用,越南战争期间,美国空军采用激光制导炸弹攻击越南桥梁和地面固定目标,一开始命中率很高,后来越南载采用了烟雾、水幕遮蔽的方法后,美军激光制导炸弹的命中率大大下降。例如,越南为了保卫河内富安发电厂,当美军飞机飞临时,在电厂周围燃烧废弃的轮胎和湿稻草。并往烟雾里喷水,喷水的高度超过建筑物3米,面积为目标的2~3倍,浓度为1克/立方米。结果,烟雾干扰了飞行员的瞄准,使其发现不了电厂的关键部位,潮湿的烟雾阻绝了激光的传播,使激光制导炸弹变成了“不精确”、“不制导”,投下的几十枚激光制导炸弹,仅有一枚落入电厂围墙附近,而没有一枚落入厂区。在海湾战争中,伊拉克在奥希拉克核设施周围部署了大量的烟幕发生器,并向烟幕中淋水,美军开始投入70多架次常规作战飞机进行攻击都没有见效。

后改用F-117隐形飞机在夜间进行偷袭,用激光制导炸弹也未能一次性的摧毁,连续几个晚上,出动了十几架次,投掷数十枚激光制导炸弹才达到目的。可见,烟雾、水幕、沙尘在足够浓度时,可对激光指示器进行遮蔽,影响激光正常传播,使激光制导炸弹失效。伊拉克战争中,我们在电视画面中往往会看到伊拉克的许多油井都是浓烟滚滚,以为那是美军轰炸的结果,其实,这是伊军为了在广阔、没有遮掩的沙漠中保护军事目标,自己把油井点燃的,其产生的浓烟确实很让美空军头疼。

为了提高遮障的效率,就有必要采用烟雾、水幕、沙尘自动施放系统。所谓自动施放系统,就是设置综合告警装置并与计算机自动控制系统、施放装置相连。具体就是计算机控制系统将和预警系统,或者布置在重要目标外围的硬杀伤防御系统(比如高炮,导弹)的预警指挥系统相连,当预警系统告警或者激光感应器侦测出目标受到激光束的照射时,会按照程序启动点火施放装置,迅速地形成有足够浓度的遮障。

目前,美国研制的XM—57型发烟机和英国研制的SG—18型发烟机,其遮障效果就非常好。在很短时间内,这种发烟机就可在战场上形成一道高50米、宽30米,持续时间几分钟到几十分钟的烟雾笼罩地域,并能有效的使受保护目标避开目视和目前所有的热成像仪、光学侦查以及激光瞄准,极大地提高了目标的生存能力,成为一种高费效比的现代软防御手段。而苏联坦克更有一项绝技,除了坦克炮塔上火炮两侧的烟幕发射管以外,苏联坦克还可以通过向发动机排气管中喷射柴油来产生滚滚的烟雾。这都是有效的防御手段。

致盲式干扰法是一种重要的有源干扰(又称积极干扰),它是利用强光束直接瞄准对方激光接收系统中的“眼睛”即传感器,干扰其工作或者令其无法工作,甚至将其摧毁。一般来说,光电设备上的光敏元器件通常比较脆弱,所能承受的光强度有一定限制,一旦超出上限,则会使光敏元器件过载、失灵,甚至造成不可修复的损坏,从而使整个光电设备瘫痪。而致盲式干扰就是利用光电设备的这一弱点,趁虚而入。用强激光束照射激光制导炸弹,使炸弹上的光电探测器件失效,最终使炸弹致盲失控。

另一种有源干扰法是欺骗干扰法,即当探测到敌人的激光束脉冲后,以相同的脉冲欺骗激光制导炸弹。比如,当发现敌人飞机正在用激光指示器照射某目标时,我们用敌人激光制导炸弹所用激光束相同的激光,去照射假目标,或者用特设的反光镜等物体,把它们反射的激光作用到敌人的激光制导炸弹上,就能有效的诱骗炸弹改变方向,去攻击假目标,从而保存了真目标。

激光制导炸弹的战术运用有双机协同作战和单机作战两种方式。但是这两种方式都有一个共同的缺点,就是炸弹投下后,照射机必须持续的对目标进行照射,直到激光制导炸弹命中,不能“投了就走”。这使得照射飞机在目标区内滞空时间过长。比如飞机进行中空轰炸时,投弹高度为5000米,那么无动力炸弹投下后,需要在空中飞行40秒左右才能命中目标,在这段时间内,飞行员不但要不停的将激光指示器对准目标,还要顾及地面威胁,这对飞行员的心理素质无疑是一个巨大的考验。

这当然也是一个打掉它的良机,如果使用猛烈的防空火力进行轰击,会给飞行员施加巨大的心理压力,使其不能专心瞄准。海湾战争中,美军一个F-117飞行员,在攻击巴格达附近的一个导弹阵地时,遭到了地面防空炮火的猛烈射击,虽然这些纷飞的弹片对其构不成威胁,但是还使其惊恐万分,匆忙投下两枚激光制导炸弹之后,就立马溜之大吉,根本没有考虑炸弹是否命中目标。看来,这就是为什么有了防空导弹,还要配置大量高炮的原因,密集的炮火即使不能打下空中目标,起码也是对飞行员的心理震慑。发展趋势

世界是矛盾的集合体。有矛就有盾,矛与盾总是相互促进发展的。有了对抗激光制导炸弹的方法,自然也会有如何破除对抗的方法。反干扰,使激光制导炸弹能够更准确、更有效率的摧毁目标是各国积极研究的方向,有些成果也已经进入实用化。激光编码抗干扰

为了避免激光制导武器受到外界激光干扰而迷失方向,也为了避免在使用多枚激光制导炸弹攻击集群目标时而产生重炸、漏炸的现象,就必须依赖于编码抗干扰的方法,编码抗干扰就是给激光制导信号通过加密措施进行编码,只要对方不知密码,那么对方的干扰机就不能发出相同的密码脉冲,制导炸弹遵循加密激光信号,也就不会互相干扰,从而大大提高了激光制导武器的抗干扰能力。防护镜

为了避免激光制导武器的导引头受到外界强激光的照射而损坏光敏元器件,不少国家都在研究在光学仪器上配备变色镜,当强激光照射到透镜上时,透镜能在短时间内自动析出大量的银质粒子,对来袭强激光产生强烈的反射作用而阻止其通过,而当强激光小的时候,透镜又恢复到透明状态。复合制导

为了对付烟雾、水幕、沙尘遮蔽,也为了适应复杂的气候条件,激光制导炸弹可以采用“复合制导”,“复合制导”是指采用多种制导方式对制导武器进行制导,当某一种制导方式失效后,另一种制导方式可以自动接替工作,继续将导弹引向目标。而且,由于复合制导可以采取目标不同的特征值来判定真假。因此,复合制导还具有一定对真假目标的分辨能力。在此方面,美军装备的“铺路-1”型激光制导炸弹采用的就是复合制导。火箭助推炸弹

激光制导炸弹可分为无动力的滑翔炸弹和有动力火箭助推炸弹。滑翔炸弹无动力,靠炸弹自身的滑翔翼飞行,飞行的距离跟搭载飞机投掷炸弹的高度有很大关系。一般来说,高度越高,攻击的距离就越远。由于无动力激光制导滑翔炸弹攻击距离不会超出20千米。这使得载机不得不靠近目标投掷炸弹,从而使载机极易受到保卫目标的防空火力伤害,而防空火力的存在,也干扰了飞行员投掷炸弹的精度。所以美俄现在研制了一些火箭助推制导炸弹,在激光制导炸弹的基础上,安装火箭助推器,使炸弹能够在敌人防御圈外投掷,以保证载机的安全。这使得激光制导炸弹的攻击距离大大增加,甚至可达百公里以外,这几乎相当于简易导弹了。

长“眼睛”的激光制导炸弹

激光制导炸弹是一种能够攻击点目标的近战武器。炸弹由弹体和一个制导装置组成,后者能够探测到被激光束照射的目标。

激光制导方式分为寻的制导和波束制导两种。激光寻的制导原理是:当瞄准跟踪目标后,由装甲车辆或者飞机上的人员用目标指示器发射出编码脉冲激光照射目标,随即发射激光制导武器,目标会向各个方向反射激光;武器在飞行过程中,装在头部的激光寻的器接收由目标反射回的激光信号,经光学系统会聚在光电探测器上,将光信号转为电信号,然后经放大、运算处理,得出引导信号,驱动执行机构使武器导向目标。

1984年开始装备美军的“海尔法”导弹,在海湾战争中,美、法空军大量使用的GBU-24型激光制导炸弹,均采用这种制导方式。

投向“光篮”的炸弹

常规的炸弹是由引信、弹体和尾翼组成,由飞机投掷,其特点是一经掷出,即成为自由落体,受投掷时的初速、角度、高度以及大气温、湿度、风速的影响都比较大,误差一般在数十米甚至上百米。

而用激光制导的炸弹,则是在普通炸弹上安装了一个导引头,以及可由执行机构操纵的活动尾翼以及电源、操纵机构等。

导引头是激光制导武器的一个重要组成部分,其作用类似于人的眼睛,用以搜索、鉴别、捕获、锁定和跟踪目标指示器所造出的“光篮”。

激光导引头与制导炸弹的弹体结合起来,实际上就构成了一架滑翔飞机,按导引头给定的信号,不断地调整飞行的方向,直至命中目标。

如海湾战争中F-117飞机投掷的GBU-24型激光制导滑翔炸弹,就是“宝石路”激光制导炸弹系列的一种。此外,海湾战争初期,电视观众所看到一枚精确地命中伊拉克钢筋混凝土弹药库大门的激光制导炸弹,则是由美国得克萨斯仪器公司制造的“铺路Ⅲ号”。就在这种炸弹令人震惊地初次登场后不久,美国空军就又签订了再买1720枚同型号激光制导炸弹的采购合同。

225公斤重的MK20“石眼”激光制导集束炸弹,内装有247枚小炸弹。弹头除激光寻的装置外,另有激光测距装置,可预先设定撒播高度,是大面积压制集群目标的首选弹种。

与激光制导炸弹联合使用的是激光目标指示器,它可以和激光制导炸弹同一个载机,也可以由一架飞机负责用激光照射目标、划出“光篮”,另一架飞机投掷制导炸弹,甚至可以由地面派出车辆或步兵照射目标,飞机只管“投后就走”,所以使用起来非常灵活。

这种激光制导的滑翔炸弹命中率非常高,只要“光篮”质量有保证,那么“百发百中”是没有问题的,可谓是“点到为死”,一点不假。

与空中投掷的激光制导炸弹的原理相仿,还有一种用普通大炮发射的激光导向炮弹,当前技术比较成熟的是美军“铜斑蛇”激光导向炮弹。这种炮弹由M109型155毫米自行火炮或M109A2型榴弹炮发射,由地面或空中发射激光指示目标,精度与飞机投掷的激光制导滑翔炸弹相似。

据报道,一些国家还在研制利用120毫米迫击炮来发射激光导向炮弹。由于迫击炮弹道弯曲,在炮弹下降阶段与飞机投掷的情况极为相似,所以特别适合攻击装甲车辆、坦克的顶部,有人甚至预言,在未来的地面战争中,迫击炮很可能会成为地面部队反坦克的主力兵器。

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