8月31日,沙特国防部发布的宣传视频中,出现了沙特国防部助力部长向防空部队颁发作战荣誉纪念牌的镜头。由此表彰该部队在拦截胡塞武装的弹道导弹、无人机和巡航导弹的战斗中出色表现。
据沙特媒体报道,沙特防空部队也从咱们手中进口过外贸“沉默猎手”激光反无人机系统。这可能也是中国激光武器在实战中大展拳脚的好机会。
▲沙特国防部发布的宣传视频
2020年2月,一架美军P-8A反潜巡逻机在关岛以西380海里处窥探中国海军南部战区舰队演习时,立刻遭到呼和浩特号驱逐舰的激光照射;今年2月,一架澳大利亚的P-8A在恶意跟踪解放军舰艇并投下声呐浮标后,同样遭到解放军舰载激光武器的反制。以上案例充分证明,中国激光武器技术的水平已达到世界领先的地位。
激光武器属于定向能武器,其原理是通过强大的定向发射激光束直接毁伤目标或使其失效,其优势在于攻击速度快、反响灵敏(可在短时间对不同目标进行打击)、命中精度高、杀伤力和打击范围可控、抗电子干扰能力强。冷战时,美苏双双加大在此领域的研发投入,但时至今日,中国却在激光武器上反超了美国,中国的战略安全,也因此得到了又一层保障。
激光武器如何杀伤目标
有哪些种类?
激光武器的巨大杀伤力,主要在其高能量和功率,只要激光功率够大,被照射的目标就会发生局部气化,接着其材料蒸汽就会快速喷出,最后导致穿孔甚至局部崩塌。在蒸汽快速喷出后,目标物体也会被强大反冲作用波及,最终导致内部出现激波,当激波传递到物体反面时,则会出现巨大反射作用,由此与正面照射的激光产生夹击效应,最终导致物体表面变形破裂。
▲激光武器的杀伤特性和效率具有独特优势,因此各国都开始对其研究
在这种破裂效果下,即便物体并未被高温烧蚀摧毁,也会因力学上的破坏而失去效能。当初美军和澳军都表示,中国驱逐舰的激光照射不但可能导致飞行员致盲,且可能导致飞机导航设施被毁,其道理就在于此。除以上效应外,激光武器还会带来辐射破坏,这是因为激光照射时,被气化的物质会被电离成等离子云体,并释放出紫外线和X射线,进而形成损伤。
激光器是激光武器技术的关键部分,从激光生成原理来看,则能分为化学激光器、固体激光器、液体激光器和自由激光器。其中化学激光器是利用工作物质的化学反应释放的能量鼓励工作物质产生激光,上世纪80年代,美国曾大力推进其研发。化学激光器耗费的燃料较多,因此本身体积都较大,其排放的尾气对环境甚至其自身都有相当的破坏。
▲如何维持能量来源,并避免武器本身体积过大,是战术激光武器研发的一个关键
自由激光器则利用自由电子的辐射,将电子束能量转换为激光,实现电子从原子脱离后,通过线性加速器使其达到高能量,最终形成光子,并将一簇持续性光束发射出去。自由激光器同样起源于冷战后期的美国,其优势在于激光质量好、功率高、灵活性强和波长范围大。但它的体积同样很大,高功率的反射镜制造也较为困难,对电力的需求也很大,因此实用化研发过程也较为艰难。
▲中美两国的激光武器完成了多次无人机打靶测试
固体激光器则利用光学透明的晶体或玻璃为基础材质,掺入其他激活物质。测试证明,虽然其能量转换依旧有待进一步提升效率,但这种激光器在体积和重量控制方面都好于化学和自由电子激光器,其功率提升已达到武器级别。在美军的一系列测试中,其固体激光器已多次成功地在几秒钟内以32千瓦的能量摧毁了多架作为靶标的无人机。
▲“沉默猎手”系统可对自杀无人机进行有效拦截
目前,激光器的种类还在增多,半导体、光纤、液体激光器也应运而生。而沙特军方购入的“沉默猎手”系统就属于第三代的光纤激光器,该系统的优点是结构紧凑、光电转换率高、可靠性强、光束质量稳定且强度足够,因此在军事领域应用范围很广。
中国小型激光武器
让“王爷军”赞不绝口
1964年,新成立的中国科学院上海光学精密机械研究所就开始对激光武器进行研发,并建成120毫米振荡—放大型激光系统,其最大输出功率达到32万焦耳,可在室内10米处击穿80毫米铝靶。尽管该项目在12年后下马,但中国激光武器却由此奠定了基础。1986年,包含激光武器项目的863工程正式启动。
▲从穿透性测试来看,国产激光武器的威力毋庸置疑
上世纪90年代开始,中国成为世界首个研发制造出KBBF晶体的国家,这种晶体是世界上唯一能直接产生紫外线激光的非线性光学晶体,很快成为国产激光武器的核心材料。2009年开始,该晶体不再出口,尽管美国也开始花费重金对其研发,最终只能以类似材料作为代替,但这比中国晚了整整15年。目前,中国战术激光武器的功率已远超美国同类武器。
▲KBBF晶体已不再对外出售
新世纪以来至今,中国掌握了激光材料技术、激光辐射材料物理机理及成像图谱技术、一次性快速跟踪定位控制技术、激光成像技术和高密度能量可逆转换载体材料技术。由此,多种国产激光武器得以问世,例如曾亮相于珠海航展的小型车载激光扫雷排爆系统、车载激光拦截系统等。这些小型激光武器,不但说明中国成功解决了发射器体积控制问题,而且更证明中国让这种昔日看似未来科幻的技术变得“白菜化”。
2022年3月,中国“沉默猎手”激光防空系统得到了沙特国防部的订单。该系统标准输出功率为30-100千瓦,在30千瓦状态下,最大射程为200-4000米,能持续发射200秒,可在6秒内实现重新加载。测试表明,它能在上千米处烧穿5毫米钢板,摧毁一架216千米/小时飞行的小型无人机所需时间只需10秒。据称,该系统在升级后可能还具备拦截火箭弹和迫击炮的能力。
▲胡塞武装的无人机让沙特头疼不已
以陕汽六轮卡车为底盘,左侧配备激光发射器和后雷达系统,右侧则配备了光电观测系统,可无死角旋转实现搜索和锁定,其车载方舱可自带发电系统。此外,“沉默猎手”也有固定版,其电源一般依靠专门的车载发电箱等设备,一般都被部署于要地。毫无疑问,屡屡被胡塞武装小型自杀无人机打得狼狈不堪的沙特“王爷军”有着十分急迫的需求。
▲被“沉默猎手”击落的无人机
小型自杀无人机速度慢、飞行高度低、特征小,很容易被中远程防空系统忽略。即便是高炮和单兵导弹,也要依靠小型相控阵雷达的配合,且它们的弹药价格一般远高于目标本身,拦截效率也并不理想。相比之下,“沉默猎手”发射一次的成本仅6美元,捕捉和消灭目标的能力却十分出色。相对于“王爷军”其他进口的尖端武器频频翻车,“沉默猎手”的表现也让“王爷军”间接保全了些许颜面。
歼-20和运-20
可能配备激光武器
2007年,美国一架配备了跟踪照射激光器的波音747飞机向另一幅涂在KC-135运输机侧面的导弹图像进行了多次照射。此次激光器测试的目标是用于跟踪导弹并确定其易损部位,并由此确定弹道导弹可否有效被机载激光武器摧毁。2年后,波音公司与诺斯罗普.格鲁曼公司一道开始了该项目的后续研发,但由于项目经费和技术瓶颈限制,其进展一直相对有限。
▲美国多家公司曾参与机载激光武器的研发
2017年12月,有军事专家在央视《今日关注》栏目表示,逐渐成熟的运-20将可能配备激光武器后成为一种理想的空中反导平台。光在真空中走直线,传播速度很高,其准确快速的效率是其他武器所难以比拟的,这也是拦截高速目标所必须的。要达到这种效果,就必须搭载高能激光发射器,且必须在提升发射功率的同时严格控制体积和重量,因此美军当时的化学氧碘激光器也是最适合的选择。
▲美澳两军的P-8A都切身体会过中国激光武器的厉害
上世纪80年代,中科院大连化学物理研究所最先开始研究此类激光器,并在1993年成功进行了140米外的攻击测试。正如此前所提到的,中国在20多年后掌握了激光武器的多项原理,因此化学氧碘激光器自然趋于成熟。因此,搭载大功率激光发射器的运-20即可在歼-20等战斗机的护航下发挥其高航程优势,进而用红外系统探测对方导弹,最终在对方导弹的飞行阶段将其摧毁。
▲如果配备激光武器,歼-20就可能打破原有空战规则
长期以来,歼-20战斗机有无航炮也是一个热点,不少网友认为该机没有航炮,而美俄五代机却不然,因此它们在近战中将会具备主动权。但根据2020年中国《全军武器装备采购信息网》公布的信息来看,国内已完成100千瓦机载激光系统的样机研发。美国《大众机械》表示:如果这种武器最终成为歼-20和其他中国战斗机的标配,那么这些战机攻击时就会脱离传统武器面临的限制条件。
▲理论上运-20这样的大型军用机也能配备激光武器
与射速高但备弹量相对较低的航炮不同,机载激光武器不受重力等因素限制,还能持续发动攻击,对方却难以通过红外诱饵弹等方式自保。在中近距离,它很可能利用远超过炮弹飞行速度的反应摧毁来袭敌格斗弹甚至航炮炮弹,最终为战斗机提供保护;在中距离,它还能直接对敌机发动快速的高温打击;在远距离,它还能为导弹提供导航。因此,《大众机械》认为如果歼-20配备机载激光武器,那么现有空战法则都可能为之改变!
超越美国的激光武器
对中国战略安全有多重要?
由于中国秉承“不开第一枪”原则,美俄核弹数量又远多于我国,因此第一阶段尽量拦截所有来袭核弹十分重要。冷战以来,双方导弹攻防技术和成本都在不断飙升,中国的中段反导成功率目前已达到百分百,但拦截弹本身就十分昂贵,产量自然相对受限。而对方一枚洲际导弹可能携带多个分弹头,因此这时攻击范围广且能持续快速拦截的战略激光武器就显得十分重要。
▲战略激光武器的一大用途就是反卫星和反导
1986年,中国的神光一号激光系统已有上万亿瓦的总输出功率,神光二号则将该数字提升了八倍!2015年前后,短时输出功率60万亿瓦的神光三号问世,并在两年后投入使用。同时,2014年问世的聚龙一号装置,其瞬间功率超过20万亿瓦!因此,中国具备了建造大功率战略激光武器的技术基础。尽管此类武器体积很大,但中国巨大的战略纵深也为其提供了足够充裕和隐蔽的部署基础。
▲央视节目中出现了神光三号的形象
中国目前有世界唯一的激光卫星接力站和卫星反射站,这个接力站采用光线发射原理,能吸收地面传来的高能激光,并转而通过定位锁定海中、大气层和陆地上的目标。这也解决了激光射线无法转弯的特点,进而实现了多方向瞬时打击。目前,中国已有了一种前所未有的10管重型激光武器,在接力站和反射站协助下,该武器其一次齐射即可摧毁多枚来袭且处于机动状态的敌导弹或分弹头,也能迅速有效破坏对方的战略核潜艇与陆基发射阵地!
▲利用天基平台,国产激光武器也会有效反制敌战略核潜艇
2022年,美国《外交》网站表示:中国已能用多种的激光武器对其对手的卫星进行致盲或直接摧毁。美国国防部甚至直言,解放军已有多个不同功率的大型陆基激光发射系统,中国甚至可能还会在不久的将来推出瞬间功率远超世界最大核电站十倍的下一代激光武器。在美国看来,中国的反卫星大型激光武器如果彻底形成战斗力,美军高度依靠的天基系统就会面临灭顶之灾!
▲激光武器将对中国抗饱和洲际导弹攻击的能力做出极大贡献
尽管今天两个军事强国爆发大战的可能性很低,但中国必须做到有备无患。如果中国能够在战斗开始后迅速摧毁对方精确制导武器必不可少的卫星天基系统,那么敌人的高尖端武器就会效率骤降;即便事态升级,对方发动了核弹齐射,中国也能在战略激光武器与动能拦截弹配合下对其尽数拦截,甚至直接反制其导弹发射源。
▲假想对手的同类激光武器也在快速发展
如果这种技术最终成型,解放军的胜算不但会骤增,中国本土也会被坚固的无形屏障覆盖。所以,激光武器的发展和完善,对中国战略安全的意义也是无法用简单的数字来评估的。尽管激光武器依旧面临一系列技术限制,也会受到一些自然因素的限制,但军武菌坚信,在无数埋头苦干的中国军工科研人持续努力下,国产激光武器的短板也会被一一补齐。
记得军武菌童年时,一系列外国科幻大片中,总会出现外观前卫的美军激光武器耍帅一样地发射出五彩缤纷的各类激光束,并瞬间摧毁敌人。同时,不少游戏中也闪现着激光武器的身影。遥想当年,无论是军武菌本人,还是当年眼馋国外各类武器的军迷都不会想到,我们中国自己的激光武器能有今天的水平。
▲当年看来遥不可及的未来科幻武器,如今却成为解放军又一利器
常有网友评论道:美国和俄罗斯负责产生想法,而我们中国将他们的想法变成现实并加以不断升级。但当中国通过不懈努力,将未来技术之梦变成现代的现实国产化产品后,提出想法甚至已早早迈出第一步的他国不是在原地踏步,就是举步维艰。