激光的军事方面的应用

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。

激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。2013年低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。

激光武器特点高度集束的激光,能量也非常集中。举例说;在日常生活中我们认为太阳是非常亮的,但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然,激光比太阳还亮,并不是因为它的总能量比太阳还大,而是由于它的能量非常集中。例如,红宝石激光器发出的激光射束,能穿透一张1/3厘米厚的钢板,但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。

激光作为武器,有很多独特的优点。首先,它可以用光速飞行,每秒30万公里,任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准,几乎不要什么时间就立刻击中目标,用不着考虑提前量。另外,它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量,还能很灵活地改变方向,没有任何发射性污染。激光武器分为三类:一是致盲型。(激光剑)前面我们讲过的机载致盲武器,就属于这一类。二是近距离战术型,可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验,就是用的这类武器。还有科幻电影中,通过对激光武器的形变,产生的激光盾翼三是远距离战略型。这类的研制困难最大,但一旦成功,作用也最大,它可以反卫星、反洲际弹道导弹,成为最先进的防御武器。

激光怎样击毁目标呢?科学家们认为有两个方面:一是穿孔,二是层裂。所谓穿孔,就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化,进而汽化蒸发,汽化物质向外喷射,反冲力形成冲击波,在靶材上穿一个孔。所谓层裂,就是靶材表面吸收激光能量后,原子被电离,形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断,形成“层裂”破坏。除此以外,等离子体“云”还能辐射紫外线或X光,破坏目标结构和电子元件。 激光武器作用的面积很小,但破坏在目标的关键部位上,可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比,完全是两种风格。

激光武器的分类:不同功率密度,不同输出波形,不同波长的激光,在与不同目标材料相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器,不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦,而必须大大提高激光器的输出功率,作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。2013年时,激光器的种类繁多,名称各异,有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器,也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时,按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型,按其用途还可分为战术型和战略型两类。

1.战术激光武器

战术激光武器是利用激光作为能量,是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮,它们能够发出很强的激光束来打击敌人。1978年3月,世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别,主要由四大部分组成:激光器、激励器、击发器和枪托。2013年,国外已有一种红宝石袖珍式激光枪,外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉,且无声响,在不知不觉中致人死命,并可在一定的距离内,使火药爆炸,使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪,能击穿铜盔,在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。 战术激光武器的"挖眼术"不但能造成飞机失控、机毁人亡,或使炮手丧失战斗能力,而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现,常常受到沉重的心理压力。因此,激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中,英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器,曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。

2.战略激光武器

战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹;可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如,1975年11月,美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时,被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中,并变成“瞎子”。因此,高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一,也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露,自70年代以来,美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。 2013年,反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如:自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是,自由电子激光器体积庞大,只适宜安装在地面上,供陆基激光武器使用。作战时,强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜,作战反射镜再使激光束瞄准目标,实施攻击。通过这样的两次反射,设置在地面的自由电子激光武器,就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。 高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时,一旦发现对方目标,即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间,居高临下,视野广阔,更是如虎添翼。在实际战斗中,可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击,以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星,甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。

3.激光动力推进器

既然太阳不足以推动恒星际太空飞船,于是有科学家提出了激光动力推进器技术,利用一束强大的激光让物体飞行。

激光雷达(laser radar)是指用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器等;天线是光学望远镜;接收机采用各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测与外差探测。

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