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定向能武器的現(xiàn)狀及未來的研究和發(fā)展趨勢
隨著激光、新材料、微電子、聲光、電光等高技術的發(fā)展，衍生出一門利用各種束能產(chǎn)生的強大殺傷威力的“束能武器”，即人們通常所說的定向能武器。它是利用激光束、粒子束、微波束、等離子束、聲波束的能量，產(chǎn)生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應，采取束的形式，而不是面的形式向一定方向發(fā)射，用以摧毀或損傷目標的武器系統(tǒng)。
定向能武器，依其被發(fā)射能量的載體不同，可以分為激光武器、粒子束武器、微波武器。無論能量載體性質(zhì)有什么不同，作為武器系統(tǒng)其共同的特點是：首先，束能傳播速度可接近光束，這種武器系統(tǒng)，一旦發(fā)射即可命中，無需等待時間；其次，能量集中而且高，如高能激光束的輸出功率可達到幾百至幾千千瓦，擊中目標后使其破壞、燒毀或熔化；另外，由于發(fā)射的是激光束或粒子束，它們被聚集得非常細，來得又很突然，所以對方難以發(fā)現(xiàn)射束來自何處，對方來不及進行機動、回避或對抗。
1。戰(zhàn)術激光武器(TLW)
戰(zhàn)術激光武器主要由高能激光器，精密瞄準跟蹤系統(tǒng)和光速控制發(fā)射系統(tǒng)等組成。
(1)高能激光器是激光武器的核心，是產(chǎn)生殺傷破壞作用的關鍵部分。在選擇和研制激光武器時，應考慮的主要因素有：①盡可能高的發(fā)射功率；②有高的能量轉換效率；③激光波長應位于大氣窗口(指大氣對該波長的能量吸收極少)；④光束發(fā)散小；⑤質(zhì)量輕、體積小。迄今研制的高能激光器主要有固體激光器、CO2激光器、化學激光器。
(2)瞄準跟蹤系統(tǒng)。對于任何武器系統(tǒng)來說，目標探測、捕獲和跟蹤都是首要任務。激光武器對瞄準跟蹤系統(tǒng)的要求則更高。由于激光武器是用激光束直接擊中目標造成破壞的，所以激光束不僅應直接命中目標，而且還要在目標上停留一段時間，以便積累足夠的能量，使目標破壞。為了使激光束精確命中目標和穩(wěn)定地跟蹤目標，瞄準精度要求達到2×10u7(°)，跟蹤精度要求高于1mrad。激光武器所要求的這種跟瞄精度是當前微波雷達無法達到的。必須發(fā)展紅外跟蹤、電視跟蹤和激光雷達等光學精密跟蹤。目前，激光雷達是國外重點發(fā)展的跟蹤系統(tǒng)。
(3)光束控制發(fā)射系統(tǒng)。光束控制發(fā)射系統(tǒng)，亦稱發(fā)射望遠鏡。由激光器發(fā)出的光束經(jīng)光束控制發(fā)射系統(tǒng)而射向目標。發(fā)射望遠鏡的主要部件是一塊大型反射鏡，它起著將光束聚集到目標上的作用。反射鏡的直徑越大，射出的光束發(fā)散角越小，即聚焦得越好。但反射鏡的直徑愈大，不僅加工工藝復雜，而且造價高昂。
激光武器可分為反衛(wèi)星、反天基激光武器及反戰(zhàn)略導彈等的戰(zhàn)略激光武器和用于毀傷光電傳感器(包括人眼)、飛機及戰(zhàn)術導彈等的戰(zhàn)術激光武器。供陸軍野戰(zhàn)部隊使用的主要是戰(zhàn)術激光武器。戰(zhàn)術激光武器的工作原理，以反導彈的防空激光武器系統(tǒng)為例，說明其工作原理，首先由遠程預警雷達捕獲目標，并將目標信息傳送給指揮控制系統(tǒng)，指揮控制系統(tǒng)通過目標分配與坐標變換，引導精密瞄準跟蹤系統(tǒng)捕獲并鎖定目標，精密瞄準跟蹤系統(tǒng)再引導光束發(fā)射系統(tǒng)使發(fā)射望遠鏡對準目標。當目標處于適當位置時，指揮控制系統(tǒng)發(fā)出攻擊命令，啟動激光器，由激光器發(fā)出的光束，經(jīng)控制發(fā)射系統(tǒng)射向目標，并對其進行破壞。
目前，激光致盲武器已經(jīng)在90年代戰(zhàn)場上投入使用，如美國陸軍研制的“缸魚”式激光致盲器，在海灣戰(zhàn)爭中投入使用。大功率的戰(zhàn)術激光武器目前仍處于實驗研究階段。如美國在海灣戰(zhàn)爭之后開展了一項稱之為“沙漠閃光”的研究計劃，對用激光武器對付“飛毛腿”導彈進行評估和研究。待選的激光器有3種：氟化氚／氟化氫激光器、化學氧碘激光器和自由電子激光器。至于機載武器的研究，美國戰(zhàn)略防御計劃局目前正在開展一項有關激光束水平射向“飛毛腿”導彈類目標時大氣湍流對傳輸?shù)挠绊懙难芯俊Ａ硪豁椦芯坑蓜趥惼潯だツ獱栘撠熯M行，將從高空無人駕駛飛機上直接發(fā)射激光光束，以避免大氣湍流對激光傳輸?shù)挠绊憽?jù)悉，這兩項研究有可能導致90年代末進行全面的機載激光器方案的論證。由于大氣對激光會產(chǎn)生吸收、散射和湍流效應。大氣中的分子和氣溶膠(塵埃、煙霧、水滴等質(zhì)點)使激光束的能量發(fā)生衰減，大氣湍流會使激光束發(fā)生擴展、漂移、抖動和閉爍效應，使激光能量損耗，偏離目標，對于強激光，由于大氣吸收了激光束的能量，導致光路加熱，從而改變了大氣的折射率分布。這種大氣體的激光的“熱暈”效應，會使激光束發(fā)生漂移、擴展、畸變或彎曲。大氣傳輸?shù)牧硪环N效應是大氣擊穿，也就是使大氣發(fā)生電離。當大氣被擊穿而產(chǎn)生等離子體時，會嚴重吸收或阻礙激光束的傳輸，影響其殺傷破壞威力。預計，戰(zhàn)術激光武器用于對付地面裝甲目標，用于防空擊毀低空飛機、攔截或擊毀戰(zhàn)術導彈在近期內(nèi)尚不可能，真正進入實戰(zhàn)應用，估計要到21世紀30年代。
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