在9月3日舉行的紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利80周年閱兵式上,多款新型武器首次公開亮相,既有東風-61這樣的戰(zhàn)略大殺器,也有坦克100這樣的“新能源兵器”,此外,LY-1艦載激光武器吸引了西方媒體的廣泛關注,法新社更是稱其為“全球最強激光防空系統(tǒng)”。這款被網(wǎng)民調侃為“滾筒洗衣機”的武器,未來將與海紅旗-9C、紅旗-16C、以及近防系統(tǒng)構成中國水面艦隊的遠中近防空系統(tǒng)。
而目前全世界只有中美兩個國家完成了艦載激光武器的實用化部署,只不過與美國追求面面俱到的做法不同,中國一開始就主攻近程激光防空系統(tǒng),反而后來居上坐穩(wěn)了世界第一的位置。
激光武器的技術原理來自于愛因斯坦1916年提出的受激輻射理論,原子的電子吸收能量從低能級升到高能級,再從高能級降到低能級時候釋放的光子能量,激光以光速飛行,作為武器發(fā)射時不會產生后坐力,除非目標能夠瞬間移動,否則被激光武器瞄準就意味著命中。
激光武器的運用方式主要有三種:第一種就是通過照射產生熱效應,直接燒蝕目標的結構,導致目標在飛行中解體。第二種就是利用光電效應,使敵方光學傳感器“失明”,或者短暫致命敵方觀察儀器操縱人員的眼睛。比如我國的99式主戰(zhàn)坦克早期就裝備了主動式激光警告/對抗系統(tǒng),預警系統(tǒng)自動標定敵方反坦克導彈或者坦克火控系統(tǒng)的鎖定信號,致盲激光發(fā)射器在1秒內干擾、破壞敵方的光電傳感器。第三種就是利用熱力耦合效應,直接點燃目標的燃料或者裝藥。
早在冷戰(zhàn)時期,美國就意識到了激光在軍事領域的巨大價值,不過那時候美國主要研究大型空基甚至天基激光武器,想要用來反制蘇聯(lián)的洲際導彈。1975年,美國就開始在軍用飛機上測試波長10.6微米的激光器,成功擊落了靶機。此外,同一時期的“中波紅外氟化氘化學激光武器”也取得了進展,在白沙導彈靶場摧毀了一枚超音速飛行的靶彈。到了上世紀80年代美國提出星球大戰(zhàn)計劃,該計劃被許多人以為是單純用來欺騙蘇聯(lián)的,但其實美國在星球大戰(zhàn)計劃上還是砸了不少真金白銀的,就比如開發(fā)的中紅外化學激光器,曾經(jīng)擊落了一枚處于主推階段的彈道導彈。但是受制于技術條件的約束,美國在冷戰(zhàn)時期開發(fā)的這些激光武器,都存在體積大、耗能高、污染嚴重、射程短等問題,尤其是復雜天氣下功率衰減嚴重簡直就是個無解的難題,你總不能要求蘇聯(lián)只能在美國晴天的時候發(fā)射洲際導彈吧,局座當年說的“霧霾防激光”其實是有扎實科學依據(jù)的。
冷戰(zhàn)結束后,美國又開始研究機載氧碘激光武器,委托波音公司對幾架波音747客機進行改裝,要求能夠在12秒內摧毀400千米外的彈道導彈,每次飛行可消滅20-40枚彈道導彈。但是該項目的進展依舊不順利,原計劃2006年具備初始作戰(zhàn)能力,但是波音拖到2009年才開始裝機測試,2010年成功摧毀了2枚彈道導彈,但有效攔截距離還不到200千米,需要載機飛入敵國領空,加之整個項目超支嚴重,最后在奧巴馬上任后取消了。
而美國激光武器唯一搞出成果的,就是艦載激光武器項目了。而且美國的艦載激光武器項目非常復雜,跟F-35一樣是由多個項目整合而成的,包括“固態(tài)激光技術成熟”(SSL-TM)、“海軍光學眩目攔截器”(ODIN)、“高能激光與一體化光學致盲與監(jiān)視系統(tǒng)(HELIOS)”、“分層激光防御”(LLD)和“高能激光對抗反艦巡航導彈”(HELCAP)。
其中SSL-TM項目的成果是“激光武器系統(tǒng)演示器”(LWSD),裝備在波特蘭號兩棲船塢艦上進行測試,2020年成功攔截了一架無人機。
而“海軍光學眩目攔截器”(ODIN)則主要用于對小型目標進行“致盲”,成果就是AN/SEQ-4,是在30千瓦激光武器系統(tǒng)上改進而來的,主要裝備在驅逐艦上進行測試。
HELIOS就是目前美軍裝備的“太陽神”激光武器系統(tǒng),2022年首套HELIOS裝備在“普雷布爾”號驅逐艦上,功率達到150千瓦級,但美軍面臨的問題是現(xiàn)役軍艦上的發(fā)電機是為了產生大量但穩(wěn)態(tài)的電力來運行機載計算機和電子系統(tǒng),并不能很好地適應產生短時間的高強度輸出,伯克級驅逐艦上只有3臺25兆瓦的發(fā)電機,還要供應相4面相控陣雷達,一旦激光武器連續(xù)開火,連相控陣雷達和其它近防系統(tǒng)的觀瞄系統(tǒng)都要停機,這就有些得不償失了。這就導致美軍的“太陽神”激光武器系統(tǒng)比較雞肋,在2024年對胡塞武裝的軍事行動中,面對穿透中遠程防空系統(tǒng)攔截的無人機或者反艦導彈,美軍都使用“海拉姆”或者“密集陣”近防系統(tǒng)將其擊落。
而中國對激光武器的研究起步也非常早,早在1964年就啟動了6403工程,研究出了120毫米口徑振蕩放大型激光系統(tǒng),后來因為無法解決熱效應問題而下馬。此后中國一直在激光武器領域進行深入研究,雖然沒有拿出實用化產品,但相關的技術儲備卻非常豐富,后來中國的高能化學氧碘激光器取得了重大突破。2014年之后陸續(xù)推出多款外貿型激光武器,比如“天空衛(wèi)士”一體化激光反無人機系統(tǒng)和“沉默獵手”30千瓦車載激光防空系統(tǒng),其中“天空衛(wèi)士”在保證體積的情況下功率依然有12千瓦,配備激光測距機、激光致盲干擾器與激光發(fā)射器,曾在中東地區(qū)投入實戰(zhàn),證明能夠有效攔截無人機。
而這次閱兵展出的LY-1則是艦載激光武器,整體規(guī)格遠超美國的“太陽神”,尤其是主透鏡窗口的直徑要大了好幾圈,從尺寸來判斷,LY-1的功率超過了200千瓦級別,甚至有可能達到300千瓦。并且從構型來看,LY-1的一體化程度更高,電源與冷卻系統(tǒng)、相控陣雷達均集中布置。
整套LY-1最上部的幾個小窗口分別是光電測距儀、晝光/夜光攝像機、激光反射計、中紅外傳感器與長波紅外傳感器、最大的則是光束導向透鏡窗口,配合水平旋轉基座與垂直俯仰基座,在慣性傳感器與射頻傳感器(相控陣雷達)的配合下精確瞄準目標。
中國沒有像美國那樣又是搞艦載低功率致命激光武器(99坦克上的更像是一種實用化測試),又是搞空基激光反導武器,考慮到激光武器目前存在的局限性,比如衰減、聚焦、能耗高,中國目前主攻的就是高功率近防激光系統(tǒng)。
LY-1的主要用途是攔截逼近艦隊的超音速導彈與無人機,利用反應速度快、精度高的優(yōu)勢,迅速解決高威脅目標,為艦隊的1130近防炮與海紅旗-10爭取調整時間。
與伯克級驅逐艦相比,055型驅逐艦在設計時就考慮到了電磁武器與激光武器的應用,因此在電力配置上有足夠的冗余,布置LY-1并不是什么問題。如果LY-1的功率能夠達到300千瓦,能夠攔截15千米外的超音速目標,攻擊范圍遠超1130近防炮,攔截成本又遠低于海紅旗-10近防導彈。
不過052C與052D型驅逐艦,在設計的時候沒有那么多電力冗余,因此老型號驅逐艦配備LY-1的可能性并不大,即便配備應該也是降低功率的簡化版本。而最值得期待的,則是福建艦是否會配備比LY-1更高功率的激光武器,畢竟采用電磁彈射系統(tǒng)的福建艦,在電力供應方面不存在不夠用的情況,而且福建艦也有足夠的空間配備多臺激光武器,如果福建艦能配備4-5臺高功率激光武器,將具備極強的末端防空反導能力。
而隨著各國開始深入研究高超音速導彈,那些在高空飛行的高超音速導彈,也會成為激光武器的理想攻擊目標,等到解決了能源供應問題后,超大功率的激光武器甚至能夠做到區(qū)域反導,讓中國的航母艦隊防御猶如銅墻鐵壁。
但我們也不能驕傲自滿,因為美國也沒有原地踏步,相關技術儲備也很豐富,項目進展不順利除了技術原因,更多其實是軍工復合體的效率低下,目前美軍已在推動300千瓦級甚至更高功率的艦載激光研發(fā),隨時可能搞出成果,LY-1并不能保證中國領先太久,在這款新概念武器領域的競爭才剛開始。
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