11月27日报道 美国《大众机械》月刊网站11月15日发表了题为《等离子武器秘史》的文章称,一种新的等离子武器悄然出现。
25年前,在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的一处秘密设施内,研究人员试射了一种新型激光枪。目标是一块用来模拟人类皮肤的潮湿麂皮。强烈的激光脉冲只持续了几微秒,却产生了耀眼的闪光和巨大的爆炸声,那块皮革仿佛被一颗爆炸性射弹击中一样。
20世纪90年代初的这项试验是五角大楼开发一种更有效的非致命性目标攻击方式的计划的一部分——在这个领域中,美军长期以来一直存在缺陷。
如今,经过25年研究以及制作了足以填满一个博物馆的无效“奇异武器”之后,五角大楼已经在无数次失败的基础上研制出了“可伸缩紧凑型超短脉冲激光系统”(SCUPLS)。这是一种类似于科幻电影《星际迷航》中虚构的“相位枪”的非致命性武器。取决于你如何调整设置,它具有让人失去视力和听力,以及让人晕厥或被烧伤的功能。它对于急需一种非致命武器的武装部队来说是一个希望,却给其他担心出现又一种“酷刑工具”的人们造成了担忧。
20世纪50年代激光器刚刚发明后,军方就开始着手把激光器“武器化”。但是,一个严重的工程问题立即变得显而易见:如何获得足够的功率。虽然激光武器很快被用作了1977年科幻电影《星球大战:新希望》中“帝国冲锋队”士兵的首选武器,但在现实世界中,开发此类激光武器的技术挑战仍然难以攻克。
30年之后,研究人员终于想到了一个变通方案。武器不是发射连续的光束,而是发射短而强的脉冲,其速度之快足以使任何目标的外层汽化。武器研究人员曾希望这种“消融”法可以直接穿透目标。
然而,这项技术很快进入了另一个死胡同。虽然高能激光脉冲一开始能使目标材料的外层汽化,但它随后会形成一个被称为等离子体的超热气体球。这个等离子体吸收掉激光脉冲剩下的能量,实际上形成一个屏蔽,从而使得剩下的脉冲根本无法到达目标。
武器设计者后来学会了如何利用这种等离子体。该系统的一个新的迭代版本使用激光脉冲对离子体进行快速加热从而使之爆炸。这种激光器不会烧出洞,而能产生任何规模的等离子爆炸——通过改变功率,爆炸力可以小到如同玩具手枪,大到如同眩晕手雷。该新武器提供了远程激光器的精确度和高发射速度。至关重要的是,它还可望拥有“伸缩效应”,这意味着经过调整,其威力可以小到基本无害,大到让人失去知觉。
新型的离子体受控武器曾被叫做“脉冲式冲力杀伤激光枪”(PIKL)。由于仅仅是作为一种原理论证装置,最早用于生成激光束的“庞大、沉重、脆弱”的电子枪在1998年被更为坚固的器件所替代,于是“脉冲式化学激光枪”(PCL)横空出世。与PIKL一样,这是一种以氘与极具腐蚀性的氟一起进行高温燃烧来驱动的化学激光器。
但即便是这一升级仍不具备足够大的威力,随后在2000年又进行了升级,推出了“脉冲式能量射弹”(PEP)。经过近10年的研发,非致命性激光武器的前景似乎成为可能。不过PEP射弹并不需要击中目标就能产生巨大作用。动物试验表明,等离子爆炸引起“疼痛和暂时麻痹”。研究人员发现,这些神经效应并非由冲击波或高热引起,而是由膨胀的等离子火球所产生的电磁脉冲造成的。这对神经产生直接作用,就像影响收音机工作的电气干扰一样。
这一出人意料的发现导致了对于PEP射弹神经系统作用的微调。
不过等离子体闪爆的威力仍不足以用作武器,因此研究人员把重点放在利用其光输出作为视觉屏蔽手段上,随之而来的是2013年的“等离子声学屏蔽系统”(PASS)。这一次的目标是把重点放在空中的激光上,并产生类似爆竹的一连串快速的等离子体闪爆。PASS系统不是化学激光器,而是一种固态电动激光器。
不过同样的问题又出现了:即使有了新技术,这些闪爆的强度仍不足以让人晕倒或失去能力。另一方面,耀眼的背景光会保护友军,使对手无法用武器瞄准他们。不过与之前的其他努力一样,PASS系统显然也归于失败,其研发承包商斯特拉光子公司很快破了产。
美国防部“非致命性联合武器局”(JNLWD)还为短脉冲武器找到了一个新用途,即用来瞄准车辆的挡风玻璃以阻止司机把车辆驶近检查站。虽然这种没有起名的挡风玻璃激光枪很快就不了了之,但对于短脉冲激光枪的研究继续了下去。
2018年初,JNLWD展示了一种新的“激光诱导等离子效应”(LIPE)装置,这种装置产生一系列快速的等离子体脉冲,与1998年的PIKL激光枪颇为相似,但它也可以经过调制用来作为信号枪。这项粗糙的演示表明,一个更为精密的系统可以向1公里外的人员传达命令或指示,而不会让处在更近距离上的人员失去听力。
JNLWD在2018年9月开始了一个为期3年的项目,以便最终生产出一种可行的非致命性激光等离子武器。最新加入到林林总总的激光武器名录中的是“可伸缩紧凑型超短脉冲激光系统”(SCUPLS),它将使用新的短脉冲激光器。
与PEP射弹一样,SCUPLS系统的尺寸小得足以安装到轻型战术车辆上,但它需要具有比先前的激光武器版本大得多的功率。(编译/曹卫国)
资料图:美军的“雅典娜”激光武器系统。
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国产LW-30近程精确拦截激光武器首次在第12届珠海航展上亮相,可用于对敌军光电制导设备、无人机、火箭弹、迫击炮弹等目标实施硬杀伤摧毁。根据现场展板显示,其输出功率达到30千瓦级,可利用高能激光束从25公里外摧毁目标或烧毁来袭导弹的导引头,使后者偏离己方要害目标。
美国波音公司研发的“高能激光系统机动型演示样机”(HEL-MD)高能激光炮资料图,虽于2013年完成了多次击落无人机和迫击炮弹的试验,但输出功率仅为10千瓦,且近年已无后续研发进展。
美国波音公司HEL-MD高能激光炮拦截动态图。
国产LW-30则具有作战响应速度快、高精度拦截和多目标攻击等优势,美媒称,LW-30可在6秒内转换并瞄准新目标,附加损伤较小,且还具有成本低(发射一次成本不到1美元),可连续发射多次的独特优势。基本已达到与美国HEL-MD的同等水平。
除大型高能激光武器外,此次航展上还展出多种轻型激光武器平台,例如采用国产“猛士”军用吉普搭载的“激光净空系统”。展板显示该系统有3大功能:一是反无人机、二是反侦察,可对敌军飞行器搭载的光学侦察系统进行干扰和致盲。第三是驱鸟,意味着该系统的激光功率调整范围灵活,既可以硬杀伤烧毁无人机,也能低功率驱赶鸟类。
美军同级别的武器为美陆军的“宙斯”(ZEUS)激光扫雷武器系统,由一辆悍马和布置在车顶的10千瓦级二极管激发固态激光器组成,发射的激光束可在300米内提前引爆地雷或爆炸物,已于2003年在阿富汗投入实战,可由CH-47直升机吊运,缺点是射程过近。
与美军“宙斯”系统相比,国产“激光净空系统”的激光转塔系统外形设计更加成熟,搭载有更多光学传感器,性能应强于前者。厂商还在现场展出了“激光净空系统”烧毁的无人机,可见光束毁伤部位十分精确。
但需要注意的是,美军在激光武器载具方面已经朝着更轻量化的空降快速突击车发展,例如美军斯特赖克 “远征机动式高能激光炮”(简称MEHEL) 陆基机动式激光炮,专门用于拦截敌方无人机、迫击炮弹以及火箭弹,保护友军作战车辆及人员。能直接与陆军现役装备搭配,这方面国内研发尚属空白。
珠海航展现场展出的CY-10“末焰激光毁伤系统发射车”,与“激光净空系统”属同级别激光武器。
此外还有中国兵器馆中展出的“轻型车载激光扫雷排爆系统”,从特别注明防雷车底盘来看,应该是采用了模块化设计,可能还能搭载在其他平台上,灵活性较强。
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第一眼看到图中这辆战车,通常可能会先想到前线侦察车之类,实际这是美国雷锡恩(另译雷神)公司推出的最新型移动式高能激光武器系统,简称HELWS-MRZR,其最大特点是可直接伴随空降兵,空投至前线作战。近日,雷锡恩发布了一段该系统远距离烧毁“大疆”无人机的视频,本图集就此解读。
HELWS-MRZR系统中,后缀的MRZR实际是指该激光武器搭载的平台,为美国“北极星”公司研发为美军特战队研发的超轻型全地形突击车代号,该车全重不到5吨,但能搭载680千克货物,而且最高时速可达96公里,可直接使用C-130运输机空投,或驶入MV-22“鱼鹰”倾转旋翼机部署。图为美特战队测试MRZR超轻型空降突击车资料图。
左小图为MRZR空投测试视频截图,右小图为MRZR突击车空投落地瞬间。
图为“敏捷反应-2016”军演期间,美军第82空降师测试MRZR突击车空投资料图。
近日,雷锡恩发布了一段HELWS-MRZR激光系统远距离烧毁“大疆”无人机的视频,图为视频中的激光炮车,如果是按MRZR的设计搭载指标,车体后方装备的HELWS激光武器系统全重可能不会超过700公斤,而且车载供能设备可支持连续发射30次。相比过去笨重的陆基移动式激光武器系统,已有了革命性的突破。
在HELWS-MRZR公布前,目前已知进行过实际测试的有陆基移动式激光炮是美国波音公司的“高能激光系统机动型演示样机”(简称HELMD),这种功率为10千瓦的高能激光炮已在测试中击落过150架无人机及各种火箭弹等目标,但搭载平台的尺寸也不小,需要一辆重型军卡。图为HELMD测试资料图。
图为HEL-MD高能激光炮拦截动态图。
比HELMD尺寸更小一些的是以“斯特赖克”轮式战车底盘改装的“远征机动式高能激光炮”(简称MEHEL) ,其是美陆军提出、由波音公司与通用动力公司联合研发的陆基机动式激光武器,最大输出功率5千瓦,专门用于拦截敌方无人机、迫击炮弹以及火箭弹,保护友军作战车辆及人员。
图为雷锡恩公司官方公布的测试视频截图,本图小红框标出的是无人机靶标的所在位置,可见与激光炮车的位置有相当的距离。
图为雷锡恩HELWS系统转塔视频截图,从外形尺寸上看,与普通光电转塔类似,但中间的大型激光聚焦镜头十分引人瞩目。
为显示激光武器的射击精度,此次测试选择的还是处于悬停运动状态的“大疆”无人机,注意图中画面,无人机右侧的机身已开始冒烟,实际已被高能激光照射。
另一个角度拍摄的无人机靶标画面,注意无人机右侧旋翼的蒙皮已被烧掉并冒烟。
图为“大疆”四轴无人机被高能激光烧穿并起火瞬间。
除了右侧旋翼推进器外,高能激光束烧毁的可能还有机身内部的控制线路,在遭照射后不久,无人机直接失控坠毁。
图为被高能激光烧毁的无人机靶标静态图,可见被烧毁的无人机部分细节。
HELWS-MRZR实际只是雷锡恩公司激光武器系列产品的其中之一,其他产品还包括可供“阿帕奇”武直挂载的高能激光炮吊舱,该系统已于2017年6月进行了测试,成功命中了1.4千米外的目标。
雷锡恩公司的远期目标,是研发类似图中这种可安装到固定翼有人战机和无人机上的高能激光炮系统,可在空中拦截敌军弹道导弹或巡航导弹。
图为2架搭载激光炮的无人战机,协同拦截敌军弹道导弹想象图。
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