激光行业和激光武器介绍(三) #激光武器大家关心的各国激光武器装备的发展,我们针对公开资料,做了系统的汇总,作为行业科普分享,帮助加深对联创光电激光板... 

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2023-12-13 22:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

来源:雪球App,作者: 周三了,(https://xueqiu.com/7543369678/202474122)

#激光武器大家关心的各国激光武器装备的发展,我们针对公开资料,做了系统的汇总,作为行业科普分享,帮助加深对联创光电激光板块的理解。  $联创光电(SH600363)$   

三、激光武器的历史发展

激光与原子能、半导体、计算机一起被称为20世纪的四大发明。由于激光有方向性强、单色性好、亮度高、相干性好等特征,作为武器应用的前景广泛。

  其实人们把光作为武器的想法可追溯到远古时代。两方在中世纪就有古希腊科学家阿基米德用聚焦的日光点燃敌人战船的传说。1960年首台激光器在美国问世,为人们点燃了希望之光,自此人们便开始对激光武器锲而不舍的追求,并取得了阶段性成果。

  鉴于激光武器的重要作用和地位,美、俄、以色列和其他一些发达国家都投入了巨额资金,制定了宏大计划,组织了庞大的科技队伍,开发激光武器。至1990年代初,仅美国政府对激光武器的研究投资就达90亿美元。20世纪80年代中后期,苏联和英国的军舰或陆上已有实验性战术激光武器装备,美、法、德等国也作了大量试验。战略激光武器研究费用高,技术难度大,其前景还有待观察。

  激光武器的效费比是比较高的。在防空武器方面,当前主体是导弹,激光武器与之相比消耗费用要便宜得多。例如,一枚“爱国者”导弹要60-70万美元,一枚短程“毒刺”式导弹要2万美元,而激光发射一次仅需数千美元,今后随着技术的发展,激光发射一次的费用可降至数百美元。

  雷神公司2010年7月19日在英国范堡罗国际航空展上播放了一段简短的黑白视频,从视频画面上可以看到,一架无人机首先在空中掠过,几秒钟之后,它突然变成一团火球,随后坠入海中。乍看上去,这很像小说或电影中外星飞碟击落人类飞机的诡异场面,但事实上,这并非幻觉,而是一次真实的实验。

  雷神公司称,此次实验的主角是海军的激光武器系统,试验中,当4架无人机以480公里时速飞过美国加州圣尼古拉斯群岛上空的海军武器和训练基地时,位于3.2公里之外的美军战舰上的“密集阵”雷达系统开始工作。它利用电光追踪和无线电传感器探测到无人机的距离和方位等信息,并将其传输给激光武器系统。后者随即发射32千瓦的激光能量束,数秒之内就将无人飞机烧毁。

  这一武器由美国海军资助,雷神公司研发,其激光技术取得了重大突破,能够被部署在战舰上用于中短程防御。据悉,美国雷神公司从汽车工业领域购买了6套现成的商用激光设备,然后将其组装成一套威力强大的激光发射器。该武器与美军战舰上的“密集阵”舰炮防御系统结合,并使用后者的雷达探测系统瞄准。除了可用于打击无人飞机外,这套系统还可用于打击小型舰只、迫击炮弹和火箭弹。

  据2013年4月各大通讯社的报道,美国海军将首次在军舰上部署激光武器,其可击落无人机或瘫痪军舰。美国军方认为,这种武器将进一步改变战争模式。这种激光武器可充电,每发射一次成本不到1美元。第一个激光武器将于2014年安装部署在中东的Ponce军舰上。

2015年5月,媒体报道美国军方正在测试一种机载激光武器,能够安装在无人机或者战斗机上,美国国防部希望有朝一日能够利用激光打击敌方目标,机载激光武器在白沙导弹靶场进行测试。来自美国防部高级研究计划局的消息,第一个机载激光武器系统已经展示了前所未有的摧毁能力,科幻片中使用激光武器攻击目标的情景很快就有实现,已经非常接近实战的状态,堪称是一种“死亡射线”。或许未来的空战就使用激光武器相互攻击,一旦被瞄准就意味着被摧毁。

历史上激光武器研究的主要计划:

资料来源:国防科大刘泽金院士科普讲座

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四、国外激光武器4.1 美国代表性激光武器1-新型机载高能激光器(AHEL)

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2021年10月6日,洛克希德·马丁公司宣布,美国空军已接受了新型机载高能激光器(AHEL),该系统安装在AC-130J “幽灵骑士”空中炮艇机上并进行了飞行测试。

按照洛克希德-马丁公司副总裁里克-科达罗的说法,高能激光武器技术已经成熟,可以进行测试乃至装备服役。据悉,AHEL将在美国空军现役的AC-130J“幽灵骑士”空中炮艇机上进行测试,如果测试顺利,美国空军争取在五年内列装激光武器。

分析人士指出,AHEL交付美国空军,是高能激光武器发展史上的一个里程碑事件。长期以来,激光武器之所以无法投入实际使用,主要是因为激光武器在使用过程中需要大量的电力资源,而一般的武器发射平台难以支撑激光武器的高能耗。在此之前,激光武器一般搭载在一些大型水面舰艇之上,大型水面舰艇一般配有强大的动力系统,可以提供充足的电量。

为了降低激光武器对平台的要求,洛克希德-马丁公司的科研人员,降低了激光武器的发射功率,让激光武器成功登上了战机。虽然这一改动看似简单,但是如何在降低激光武器发射功率的前提下,有效保障激光武器的杀伤力,是一个相当大的技术难题。报道称,洛马公司的技术人员克服了重重困难,最终让AHEL的额定输出功率达到了60千瓦,达到了AC-130J空中炮艇机的携带标准。

代表性激光武器2-DE M-SHORAD

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对于大国防空体系来说,类似TB-2这样的无人机还是比较好打的,这类型无人机也就欺负一下防空比较弱小的国家。真正威胁比较大的是所谓“低慢小”目标,即飞行高度500米以下、速度50米/秒以下、目标尺寸1平方米左右、飞行距离5公里以上的小型无人机,由于这些目标的几何尺寸小和红外特征弱、飞行速度慢,使得传统雷达会将他视为杂波滤掉,另外美国人还想要去拦截诸如火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹这种小型快速目标,即使雷达和光电系统发现了这两类目标,也会陷入发现了打起来不合算的窘境——高炮齐射比他贵,单兵导弹比他贵,更不用说其他武器了。这种情况下,人们一边发展无人机干扰设备,另一方面就将视线投向了激光器。激光具有方向性好、照度高、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,能通过烧蚀“低慢小”、炮弹火箭弹迫击炮弹的表面材料、功能部件、战斗部,以破坏其动力学特性、能源系统、飞行控制系统或引燃其战斗部,特别是发射一次连1美元都不到,简直是经济实惠到了极点,因此美国很早就开始研制车载式激光器,但到现在才算是接近成功。

在此之前,美国陆军曾经搞过一个“移动远征高能激光系统”(MEHEL),安装了波音公司的战术激光武器系统和电子干扰系统,发展了四代,功率从2千瓦到10千瓦,一直在演示打大疆无人机这种低慢小目标,曾经被部署在驻欧洲美国陆军第2骑兵团的斯特瑞克上,但显然功率还不够。

因此2018年美陆军启动了“多任务高能激光器”(MMHEL)计划,换用了50千瓦固态激光系统,最终发展为具体应用的DE-MSHORAD项目(定向能量-机动短程防空系统)。美国陆军希望其发展成功后配合“早期型机动近程防空系统”(IM-SHORAD)一起组成“机动近程防空系统”(M-SHORAD),以增强其近距防空能力。2019年8月,美国陆军快速能力和关键技术办公室(RCCTO)选择了科尔德Kord技术公司作为DE M-SHORAD项目的总体负责企业,签订了一项价值2.03亿美元的协议,而诺斯罗普-格鲁曼公司和雷神两个传统军工企业则分别成为配套企业,为其提供两款50千瓦激光器竞标。2020年9月中旬,两辆通用动力陆地系统(GDLS)的斯特瑞克A1型装甲车运抵美国阿拉巴马州的汉斯维尔开始搭载两型50千瓦级激光武器模块,最终在今年试射成功。

DE-MSHORAD系统采用斯特瑞克A1型装甲车作为底盘,在其底盘右侧安装了非常长的Rocky Research的热管理系统散热组件,以应对50千瓦激光器和控制系统的需求。车辆内部安装有增大的电源,还安装有先进的车载战斗管理,通信,指挥和控制子系统,具备手动/半自动/自动目标获取,瞄准点选择和管理以及与陆军作战管理系统连接的能力,有趣的是测试后士兵们建议使用商业游戏控制器来控制更加高效。DE-MSHORAD采用光纤激光器,既减小尺寸,重量和复杂性,激光束质量高、功率更高。

该车可能安装有光电转塔进行独立目标截获与跟踪,该转塔窗口可能安装有CCD摄像头,宽视场/窄视场红外窗口进行搜索/精密跟踪目标,同时还能够执行远程情报,监视和侦察(ISR)功能,还可以对地面目标执行精确的瞄准任务,该车中部安装有一个球形转塔,很有可能是雷神公司的激光器,其大窗口用于发射激光。该车后部安装有一个增高的尾舱,上部左侧的是带有两个方形设备的诺斯罗普·格鲁曼公司激光器,右侧的则是一种奇特的蘑菇头形的设备,带有4个方形切面,怀疑其是RADA电子工业公司的“半球雷达”(MHR),当然不排除也是一种激光器,毕竟这种雷达也安装在IM-SHORAD车上,证实对低慢小目标有奇效。据称该系统还开发了VR训练系统,能够对士兵进行快速训练。DE M-SHORAD系统的雷达能探测到大约8公里开外的敌方无人机或火箭弹、炮弹,在20秒内锁定并摧毁目标,并快速锁定下一个目标,只需要车载发电机的电源就能发射,单次射击花销仅为30美元,这比起动辄几万美元的导弹来说显得相当廉价。

而据比利时《陆军识别》网站2021年8月5日报道,美国陆军准备在2022年部署两型激光武器系统,包括将用于摧毁无人机和火箭弹的50千瓦激光武器(DE-MSHORAD)和能够击落巡航导弹的300千瓦激光武器(IFPC-HEL)。

未来的50千瓦激光武器将安装在斯崔克(Stryker)装甲车上,在美国陆军中被命名为DE-MSHORAD(定向能量-机动短程防空系统)。有两家公司正在竞争制造这种新型激光武器:诺斯罗普·格鲁曼公司和雷神公司。

美军计划在2022财年的某个时候在Stryker步兵装甲车上安装激光武器。为了帮助保护师和旅战斗队免受无人机和RAM的威胁,RCCTO将在2022财政年度前交付一个由四台激光装备的史崔克战车连队。DE M-SHORAD的另一项主要能力是击落敌人发射的炮弹。一个多世纪以来,地面部队能够对敌人的火箭、迫击炮和炮弹作出反应的唯一方式是快速转移位置或直接击落炮弹。美国陆军声称,DE M-SHORAD现在可以在飞行途中拦截这些炮弹,防止它们在友军部队中爆炸。美国陆军已经拥有四辆(DE M-SHORAD)车辆,但如果该系统按计划运行,几乎肯定会购买几十辆。在与敌人的无人驾驶飞机和炮兵作战方面,该部队没有其他类似的装备,至少有十个作战师和多个独立旅团需要保护。美国陆军表示,今年夏天的测试“展示了为该项目制定的设计特征和性能标准”,这是该系统部署的一个重要步骤。

代表性激光武器3-IFPC-HEL

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目前,美国陆军还根据“非直射火力保护能力-高能激光”(IFPC-HEL)计划开发了一种新型300kW级激光武器原型。2020年3月,美国陆军宣布了一项计划,将在2024财年之前将300kW级IFPC-HEL原型机集成到战术车辆上,同时在2022财年展示300千瓦级的性能。

IFPC-HEL由美国Dynetics公司研发,在2019年5月该公司与美国陆军签订价值1.3亿美元的高能激光战术车辆演示器合同。不过当时的功率被定为100千瓦级,后来美军认为难以满足需要,因此在2020年1月修改了合同,将发射功率由100千瓦级调整为300千瓦级。Dynetics公司计划2022财年完成300千瓦级激光武器样机定型,有望2024财年投入作战使用。

按照设想,安装在重型军卡上的300千瓦级IFPC-HEL系统将用于对抗来袭的巡航导弹。

代表性激光武器4-“奥丁”激光定向能武器系统

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据美国国防部下属网站10月26日报道,美国海军“杜威”号驱逐舰当天在东海活动,组织舰员进行了视觉信息收集、舰船动力设备维护等项目的训练。“杜威”号配备有被称为“奥丁”的激光炫目武器,是美国海军首艘配备激光武器的驱逐舰。今年9月,临时安装了激光武器系统以及127毫米超高速炮弹的“杜威”号驱逐舰,抵达日本横须贺军港,加入美国海军第七舰队。当时,美军官员曾表示,“杜威”号驱逐舰提供的作战能力与杀伤力让第七舰队可以捍卫美国与盟友利益。

ODIN系统,是一种发射功率60千瓦的激光武器,具备了摧毁无人机的能力,能致盲战斗机飞行员的眼睛,或许也能让来袭反舰导弹的导引头失灵等。

资料来源:网络

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4.2 俄罗斯代表性激光武器1-佩列斯韦特

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2018年3月1日,俄罗斯总统普京在发表国情咨文时首次公布了俄新型激光武器“佩列斯韦特”的相关信息,并陆续展示其模拟作战动画视频。随之,似乎沉寂多年的有关激光武器的话题,立刻引发国际社会的热议。有专家表示,“佩列斯韦特”是一款战略激光武器,能在必要时拦截洲际导弹以及摧毁卫星,是威力不容小觑的实力派杀手。

“佩列斯韦特”激光武器外形酷似大型货运集装箱,前段安装了用于攻击的可旋转辐射装置。俄专家表示,该辐射装置能够在远程操控下旋转360度,无死角瞄准打击来自空中和地面的目标。

“佩列斯韦特”激光武器主要有以下三个特点:一是攻击速度快。其拥有光速的攻击速度,堪称目前世界上最快的武器系统,在防空反导方面有得天独厚的优势。二是直线聚能高。其功率非常大,可聚集超强的“直线”能量,最大程度地减少散射,攻击卫星和拦截来袭的洲际导弹。由于其特殊的攻击原理,“弹药”近乎无限。三是干扰能力强。其发射的激光往往并不足以毁坏目标设备,主要是通过强大的干扰能力,起到对敌的致盲效果,达到战略或战术目的。

2019年 12月 1 日,俄罗斯“佩列斯韦特”车载激光武器系统在战略导弹部队的地面机动导弹系统阵地开始正式战斗值班,随队保护俄罗斯战略导弹系统。至此俄罗斯的“佩列斯韦特”成为全球首款 实战部署的激光武器系统。

“佩列斯韦特”激光武器系统自面世以来便处于保密状态 ,未公开过具体参数信息,而且俄罗斯持续构建其他任何国家都无法比拟的反太空能力,使得“佩列斯韦特”激光武器系统一直蒙着一层神秘的面纱。

根据公开的视频信息可以判断“佩列斯韦特”激光系统由5 辆车构成,分别是通信控制车1辆、激光车2辆、激光保障车(供电车)2辆。目前俄罗斯正对“佩列斯韦特”进行现代化改装,使其更加紧凑,希望在这两年将系统集成到1辆车。

激光车主要由设备舱、指挥控制舱及辅助配电舱等三部分组成。如图 1所示。

设备舱 :主要包括精密跟瞄、激光器等。跟瞄系统安装在车后部,工作时通过滑盖收缩暴露出来 ,激光器放置在舱内。如图 2所示。

控制舱:激光武器系统的自动化控制性能较高 ,显示信息包括跟踪图像和打击控制界面。

辅助配电舱:激光武器系统在驾驶室后方装有一台发电机组,从体积规模上分析,发电机组功率在 5 0 ~ 8 0 kW量级,可用于给ATP、热管理、指挥控制及辅助激光器等设备供电保障。

激光保障车:保障车规模不大,基本排除连续体制化学激光器(未见废弃处理的吸附装置、气路及管路等)。

2021年11月4日的新闻联播在19点30分左右介绍了俄罗斯的激光武器正在进行测试中:

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五、中国激光武器(略)

2021年10月1日的珠海航空展展出了3款激光武器装备,新闻链接为:

珠海航展|激光武器走向战场,中国水平如何? 网页链接

环球网记者在航展现场看到,LW-30型激光战车采用6×6集装箱型轮式战术卡车为底盘,让lw30可以在平滑的路面上高速行驶,还能够在山地和雪地上行驶。平板上搭载了一个方舱,舱顶装有1个高能激光照射装置,从外观上看能实现360度和俯、仰射击。

LW-30型激光战车的作战方舱可以卸载在地面,作为固定的防御武器使用

OW5激光武器系统是由中国兵器工业集团研制

中久光电产业有限公司展出的光刃Ⅰ和光刃Ⅱ激光反制装备。

2021年11月4日新闻联播介绍中国的战略级科技成果,在19点05分左右出现了背景小段视频认为是激光武器,但没作说明,可能原因是还需适当保密。我们推测这是激光武器作为国家战略性科技成果播出。

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关于中国的激光武器的发展,我们只对公开信息作了汇总权当抛砖引玉,由于容易涉密,各位自己去研究吧,我们不代劳了。

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本报告基于合法或者公开渠道取得的信息,只是知识的汇总,为了节省时间,部分图表和内容直接摘自他人或者券商分析师的文字,一并表示感谢。#



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