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美军推进无人机载低功率激光反导计划

发布日期:2016-09-09  来源:中国网我要投稿我要评论
 

(原标题:美军推进无人机载激光反导计划 从低功率激光起步)

美军推进无人机载低功率激光反导计划

无人机载激光武器摧毁助推段飞行的导弹。资料图

据英国《飞行国际》网站2016年9月2日报道,美国国防部导弹防御局(MDA)8月底在“联邦商机”网站上发布公告,寻求“用于导弹防御的低功率激光武器演示器”解决方案。这是该局发展高空长航时无人机载高能激光反导计划的重要一步。相对于其他导弹防御方案,这种方案的最大意义就是可用于助推段导弹拦截。

助推段导弹防御是美军数十年来“孜孜不倦”的追求

目前,美国已经部署了末段和中段导弹防御系统,但对助推段导弹防御系统,美国在数十年的导弹防御探索中一直是孜孜以求。中国航空工业集团公司工业经济技术研究院高级工程师张洋解释说:“从易摧毁性的角度来看,在弹道导弹3个飞行阶段中,助推段是其全程飞行中最脆弱的时段,这个时候最容易被拦截。究其原因,这是由于处于助推段的弹道导弹弹头与弹体没有分离,整个导弹体型巨大,并且导弹飞行速度较慢,无法像飞行中段/末段那样采取机动变轨、释放诱饵等突防措施。”

机载激光武器作为新概念武器,在导弹防御拦截作战方面具有巨大理论优势:一是反应速度快。由于激光以光速传播,速度非常快,从激光器出口传输到目标的时间可以不计,可在短时间内对不同方向的多个来袭目标实施连续打击。因此机载激光武器非常适合拦截快速运动、机动性强或突然出现的目标。二是使用成本低。高能激光器每次射击持续的时间为3-5秒,每次射击所耗费的化学燃料为1000美元,即便射击40次摧毁一枚导弹,总计成本也就约40000美元,远低于一枚造价动辄上百万美元的反导导弹的价格。三是打击精度高。激光武器能将能量汇聚成很细的光束准确地对准某一方向射出,从而可选择杀伤来袭目标群中的某一目标或射中目标上某一部位,而对其他目标或周围环境无附加损害或污染。

事实上,助推段防御的发展难度极大,首先需要在极短的时间内进行有效预警、探测;另外,还需要在敌方导弹发射点周边部署拦截武器实施拦截,做到这两点无论从技术上,还是从战术上都是很难实现的。美国空军早在20世纪70年代就开展了利用机载高能激光武器拦截导弹的研究。1983年7月25日,美空军曾用安装在NKC-135型波音-707喷气式客机上的激光武器击毁了从A-7型“海盗式”战斗轰炸机上发射的5枚“响尾蛇”空空导弹。

1992年,美国防部战略防御计划局提出了机载激光器(ABL)计划,旨在研制能够拦截和摧毁助推段的敌方战术弹道导弹的激光武器。1994年,美空军飞利浦实验室与洛克威尔和波音公司牵头的两个小组签订了2100万美元的合同,对机载激光武器系统进行概念设计。美军的机载激光器计划于1996年11月正式启动。

1996年,美国国防部给ABL项目团队拨款11亿美元,用以开发实验整套ABL武器系统。ABL试验机YAL-1A改进自波音747-400F运输机,装载了最新研制的机载激光聚能武器,用于摧毁处于起飞助推段状态的战术弹道导弹,将敌导弹消灭在敌领空/领土上。ABL飞机搭载的系统有兆瓦级的化学氧碘激光器(COIL)、红外跟踪/高速目标截获系统和高精度激光目标跟踪光柱控制系统。

机载激光器计划虽好,但却未逃脱下马的厄运

按照美国军方最初的计划,机载激光器系统应于2003年底、2004年初进行首次导弹拦截试验。2006年生产出首批3架ABL飞机,具备初始作战能力。2008年生产出7架ABL飞机,具备全面作战能力。但事实上,这些进度目标都没有如期实现。然而,ABL计划也确实取得了一些进展。

2002年7月至12月,第一架机载激光器样机YAL-1A进行了数次适航飞行试验,检验经过改造后飞机的性能。2004年11月,兆瓦级化学激光器通过了地面发射试验,即“第一束光试验”。同年12月,YAL-1A载机安装机载激光器光束控制系统后,在爱德华兹空军基地进行了“首次飞行试验”。2007年8月23日,载有激光器的波音-747飞机完成飞行测试。2010年,美国曾利用ABL样机击落了一枚使用液体燃料的中程弹道导弹,而全球最具威慑力的洲际弹道导弹即俄罗斯的RS-20V(北约称其为“撒旦”),恰好使用的是液体燃料。

然而,ABL项目取得的这些成就并没能改变自身的命运,从2010年起该项目就逐渐开始走下坡路。2010年3月,美国政府问责办公室(GAO)发布的评估报告称,ABL所涉及的七项关键技术没有一项是完全成熟的。2011年12月,ABL计划被美国国防部下令终止。2012年2月14日,名噪一时的美国ABL项目原型机YAL-1A在加利福尼亚州爱德华兹空军基地完成了最后一次告别飞行。

此次谢幕飞行之后,专家们拆除了这架飞机上的特种设备,运载平台静静地停放在有“飞机墓地”之称的第309航空航天技术装备维护和修理大队(AMARG)所在地。从此,历时近16年、总耗资超过50亿美元的ABL项目最终画上句号。ABL之所以没有逃脱下马的厄运,其原因是多方面的:

首先,ABL系统结构复杂、庞大笨重,只有波音747之类的大型飞机才能搭载;每次出击均需专门补充激光化学燃料(约14吨),使用维护繁琐复杂,费用居高不下;化学燃料易燃、剧毒、有腐蚀性,并且需向外排出有害废气,危及飞机和机组人员安全等。这导致目前技术条件下要将ABL投入实战部署仍面临相当多的困难。

其次,ABL载机是由民用波音747货机改装而来,机体庞大,速度慢,机动性差,各种目标信号特征明显,因而在自身防护上存在先天不足。然而,由于ABL进行反导作战时的实际拦截距离有限(理想情况下对固体和液体燃料导弹的最大射程分别为300千米和600千米,实际远没有达到),加上敌方导弹发射地点通常距边界有一定纵深,要充分发挥自身作战效能必须尽可能靠前部署,而各种远程甚至超远程空空/地空导弹现已大量装备使用,因此一旦ABL投入战场,其生存力将会面临严峻考验。

美军将“稳扎稳打”推进无人机载激光反导系统

在放弃ABL计划之后,美军并没有放弃激光反导的“念想”。美国导弹防御局近年来一直在寻求可由高空无人机携带的新一代机载激光器。据国外媒体报道,无人机载激光反导计划扔面临技术和战术挑战。美导弹防御局局长、海军中将詹姆斯•叙林称,(相对于之前开展的ABL计划),这一次导弹防御局将采取“渐进、分步和以知识为基础的方式”。为降低风险,目前在地面试验中所用的激光器功率为150千瓦级的低功率电能激光。直到2018年-2019年,导弹防御局再开始备选方案审查,到时将选取最有前景的技术。

据美国导弹防御局先进技术计划执行负责人理查德•马特洛克(Richard Matlock)透露:为实现拦截助推段洲际弹道导弹的目标,在为高空长航时无人机配装高能激光武器之前,导弹防御局将先突破以下技术,即在远距离上建立激光束的稳定性并确保在目标瞄准点上驻留足够的时间。目前,该局计划在2020年前开展低功率激光武器装机试飞,2021年之前完成激光束稳定性测试;该局将按比例提高固态激光武器的输出能量水平,达到可用于助推段拦截的程度;低功率激光武器演示器将用来了解运用高空飞机进行助推段拦截这一作战概念,以及对于在远距离上完成激光束瞄准并保持稳定驻留于目标的需求。

在8月底导弹防御局发布的跨部门公告中,该局提出将在9月8日举行一次低功率激光武器演示验证工业日。尽管目前决定采用电能固体激光武器,但究竟何种激光武器、封装包或平台能被用于最终的无人机概念,低功率激光武器演示器工作将帮助提供信息。该低功率激光武器演示验证器项目分为两个阶段,导弹防御局将在2017年授出两份第一阶段合同,并可能在第二阶段工作中选择一种或全部两种设计继续发展。第一阶段包括为期12个月的设计工作,最终将完成技术设计审查;第二阶段工作将包括设计、建造和试验。

2016年上半年,导弹防御局已向波音公司、通用原子公司、洛马公司、诺格公司和雷神公司这5家企业各授出一份机载低功率激光武器演示器合同。按照合同,通用原子公司已在其MQ-9“死神”无人机上,利用雷神公司的MTS-C(“多光谱瞄准系统-C”)光电/红外转塔,完成了精确跟踪演示验证。雷神公司的MTS-B包含短波和中波红外传感器,而MTS-C的长波红外传感器使该机能够跟踪到“冷”的弹体或已不在助推段的弹道导弹。马特洛克透露,在这次使用无源传感器的演示验证之后,导弹防御局计划接下来在2019财年进行激光跟踪试验。

马特洛克明确表示,在分层的弹道导弹防御体系中增加助推段拦截层,将提高导弹防御的效能,大大减少中段拦截面临的挑战,因为这不用处理中段和末段可能面临的真假弹头分辨问题。他还指出,美国空军研究实验室和美国空军特种作战司令部正在发展他们自己的战斗机载或AC-130武装运输机载激光武器,但在气动-机械抖动和在大气层射击方面面临巨大挑战;与此相比,导弹防御局的无人机将在远远高于3.5万英尺(约10.7千米)的高度飞行,不需要为大气中所有的乱流情况调整激光束,因此可以使光束控制面临的挑战少一些。

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201609/09/19174.html
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