战略反导激光武器的研究与发展

' 7 』 战略反导激光武器的研究与发展 邹声荣 摘 要 评迷了国外战略游光武器的研究与发晨现状和姜国在进一领域研制发展的选径 卜绍能用作战 略反导激光武器的几种激光器．及其光束发散角、输出能量构最低。最后对这种武器构发晨理状提l出几点看法． 主■词 馓光器 精光武器 战略一反导弹系娆 1 发曩臂景 人们很早以前就曾设想把光用做一种直接杀伤的武器。1960年激光问世．这种没想已经 有可能变成现实。由于激光所具有的奇特性能 它成为一种杀伤武器普遍被人们所接受。特 别是将它用傲反导武器的优点是其它反导武器不能比拟的。然荷对于推进战略激光武器的发 展．在美国一直有两种观点 ，一是认为由于耳前的激光技术和与它相关的技术设施在比括 长 的时期内不可能实现，即使将来能实现的话，也会 由于不太复杂l韵对抗技术能使这种武器失 灵．目而不主张发展这种武器：另一种认为，实现战略反导激光武器所存在的问虽然很多， 但可 以克服 而且能够实现 ，同时还具有更深一层 的意义，即是把它作为争霸世界的一种手 段，可作为一种变相的 核武器 。 美国国防部倾向于后者 ，因而这 一盼研究经费逐年增加 到l983年，用在激光战略 武器计划的累积经费已迭23亿美元 最后导致美国前总统里棍在1983年推出 了 所 谓 的 “战 略防御倡议 或称 ”星球大战”计划。这个计划实质上是一个全面激光战略武器系筑 的研制 计划，因而引起各国的关注 。该计划的本质是要改变美 国在美苏均势僵局中所处 的被动局面， 从长远的观点看是谋求对苏的优势。美国想从星球大战计划中获得巨大村秘益 ，即使这个计 划不能实现．危能从这一计划所带来的一系列高技术的发展使美国在2l世纪成为称霸世界的 科技强国。 2 Il■麓曩艘‘激光蕾■曲遗径 一 r ． 美国发展激光武器具有两个特点：一是把战脐和战术澈光武器相结合，从嶷展作为近期 目标的战术武器八手 将战略激光武器作为长远目标，全面考虑统一安排：二是在探索阶段 强调把基础技术研究放在第一位．研究经费柏 2／3配给基础研究，1／3用于武器研究。 1965年美国就制定丁战略激光武器的研究计划，取名为 第八张牌计划 ，又称为“热武 器计划 或 高能激光武器计划”，现在都包含在星球大战计划之中 ．这一计到的主要执行者 是国防部高级研究计划局和陆海空三军 前者偏重基础技术研究 后者则偏重武 器 系 统 的 研 究。 自计划执行以来，美国陆海空三军都分别研制和试验了适宜本军种需要的激光战术武器。 例如 陆军利用电墩励CO：潋光器研制防御低空袭击专用 的潋光高射炮．成功地击落靶机。海军 使用氟化肃化学激光器和CO电激励澈光器，研制舰船使用的战术激光炮来对付低空飞 机 和 飞航 导弹，也进行了打靶试验．空军的工作进展最快 ， 拥 有 三 军最先进的试验装置NKC一 本文l990．2．1q日收到 飞航导弹 1990年第 5期 。 · · 维普资讯 http://www.cqvip.com 135喷气机，装有CO 气动激光器。还开展了氟化氘激光器的研究，用作空战武器。为 了 加 强靶场试验，国防部指定白沙靶场作为三军激光武器的试验场地。 在这些研究试睦的基础上．经过充分的论证以后 把战l陌激．光凝 导芷柞集中 在 两 个 方 面，一是高效率的红外化学敞光器 它可用于近期的激光反卫星武器和有限的反导武器；另 一 方面是紫外与 射绞激光武器，用于远期更有效的反导系统。最终的目标是建立一个 天 基 激光 战斗站 网，要求这种系统必须性能可靠、寿命长，并且在受到攻击时可以自卫 为 了估计天基化学激光器的可行性，高级研究计划局制定了一个 “无基三合一 研瞒U计划。该 计划包括三部分： 1) “阿尔发 (Alpha)化学敞光器．这个部分是研制和试验一种可产生5 000k W 的 氟化氨激光器，并扩大其规模使之适合于天基反导之用。 ． 。。 2) 大型光学演示实验系统．该系统的目的是确定是否可用大型活动反射镜使化学澈 光器在远距离上精确聚焦。 3) “金瓜” (Talon Gold)计划，该计划是研制一种计算机系统，它用来演 示 空 间激光武器瞄准跟踪能力。这种系统可以识别和跟踪敌方导弹，决定应该先对付何者，然后 依 次迅速引导激光对付多个目标。但这一计划因削减国防经费被取消。 关于天基激光武器的发展．重点放在短波激光器方面 短波激光器疑展虽然较化学激光 器落后约B～ 年，但对天基反导来说．是比较好的。主要原因是：g 短波激光所携带 的 能量较高 更易被金属吸收 能毁坏更多的金属；b 短破澈光产生的棘冲柬更能破坏 弹体 ，寻找对抗激光的材料更为田难；c 聚焦和目【导短姨长的澈光束所用韵反射镜更小 ， 如果将波长为2．7~tra的精化氢化学澈光，改用波长为0．27~tm的准分子教光 ，所庸的反 射 镜 尺寸可减至礞尺寸的 1／1 0。 在对上述激光器的研制试验的同时，美国还在研究空间站，把许多激光空间战斗站组织 成一个综合的反导系统，井把星载激光器的研制放在首位 计赳把激光平台由助推器或航天 飞机送到轨道．然恬在空同进行装配，建立有效的空基激光反导武器。 ＼ 8． 战略届导激光毒的发晨现状与前景 要建立战略反导激光武器系统，激光器的输出功率至少囊1l瑚埘暂 露鹾徼 横 小到 0．5 rad。要实现这一目标，按现有的资料表明，虽然CO 2澈光器已能输出O．4MW 并且多 次成功地进行 了反战赤导弹的试验。但耍达到上述要求是不可能的i。因为 l00MW还 相 差 太远，0．4Mw的水平已持续了许多年。由Tco z驻光器的总效率低，功率进一劳提高是困难的， 而CO 澈光器的1O．6 1n被 艮要想达到0．5 rad的发散角，要求望远镜的口径为4Om．这一要 求很难实现。 ’ 根据对激光器时研究表明，目前有可能成为战略反导激光武器的 激光器有： 1) 化学激光器—— 氟化氯澈光器美国巳做到几十兆瓦的输出功率， 是目前最高 功 率水平。射出光束的发散角接近衍射极限。利用相干阵列技术已基 本上能够达到作为战略武 器的最 要求。但 由于氟化氢激光器的波长为2．7 m．大气衰减严重，作为陆基激光武器是困 难的 。而另一方面 它的能源容易解决 比功率高迭0．2MW／ ，lO眦 w 的功率只 要 求 500kg燃料。此外，10roLl径的空间望远镜也有可能在2O年内做出来。因此 ，空基的氟化氢激 光反导武器是很现实的 ． · 1B ， 飞航导弹 1990年第 5期 维普资讯 http://www.cqvip.com 2) 准分子激光器——准分子激光器与化学激光器相比，能量小 ，目前已有 5 kJ的输 出-[EIOOMJ鼍差20 000倍：比能也较低 。只能做到4 J／L，单脉冲工作刚要求25 O00m3 的激话体积；效率也不高．只有4％ 要求一个庞大的能源；此外还需要能大体积均匀激话 的电子束，而且光束在大气中的衰减也大。虽然如此，准分子激光器却有着非常美好的前景， 因为比能小的问题可以通过重复工作来解决；大体积激话的困难可以通过向心电子束技术来 克服；多台组合可以解决能量不足和大气衰减的问题 。 因而发展前途很大。 3) 自由电子澈光器——这种激光器具有高效率(理论上可达50％，目进已做到12％) 和高功率 (目前美国做到连续输出 6 kw，因为不具有任何明显的非线住效应带来的 限 制 。 输出功率可大幅度提高 )。这种激光器还有宽的可调谐能力 。 美国已做到 9～ 35 m 内 连 续可调 ，以及宽的工作波长，波长长可到cm级 短可达100nm，因此自由电子激光器具有做 武器的前景。 一 4 ) 射线激光器——核爆泵浦的 射线激光器已研制成功 它不需要能源，做 天基激光 武器很适合。但是核爆会影响通讯，困此并不是一个很理想的武器系统。 而非桉爆泵浦的$ 射线澈光器还需做许多工作。真正能用作武器的 射线激光系统很遥远。 由于 射线激光的破坏力强而且列光学系统尺寸要求低．是很有前途的，应给予极大的 重 视。 4 群点看法 ’ 1)何时能实现战略激光武器 经过多年的研究与发展 ．人们确认战略激光武器 是 可 以实现的，首先是空基激光武器 在70年代，不少对激光武器的评论 估计，在80年代内或9O 年代初可以实现。而前几年和最近的评论又把实现这种武器的时间都相应推迟了 5 NI；0年。 也就是说，时间酶流逝与发展进程并不相特。实际上对战略激光武器的发展认识过于乐观， 预潮的根据不足。因此要说它在什么时候赛现是困难的．由于面临的技术难题和一些政治、 经济自素的原因，预测是很粗略的．误差也较大。 ． 2) 苏联的战略激光武器水平如何 在战略激光武器方面，苏联是雎一能和美国 觉争 的国家。据美国情报部『1估计，苏联在高能激光武器上花的经费比美国高3～5倍，投入的 科技人员有1～1．5万人。苏联生产的激光武器可供地面，军舰及航空应用 ．还说苏联已拥 有可以用来干扰卫星酌陆基激光武器。美国国防情报部门的指出，苏联的规裁激光武器 到8O年末期就能使用，战区部队激光武器可能会早些，可以在近距离上破坏飞机结构，在较 远距离上损坏光电器件与人眼。90年代初可能开始初步有限部署。还指出，苏联正对多种技 术或专门武器计刺进行工作．以发展更为先进的反卫星系统．其中包括天基、陆基的激光武 器 。 美国预测．苏联在80年代末有天基反卫星和陆基反弹道导弹 激光武器原型．到90年代 束可达到正式作战部署的程度。 ， 然而，这些仅仅是美国情报部门的估计。苏联对发展激光器的计划很保密，公开报道的 资料数据很少 如果从苏联现有的民喟激光产 品的质量和数量来看，苏联的激光武器发展还 达不到上述水平 ，美 国的估计有些过高，这可能是向政府和五角大楼鼓吹大力发展这一计到 的骧因 。 飞航导弹 1990年第 5期 ’ 19 ’ 维普资讯 http://www.cqvip.com