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改變戰爭型態的激光武器
2013/09/08 18:13:41瀏覽822|回應0|推薦3

 

一、前言

       現代的戰爭是高科技的戰爭,由於台灣近20年熱衷選舉、藍綠惡鬥虛耗,環評惡法趕跑了重工業,國防武器研製繳白卷,國防實力遠遜東亞中日韓三強,其中激光武器的研製是極其先進重要的技術,可改變未來的戰爭型態,美國是這方面技術的領先者,中國大陸緊追在後,若我國能結合國內科技學界作一研發整合,不但能提升我國防實力,也可提升國際地位甚至可外銷賺錢。

二、激光武器簡介

激光(又稱鐳射)是用弱光激發出強光的一種物理現象(圖1),是繼核能、電腦、半導體後人類又一重大發明,其產生的亮度為太陽光的100億倍。激光的特點為(1)定向發光(平行不發散)(2)亮度極高(3)顏色極純(4)能量密度極大(圖2),高能激光被視為21世紀最有前途的武器,以遠射程和强大殺傷力得到軍事強國的追捧。激光武器的優點在於(1)飛行速度極快(光速,30萬公里/),一旦鎖定目標立刻就能擊毀(2)發射連續性好,無後座力,可在短時間内連續發射(3)成本低,愛國者導彈成本60萬美元/枚,海麻雀導彈3萬美元/枚,而攔截激光發射一次僅幾千美元(4)對多目標捕捉、射擊靈活效率高。激光武器的缺點有(1)要達到有效擊毀遠距離目標,所需能量要百兆瓦級(2)高能激光武器重量和體積非常大(目前已改善),機動性差(3)激光武器的運用受氣象、雲層條件的影響較大。激光武器的分類有低能及高能二種,低能激光武器所發射的激光能量一般都不太高,主要用於射擊敵人使之失明、死亡或使其衣服着火而喪失戰鬥力,或使敵方武器的光電傳感器失靈失去戰鬥力。高能則以光速出擊,使目標無規避時間;無慣性射束,激光砲(圖3)可向任意方向射擊,不僅火力強、速度快,且無放射性、不受電磁干擾,單發成本低。德國萊茵金屬公司網站披露該公司研發的10千瓦級防空激光炮(圖4)成功擊毁一架無人機,該公司亦在研發100千瓦的激光炮,強調激光炮主要面向非傳統安全和反恐領域,具体執行火箭彈、炮彈、迫擊炮彈攔截任務,也可摧毁無人機和路邊炸彈。美國海軍已在艦上裝設激光砲(圖5)並成功擊落4架無人機,美國空軍也對激光武器進行了測試 (圖6)。中國大陸的激光武器以配備艦艇及陸戰兵器的戰術性激光武器為多,代表作為99式主戰坦克上的“激光壓制觀瞄系統”該系統通常安裝在坦克炮塔左後方的旋轉平台上,該設備能够持續發射100兆焦左右功率的藍綠激光,其威力足以燒傷二公里以外敵軍士兵的视網膜,或直接給對方的光電設備造成毀傷。基於“激光壓制觀瞄系統”的致盲效用,美俄兩國早就開發了功能類似的激光武器系統,但將其與主戰坦克相結合是中國大陸的首創。

      

圖1 鐳射光又稱激光         圖2 激光亮度大能量高           圖3  激光砲

 

 

           

圖4  德國萊茵金屬公司研發的激光炮           圖5 美國海軍激光砲                          圖6   美國載激光武器攻擊地面目標示意圖

三、美國研發激光武器過程

        激光器的發明是20世紀科學技術的一項重大成就,而將激光作為武器具有許多優點,紀以來,美國一致力於將其應用於軍事領域,如今激光武器已從“科幻片”走向真實美國在研究激光武器的前40多年中,把生成激光的研究方向主要聚焦在化上,致使激光武器始終不能在戰術上得到應用。在2005改採固体激光器的研究,5年便取得重要成果科研工作需要迎而上,當美國人提出要研高超音速飛機時,大家認為是異想天開,但最後都成事實,美國激光武器在范堡羅國際高調亮相時有三個特點,一是展出艦載固体激光器,二是公布的試驗對手是正熱門的無人機,三是連續擊落,讓內行和外行都感興趣,在技術上確實有新突破,美國用的固体激光器是用玻璃、陶瓷等作為工作物質,體積縮小對軍事用途意義重大,為戰術激光武器奠定基礎,以往激光武器很難上艦,原因在於艦艇本身的能量主要用於自身動力,很難再給激光武器提供能量。激光武器的射擊速度快,命中精度高,作為武器的激光,能以每秒30萬公里的速度瞬間集中目標,造成結構性的破壞,除了消耗電能,機乎没有其他物質損耗可謂“彈藥無限量”,而且無污染,没有化學裝藥和破片殺傷,也很環保,1973年美國空軍用化學激光器擊落靶機,1976年美國空軍展開空基激光武器計畫,此后試驗曾擊落5枚導彈和一架靶機,也曾使用激光照射致盲人造衛星。美國有多家公司正在進行固體激光器研製工作,例如雷神公司的激光“密集陣”,美國海軍部分艦艇上安裝有該系統,以期用高速“彈幕”摧毁來襲目標。另外20079月波音公司宣布其研制的、安裝固体激光器的復仇者戰車成功擊毁了5個爆炸設備及地面上兩架無人機。20093月美國軍工業巨頭格魯曼公司宣布成功研製出功率約100千瓦的固体激光器,在建造和使用激光武器的道路上是一重要里程碑,因為此功率可摧毁火箭彈、迫擊炮彈、無人機等,該項目取得的成果還包括系統啟動時間小於1秒,持續工作時間5分鐘,所需電力可由飛機或坦克的發動機供給。將激光武器用於防空作戰和太空戰是一趨勢,激光武器的出現挑戰了現有的作戰攻防觀念,在對方導彈助推段即行摧毁,激光武器也可以部分替代現有導彈功能,如何對抗激光?因為所有的光打到鏡面都會反射,激光也不例外,若導彈外層塗一層白漆,激光的效能可能就大打折扣,且激光只能走直線,更重要的激光不是“全天候武器”,受天氣影響大。為了克服天候影響,部署在太空中其作戰效果較理想但成本也較高,隨著科技的發展,激光武器體積會變小,威力會增大,使用範圍也會擴大。

 

四、中國大陸的神光三號激光產生器

根據新加坡南洋理工大學國際研究院網站(RSIS2日報導,中國大陸已經研發出可以定向發射的高能鐳射光束,值得注意的是,此技術的發展將加快大陸下一代熱核武器的研發。大陸近期在863計畫(即國家高技術研究發展計劃)指導下,發展出鐳射慣性約束核聚變技術,此技術主要應用於軍事領域。該技術主要透過慣性約束核聚變的方式來構架大功率的鐳射器列陣,而最後得以定向發射的高能量的鐳射光束,並利用高能鐳射研究技術可控制核聚變。此種新型的鐳射列陣和普通鐳射列陣不同的是,採用新一代的小型化固態鐳射發生器,而不是普通的大型化學鐳射發生器。因此,該技術在軍事領域將有無限運用的空間。像是美軍就從該技術發展出高能的鐳射反導和反衛星技術。大陸將這種高能鐳射光束運用在軍事武器,並命名為「神光」,先後研發了神光1號、2號大型固態高鐳射發生裝備。大陸工程物理研究院又在四川製成了神光3號(圖7)高功率鐳射研究中心的基礎設施。此技術對於推進大陸的高能鐳射武器發展具有十分重要的戰略意義。 核融合會產生極高溫度和壓力,在此狀況下,物質處於等離子狀態,要能被「約束住」,否則將膨脹飛散,目前有三種約束方式,分別是在太陽上的重力約束、拖卡馬克裝置中的磁約束以及慣性約束中國大陸在慣性約束領域的起步較晚,但經過不懈努力,在慣性約束核融合研究和高功率激光技術等方面取得了巨大的成就,先後建成了六路裝置”、星光”、天光神光等大型高功率激光裝置,其中神光3激光慣性束核融合是目前中國投入使用的模最大的激光核融合裝置,於1995年在863計劃中立項,規劃28154平方工公尺,具有64光束,紫外激光能量60KJ,於2003始出光,2006年投入運轉,使中國為繼美、法后世界上第三掌握新一代高功率激光驅動技術家,為繼之后第二備獨立研製、建設新一代高功率激光驅動器能力的家。

 

 

圖7   中國大陸研製成功神光三號激光裝置

 

 

 

 

 

 

 

 

( 知識學習科學百科 )
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引用
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