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[原创] 美国机载激光武器——一个虚假的神话

美国机载激光武器——一个虚假的神话

 美国机载激光武器就是美国人诱导我们的最好的实例,下面就进行分析。

1  美国机载激光武器的吓人的概述

  机载激光将提供可快速部署的装备远程高能激光武器的机载平台,它能自动探测、捕获、跟踪、识别、瞄准和摧毁几百公里外的液体和固体战区弹道导弹。它是美国最雄心勃勃的一项强激光武器计划,极有可能成为部署的第一种实际有效的高功率定向能武器。它代表了迄今技术发展的最高水平,并将成为未来(1998年的未来,已经十年)10年最重要的演示论证项目,目标是摧毁起飞段的100公里——400公里内的起飞段的弹道导弹。采用2——3兆瓦的氧碘化学激光器,1500毫米有效通光孔径的发射天线。

2  机载激光武器的发展计划

       机载激光武器分四个发展阶段:概念设计;技术设计和降低风险;工程和制造研究;生产阶段。

       1994~1996年是概念研究;

       1997年进行技术设计和降低风险阶段,开始研制作战样机;

       1998年演示全功率飞行重量COIL模块;

       1999年改装波音747-400E型飞机;

        2003年建成有作战性能的样机,并进行拦截弹道导弹的试验;

       2004年开始生产;

       2006年建成三架机载激光战机(包括重新改装的样机);

       2008年建成另外4架机载激光战机。

3  机载激光概念设计取得重大成果 

  机载激光计划在化学氧碘激光器,激光大气传输,光束控制,靶现象学,非致冷光学部件,消除飞机运动和振动引起的低频“颤动”等关键技术方面都取得了重大的进展。并成功地进行了COIL激光器模块的功率和效率演示试验,强激光杀伤力试验,束控系统演示验证和主动跟踪助推段导弹的演示验证。从而结束了概念设计阶段,进入了研制样机的阶段。1.1.1 概念设计阶段的主要成果   

       * COIL激光器模块原形演示证明能满足兆瓦级激光器的性能要求;   

       * 杀伤力演示试验证明机载激光摧毁弹道导弹是可行的;   

       *束控系统演示试验提高了机载激光杀伤几百公里外目标的可信度(最近的试验证明机载激光在大气湍流中的瞄准精度达到0.1μrad;   

       *建立并验证了大气湍流的计算机模型,并成功地表征了大气的传输特性,验证了在典型的湍流情况 下补偿大气畸变的可行性;   

       * 首次演示了助推段弹道导弹的主动跟踪。1.1.2 机载激光武器系统的主要性能   

4  机载激光武器组要技术指标       

       作战型氧碘激光器输出功率:2~3MW;

       演示型COIL:1~2MW;

        作战高度:12~15km;

        激光射程:100~400km;运载平台:

        波音747-400F;发射镜直径:1.5m;

         武器系统总重:45t;

         机载化学燃料重量:14t;

         激光器模块:功率200kW,重量373kg,长×高为2.5m×1m,作战型COIL由14个模块组成。  

         每次巡航8h,可空中加油。在一次巡航中可射击40次,每次持续3~5s,至少能击毁同时发射的三枚弹道导弹。

        战机自主作战,逐一探测、捕获、跟踪和射击多枚导弹,从探测到击落助推段导弹在80s之内。

        一个战区需七架机载激光战机,五架值勤,两架处于维修或设备更新。

5  为什么这个看起来很科学的计划会失败?

 

激光要击毁100公里外的导弹,必须在100公里外会聚成一个光斑,这个光斑的直径不能大,光斑内激光功率要达到一定的功率密度,还要求这个光斑能够跟着飞行的导弹运动。使会聚在导弹上的光斑保持汇聚位置不变,直至导弹被摧毁。两个指标:激光会聚光斑直径和瞄准跟踪精度是激光是否能够摧毁导弹的关键。fficeffice" />

首先分析会聚光斑:    

      根据理论计算,100公里处会聚光斑最小直径不小于100毫米A.100公里处激光会聚光斑直径D(毫米):
       D=K*167*M/d  

K单位:100公里;M  :表示激光器光束质量的数据,M>1:激光器的发射望远镜有效通光口径,单位米)
      
显然,美国机载激光武器在100公里处的会聚光斑理论极限最小值是11.1毫米,功率密度是每平方厘米2.1万瓦——3.1瓦,这样的功率密度,要在弹道导弹上烧出一个洞,必须保持一段时间。

这个功率密度仅仅是理论极限,实际情况是:

一,这样高功率的激光器很难做到M数小于5(尽管国内的激光界,经常报道他们的激光器M数小于1.1,这能说教授们无知,才敢于无所畏惧,造出这样的数据);

二,考虑到机载激光武器的大口径发射天线,安放在机头,飞行中产生的气流和大气的湍流,很难补偿,使会聚光斑变得更大;

三,有效光学直径1500毫米的透镜对材料要求极高,加工精度也极高,也不能达到极限的会聚光斑;

四,物距和焦面得距离仅有(F×F/100000(F发射透镜的焦距,单位米),这个数据表明,物距落在了焦深里面,如果是以平行光发射,100公里处的光斑直径最小也是150厘米,功率密度也只有119/平方厘米——179/平方厘米,这样的功率密度,是无法摧毁目标的。

因此,实际会聚光斑可能大于一米,功率密度小于200/(平方厘米),这样的功率密度难于摧毁一百公里外的目标。

第二,分析跟踪精度

根据美国的报道:试验证明机载激光在大气湍流中的瞄准精度达到0.1μrad”,这个数据不真实。

根据前面分析,衍射极限的激光束,通过直径1500毫米的发射天线,在100毫米出的会聚光斑直径不小于100毫米;据资料跟踪是采用YAG激光照射和红外跟踪,这样最好是采用同一个物镜,不可能在飞机上再装载一个更大的接收物镜,显然光学系统的理论分辨率不会大于1μrad。显然,加上大气的干扰,即使有补偿,加上加工误差,装配误差,要实现0.01毫弧度的分辨率也有困难。也就是说看不清楚100公里外的直径小于1米的目标,自然也跟踪不上了。

综合上面的分析,显然美国的机载激光武器难以实现他的目标,也不难理解一个被如此报道的项目,十年以后还没有实现这个目标。

6  教训

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从激光武器看美国在高科技中的造假

美国的机载激光武器,早在网上传播,可能相关的技术参数不全,然而已经被很多中国的专家们认可,似乎这种新概念武器呼之欲出。CCTV上的一位军事专家多次提及,一次还说用激光打卫星,看了一个天大的玩笑,近期有在胡说20兆瓦的激光武器,似乎装在航母上更合理。 然而,其实一点没有什么神秘,用一些基本的光学理论进行分析计算,就可以解决这些问题。

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我们还是相信他们有才好! 只有这样,我们的东西才会更上一层楼! 当然,我们还得防他们麻痹我们的神经和意志!
文句有错,敬请指出!
宁做真小人,不做伪君子!

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........是这样吗............
葵花点穴手,我点、点、点、点
跳出圈外
关于倭寇侵华,我谈国仇被认为是伪爱国~那我谈家恨总可以吧,精英?我家的家事关你个香蕉人屁事~

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不能不防

最终运用在卫星或者坦克等军事设施上。如果能装在雷达车上即能防又能打不失为好点子。声波都有了还怕激光没有,不过美国现在研制的也很笨重,早前有报道在军舰上试验过。至于机载激光打导弹,,是不是有困难,遥式战机或许可行。 [ 本帖最后由 一炮冲天 于 2009-5-20 23:17 编辑 ]

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你说:“我们还是相信他们有才好!只有这样,我们的东西才会更上一层楼!当然,我们还得防他们麻痹我们的神经和意志!” 美国人在一些不可能实现的东西上,经常是山不假消息,不如核爆临界参数,在核潜艇中装陀螺;如果我们当初的科学家相信了,肯定就没有两弹和核潜艇。 美国人这样做,是诱导我们在不可实现的领域浪费时间,有限的经费,有限的科研队伍。 在一个违背科学的项目中研究,我们就好像是在研究“永动机”,这也不是他们在说他们的“机载激光武器”是伪科学,我们防“他们麻痹我们的神经和意志!”,如何说起?倒是我们要防美国人在散步假消息,又到我们的神经紧张,浪费有限的科研资源。

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回复 地板 的帖子

是这样的,激光武器不能违背基础的光学原理。激光要实现摧毁飞行物,第一就是会聚倒飞行无上的激光光斑直径要足够小,功率密度足够高;第二,要求这个光斑保持在飞行物上的位置不变,直至飞行物体被摧毁,这叫跟踪;第三,根据美国公开的资料,100公里处的理论上的最小会聚光斑直径是110毫米,功率密度在2万——3万瓦/平方厘米,这样的功率密度,需要保持10秒钟,才可能摧毁目标;第四,注意这是理论极限,实受到激光器的光束限制,材料和加工限制,大气和飞行气流的限制,调焦精度的限制;综上因数最好也要超过1000毫米,这时的功率密度仅几百瓦(小于500)、平方厘米)。要考虑跟踪进度很难做到1微弧度,实际到10微弧度也不可能。 [ 本帖最后由 optro-du 于 2009-5-23 13:31 编辑 ]

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是这样的,激光武器不能违背基础的光学原理。激光要实现摧毁飞行物,第一就是会聚倒飞行无上的激光光斑直径要足够小,功率密度足够高;第二,要求这个光斑保持在飞行物上的位置不变,直至飞行物体被摧毁,这叫跟踪;第三,根据美国公开的资料,100公里处的理论上的最小会聚光斑直径是110毫米,功率密度在2万——3万瓦/平方厘米,这样的功率密度,需要保持10秒钟,才可能摧毁目标;第四,注意这是理论极限,实受到激光器的光束限制,材料和加工限制,大气和飞行气流的限制,调焦精度的限制;综上因数最好也要超过1000毫米,这时的功率密度仅几百瓦(小于500)、平方厘米)。要考虑跟踪进度很难做到1微弧度,字哦到10微弧度也不可能。

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激光武器分硬杀伤和软杀伤; 软杀伤分仪器致盲和人烟致盲。

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软杀伤的作用必须是对方的眼睛或探测器要瞄准了激光器,还要激光器对准了对方的眼睛和探测器,这种概率很小。

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