未来战场的“主攻手”——激光武器(三)


孙建祥
 
    2.战区防御机载氧碘化学激光武器  

机载激光器(ABL)计划是美国空军目前正在大力推进的战区弹道导弹助推段拦截方案,是其联合多层战区导弹防御研究的一部分。该计划是目前美国投资最大、进展最快的主要定向能武器计划,已进入发展的第二阶段,即方案论证与风险降低阶段,将于今年末用机载激光器样机YAL-1A进行一枚助推段战区弹道导弹拦截的演示验证试验。

    (1)机载激光器的组成与作战原理。机载激光器是一种能独立地进行目标探测并实施“外科手术式”攻击的自主性武器系统。载机在12公里高空、距前线90公里的已方一侧巡航,激光武器的预定射程为300~580公里。为增大机载激光器的有效射程,有意让载机穿越敌方领空,或采用载有高速拦截弹的无人机作为载机,深入敌后作战。它的组成有:飞机平台(波音747-400F飞机);传感器系统(被动红外传感器);高能激光器装置(氧碘化学激光器);瞄准与跟踪系统(光束控制)。其作战原理是,该系统利用飞机上360度视场的被动红外传感器探测目标,用波长 1.06微米的多光束激光照明器照射目标,用高分辨率成像器进行成像,通过主望远镜进行观察以获得良好的跟踪数据,随后引导信标激光和杀伤光束。信标光束比杀伤光束稍早一些发出,以便对杀伤光束所要经过的大气路径进行测量。杀伤光束在信标激光到达目标并返回后发出。在信标激光和自适应反射镜继续对畸变进行补偿,激光照明器和被动红外传感器继续对目标进行跟踪的同时,向助推段弹道导弹燃料箱的瞄准点发射数秒波长1.3微米的氧碘化学激光杀伤光束,以摧毁目标。

    (2)机载激光器初步作战方案研究表明:由7架装备激光武器的飞机组成的机群,能对单个战区级冲突地区提供最佳的弹道导弹防御。若想满足目前五角大楼的基本要求,即同时为两个战区级冲突地区提供弹道导弹防御,将需要部署14架这种飞机,而且这些飞机能在空中加油。初步作战方案是,由7架飞机组成的作战机群中至少应使5架飞机部署在一个军事危急区域。这5架飞机可形成两条反导轨道(形成24小时的作战能力需要7架飞机),携带足以进行200次发射所需燃料,载机至少能在空中待命飞行6小时且无需加油,每次任务飞行时间为12~18小时,部署由5架飞机构成的机群时,需要一架C-17运输机和至少2架空中加油机的支援。每次射击的持续时间为 3~5秒钟,化学燃料费为1000美元。数百万瓦的激光通过2米直径的发射望远镜发射出去,足以攻击远至 600公里的目标,并能炸裂目前五角大楼所列的威胁名单上29种导弹中任何一种的压力燃料箱。机载激光武器系统将设计成能对付从单个发射场或多个分散发射场间歇式进行的每次5~10枚导弹的齐射。

    (3)机载激光武器系统技术进展与目前发展重点  目前,该系统已用氧碘化学激光器进行了小规模试验,还用中红外先进化学激光器进行了较大型的杀伤试验,极其详尽地了解了金属对于不同波长的能量的不同吸收能力,已完成了一系列地基外场实验,模拟了机载激光器在战区导弹防御作战情况下预计将遇到的强烈湍流条件和传输环境,重复并成功地演示验证了自适应光学补偿和闭环跟踪能力。1996年6月成功地进行了两次主动跟踪助推段飞行的弹道导弹的试验,证实了主动跟踪的可行性。1998年1月成功地完成了历时一个月的系列风洞试验,验证了机载激光器关键部件2.64米鼻锥转塔和激光排气系统的设计性能。1998年6月,在TRW公司的卡皮斯特诺试验场,对TRW公司设计的将用于 YAL-lA样机上的几十万瓦级飞行重量的单个激光模块进行了成功的首次地面出光试验。该试验是波音公司领导的机载激光器研制小组所进行的系列风险降低工作的最后一项工作。它的成功标志着波音公司小组已经全部实现了1996年11月进人机载激光器第二阶段,即方案论证与风险降低阶段时对空军的承诺,并拉开了旨在降低机载激光器计划的技术风险的激光性能系列试验的序幕,以便最终优化激光器的运作条件,获得所需的性能。目前氧碘化学激光器装置技术的研究重点是提高效率和轻型设计,以便减轻系统重量和改进作战适用性。研究尽可能利用塑料代替金属,同时研究燃料的再循环工作问题。