图注:俄罗斯“联盟”-SV轮式自行火炮配备的弹药装填车进行装填
与履带式机动发射车比起来,这种轮式火炮系统可以被看作是相对便宜的版本。尽管在越
2022年7月11日,美国《突发防务》网站刊登消息称,由美国洛克希德·马丁公司研制的LANCE高能激光武器已经在今年2月交付美军用于测试。据悉,这是一种以吊舱形式安装在战斗机上的机载激光武器,主要用于在空战中拦截敌方来袭的空空导弹。这是美国空军第一种可以装备在战斗机上的高能激光武器,被认为是可以改变未来空战形态的颠覆性武器。那么,这套武器系统具有什么特点呢?它将装备在哪些飞机上?它离实战还有多远?
“自卫高能激光演示样机”(SHiELD)项目
洛·马公司研制的LANCE激光器就属于一种战术防御激光武器,它是美国空军实验室主要的“自卫高能激光演示样机”(SHiELD)项目的一部分,该项目启动于2015年,是由美空军研究实验室主导研制的机载激光武器系统,目的是为战斗机提供对抗敌机、空空导弹或地空导弹的手段。Shield项目的具体战技指标并未公开,但可以归纳出四方面的明确要求,即:
(1)以战术喷气战斗机作为装载平台,意味着对设备适装性要求非常严苛;
(2)以战术导弹为主要打击目标,意味着系统应具备硬目标毁伤能力和出色的动态目标精密跟瞄能力;
(3)以平台自卫为任务使命,意味着攻击角度范围要大,火力转移要快;
(4)系统要在跨音速/超音速或高过载飞行环境下进行飞行测试,意味着要在实际飞行环境对系统作战能力进行验证。
Shield项目包含三个重要组件:洛·马公司负责开发的基于下一代紧凑环境的改进型激光器(LANCE)、波音公司负责开发的激光吊舱(LPRD)、诺·格公司负责开发的光束转塔控制系统(STRAFE)。
美国机载激光定向能武器研制计划
基于下一代紧凑环境的改进型激光器(LANCE)
洛·马公司多年来致力于固体目光纤激光武器的技术研发。2017年3月16日,洛·马公司为美国陆军完成了60KW级光束组合光纤激光器的设计、开发和演示。这种激光武器外形紧凑,采用多层电介质(MLD)衍射光栅高功率光纤激光光谱合成技术,在测试中产生了58千瓦的单光束,打破了这种激光器的世界纪录。与此同时,在地面测试期间,一种被称为演示激光武器系统(DLWS)的代表性激光器已经在新墨西哥州的白沙导弹靶场成功击落了多枚空射导弹。
洛·马公司高管泰勒·格里芬称:“LANCE是洛克希德·马丁公司迄今为止建造的相同功率等级中最小、最轻、最高能的激光器,作为对比,它的尺寸仅仅是洛·马公司为陆军生产的激光武器的1/6”。目前还不清楚LANCE激光武器的输出功率水平处于什么等级。不过根据美国空军发布的2018年版机载激光武器路线图,第一阶段目标是发展数十KW级高能激光,演示毁伤红外制导空空导弹和传感器。可见,LANCE激光武器的功率与洛·马公司为美国陆军研制的60KW级激光器为同一量级的产品。这无疑是一个令人吃惊的数据,激光武器的体积和质量对其系统的整体性能有很大的影响。未来战场更加强调作战力量的隐蔽性和突然性,激光反导武器平台的轻型、小型化是未来战争的基本要求。尤其是对机载激光武器而言,美国空军实验室对其的技术标准要求一直都是减小体积、重量、耗能和提升反介入/区域拒止能力。LANCE激光武器的出现,标志着美国在机载激光武器实用化技术上已经迈进了一大步。
目前,洛克希德·马丁公司正在研制基于下一代紧凑环境的改进型激光器(L A N C E),并已取得了一定进展
激光吊舱(LPRD)
SHiELD项目的第二个组件是波音公司负责开发的激光吊舱(LPRD),其功能主要是为激光武器供电及提供冷却散热。2019年,波音公司在空军F-15战斗机上安装了一个用于飞行测试的 “自卫高能激光演示样机”吊舱模型,以测试振动、重力及其他环境因素对武器性能的影响。2021年8月,该吊舱模型还在阿诺德工程发展中心得4英尺跨音速风洞中进行了严格的测试,不仅是测试它的空气动力学性能,更重要的是要解决超音速飞行中机载高能激光武器气动光学效应研究,这是机载激光武器面临的重大挑战之一。据报道,此次风洞试验开展顺利,试验数据初步显示新的气动流场设计可“显著改善”激光发射光束质量,为SHiELD项目顺利转入试飞测试阶段奠定了基础。
需要指出的是,未来的飞机想要搭配这套激光武器吊舱,必须要对机载供电系统进行一定的改进。因为常规机载供电很难直接满足激光武器供电需求,需要采用独立任务电源或在机载发电机和高能激光电源之间设置储能装置,实现发电、充电和储能组合供电。储能装置必须满足机载环境要求,并具有高能量和功率密度、能快速充放电、循环使用寿命长、可靠性高等特性。这套为激光吊舱配套设计电源系统能否满足其作战需要,也是未来需要重点测试的项目。
2021年2月,波音团队在SHiELD激光吊舱项目研制上取得重大进展
光束转塔控制系统(STRAFE)
诺·格公司负责开发的光束转塔控制系统(STRAFE),简单来说,它的作用是将激光束指向目标,相当于导弹武器的火控系统。因为,实战中战斗机可能面临来自不同方向的多个导弹威胁,理想情况下,SHiELD应具备覆盖飞机周围全空域的多目标连续打击能力。
早在2015年,洛·马公司就研发了一套可向飞机上、下空间任何方向发射激光航空自适应光束控制转塔系统,并利用一架达索猎鹰10商用喷气飞机作为搭载平台,将其安装于上下穿过飞机机体的升力风扇空间,进行了测试试验。
前景展望
美国空军定向能源局代理主任肯特·伍德称,SHiELD系统代表了迄今为止交付的最紧凑、最强大的激光武器技术。伍德的声明还表明,目前SHiELD系统正在进行“任务效用分析和兵棋推演研究”。未来测试和演示的具体目标也将由这些研究的结果决定。目前也不知道这套系统将最先装备在什么飞机上进行测试,不过洛克希德公司的泰勒·格里芬表示,他们正在考虑各种潜在的应用程序和平台进行潜在的演示和测试。
所以进展顺利的话,我们将在不久之后就看到挂载激光武器吊舱的美国F-35或F-15战斗机,在实战测试中,用激光拦截来袭空空导弹的画面。这将彻底改变未来的空战规则。实际上,在洛·马公司2021年8月公布的一段动画视频中,已经展现出机载激光武器的作战场景。该动画以“战术机载激光武器系统”(TALWS)为重点,展示了装备激光吊舱的F-16战机与KC-46加油机装备的战术红外传感器协同工作,从而被动探测、跟踪并消除威胁。未来战场上,加油机作为一种高价值的目标,可能被几种不同的威胁作为攻击目标,它的传感器一旦探测到一枚来袭导弹,就会将其位置信息传递给两架F-16战机,它们可以利用携带的吊舱中的光束定向器将高能激光照射到目标上,并持续保持一段时间以击毁目标。
美国空军飞行员在虚拟现实战场环境中执行模拟任务,演示使用机载激光武器作战。
在今年1月,美国空军举行了一场战争演习,飞行员在虚拟现实战场环境中执行模拟任务,其中包括使用吊舱机载激光武器和两个未公开的“未来动能概念”。该实验旨在探索未来战场空间中定向能和动能概念(即激光武器与导弹武器)之间的协同作用。近年来,美军越来越多地利用虚拟测试环境和兵棋推演加快新武器系统的开发,帮助飞行员尽快熟悉新武器的使用环境与规则。可见,机载激光武器用于未来空战确实已经被提上了美国空军的议事日程。
“自卫高能激光演示样机”(SHiELD)正式交付美国空军并展开测试,标志着机载激光武器的发展取得里程碑式的进展,距离其迈向实战化已经不远了,值得我们注意。