還是鳴鏑的文章,W君告訴大家鳴鏑飛行器無法投彈或分離射出導彈,這時候就有人提到
“為什么要發射導彈和投彈呢,難道不是激光和電磁脈沖武器嗎?”說句比較靠譜的話——鳴鏑寬域飛行器僅僅是高超音速飛行器技術領域的一項試驗性項目,目前尚未武器化。它的主要目的是驗證寬空域和寬速域技術的可行性、氣動特性以及推進系統的性能,為未來更高性能的飛行器研發和設計提供技術支持和數據積累。也別什么事情都得往武器上聯想,窮兵黷武并不是一個健康的社會意識。
那么話說回來,六百公斤的載荷可以負擔一套可以作戰的激光炮呢?這就得從我們的激光武器研發來聊了。
目前我們比較出名的激光武器是已經實現外貿出口的寂靜狩獵者。而且這是一款世界上唯一有實戰戰績的激光武器。
那么寂靜狩獵者是什么樣子呢?
很多軍事媒體都會把寂靜狩獵者的作戰部分給出來,看起來就像是一臺很怪異的攝像機。其實這個部分占整體的寂靜狩獵者的全系統大小不足5%。只不過其他的部分太過于常見了,連廠商都覺得沒太大的展示價值。
寂靜狩獵者的底盤就是一輛箱式的卡車。
箱子中包括了電源模塊和控制模塊以及激光源。這臺“激光炮”采用的是固體激光器,通過光纖將激光引入發射器進行發射。
在沙特和寂靜狩獵者一起配套使用的還有一部我們生產的三坐標雷達
簡而言之就是本身寂靜狩獵者的探測能力比較有限,還需要外設雷達系統為寂靜狩獵者的搜索信號捕獲能力再助力一下。
這就和我們諸如FK-1000近程彈炮防空系統對比起來看看就過于分散了。
為什么不做到一起呢?原因很簡單,激光器本身的能量需求太大,雖然說利用一門激光炮打下一架無人機所需要的成本僅僅需要不到10美元,但這10美元是耗電量基本上就是電能的消耗。比起實際發射的彈藥電費成本可以說是忽略不計了,但是要早2秒鐘耗費掉10美元的電這樣的功率就相當可觀了。
根據公開資料沙特阿拉伯購買的版本是咱們的LW-30的簡化版本,輸出功率為不到30千瓦。
我們自己用的LW-30是30千瓦的激光系統。這里的30千瓦是激光的輸出功率,并不是這個系統的需求功率。大部分固體激光器的能量轉化效率為25%左右,理論上發射出30千瓦功率的激光是需要120千瓦的能量供應的。同時,這只是系統的能量供應,供應到系統中的120千瓦的能量減去30千瓦的輸出,還有90千瓦的能量要轉化為熱量散發出去,為了散熱,還需要對整個系統進行降溫,沒錯在散熱上還需要增加能量消耗,按照散熱系統的一般設計,大約還需要30千瓦的能量輸入到散熱系統中,以保證系統在使用一次以后不至于自行燒毀。
這樣一算LW-30開一炮大約需要的功率就是150千瓦。大約等于普通人家里的50臺熱水器一起工作的能量需求。
所以,我們就應該理解一個激光炮雖然發射頭看起來并不大,但是周圍的附屬設備是需要卡車拉的。
這東西現在裝在只有600公斤載荷的鳴鏑飛行器上還是一個不切實際的“夢想”。即便可以裝上會怎樣呢?那么咱們就要評判30千瓦級別的“激光炮”的毀傷效果了,通常這類激光炮的作用距離在2000-3000米之內,實際上這個距離是航空機關炮的射擊范圍。
以我軍常用的30mm航空機關炮為例,別看這玩意叫做炮,但是整體結構設計極度的優化,全重只有不到50公斤,前陣子和大家說過30mm炮是一個相當香甜的口徑,基本上各個國家都有大量的適配彈種,別說是打飛機了,裝甲目標都有可能一炮對穿。
相對于航空機炮來說,30W激光炮的輸出能量就顯得有那么點不夠看。
而且大多數激光武器只能做到燒蝕,穿透后的二次殺傷其實就不那么明顯了。例如這是一枚30mm航空高爆彈的射擊效果:
它可以深入到飛機的內部爆炸造成更多的破壞,基本上可以一發入魄——這是目前激光炮達不到的效果。
當然了,激光炮有激光炮的好處,畢竟光速的能量投射,基本上看到的命中起來就不是太大的問題。只是目前的能量還很難對戰斗機這些大型目標造成致命損傷。更多的時候還是在打擊小型的無人機。
所以現在基本上世界各國都停留在用“激光炮”放在固定的炮臺或者卡車上打一打無人機或者迫擊炮炮彈上。
基本上樣式都十分雷同。有沒有大功率的呢?其實還真有,只不過更不實用。在本世紀初美國波音公司建造了一款叫做YAL-1的試驗機,于2002年開始試飛。這是一架搭載了兆瓦級別的激光器的大型試驗飛機。在波音-747的基礎上進行建造。
和波音機改的預警機不一樣的是,這架飛機幾乎被各種激光器裝滿
和前面咱們提到的寂靜狩獵者這些利用電能驅動的固態激光器不一樣,這架飛機的激光器是一個大型的化學激光器,首先在燃燒室內讓液氫和液氧燃燒,這種劇烈的反應過程大家可以參考火箭發射。在反應過程中燃燒室內的氧并不會完全和氫結合成水,而是有一些氧原子被高溫電離形成等離子體——也就是高能的單態氧,這部分等離子體被導入到泵浦室內和預先準備好的碘蒸氣進行結合。反應過程中,激發態碘原子釋放能量,發射出波長為1.315微米的激光束。激光束經光學系統放大、聚焦并瞄準目標。
這樣做的好處是激光器對外界的本身能源需求較小,基本上都來自于自己的“燜鍋火箭發動機”了,降低了對外的能量需求均算下來能量轉化效率也比較高。第二個好處就是在冷卻的時候也可以利用和火箭發動機冷卻一樣的方式,先讓液氫和液氧流經發熱區域既給液氫液氧預熱,也極大效率的帶走了泵浦室和燃燒室反應所散發的廢熱。最后,它也可以長時間的工作,比咱們的固體激光器可持續工作的時間長的多了。
看一個YAL-1攔截彈道導彈的視頻。
一枚助推階段的彈道導彈被YAL-1捕獲發出一束高能激光照射,持續了十幾秒后YAL-1照射結束,彈道導彈繼續飛往天邊。
唉~劇本上不是說得把彈道導彈打得凌空爆炸嗎?都1兆瓦的輸出了,怎么彈道導彈還是沒事呢?主要原因是這次的射擊距離太長了,我們看起來是筆直光束,但是在大氣的擾動下激光就難以聚焦了,而且在高能激光通過大氣的時候還會有“熱暈效應”,即激光本身加熱大氣導致空氣折射率變化,從而使光束偏離目標。
最后,還有一個問題就是在彈道導彈助推段爬升的時候彈道導彈本身的抖動。這些問題都導致我們看似一束激光共已經打到了百公里外正在發射的彈道導彈,其實這束激光根本沒有在目標上形成一個固定的焦點,結果則是僅僅加熱了彈道導彈燃料箱的外殼,并沒有達到任何毀傷效果——項目報告就是這樣寫的。
另外項目報告中還寫道,如果要達到毀傷效果,可以讓激光炮攔截正在發射的彈道導彈,那么激光炮的功率要做到比現YAL-1的功率大30倍,這樣就可以“大力出奇跡”的補償掉大氣擾動的問題了。
當然了這種被證明了不靠譜的事情到美國國會老爺們討論的時候就沒繼續批下預算,在2011年之后這架飛機先是停止試驗,不久就進了飛機墳場,再后來就拆的不剩多少零件了。
到了2014年這架飛機也就徹底的把可以拆的東西拆完了,完成了它的歷史使命。
所以,現在W君看到很多六代概念機里面用到了激光……
才過去10年的時間,這事情依舊不是太靠譜畢竟波音747的體量在那里、試驗結果也在那里一架戰斗攜帶一個激光器上天打另外的飛機其實還是一個為時過早的很科幻的想法。
現在知道為什么鳴鏑是不能攜帶激光武器的了吧?做大幾倍都是一件難事。
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