美国定向能机动近程防空计划进展分析

美国定向能机动近程防空(directed energy maneuver-short range air defense,DE M-SHORAD)计划通过击伤、摧毁或压制旋转翼无人机、固定翼无人机以及火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹(rockets,artillery and mortar,RAM)等威胁目标,为机动部队提供伴随防空,对抗新兴威胁,属于美国陆军防空反导现代化的优先项目之一。首先介绍了DE M-SHORAD研制计划;其次详细分析了系统结构,并由系统参数评估了系统的作战性能;最后梳理了系统的研制进展。通过综合分析可知,DE M-SHORAD系统采用最佳组件,通过快速原型方法实现激光武器系统在装甲车上的集成;为降低技术风险,该计划在发展方式上分为两个阶段,首先集成、测试2 kW~5 kW机动实验型高能激光器(mobile experimental high-energy laser,MEHEL),然后再研制50 kW级的多任务高能激光器(multi-mission high-energy laser,MMHEL)。经计算可得:MEHEL和MMHEL对无人机的最大射程分别约为0.77 km、4.8 km。

定向能武器在电磁空间的运用

为探讨以激光武器和高功率微波武器为代表的定向能武器在电磁空间中的作战应用,采用演绎和类比的研究方法,从电磁频谱的物理原理和战争基本规律出发,论述电磁空间的基本性质、电磁火力的基本特点、电磁精确战的基本原理,以及定向能武器的基本定位、优势劣势、软硬杀伤。分析定向能武器在电磁空间的信息破坏力与信息创造力,梳理总结定向能武器的主要作战场景及运用方式,最后就加快定向能武器走向实战提出建议。

国外激光武器及其标准化的研究进展

通过对国外激光武器及其标准化的研究,发现美国、俄罗斯、德国、以色列、英国等世界先进国家都在不同平台上,如飞机、车辆和舰船甚至太空平台上成功进行了激光武器试验验证。低功率激光武器已经投入使用,主要用于非杀伤的干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备。按照现有技术发展水平,高能激光武器今后可望在地面、舰船和空中甚至卫星平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。国外在激光、激光器件、激光安全、激光器等领域制定了大量的标准,并建立了包括保密管理、安全设计、安全试验等一系列激光武器标准体系。建议我国集中行业优势力量,加快发展陆、海、空、天基平台的高功率战术激光武器,同时关注国外激光武器标准,做好激光武器以及关键部件的标准先期研究工作,规范我国激光武器的设计与制造。

美国高能激光定标放大计划进展分析

高能激光器性能直接决定了激光定向能的毁伤能力和打击射程,为此美国相继启动多项计划,以研制出高功率、高效、紧凑、轻量化,用于战场的坚固型激光器。2019年,启动了激光器定标放大计划(high energy laser scaling initiative,HELSI),制定出最新的国家级激光放大路线图。首先介绍美国HELSI计划的启动背景、研究内容和实施阶段,其次分析HELSI计划第一阶段300 kW的研究进展,最后评述HELSI计划进展的后续影响。综合分析可知,目前洛·马公司的光谱合成光纤激光器技术在第一阶段率先胜出,不仅获得陆军300 kW作战光源的订单,而且还首先获得HELSI计划第二阶段500 kW的研制合同;HELSI计划的进展,使导弹防御局(missile defense agency,MDA)重新重视用于拦截助推段弹道导弹的定向能武器;HELSI计划支持了4种技术路线进行竞争发展,不过未来何种技术路线会最终胜出并部署在战场上,还需要加强先期论证,突破“技术迷雾”。

高能激光系统试验机建设关键技术研究

研究高能激光系统试验机建设中的关键技术,以期推动机载高能激光的发展。研究了试验飞机在航空科技领域的作用和地位,并以美国典型的X试验机、F22和F35航电它机进行说明;阐述了试验机在机载高能激光发展中的重要性和必要性,并分别研究了美国、前苏联和以色列机载高能激光武器试验机建设特点,包括已试飞的和规划中的;总体分析了试验机建设过程中关键技术识别、技术成熟度分析、试验机设计、试验机改装和测试记录等关键技术点。

美陆军大力发展300kW高能激光武器以提升防空反导能力

激光武器等定向能武器已成为美国当前的十大新兴技术之一。文章以美国陆军部2024财年重点关注的领域一一“陆军激光防空武器”为视点,聚焦美陆军拟2024财年启动的300kW高能激光武器先进光束控制组件新项目,介绍了项目研发技术重点,追溯了项目发展脉络与技术基础,阐述了该项目与“高能激光扩展计划”(HELSI)和间接火力防护能力-高能激光武器(IFPC-HEL)系统之间的相互关系,并就300kW高能激光武器的军事应用前景和当前的技术瓶颈进行了分析,以期为我军激光武器的发展助力赋能。

舰载激光武器的研制进展

美国海军激光武器系统(La WS)作为第1套海军的固体激光武器样机,已经安装在现役军舰庞塞号上。介绍了La WS系统的应用需求、研制团队及系统结构,分析了激光器、发射装置及控制系统的构成,并由系统参量评估了La WS系统的作战性能。回顾了La WS系统已进行的系列演示试验,总结了每次试验暴露的技术问题及采取解决途径。由分析可知,La WS系统的发射装置采用了天文望远镜的共孔径设计方式;作战光源采用了光纤激光器的非相干合成;在系统集成中,除了少量的定制部件外,广泛采用了工业激光器、惯性测量装置、传感器、视频跟踪器等大量商用器件;La WS系统在研制中采用了逐步改进的方式,这些都在一定程度上减少了系统风险和研制成本。最后分析了其下一步的技术发展方向。

高能激光武器对弹道导弹毁伤能力研究

未来的20年间,美国的高能激光武器将陆续进入部署阶段。针对定向能武器之一的激光武器具有巨大作战优势,在分析高能激光武器的作战机理基础上,对弹道导弹壳体被高能激光照射时的影响因素进行研究分析,建立了计算高能激光武器毁伤来袭导弹所需时间模型,并具体地对作战中弹道导弹的弹体壳体、弹头壳体被连续波照射进行毁伤计算分析。以上模型作为评估高能激光武器作战效力的一种方法,为高能激光武器拦截弹道导弹提供了参考。

一种基于偏转镜的激光空间合束方法研究

为提高激光武器系统的作战效能,通过分析激光远场空间合束发展现状,设计了一种基于偏转镜的激光自动合束装置,并进行了2路激光聚焦、合束、打击效能试验。试验结果表明,该方法达到了预期的调焦效果及合束性能;与单路高能激光毁伤时间相比,2路合束后的高能激光对无人机的打击毁伤时间减少了58%,为今后的多路激光空间合束工作提供了坚实的研究基础。

美国运输机机载激光系统研制进展

美国运输机机载高能激光(AHEL)系统是下一代武器,能够在复杂环境中实施精确地隐秘打击。第1套实战化的机载激光武器,将在2022年进行演示试验。首先介绍了AHEL系统的应用需求、研制计划,并分析了系统结构和面临的技术挑战。其次梳理了AHEL系统的研制进展,并由系统参量评估了AHEL系统的作战性能。综合分析可知,AHEL系统采用最佳组件,通过快速原型方法,实现了激光武器系统在AC-130J飞机上的集成,并借鉴了以往机载激光计划的经验教训,降低研制风险。最后分析了其下一步的技术发展方向。

高重复频率ArF准分子激光器能量控制算法研究

为了实现工业用高重复频率ArF准分子激光器脉冲能量稳定,从电源控制的角度进行了脉冲能量控制技术的基础研究。介绍了高重复频率ArF准分子激光器能量稳定闭环控制原理,使用近似方法建立了准分子激光器脉冲能量和放电电压的函数模型,提出一种基于实时检测脉冲能量的电压调节比例积分算法,并结合函数模型和控制算法进行了MATLAB仿真。结果表明,建立的脉冲能量模型是合理的,且提出的比例积分算法在提高激光器脉冲输出能量稳定性方面是有效的。

高能激光武器发展态势

高能激光武器在防空反导、信息对抗、精确打击等方面具有革命性的应用潜力,目前正处于由技术突破向作战应用蜕变的转折期。以战术级应用为目标,系统分析高能激光武器的发展态势,指出其作战应用需求与发展现状,以及走向实战化应用的发展瓶颈与可能的解决途径,为武器系统的需求论证、技术发展和应用研究提供参考。

美国高能激光武器的发展及其面临的挑战(下篇)

首先介绍了美国高能激光武器的发展战略和高层技术路线 (上篇 )。然后分别评述了近一年来机载战区激光武器 ,战术高能激光武器和机载战术激光武器 ,天基激光武器 ,地基激光反卫星武器和舰载激光武器取得的重大进展 ,分析和讨论了它们面临的技术挑战和可能采取的对策(下篇 )。

天基激光武器系统的发展

介绍了天基激光武器系统的概念、组成、应用和关键技术,分析了激光对目标的杀伤程度,并给出了相应的参考阈值。针对系统的关键问题提出一些解决方法,包括高能激光器的研制和种类,大口径反射镜研制技术和结构形式,以及天基目标捕获跟踪瞄准(ATP)系统精度的影响因素和提高精度的方法。通过对天基激光武器系统发展的研究,为该系统的进一步发展和精度的提高提供研究方向和理论基础。

高重复频率脉冲激光能量测量(英文)

设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成,通过将光电流脉冲转换成电压脉冲,电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明:该电路可以测量脉宽<10 ns,重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量,且工作稳定,其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中,能实现较高的空间分辨力。

激光武器浅析

随着激光器技术的发展,较高能量的激光器已作为一种武器应用于实战中,这就是激光武器.激光武器利用定向发射的激光束,以光速传输电磁能,直接毁伤目标或使之失效的光束武器.激光武器的发展将改变现代战争的模式,加速现代战争的进程.激光武器可以安装在不同的载体上,如飞机、坦克、装甲车和舰艇等,也可部署在地面和空中构成所谓的地基和天基激光武器系统.从激光武器的组成、关键技术、攻击方式和特点等几个方面介绍了激光武器,并介绍了美国在机载、车载、舰载以及天基、地基激光武器的发展现状.

高能激光武器的跟瞄精度要求分析

从高能激光武器的跟瞄精度要求与激光武器发射的激光束传输到目标处时的角发散量间的关系出发,导出了高能激光武器跟瞄精度要求的数学表达式,并据此分析了目标的远近、大气湍流的强弱和系统的性能参数等对跟瞄精度要求的影响,给出了一些情况下跟瞄精度要求的计算结果。

国外强激光武器试验技术

介绍强激光武器的组成特点和发展现状 ,对国外强激光武器试验靶场建设。

高能激光武器目标打击的多物理场系统仿真

由于高能激光武器破坏目标的瞬时性、反应的复杂性以及测试成本高昂,使得通过实验评估激光武器的毁伤威力具有很大难度,因此,通过数值模拟的方法对其毁伤威力进行建模仿真可以有效评估其攻防性能。在计算温度场时考虑了相变情况下材料导热率的变化以及材料熔化时熔化潜热对温度场的影响,建立了相应的位移场、应力场数理模型并进行模拟。将多物理场模型整合到仿真系统中,对激光武器打击目标的过程进行了系统仿真,模拟出不同工况下高能激光武器对目标的毁伤效果。仿真结果表明,激光辐照Al材料3.01s时,激光实时功率密度为0.930 8 W/cm^2,材料外壁面温度达到600℃,内壁面温度为352.522℃,此时材料表面刚刚达到熔化,但其所受应力已使材料发生脆性断裂,材料已被破坏。

美军定向能武器反无人机技术进展

无人机技术的快速发展及其在军事领域的广泛应用,对现有的防空体系构成了极大威胁。定向能武器对无人机机体及机载电子设备独有的毁伤特征使之在反无人机防空作战方面有着独特的优势。文章对美国定向能武器反无人机技术进行动态跟踪,并分析其发展趋势。