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美军高能激光武器反无人机技术最新进展
日期:2024-04-18  人气:635

现役防空系统在反无人机及其集群方面存在诸多挑战,发展有效的无人机及集群反制手段十分必要。高能激光武器是利用高能激光直接杀伤目标的一种定向能武器。因其打击精度高,攻击速度快,转向灵活等特点,成为有发展前途的反无人机武器之一。

1、机动试验型高能激光武器(Mobile Experimental High Energy Laser,MEHEL)

机动试验型高能激光武器(MEHEL)是波音公司与通用动力公司联合研制的以“斯瑞克”装甲车为载具的机动式高能激光武器。原理是将多路光纤激光束合成一路能量集中的高能主光束,可根据作战需要增减光纤激光束数量,电光能量转换率达43%。该系统专门用于拦截敌方无人机、迫击炮弹以及火箭弹,供野战部队使用。

图1  机动试验型高能激光武器(MEHEL)

2016年4月,美国陆军使用MEHEL多次发射2千瓦的激光束,击落了包括四旋翼无人机、大型固定翼无人机在内的多种无人机,数量有21架,初步验证了MEHEL作战能力。2017年4月,MEHEL在福特ž希尔陆军基地举行的演习中发射5千瓦激光束10-15秒,将50余架10千克级的小型无人机击落。2018年进行了18千瓦激光束试射,预计未来几年“斯瑞克”装甲车将配备50千瓦的激光武器。

2、ATHENA“雅典娜”先进测试型高能激光武器(Advanced Test High Energy Asset)

ATHENA是由洛克希德马丁公司为美国陆军研制的一款地面机动式光纤激光武器。ATHENA也采用多路光纤激光束合成技术,功率可达30千瓦,主要作为未来技术试验验证的平台,可毁伤敌方的无人机、导弹、飞机和简易爆炸装置等。2017年8月,ATHENA激光武器在白沙导弹靶场击落了5架翼展3米的无人机,展示了车载激光武器在反无人机领域的作用。


图2  ATHENA“雅典娜”先进测试型高能激光武器

3、HELWS-MRZR机动式高能激光武器

HELWS-MRZR是雷神公司推出的小型机动式高能激光武器系统,最大特点是可直接伴随空降兵空投至前线作战。MRZR是该激光武器的承载平台,是一款由北极星公司研发的超轻型全地形突击车,全重近5吨,能搭载680千克载荷,最高时速96千米/小时,可使用C-130运输机直接空投,或驶入MV-22“鱼鹰”倾转旋翼机随前线部队快速部署。高能激光武器系统全重不超过700千克,标志着高能激光武器小型化取得了新进展,向实战化又迈进了一大步。


图3  HELWS-MRZR机动式高能激光武器

4、HEL-TVD高能激光战术车辆演示样机(High Energy LaserTactical Vehicle Demonstrator)

2018年7月,美国陆军发布价值1000万美元的HEL-TVD技术验证项目,初步研制车载式100千瓦激光武器系统,并将其集成到中型战术车辆上。

2019年5月,美国陆军授予Dynetics公司1.3亿美元合同(HEL-TVD技术验证项目的升级合同),开发并测试车载式300千瓦激光武器系统样机,该系统由多光谱瞄准传感器、光纤组合激光器、动力温控系统等组成,可摧毁来袭的火箭弹、迫击炮弹、无人机和巡航导弹。

2019年11月,美国陆军完成了HEL-TVD关键设计审查。2020年1月,美国陆军修改了与Dynetics公司的现有合同,对先前的HEL-TVD合同进行调整,以支持IFPC-HEL演示,这标志着HEL-TVD正式向IFPC-HEL过渡。

美国陆军计划在2027年前将高能激光武器纳入其近程防空暨导弹防御武器库。


图4  HEL-TVD高能激光战术车辆演示样机

5. HELIOS集成光学炫目与监视功能的高能激光(High Energy Laser with Integrated Optical-Dazzler and Surveillance)

2022年8月18日,洛克希德马丁公司宣布向美国海军交付了60千瓦的HELIOS高能激光武器,并安装到阿利伯克级驱逐舰Preble号上,这是第一个集成到美国海军现役舰船上的激光武器系统。

HELIOS是首个在一个武器系统中集成了3种战斗功能的激光武器。第一种功能是“硬杀伤”,通过一种光纤组合激光器,可快速发射60-150千瓦的高能激光束,令敌方小型舰船或无人机瘫痪或毁坏。第二种功能是“软杀伤”,使用功率较低的激光,使敌方无人机上的光电/红外传感器“目眩”,精确瘫痪敌方情报监视侦察设备,适用于执行一些高敏感任务。第三种功能是除了“软、硬”杀伤外,利用相关光学系统收集舰艇周围广大区域的情报监视侦察信息,与“宙斯盾”战斗系统共享,使美军舰船有更强的态势感知能力。


图5  HELIOS集成光学炫目与监视功能的高能激光

 6、SHiELD自防御高能激光演示样机项目(Self-protect High EnergyLaser Demonstrator)

 SHiELD项目由美国空军研究实验室(AFRL)主导,研究和验证以导弹和无人机等空中目标为打击对象的战斗机载紧凑型激光武器,研发周期2015-2021年,总经费超过2.814亿美元。2019年4月,美国空军在新墨西哥州白沙导弹靶场进行了SHiELD激光武器地面测试。测试中,SHiELD激光武器成功摧毁了多枚空对空导弹和地对空导弹,证实了激光武器可作为导弹防御系统使用。

 AFRL倾向采用吊舱式独立结构以利于飞机安装(方便集成到不同飞机平台,包括无人作战飞机平台)、减少气动影响。其中,气动集成吊舱结构子系统(LPRD)由波音公司研制,为激光器提供机上安装空间、能源和制冷。光束控制转塔子系统(STRAFE)由诺格公司研制,组装一套馈送激光的光学系统,重点解决跨音速/超音速和高过载飞行环境下振动问题。高能激光子系统(LANCE)由洛马公司研制,要求开发在战术飞行应力条件下具有最小化光束质量退化的坚固可靠的高能激光器,并集成到战术飞机上,支撑系统飞行测试和演示。

 2022年2月,洛马公司取得光源技术重大突破,初步建立机载轻量化紧凑型光源的设计标准,并向美国空军交付高能激光子系统。空军计划2024年进行50千瓦全系统测试,预计2030年该系统具备实战能力。


图6  SHiELD自防御高能激光演示样机

7、CLaWS“利爪”紧凑型激光武器系统(CompactLaser Weapon System)

CLaWS是波音公司开发的紧凑式、小型激光武器系统,重约272千克,功率为2-10千瓦,可集成在战斗车辆上,也可安装在支架上使用,便于携带,可作为地面战斗人员使用的陆基激光武器,防御小型监视型无人机和自杀型无人机。CLaWS使用光纤激光器,有2千瓦、5千瓦或10千瓦几个不同型号供选择。海军陆战队2018年夏季接收了2千瓦的CLaWS。2019年6月,完成5千瓦CLaWS反无人机测试,目前样机已交付海军陆战队,用于反无人机任务。CLaWS主要对抗目标是Ⅰ类和Ⅱ类无人机(重量在25千克以下),对于小型无人机,CLaWS能在数分钟内击落十余个目标。


图7  CLaWS“利爪”紧凑型激光武器系统

 


 
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