弹道导弹的克星:飞行激光器 王馨立 |
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起飞的导弹拖着一缕白色尾烟从地面直上云霄,呈弧形飞行。同时,远在48公里以外,一架经过特殊改装的波音747正在高空盘旋。当导弹刚刚穿出云层时,波音747就开始跟踪飞行,2秒钟后,一道功率强大的激光束从747能旋转的“鼻孔”内射出,并将攻击目标牢牢锁定在导弹的火箭燃料箱上。在激光能量的集中照射下,燃料箱很快翘曲变形,随即开裂爆炸,导弹的碎片跌落到地面。 这一切听起来是不是像科幻小说?其实,这是美国军方对化学激光飞行器的期望。这种装载大功率化学激光器的波音飞机被称为ABL,为了研制它,计划耗资36亿美元。 目前,ABL项目由美国三家防务系统承包商负责,即波音公司、洛克希德·马丁公司和诺思罗普·格罗曼公司,汇集了1000多名科研人员。这种化学激光武器主要包含三个基本系统:大型飞机、跟踪/高速目标截获系统、兆瓦级的化学氧碘激光器系统。其中,飞机采用改造过的波音747-400,拥有较大运载能力;目标定位和追踪系统被安装在飞机的前半段;兆瓦级化学激光器和能源系统则安装在飞机的后部。 ABL对科研人员来说是个巨大的挑战,最主要的关键是使聚焦的激光光束尽可能免受空中气流的阻碍,减少因光束在大气中折射和散射导致的功率减弱。为此,ABL的激光武器采用了三个激光发射系统组成:一个大威力杀伤激光系统(主系统)、一个激光指示系统和一个激光照射系统。 激光指示系统由诺思罗普·格罗曼空间技术开发完成,这种千瓦级的轻型激光系统只是用来指示目标,并测试当时当地的大气对激光的扭曲,并将扭曲的数据传给主控制计算机,修正杀伤激光系统的发射角度。超高灵敏度跟踪激光器是一种被动测距系统,由二氧化碳激光器、主动和被动传感器、光学系统、万向节和各种灵敏的电子装置组成。其功能是为任务处理器提供数据,而后者利用这些信息对敌方的弹道导弹进行跟踪,并对它们进行排序,以便由兆瓦级的化学激光器实施攻击。 主激光系统由机身背部的兆瓦级的化学氧碘激光器产生,波长1.315微米。该激光器包括6个互联的模块,每个模块都有一辆SUV跑车那么长,重量接近3000千克,由3600个部件组成。杀伤用高能激光束从贯穿飞机前部的管子中穿越,而管子则贯通分隔前后机舱的隔舱。然后激光光柱穿过光柱控制系统后通过机鼻转塔的窗口发射出去,每个杀伤脉冲的持续时间为5秒,一个脉冲的总能量相当于一个典型美国家庭在1小时内所消耗的电能,可以有效破坏导弹外壳。 不过,虽然ABL系统拥有许多优势,但是它也有一些先天缺陷。首先就是所谓的“萤火虫”问题。众所周知,空气中到处都有尘埃,在进行兆瓦级激光试验时,研究人员发现激光束遇到尘埃时,尘埃会燃烧,看起来就像闪烁的萤火虫。漂亮虽漂亮,但“萤火虫”会使激光束发散,降低激光的威力,减小激光的有效射程。其次,ABL是作为一种反弹道导弹系统来研制的。弹道导弹具有可以计算的弹道曲线和可预测的攻击目标。但是,一些新型的导弹已经可以在飞行途中自动改变飞行方向和飞行高度,使得反弹道导弹系统无法预测飞行轨迹,从而失去防御作用,例如俄SS-25洲际战略导弹经过改装后,可以携带多枚弹头,弹头在中途与火箭分离,分离后100公里确定各自目标,每分钟改变一次飞行方向,几乎无法依其航道预测其攻击目标。 因此,有关专家称,从技术上讲,目前花费巨资的反弹道导弹系统有可能面临尚未正式部署就已经过时的窘境。 王馨立 |