就在前幾天,軍迷們被一條消息震得懵了半天圈,然後大多都以嚴重懷疑、吹牛X等等評論了之。因為這則消息也確實來頭不小,其內容為我國首個機載100KW級雷射武器系統已經開始上機測試,關鍵很多自媒體光報快訊,也沒完整說明白到底我國的雷射炮為何能機載,如同我國的電磁炮為何能上艦一樣,今天我們就來好好說道說道。
▲這次爆料的相關論文截圖
很多軍迷不相信的原因大概還是因為目前那全球唯一的超級大國都還沒開始裝備,中國就能率先裝備?實在是有點不可想像。眾所周知,雷射武器作為一種定向能武器,由於其指向性高、速度快、能耗低等特性,一直被視為21世紀的未來武器之一,其在整個冷戰期間也備受美蘇等大國重視,各種研究項目多如繁星。
而其中最具代表性的,就是大名鼎鼎的美國ABL機載雷射武器。但這個曾經看上去明天就能列裝的科幻武器,這個「明天」似乎是永遠也無法到來,即使是看上去完成度頗高的ABL雷射器,在進入21世紀的第二個十年後黯然下馬。當然,下馬是其中有很多原因,除了美國化學雷射器本身的技術瓶頸,還包括很重要的電力能源供應問題,這個問題解決不了,等於沒法解決小型化、連續化問題。另外,也有其一開始心高氣傲,錯誤的定位問題。
▲噱頭不小卻黯然下馬並且定位錯誤的美國ABL雷射器
在美軍的定位中,ABL是要用於對上升段的彈道飛彈進行攔截的戰略級雷射器,而這就導致其各項戰術指標要求都非常奢侈,有點好高騖遠。因為單射程一項,就得達到幾百公裡的級別,這就造成其物理體積極其龐大。以美國的現有技術而言,就算波音747這種體積的飛機能塞的下,但在射程、射擊頻率、射擊次數等實戰指標尚解決不了的情況下,隨之而來的一系列成本上升和戰時飛行風險的問題,讓美軍也只能將這高大上的項目束之高閣。
在戰略級雷射器栽得灰頭土臉後,不得已轉向戰術級雷射器。因其更小的功率和體積帶來的更低的技術難度和更靈活的適裝性,戰術級雷射武器開始備受各國青睞,在最近20年裡,各國功率在100KW級以下的各種小型雷射器幾乎可以用遍地開花來形容。
▲中國戰略級雷射器的反導效果,直接燒蝕穿彈道飛彈的彈頭
這裡就得補充下具備硬殺傷能力的雷射武器的用途問題,畢竟你得先搞清楚你的雷射器是用來幹嘛的,才能更好的評判這個雷射器的意義。雷射武器的用途:
反彈道飛彈的300KW-1000KW級別的戰略級雷射器;
用於對地對空攻擊的100KW-300KW級別的戰術級雷射器;
用於主動防禦的10KW-50KW級別的戰鬥級雷射器。
如果第二種算「雷射炮」,第三種只能算「雷射槍」了,第一種?暫且稱為「雷射雷」「雷射彈」吧……
▲雷神公司一款尚處於研發中的地面小型雷射武器系統(外軍的高級CG圖)
第一種用途,已經被美軍證明現在美國的技術水平還搞不定;
第三種用途,由於對功率要求低,即使難度最小,但其戰術價值也最低;
第二種用途,各方面性能介於第一二種之間,但也最為均衡。
99系坦克一脈相承的「雷射器」,但這個「雷射器」還只是一種幹擾致盲類武器,目前暫時還是主要用於幹擾敵方的反坦克飛彈光學設備,屬於第三種類型的主動防禦性雷射器。但這次機載100KW級雷射武器測試成功後,完全可以在99A坦克上安裝第二種類型的真正硬殺傷式車載「雷射炮」。
另外這裡還要再提到一個15公裡門檻的概念。對於現代戰術飛機而言,你的各種武器起碼要達到15公裡以上的射程,才能被認為具備足夠的進攻性,尤其你要打擊對方的戰術飛機的話,過近的距離可能會讓你的這次打擊變成一筆賠本買賣。
因此這個距離是戰術級雷射武器也必須達到的一個門檻,同時也是第三種,用於主動防禦的雷射武器不能與之相提並論的原因。而雷射武器要在15公裡的射程上對當今各類飛機和飛彈外殼造成足夠有效的硬傷害所需的功率是多少呢?至少100KW級。
▲美軍規劃中的另一種雷射武器,但功率只有50KW,只能用於反恐作戰傷人眼
於是事情就清晰明了了:射程達到15公裡,功率100KW級的戰術雷射武器既能攻擊對方的飛機,也能用於防禦對方發射的飛彈;而射程只有數公裡,功率50KW左右的主動防禦式雷射器,只能用於防禦對方的飛彈,優先發展哪個級別,一目了然。
在此次我國的100KW雷射武器曝光之前,全世界公開報導的正在進行的100KW級機載雷射器項目就只有美軍的SHiELD項目。但按照美軍計劃,這個項目要到2021年才能開始裝上KC-135進行飛行測試,並且一直折騰到2030年左右,才能將尺寸縮小到能裝到戰術飛機上的水平。
▲美軍目前的SHiELD項目進展,還停留在地面樣機的階段
那麼我軍曝出來的機載雷射器,為什麼能直接甩開美軍幾條街,進度超凡呢?答案其實很簡單,也許超乎很多人想像,但如果結合我國最新的電力電磁技術水平的進展,就恍然大悟了。
我國在雷射的相關基礎研究上一直都是世界頂尖的水平。1960年世界第一臺雷射器在美國出現,而短短一年之後,我國的第一臺雷射器也隨之研究成功,並且在1964年就用雷射成功演示傳送電視圖像的能力,而這幾年才被我國軍迷熟悉的更高級的雷射核聚變技術,我國早在1965年就開始了相關技術研究。
▲在1961年就搞定的我國第一臺雷射器,那時候大多數現在的軍迷甚至還沒出生
而軍用雷射應用方面,雷射通訊、雷射測距也是早在上世紀60年代就開始。硬殺傷系統方面由於保密,長期以來一直不被外界知曉,但在2018年,一款名叫LW-30的功率為30KW車載雷射武器系統悄然進入了人們的視野。
考慮到其研發單位是中國航天三江集團,也就是航天科工四院,專長是航天運載技術,搞這個雷射只能算是業餘玩票,所以如果是長光所這類真正的業界大佬來搞這個100KW級雷射項目的話,雷射器本身早就不是問題。
▲科工四院用於出口的玩票性質的30KW級車載雷射武器系統
要是不放心的話我們再作個橫向對比,美軍直到2009年才突破100KW戰術級固態雷射器相關技術,而我國從1965年就開始研究更高級的核聚變雷射技術,在這長達40年的時間我國的科研人員就算是閉著眼睛搞,也該實現100KW雷射器本身的突破了吧。
說到這,大家都應該想到了,其實中美兩國雷射器本身都不是問題,我們先不說誰的雷射器高級,那是另外的話題,為啥中國這次曝出的消息是能進行機載測試,而美國還只能是地面樣機呢?從最前面的論文裡面,答案其實就已經非常明顯了。
當中國的電力電磁科技團隊解決了雷射器的電力供應問題後,中國的雷射器團隊才算真正得到了大解脫!大家前面有看到,1961年我們的第一臺紅寶石雷射器才多大?經過50多年發展,難道雷射器還越做越大?這不合邏輯吧!其實雷射器能不能上機成為人見人怕的「雷射炮」,雷射器本身並不是問題,關鍵的在於供能問題,雷射器的短時高能特點,讓其後面的電力供應問題成為雷射器小型化的致命瓶頸。
▲據消息首先由殲-16進行測試,加裝個雷射吊艙對石榴來說太簡單了(本圖是電子吊艙)
不論中美,這幾十年中最難解決的就是雷射器在短時間內高能輸出,而又能快速補充能量,再度高能輸出。雷射炮打一炮很厲害,但這一炮要能隨時放出高能量,如果充能準備時間要很久,打完一炮後又要充能很久才打下一炮,那這雷射炮再厲害的一炮,也沒有什麼實用價值。所以,高效充能、大容量儲能,才是解決雷射炮實用問題的大關鍵!
現在常看我們號的軍迷朋友們應該想到誰了吧?馬偉明院士的團隊解決了航母電磁彈射的關鍵技術環節後,我國在電力的大容量儲能、高效充能、快速放能等諸多難題上都取得了國際第一的領先成就,電磁彈射、電磁攔阻、全電推進、電磁炮、雷射炮等等各類需要高效電力供應的能量武器全都迎刃而解,可謂點亮一環科技樹,便輕鬆摘下諸多科技成果。所以,這些原來屬於黑科技的高能武器技術突然井噴,大家還會覺得科幻、神奇、不可思議嗎?
▲其實必要的話,飛豹都足以完成這種試驗項目了,這也是吊艙特有的靈活性
當然目前的上機測試,這個雷射炮大概率還是採用外掛吊艙的形式,融合了超極電容的電源系統直接用另一個吊艙裝就可以。而很顯然,當上機做完各種測試,特別是實戰打靶完成後,雷射器本體加上充電機、超級電容器組儲能裝置及8路並聯輸出的電力供應系統,在保障最大實用射程、發射頻率、發射次數等等作戰指標後,能儘量做到多小,那對我們來說都不算事了。
而美軍計劃中的2021年上機測試,大概率又會跳票。因為如果不解決涉及電力供應的儲能放能問題,小型化那是天方夜譚。為了刷存在感的出來試飛測試一下,沒有任何意義,人家土耳其都好歹弄了個小電磁炮出來秀存在感呢。
而如果美國能解決電力供應的儲能放能問題,那下水6年、名義服役2年了的,還癱瘓在紐波特紐斯造船廠的美軍最新福特號航母早就一蹦三丈了,該死的能裝上船的電磁彈射的電力供應系統都還沒解決,還上什麼飛機!能不能實在一點,節省點軍費?本來就沒錢了哇……
▲美軍想像中使用雷射武器的F-35,但這種情景肯定是先出現在殲-20身上了
▲第二批次055B的電磁、雷射高能雙系統(CG圖)
▲車載自行雷射炮(我們的低級CG圖……)
所以,有和無完全是兩碼事,當我們突破了電能供應這個門檻,開始裝機實測雷射炮的應用後,技術迭代就很快了。等工程師把機載雷射炮整個系統體積縮小,並把這種武器塞到殲-20的側彈艙裡,然後再裝到99A主戰坦克上,配合055上的電磁炮和雷射近防高能雙系統,那就是真正的未來科幻場景到來了!
作者:德涅斯特
來源:刀口談兵