隐形激光器:空军会在F-22和F-35上安装反导弹激光枪吗?

关键点:随着激光技术的进步,将其作为普通武器的想法已经成为现实。那么军事专家为什么不将它们添加到美国的隐形战斗机中呢?

4月23日,美国空军研究实验室(AFRL)在新墨西哥州的白沙试验场测试了一种光纤激光器,该激光器成功击落了 “飞行中的多枚空射导弹”。

自我保护高能激光演示器(SHIELD),描绘这里,当前存在的体积大,地面演示。但是,空军很乐观地认为,SHIELD可以缩小到一个小型吊舱,该吊舱可以在2021年之前在F-15战斗机上进行测试,并最终集成到F-16和F-35单引擎战斗机中。一些消息来源暗示,该系统可能会在2019年晚些时候在C-17或C-130货机上进行首次飞行测试。

如果机载激光证明如预期的那样可行和有效,那么未来的激光武器将通过提高战斗机,轰炸机,甚至是加油机和运输机对致命的防空导弹的生存能力,来深刻地改变空中作战。再往下走,激光几乎可以用作几乎不受限制的弹匣的非常快速和精确的空对空和空对地武器。

本文将首先探讨空中激光武器的优势,局限和含义,然后探讨五角大楼目前正在实施的三个空中激光武器计划。

未来的激战?

                             俄军展示的“佩雷斯维特”激光系统(资料图)

激光武器的重要性正迅速增长,从中国使用的小型武器和安装在坦克上的炫目者到陆军测试的地面或直升机安装的反无人机和导弹激光器,以及美国海军舰船的近距防御系统。激光具有非凡的速度(难以匹敌光速!),隐身性和精确度,以及“射击”成本极低且几乎不受限制的弹匣的优势。

但是,激光器需要大量功率才能在长距离上保持相干性,在朦胧的大气条件下效率会降低,会产生可能需要冷却的热量积聚,并且直到最近仍需要笨重的电源。

SHIELD首先是一个防御性主动保护系统,旨在消灭或破坏进来的空空导弹和地对空导弹。目前,俄罗斯48N6地对空导弹或R-37空对空导弹等远程导弹可威胁200多英里外的脆弱支援雷达和油轮飞机。虽然第四代和第五代喷气式战斗机只能在更短的范围内在雷达上看到,但他们逃避更多机动性短程导弹的几率被认为低至20%至30%。

尽管激光缺乏动力学上的“后推”效果,但即使是相对较弱的激光,在理论上也可以迅速,精确地破坏或破坏进入导弹的灵敏光学制导系统。更强大的激光可能会损坏导弹的飞行控制鳍,甚至会热触发弹头。在此视频中,您可以看到基于地面的激光销毁无人机,以了解其外观。

更有力的激光也可以很容易地成为攻击其他飞机甚至地面目??标的攻击性武器。由于激光可能会充当传感器系统,因此有可能实现非常快的接合时间。

当然,有效范围以及达到破坏作用所需的持续“燃烧”秒数将是确定激光系统有效性的重要因素。此外,激光一次只能接合一个目标,并且必须以这样一种方式安装:它可以将激光直接引向潜在目标。

尽管如此,激光实际上具有无限的弹药,几乎是不可能“躲闪”的,并且对于尝试对材料和车辆目标进行精确,非致命或低附带伤害的攻击很有用。最后一点说明了特种作战社区为何正在缓慢地努力在其AC-130J Ghostrider武装直升机上部署60千瓦激光。

                        星球大战里面的光剑就是现代激光武器的雏形

激光可以在隐身空域行动时显着提高隐形战斗机和非隐形战斗机的生存能力,迫使敌人将更多的导弹投入过多的防御。

能源武器还可以为B-2精神或即将推出的B-21等深穿透隐形轰炸机提供急需的近距离防御。目前,B-2的生存能力完全依靠隐身,并且在拦截视距范围内的拦截器时缺乏防御力。同样,安装在运输机,加油机和支援飞机上的激光炮塔可以使这些大型脆弱的飞机有更好的机会幸免于突袭。

如果激光被广泛采用,则当前的偏爱隐形战斗机和超视距导弹的范例可能会改变,因为需要更多的导弹才能实现很高的杀伤力。这可能会激发更激进的交战,导致在视觉范围内发生斗殴,可能包括基于激光的攻击,而这种攻击很难轻易机动,拦截或诱骗。

兰斯和切尔西

空军1.55亿美元的SHIELD计划包括三个组成部分:洛克希德公司和空军研究实验室开发的LANCE激光器,诺斯罗普·格鲁曼公司设计的STRAFE控制系统以及拉脱维亚公司正在开发的Laser Pod Research&Development(LPRD)容器波音

LANCE没有使用像以前的激光器那样使用挥发性化学物质,而是使用光纤电缆将光束合并在一起,以产生具有“数十千瓦”功率的光束。其模块化设计允许通过移除或添加模块来缩放功率水平。它被描述为特别有效,能够将其40%的能量转换为输出。

LANCE仍需要坚固耐用才能在高海拔和高速度下生存,并且必须缩小尺寸以适合吊舱,以防止热量积聚而烧伤飞机并管理必要的电负载。实际上,最新的F-35 Block 4升级计划包括升级后的发动机,该发动机可以产生更多的电能,并且可能会考虑直接能源整合。

在2019年1月,AFRL还发布了一项为期六个月的研究报告,即紧凑型高能激光子系统工程评估(CHELSEA),以“确定最有希望的技术选择,在2024年之前扩展激光功率”。功能更强大的CHELSEA激光器最终可能会取代SHIELD,将更适合于进攻性应用。

从空军PowerPoint演示文稿的幻灯片在2017年由驱动获得指示空军想的内部或“共形的”激光安装,也就是说,一个拥抱机身而不损害它们的气动和雷达隐身特性-其即将推出的第六代战斗机。它还指出计划整合足够的电源管理功能,以支持功率超过100 KW的武器用于防空和水面目标。

第三个计划涉及开发激光武装的隐身无人机,该隐身无人机旨在在敌对弹道导弹站点上谨慎游荡,以便在助推阶段突击装有核尖头的导弹。

空军在2010年早些时候成功地测试了配备化学氧碘激光器的改进型747超大型喷气式飞机,以击落两个弹道导弹目标,但该项目随后被取消,因为这种非隐形飞机无法在敌对领空生存下来。也正在探索使用F-35与定向能量武器进行弹道导弹巡逻的想法,尽管由于近距离隐形战斗机的游荡能力有限,这种想法可能不切实际。

隐身无人机可以满足生存能力和持久耐用性的需求。在2018年秋天,导弹防御局向洛克希德·马丁公司,通用原子公司和波音公司签发了从29-37,000,000美元不等的合同,以开发“低功率激光演示器”。行动缓慢的无人机必须能够穿越1900英里到达目标位置,然后在高达63,000英尺的高空环绕该区域飞行36个小时,然后才能返回基地。它还必须有足够的电池,以承受长达三十分钟的140至280千瓦激光发射。

美国没有计划在2020年代和2030年代整合航空激光器。在法德FCAS和英国的暴风雨隐形战机计划,以及俄罗斯的米格41截击机已经明确要求,在他们的节目素材概念该机将内置支持定向能武器(DEWS)。此外,日本的F-3和台风发动机还将包括一个涡轮发电机,用于产生和管理额外的电力,这很可能为DEW提供动力。