激光击毁目标之谜
“用光杀人”在我国古代传说中就有记载。《封神演义》中的“哼”“哈”二将,还能用鼻孔中喷出的光来使敌人丧命;科学幻想中也早就有“魔光”、“死光”的说法。然而直到1960年出现激光后,这些幻想才成为现实。
*激光及激光武器
20世纪以来继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明是激光,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”,它是太阳光亮度的100亿倍。早在1916年著名的物理学家爱因斯坦就发现了它的原理,但激光被首次成功制造要到1958年。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展。激光的发展,不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。
20世纪60年代末期,激光技术被应用到军事领域。激光在军用技术上的应用,可分为两大类:一是用激光直接摧毁目标,如激光武器;二是用激光提高现代武器威力或创新军事装备,如激光测距、激光制导、激光雷达、激光通信等。
激光作为武器有很多独特的优点。首先,它可以用光速传播,每秒可达30万千米,这是任何一种武器都达不到的速度。它根本不需要考虑提前量,一旦瞄准,几乎不要什么时间就立刻击中目标。另外,它还可以在极小的面积上、在极短的时间内,集中超过核武器100万倍的能量;还能很灵活地改变方向,没有任何放射性污染。
激光武器分为三类:一是用来击落导弹和飞机的近距离战术型,1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验就是用的这类武器;二是致盲型,如机载致盲武器;三是远距离战略型,这一类的研制困难最大,但一旦成功,作用也最大,可以反卫星、反洲际弹道导弹,成为最先进的防御武器。
*激光击毁目标的原理
既然激光有这么多重要的功能,那么激光是如何击毁目标的呢?
科学家认为,激光击毁目标的方式有两种:穿孔和层裂。所谓穿孔,就是高功率密度的激光束迅速熔化靶材表面,进而将其汽化蒸发,汽化物质向外喷射,反冲力形成冲击波,在靶材上穿一个孔;所谓层裂,就是靶材表面吸收激光能量后,原子被电离,形成等离子体“云”,“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断,形成“层裂”破坏。除此以外,等离子体“云”还能辐射紫外线或X光,破坏目标结构和电子元件。
虽然激光武器只能作用很小的面积,但在破坏目标的关键部位上,能造成目标的毁灭性破坏。这与惊天动地的核武器相比,完全是两种截然不同的风格。
有记载的首次试用成功的战例是在1975年,前苏联军队用陆基激光武器试验“反卫星”,让两颗美国飞抵西伯利亚上空监视苏联导弹发射井的侦察卫星瞬间致盲,失去了效力。1976年,美军使用LTVP-7型坦克载激光炮防空,数秒之内就击落了2架有翼靶机和直升机靶机。
美国在一个高能量激光器1977年夏,又首次摧毁了一个飞行中的导弹目标。
1989年2月23日,美海军在新墨西哥州怀特桑兹导弹靶场,用代号“米拉克尔”的中红外高能化学激光器,第一次成功拦截和击毁了一枚快速低飞的巡航导弹。当飞过这个靶场上空时,该弹在其头锥处猝发了一瞬窄光,导弹立即失去了控制而坠落。这表明,将来在军舰上也完全可以装备这种防御武器系统。
军用激光器处处大显身手,有着各种各样的用途和不同的类型,它们都将在今后的战场上担任着各自的角色。
在导弹激光制导中,通过不断调整激光束方向,操纵人员可以直接将激光束对准已发射出去的导弹,将导弹导引到所要攻击的目标。经过编码后激光信号可用数个指示器分别控制数枚导弹攻击各自的目标,还可以制导来自一个或数个方向相继发射出来的导弹。
1972年美国在越南战场上首次投下激光制导炸弹开始了激光制导武器在战争中的应用,当时,美国飞机用20枚激光制导炸弹,摧毁了17座桥梁,战果卓越。在随后的近20年中,在中东战争、马岛战争、贝卡战争和海湾战争中都普遍投入使用,并发挥了重要作用。
*激光的多种用途
激光除了以上用途,还可以应用于战场通信。通信在各种战争中是相当重要的。下达命令,集结军队,发起进攻等等,从各军兵种的配合、协调到分队与分队、士兵与士兵之间的联络,处处都离不开通信。
最早的通信主要靠人马飞跑,举灯燃火等原始手段,而此后通信主要靠有线电话、无线电报、步话机等等。而激光通信不仅速度快,还能抗干扰,不易拦截,能沟通空中、地面和水下,会在海底、地面、大气空间和外层空间构成一整套“立体”交叉激光通信网。
此外,激光还能用于模拟、报警和激光对抗。激光模拟器可以模拟炮弹、火箭或导弹的发射,进行人员实战演习培训,评定射击结果;还可传递敌我双方坦克交战结果的信息。一般采用半导体激光器,可以精确确定目标和模拟炮弹的三维坐标,并可向目标发送射击结果。近几年,我军进行的激光红外军事演习训练已广泛采用激光技术,并已取得成熟经验。
相关链接——什么是激光雷达
用很窄的激光波束对某一地区或空域进行扫描,并得出雷达图,就是激光雷达。
激光雷达作为军用探测器具有巨大的应用潜力。近年来,随着有关军事器件和技术的迅速发展,激光雷达在近距离、高精度和成像方面的优势得到了巨大发挥。作为测距的高级形式,激光雷达主要在于测量精度极高,能达1厘米,比微波系统要高100倍。
目前,国外许多军事部门正在实施多种实验计划。比如,“多功能红外相干光探测器”正用于航空电子设备光控系统;“激光障碍和地形回避警告系统”正用于为直升机提供导航、地形跟踪、武器投掷;“红外监视目标截获、坦克识别、定位和交战系统”用于坦克主炮控制射击;“红外机载激光雷达”用于验证激光雷达对目标探测、成像和分类能力等等。