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前苏联及现代俄罗斯激光武器发展之路

发布时间:2023-11-25 20:33:56   来源:斯诺克直播吧

  本文基于俄罗斯“纽带新闻网”《死亡之光,俄罗斯如何制造未来武器——战斗激光系统?》、“独立报”网《俄罗斯的辐射光武器》等两篇文章综合编译,主要介绍了苏联及现代俄罗斯激光武器的发展脉络,几款代表性战斗激光系统的技术特点、作战效能,以及苏美、俄美在激光武器领域的角力。

  曾几何时,战斗激光武器还只能出现在《星球大战》和《星际迷航》等经典电影的镜头里。放眼如今,激光武器已然成为摧毁或杀伤敌无人机、导弹和卫星等目标的重要手段之一。为了紧跟激光技术在军事领域的应用和发展的新趋势,俄罗斯计划将高能激光武器与高超声速武器、机器人和人工智能一起,作为优先方向列入到新的2033年前国家军备发展规划之中。

  1983年3月23日,美国总统罗纳德·里根发表了著名的“星球大战”演说,同时宣布启动“战略防御计划”,也就是人们通常所说的“星球大战”计划。在该计划框架内,美国将着手研制基于新物理原理的武器,用于摧毁苏联及其他对手的导弹。

  整个二十世纪,全球的科学家、工程师和科幻小说家们都一直梦想制造出一种能量巨大、无坚不摧的定向能武器。从这个方面讲,里根提出的想法并不新奇,在此之前,电影《星球大战》已经发行了两部,关于卢克·天行者的第三部“传奇”正呼之欲出,而里根的“计划”无疑为这部“传奇”平添了几分现实主义色彩。此外,苏联作家阿列克谢·托尔斯泰的长篇科幻小说《加林的双曲面》,也是同一主题的代表性作品,其中成功塑造了一位掀起世界革命的邪恶天才。

  很长一段时间里,作为两个最早关注革命性技术的国家,美国和俄罗斯在激光武器的研发领域一直居于世界领头羊。虽然截至目前,已经问世的激光武器系统仍不能与托尔斯泰笔下的神奇超能武器相提并论,但至少它们已经可完全胜任不同条件下的各种作战任务。换而言之,科学家和科幻小说家预言出现的“死亡之光”正在慢慢的变成为现实。

  早在十九世纪末,英国作家赫伯特·乔治·威尔斯就曾在小说《世界大战》中写道:直到现在仍无法解释,火星人用何种手段能够如此迅速、悄无声息地致人于死地?许多人都推测,火星人可能是通过某种方式将强大的热量集中在某个绝对不导热的仪器之中,然后利用“热射线”实施杀伤。

  尽管激光武器目前仍被认为是更“人道”的武器,但赫伯特·乔治·威尔斯说的没错,将大量能量集中在一个小容积内必将产生极大的破坏性。那么,如何在产生损耗的情况下将需要的能量传送到更远的距离?对这个问题,今天的俄罗斯比以往任何一个时间里都更接近答案。正因如此,凡是涉及太空激光战的现代小说,无论它听起来多么离奇、不切实际,似乎都离不开俄罗斯这个重要的角色。

  在激光武器诞生之前,激光技术在民用领域就已得到比较广泛的应用,数见于百姓的日常生活。1962年,激光开始用于焊接金属接缝;1963年,激光束传输电视信号的试验顺利完成。也正是从那时起,人们发现了这项技术的军用前景。

  1964年,苏联启动“特拉(Terra)计划”,目的是制造出能够击落敌方弹道导弹的激光系统,与之并行的还有另外一个名为“欧米茄(omega)”的项目,旨在研发可摧毁敌方战机的光量子发生器。然而,事情进展并不顺利。试验表明,由于在地球稠密的大气层中,激光束会迅速散射,造成能量衰减,所以很难达到预期效果。但即便如此,苏联军方还是在“特拉(Terra)计划”的基础上,成功研制出激光探测器,而在“欧米茄(omega)”项目的框架内,实现了针对飞机目标的拦截。

  20世纪80年代初,苏联开始研究用坦克搭载激光武器。1982年,苏联成功研制出“三棱匕首”自行激光武器,用于对抗敌人的侦察监视系统,并在当时的同类武器中表现出卓越的战斗性能;继“三棱匕首”之后,“乐观(Sangvin)”激光武器系统应运而生,主要是针对空中目标,可在数十千米之外摧毁或压制敌方飞行器监视系统;而作为“三棱匕首”和“乐观”的延续,“压缩”激光武器系统的试验样机于1990年组装完成,该系统结构以“Msta-S”自行火炮为基础,炮塔可与多频红宝石激光器相匹配。但遗憾的是,苏联解体后,“乐观”和“压缩”激光武器系统的研发工作都宣告中止。

  根据“战略防御计划(SDI)”(“星球大战计划”),为了对付苏联洲际弹道导弹,美国试图在地球和太空都部署激光武器系统,与此同时,还计划动用功率高达20兆瓦的核泵浦激光器,也就是说,要依靠核反应的电离辐射来激发激光活性介质。尽管该计划执行了不满十年,并且制造激光武器的想法也被悄悄放弃,但美国科学家们还是在有限的时间里研发出了几款高能激光装置。其中,1985年美国研制的输出功率为2.2兆瓦的激光器,成功摧毁了一枚固定在距离它1000米之外的液体弹道导弹。

  针对美国的一系列动作,苏联给予了密切关注并迅速采取应对措施,果断开辟了激光武器的一个新的发展趋势——“A-60”飞行实验室。这种实验室基于机头位置装有光量子发生器的“伊尔-76MD”飞机,在结构上属于兆瓦级激光武器平台“Skif-D”的飞机版本(激光武器平台“Skif-D”的动态模型,1987年由苏联“能源”号重型运载火箭从拜科努尔航天发射场送入太空做试验)。

  然而,令苏联没想到的是,“星球大战”是一场彻头彻尾的骗局。俄罗斯航天政策研究所所长伊万·莫伊谢耶夫评价说,“这是所谓的星球大战。当时的苏联为了应对‘星球大战计划’,为了在与美国的竞争中不落下风,费尽千般努力和巨额成本研发新型武器。但事实上美国人却就没有在这场大战中投入任何资金,他们名义上花费的30亿美元,其实都是制造火星车的费用。换句话说,苏联政治局殚精竭虑地组织一轮一轮研讨,提出各种各样的方案,实际是在错误的方向上越走越远”。

  早在20世纪60年代,苏联科学家便对制造太空激光武器产生了浓厚兴趣,计划打造可摧毁敌方洲际弹道导弹及卫星、轨道飞行器等航天器的太空平台。至70年代中期,苏联科学家开始着手实施计划,并将“Skif”激光炮和“Cascade”量子级联激光器作为研发重点。这两个作战系统主要依托近地轨道太空平台,可借助多次使用的“暴风雪”号航天飞机空中加油,还可允许宇航员进行访问。其中,“Skif”激光炮主要对付位于中高地球静止轨道上的目标,完全利用强激光来实施拦截;而“Cascade”量子级联激光器则针对的是在飞行被动段发射弹道导弹和弹头的低轨道目标,需要动用常规导弹。

  72家苏联公司参与了“Skif”激光炮的制作的完整过程,解决了最主要的技术难题。然而,正当万事俱备,准备发射之时,苏联所处的国内外形势却突发巨变。1987年5月,米哈伊尔·戈尔巴乔夫在拜科努尔航天发射场向全体工作人员发表讲话时指出,“‘和平利用太空’这一方针,并非是软弱的标志。我们坚决反对将军备竞赛转移到外层空间。向全世界揭示“星球大战计划”的极端危险性,是我们的责任所在”。后来,尽管“能源号”运载火箭于当月发射成功,但其上搭载的“Skif”激光炮的原型机却未能进入预定轨道,而是在110千米的高度与运载火箭分离,未来得及转向正确方向,便沿着弹道轨迹坠入太平洋。

  另据专业的人介绍,与“Skif-DM”激光炮相关的试验计划,80%都已顺利完成。不过,后来发生的形势变化令人始料未及。虽然“暴风雪”号航天飞机于1988年11月发射成功,但在此之前一年,也就是1987年9月,“Skif”激光炮的研究工作便开始放缓,至1993年5月,所有的研究计划都宣告破产,“能源号”运载火箭和“暴风雪”号航天飞机的后续研发也同时停止。

  对于现代俄罗斯而言,加速发展激光武器也主要是为了应对美国带来的潜在军事威胁,以实现非对称战略制衡。

  长期以来,美国一直很看重激光武器载体的研究。从20世纪70年代开始,美国便围绕基于高能激光的舰艇导弹防御系统展开攻关。经历了数次失败教训之后,一款战术高能激光(THEL)武器系统的原型机终于在2000年完成试验,并成功击落了从10千米外发射来的数十枚导弹。又过了十年,2010年2月,搭载在747-400F飞机上的美国激光武器完成了摧毁飞行中导弹的试验。

  对于美国方面的系列试验,俄罗斯自然要做出回应。2016年,时任俄罗斯国防部副部长尤里·鲍里索夫宣布,基于新物理原理的俄罗斯武器已经诞生。而尤里·鲍里索夫口中的这款新型武器,正是“佩列斯韦特”激光系统。

  “佩列斯韦特”激光系统是专门为摧毁敌方卫星而设计的,它是俄罗斯国家太空防御体系的重要组成部分。通常情况下,反卫星武器都具备火力毁伤和功能毁伤能力。例如,“努多利”系统主要是针对目标实施火力毁伤,而“佩列斯韦特”系统重点针对轨道高度在500千米以内的近地空间航天器进行功能毁伤,包括大多数侦察卫星、地球动态传感器等越来越多进入轨道的目标。当然,“佩列斯韦特”系统同样具有较强的火力损伤功能,可以烧毁侦察设备、侦察机和无人机,甚至近距离物理摧毁它们。

  “佩列斯韦特”激光系统还有一个最重要的功能,那就是在可能爆发核冲突前的威胁期,致盲敌人的侦察设备,以免敌方侦察卫星确定俄方执行战斗值班任务的陆基移动式导弹系统的坐标,从而阻止俄方高精度或高超声速武器的突然袭击。

  此外,长期以来一直有传言称,“佩列斯韦特”激光系统之所以能够致盲敌方卫星,在空中烧毁敌方巡航导弹和无人机,是因为其动力来源是小型激光核反应堆。激光核反应堆,顾名思义,是结合了激光系统和核反应堆的功能,将核反应的能量直接转换为激光辐射。在紧凑的面积内(直径几米),这样的激光系统能达到100千瓦至几兆瓦的功率,并连续作用几秒钟。

  事实也的确如此。据专家推断,要想用激光致盲数百千米高度上的卫星,必然需要强大而密集的能量,所以“佩列斯韦特”激光系统同“波塞冬”水下无人机、“航程无限远”的“海燕”巡航导弹一样,采用了核动力装置。“佩列斯韦特”激光系统是由萨罗夫市(旧称“阿尔扎马斯-16”)的俄罗斯核科学家研制的,国防部对此也并不隐瞒,同时还公开表示,俄罗斯核科学家已经“掌握了聚集必要能量、在几乎几分之一秒内摧毁敌方相应武器装备的方法”。

  除了像“佩列斯韦特”这样的高能激光武器系统外,俄罗斯其它一些可“烧毁”无人机的激光系统也相继投入工业生产,或在军事行动中完成了作战能力检验。

  一款名为“寻衅者”的新型激光武器系统正在俄罗斯军队中进行靶场试验和实战检验,特别是在乌克兰特别军事行动中显示出卓越的作战效能。该系统无需子弹,也不需要炮弹,就能够摧毁无人机,具体而言,就是首先用激光束瞄准5千米之外的无人机,尔后让激光束在无人机上保持约五秒钟,无人机即可被烧毁。

  早在五年前,俄罗斯国防部就与俄罗斯联邦核中心签订了关于进行“寻衅者-16”系统试验设计工作的国家合同,确定了第一批样品的性能特点和外观特征,只是没有向外界透露,而至于该系统使用什么类型、多大功率的激光,采取何种引导光束的方法,更是不得而知。但是,可以想见的是,“寻衅者”可能是一种自行式的短程防空系统,可用于野战防空、国土防空和舰艇防空。而考虑到防空系统要具备雷达、光电目标搜索、火力控制等功能,“寻衅者”未来必将整合到统一的国家防空体系当中。

  毫无疑问,新型激光武器系统未来的命运,最终将取决于其在特别军事行动中的应用效果。显然,俄罗斯军队对“寻衅者”很感兴趣,因为从目前的实战效果看,该系统展现出三方面优势:一是可以完全压制敌方导弹目标的光学器件,烧毁其结构元件,使其自动导引头无法正常工作;二是射击精度高,再次击发的准备速度快,应对无人机“群”的能力强;三是作战成本低于火炮和导弹系统。

  俄罗斯国防工业综合体始终在重视敏感领域的创新产品,因为大多数工业发达国家也在改进激光技术,以更好地应用于军事领域。

  2022年5月,美国试验了一款大多数都用在防御包括无人机在内的空中目标的激光武器系统,用50千瓦的能量摧毁了60毫米口径迫击炮弹。随后,五角大楼高调宣布,美国已接近于制造除可拦截导弹的高能激光武器原型机。对此,俄副总理尤里•鲍里索夫表示,在固体氮化物激光武器系统制造方面,俄罗斯领先其它世界大国3-5年。即使在世界各国竞相发展激光技术的背景下,俄罗斯仍在这一领域取得了突出的成就,特别是针对长距离保持光束能量、对敌产生最大的杀伤效果等长期未解决的难题,取得了突破性的进展。这也可以看作是俄罗斯对美国的回应。

  实际上,尤里·鲍里索夫发布的消息在俄罗斯激光技术领域算不上是新闻。不久前,俄罗斯“施瓦贝”公司已连续展示了其在激光技术领域的系列创新研发成果:首先,该公司研制了一款具有“高强度、高速度”特点的新型辐射激光器,据其研发人员介绍,这款新产品未来必将对激光技术在各领域的应用产生积极影响,在军事领域尤为如此;其次,该公司开发出一种制造光纤光导管的技术,可提高光信号分配效率,并已应用到汽车、造船和建筑等领域,据专家透露,在不远的将来,还可能会出现新型的红外激光源,并在军事领域发挥关键作用;第三,该公司计划制造红外脉冲模式和连续模式激光器,这种基于高性能纳米结构的高能、紧凑型激光发射器,将催生可适用于高速超远距离光通信、高精度计量、材料技术加工等领域的新一代装备,有效推动工业现代化的进程,特别是在信息、数字、智能生产技术领域有广阔的前景。

  由此可见,俄罗斯物理学家正在积极创新研发比“佩列斯韦特”更加高能的激光系统。不过,需要强调的是,创新研发工作离不开与外国制造商的通力协作、共同推进,而在美西方的全面制裁之下,相关合作却不得不放缓或完全停止。众所周知,世界上最大的X射线自由电子激光器(大多数都用在获取高强度的飞秒X射线脉冲)是在俄罗斯的参与下制造的。但由于俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动,欧洲XFEL研究所已暂停了与俄罗斯科学家的现有合作,并且不打算开启新的合作,尽管其承诺不会不履行对俄罗斯的法律义务,且仍然保留了部分俄罗斯籍员工。此前,德国科学家将俄罗斯“光谱-RG”天文台上的“eRosita”望远镜置于安全模式,也是在针对俄罗斯对乌克兰特别军事行动而采取制裁措施。而据一些专家的非官方评论,此类研究项目和设施被暂停(或关闭)的更根本原因,是它们有着非常明显的军事防御用途。

  以上内容来自知远战略与防务研究所长三角G60激光联盟陈长载返回搜狐,查看更加多