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国产定向能武器崛起(全球定向能武器发展概述)

国产定向能武器崛起(全球定向能武器发展概述)德国人用一种“声波大炮”进行了实验,这种大炮通过集中和放大声音,在目标体内引起眩晕和恶心(以及潜在的致命性振动)。然而,这种武器被认为是脆弱和不实用的,研究很快就被放弃了。在探索“死亡射线”可行性的过程中,英国航空部发现无线电波可以用于探测飞机,从而为英国雷达的发展提供了启动信号。第一次使用DEW是在公元前三世纪,著名的希腊数学家、物理学家、工程师、发明家和天文学家阿基米德。据传说,当罗马人入侵他西西里的家乡锡拉库扎时,他用可调焦距的镜子(或一系列镜子)将阳光聚焦在船上的一个点上,点燃了罗马舰队。这一事件是否真的发生尚存争议,但现代科学家已经证明,至少在理论上,阿基米德的DEW可能起作用。正在测试的MBDA开发的定向能武器对DEW的研究始于20世纪30年代,当时世界正为第二次世界大战做准备。

定向能武器(DEW)是一种使用高度聚焦能量来伤害或摧毁目标的武器。它们可以用来对付人员、导弹、各种车辆和电子光学设备。

三种主要类型的高度集中的能量已确定的实际使用战争: 激光(发光的过程基于电磁辐射的受激发射的光放大)、微波电磁辐射(一种特定波长和频率)、粒子束(带电或中性粒子,以接近光速的速度运动)。

声音(一种机械能量,由于振动而引起压力波)是第四种类型的DEW,但用于军事应用的可能性似乎相当有限。

定向能武器的发展历史

第一次使用DEW是在公元前三世纪,著名的希腊数学家、物理学家、工程师、发明家和天文学家阿基米德。据传说,当罗马人入侵他西西里的家乡锡拉库扎时,他用可调焦距的镜子(或一系列镜子)将阳光聚焦在船上的一个点上,点燃了罗马舰队。这一事件是否真的发生尚存争议,但现代科学家已经证明,至少在理论上,阿基米德的DEW可能起作用。

国产定向能武器崛起(全球定向能武器发展概述)(1)

正在测试的MBDA开发的定向能武器

对DEW的研究始于20世纪30年代,当时世界正为第二次世界大战做准备。

在探索“死亡射线”可行性的过程中,英国航空部发现无线电波可以用于探测飞机,从而为英国雷达的发展提供了启动信号。

德国人用一种“声波大炮”进行了实验,这种大炮通过集中和放大声音,在目标体内引起眩晕和恶心(以及潜在的致命性振动)。然而,这种武器被认为是脆弱和不实用的,研究很快就被放弃了。

另一个正在建造中的神出鬼没之物是“Rheotron”,一种设计用来击落飞机的X射线武器。1945年,它被美国人占领并进一步发展。

定向能武器的影响

DEW的部署能够提供广泛的高水平防御和非动态进攻选项。结合动能系统,DEW可以作为一个力量倍增器。

当对人员使用时,DEW会产生各种生物效应。使用微波会导致呼吸困难、恶心、疼痛、眩晕和全身不适。干扰目标的呼吸系统,就有可能导致致命的结果。

使用光和重复的视觉信号可诱发癫痫发作,引发幻像和晕动病的发生。

DEW还可以集成到主动拒绝系统(ADS)中,用于区域拒绝、周边安全和人群控制。

当用于对抗武器系统、设施、船舶、车辆和设备时,DEW的可能性似乎是无穷无尽的:激光可以用于反导弹防御,或使卫星传感器失明,摧毁弹药库,或使无人驾驶的无人机(UAV)失效。

DEW会造成永久性的物理损坏或暂时性的系统中断,并可能导致火灾或对关键服务设施造成电击。从高科技飞机或导弹到普通士兵的无线电,电子元件、系统和网络都可以被摧毁或破坏。

定向能武器的优势

在过去的几十年里,DEW领域的投资、研究、发现和应用呈指数级增长。DEW比常规武器有一定的优势。

首先,DEW的使用可能比常规武器便宜;部署DEW的影响虽然可能是致命的和毁灭性的,但也可以减轻伤害程度,因此,冲突的结果可控,可以降低冲突成本。

除了经济原因外,后勤和业务方面的优势是多方面的:在弹药供应方面的后勤问题已大大减少。只要有足够的能量来驱动DEW,它的功能就有保障。

此外,在某些操作场合,DEW的使用是谨慎的:可见光谱上方和下方的辐射是不可见的,也不会产生声音。这使得DEW也非常适合人群控制的目的。

DEW几乎以光速传播,而且几乎有无限的投射范围,这使得它们很难被发现或抵消。这一特性也使它们非常适合太空战。

另一个优势是,DEW本质上是不受重力影响,白天还是晚上条件,科里奥利效应(产生影响,在旋转系统中大量移动,如地球。这种力量往往在北半球使物体向右移动,在南半球使物体向左移动。几乎完美的平弹道使攻击更精确,大大延长了视线范围。

国产定向能武器崛起(全球定向能武器发展概述)(2)

莱茵金属公司开发的10千瓦DEW炮塔

定向能武器的劣势

经过几十年的研究和发展,定向能源武器已经离开了实验阶段,很有可能在不久的将来作为实用、高性能的军事武器被部署。然而,两个主要的缺点减缓了战场上的部署。

首先,由于缺乏使用这类武器的经验,很难预测它们对战场和现代战争的影响。

人们一致认为,大规模部署DEW武器将彻底改变现代战争,但如何将其与现有武器系统和作战规划过程相结合,仍是一个有争议的问题。

没有“最佳实践”,还有很多关于政治、战略、行动和战术后果的思考需要去做。

因此,作战理论的发展以及作战和战术手册的编写、测试和评估也仍处于早期阶段。个别士兵或部队层面的训练是可能的,但涉及大量常规武器系统的大规模联合演习仍是一种幻想。

第二,存在着法律上的限制:对于这些武器可能对人类的身心福利以及对民用基础设施造成的潜在损害,人们知之甚少。

一些DEW可以造成与化学武器相同的影响,辐射水平、能量爆发和温度可能达到与核武器相当的水平。因此,在真正的冲突中大规模部署DEW将需要修订或延长现有的武装冲突法、人道主义法、交战规则和国际条约。

DEW对空间战特别有用,而空间战本身就是一个法律雷区,这一事实进一步使法律问题复杂化。

定向能武器最近的进展

在过去的几十年里,DEW一直处于研究和开发阶段。近年来,研发速度加快,DEW逐渐从图纸和原型机进入军事测试项目。

当法律、战术和作战困难被克服后,接下来的步骤将是采购、部队整合,最后是在战场上部署。

到目前为止,土耳其是唯一一个有DEW的现役攻击经历的国家。据报道,2019年8月,土耳其在利比亚击落了一架安装在装甲车后面的中国制造无人机。

然而,这并不意味着土耳其在开发和部署DEW武器方面领先于所有其他国家:安卡拉只是准备在尚未完全测试或100%投入使用的武器上冒更大的风险。大量投资开发DEW的国家有美国、以色列、俄罗斯、中国、印度和英国。

美国定向能武器

毫不奇怪,美国在作战DEW的竞赛中处于领先地位。

2017年至2019年,美国国防部将用于DEW的年度预算翻了一番,达到11亿美元。

五角大楼、美国国防部高级研究计划局、空军研究实验室、美国陆军武器研究发展和工程中心以及海军研究实验室都在研究DEW,以对抗弹道导弹,开发高超声速巡航导弹和高超声速滑翔飞行器。导弹防御系统预计将在2020年实现实战。

美国空军采购了激光武器从空中击落无人机。它们的工作原理是加热物体,直到它着火、融化或爆炸。

为了防御大群无人机,美国空军还从同一供应商雷神公司购买了一种微波武器。

与激光的密集光束不同,微波以锥形传播,这意味着它们可以同时攻击多个目标。

这种武器装在一个集装箱大小的盒子里,是C-130运输机,并且可以很容易地安装在一辆小型全地形车辆(ATV)上。部署可以在几个小时内完成。

洛克希德·马丁公司正在努力为战场提供能够使用的DEW。创新的光纤激光器、复杂的光束控制和辅助技术与平台集成相结合,使进攻和防御能力能够对抗对军事力量和基础设施不断增长的一系列威胁。

今天,洛克希德·马丁公司的技术可以防御大约一英里外的小型火箭、炮弹和迫击炮、小型无人机、小型攻击船和轻型地面车辆。

随着光纤激光功率水平的提高,洛克希德·马丁公司确信,该系统将能够在更远的距离上摧毁更大的威胁。

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美国波特兰号在2020年5月试验期间使用它的高功率激光武器,固体激光技术成熟(SSL-TM)激光武器系统演示(LWSD)摧毁一架无人机。

以色列定向能武器

以色列已经熟悉DEW,因为它有许多针对红外导弹的可操作激光对抗措施,即所谓的定向红外对抗措施(DIRCM)。

2020年1月,以色列宣布一项基于激光的导弹拦截系统的突破,该系统与“铁穹”(IRON DOME)系统互补。

该系统仍处于开发阶段,但突破一方面在于激光束的功率,另一方面在于激光束的精度。以色列的激光也应该能够克服大气干扰。

以色列在研发方面投入巨资,在高能激光系统领域处于领先地位。以色列能力的展示计划在2020年进行。

以色列的这套系统很可能是在美国的帮助下开发的,它不仅对导弹和投射物有效,而且对飞机和无人机也有效。

新系统为以色列提供了三大优势:它将大大降低拦截的成本;它将克服拦截导弹数量的限制;因为定向能不需要物理拦截器,而且可扩展的能力使它对各种人类和非人类目标有用。

俄罗斯定向能武器

俄罗斯拥有一种可操作的激光武器来执行空中和导弹防御任务。

2017年,俄罗斯已经开始为其武装部队装备被称为“PERESVET”的激光器,

2018年初,它开始了实验性战斗任务。据信,自2019年12月以来,RVSN(战略导弹或火箭部队)的5个火箭师联合道路机动洲际弹道导弹(ICBM)发射装置,已经在作战任务中服役。

然而,PERESVET的主要功能是保护军事基地和其他位置的无人机进入他们的领土渗透。

PERESVET的缺点是巨大的电力消耗和提供它的困难,以及它在恶劣的天气条件下不能有效运行的事实。但尽管如此,俄罗斯在开发和部署DEW方面正赶上其他国家。

中国定向能武器

中国最近公布了一种新的DEW,被称为“中国激光炮”。尽管新武器的细节很少被披露,系统据说被设计用于立即消灭靠近海岸线的目标,包括小船和无人机。

DEW武器将首先被人民解放军海军用于对抗低端的不对称威胁。该系统的可扩展功率水平允许发射非致命光束来迷惑可疑的船只,并发射更强的光束来摧毁目标。

此外,中国海军已经开始在波涛汹涌的海面上测试电磁轨道炮。中国海军在一艘坦克登陆舰上的测试了舰载电磁轨道炮。中国电磁轨道炮将在2025年前投入使用。

印度定向能武器

印度有发展激光武器的想法,也有吸收和发展这种技术的科学人才。国防研究与发展组织(DRDO)的两个实验室,高能系统与科学中心和激光科学与技术中心(LASTEC),在过去的几年里一直致力于发展激光武器技术。

2018年7月,他们首次成功研制出车载1千瓦激光武器系统。自首次试验以来,印度正在逐步制造更强大的激光武器。该公司还寻求与以色列和美国建立伙伴关系,以从它们开发DEW的专有技术中获利。

印度拥有漫长的边界和巨大的领空,因此印度需要控制不断上升的防空成本。激光武器系统可以提供一个负担得起的解决方案。它们不仅可以瞄准无人机,还可以应对印度面临的日益增长的非传统威胁。

更重要的是,对于一个决心在太空竞赛中扮演重要角色的国家来说,激光武器可能会被证明是廉价的反卫星武器。

英国定向能武器

英国是世界上最早开始试验DEW的国家之一。它正在开发一种新型可操作激光武器:龙火。

2017年,一个由高科技公司组成的财团被分配3700万美元,在国防科学技术实验室的领导下开发激光枪的原型。该系统结合了多种激光束,创造了迄今为止最强大的激光武器系统之一。

为了让军队为21世纪的战场做好准备,英国国防部在2019年7月决定大幅增加DEW的研发预算。

从2023年开始,英国海军和陆军将进行一系列的测试,预算为1.62亿美元。在十年内,这种新型武器计划将产生可供战斗使用的武器。

新计划包括两种高能激光“演示器”,一种用于舰载空中和水面防御应用,另一种类似的激光安装在陆地车辆上用于近程防空和反监视应用。第三个项目旨在展示一种安装在陆地车辆上的高功率无线电频率武器,以对抗无人驾驶飞机和对抗敌人的类似攻击行动。这种武器被设计用来破坏和摧毁敌人的计算机和电子设备。

结论

本文对全球定向能武器(DEE)目前状况的简要概述清楚地表明,问题不再是DEW是否会在未来战场上发挥主要作用,而是何时发挥作用。

直到最近,激光、粒子束或微波的破坏性应用还只出现在像《星球大战》这样的科幻电影中,但就在我们说话的时候,它正在成为现实。

未来十年可能会见证一场光战争革命,堪比火药的发明或战场上飞机的首次引入。

目前,激光是军事应用中最受欢迎的高聚焦能源武器。激光已经被军方使用了相当一段时间(例如,用来引导导弹到达目标)。

但是,现在很多研究集中在部署激光作为一种武器来扰乱或摧毁无人机或较小的车辆。

激光能够摧毁更大的目标只是时间问题。在这个时候,微波和粒子束似乎不那么受欢迎了,但我们必须考虑到,研究和实验是被最大的秘密包围着的。

为了进一步发展,必须为实施这些高能武器所需要的电力需求找到一种解决办法。

在不久的将来,我们将看到DEW出现在战场上。关于定向能背后的科学以及它们在军事上的应用,还有很多挑战问题需要解决。但是,目前的结果显示是非常有希望的。特别是在越来越军事化的太空中,DEW对任何想在太空中发挥作用的国家来说都是关键。

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