激光武器:如何用不到两美元摧毁你的对手?
过去五年来,在无人机在战争中发挥越来越大作用的背景下,需要采取防御对策来跟上进攻性武器制造加速的步伐。在这种背景下,人们开始加大力度开发反无人机防空武器,从而发射网来捕获它们,但今天,我们正处于这一领域重大发展的边缘,目标是研制一种不会发出声音、不会造成人员伤亡、不会随机爆炸、单次射击成本不到两美元的武器。
根据负责军事采购、开发和生产业务的国防采购计划管理局发表的声明,7月,韩国宣布即将开始生产一种激光武器,可以大量击落无人机,而且成本远低于针对无人机的传统防御平台的成本,这种名为“Block-I”的无人机销毁系统标志着首尔“星球大战”激光武器化项目的开始。
2019年,韩国资助的国防发展局启动了这一激光武器化项目,耗资6340万美元,该机构与韩国公司韩华集团签订了制造这种武器的合同。尽管美国、英国、以色列、土耳其、德国、日本等许多国家都研制出了激光武器,但韩国将成为第一个大规模引进的国家。
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美国政府还补充说,“Block-I”平台采用了从光纤产生的光源发射激光束的技术,这使得该武器能够更准确地近距离瞄准小型和快速的无人机。政府还计划开发当前系统的更强大版本,称为 “Block-II”,并预计它将在未来“改变游戏规则”,因为下一个版本将增强激光束的功率数百千瓦,旨在击落更大的目标,例如弹道导弹和常规战机。
也许不需要发射巨大的导弹来摧毁无人机,因为干扰无人机的控制和导航系统就足以消除其影响,而这里激光束可以完成这项任务。足够强大的激光束可以影响任何电子设备,导致其停止工作。根据美国政府的声明,“Block-I”平台在一次实弹军事测试中成功摧毁了100%的目标,而这是在去年获准在战场上使用之前的情况。据推测,该武器中的激光束会熔化无人机的机身并烧毁其内部的电子设备。
这种武器尚未在真实的军事场景中进行测试,但恰逢廉价无人机在全球战场上的普及,比如俄罗斯与乌克兰的战争,此外还有以色列在加沙地带的战争,以及与黎巴嫩真主党的边境战斗。
随着用于军事目的的廉价商用无人机的大量扩散,特别是在乌克兰战争之后,其中大部分是由中国公司生产的,竞争国家必须加快生产防空武器的进程,以对抗占领全球无人机市场的大量中国无人机。
传统防御系统能够对抗其中一些无人机,但成本要高得多。虽然从理论上讲,激光系统将提供对抗这些无人机的武器,但它是一种更便宜、更可持续的武器。
与传统的反无人机导弹相比,高功率激光系统具有几个战略优势,首先是它们的运行成本显著降低。例如,新的Block-I平台仅需要电力并发射无声、不可见的激光束,每次发射成本仅为1.45美元。与其他防御平台相比,激光发射平台比以色列陆军“铁穹”系统中价值4万美元的以色列“塔米尔”导弹便宜得多。它比美国雷神公司生产的“毒刺”地空导弹要便宜得多,一枚导弹的成本为48万美元。
根据兰德研究公司的一份报告,所有这些相互竞争的国家都在激光武器系统上进行了大量投资,因为这些系统具有将现代战争的军事和经济计算转向有利于拥有它们的人的能力,如果他们成功地开发了这些系统并在战场上使用它们。
兰德公司政治学教授雷蒙德·科对《新闻周刊》表示,“无人驾驶车辆将成为未来任何战争的重要组成部分,它们可以覆盖有目标的作战区域,充当牵制陷阱,执行情报、监视和侦察任务,甚至发动空袭。甚至能够在保护己方无人机的同时摧毁敌方无人机的军队将确保显著的战场优势并减少伤亡。”
激光武器
过去几十年里,人们开发出了多种激光系统,可以产生电磁波谱(从红外线到紫外线)不同波长的光子。现在,高能激光系统开始在军事武器中得到应用,因为这些系统使用特殊的晶体将电能转化为强大的光子。
激光束产生的效果因光束强度和目标表面材料而异。通常,产生可见光谱光的低功率激光系统用于激光笔等消费品和公共活动的灯光表演中,因为它们功率低,所以它们会从表面反射而不会造成任何损坏。相比之下,高能激光系统用于医疗手术中切割人体组织。能够加热、汽化、熔化和燃烧各种材料的最强大的激光系统在工业环境中用于焊接和切割金属等任务。
如今,世界各地的军队越来越多地采用高功率激光系统,部分原因是同类工业激光系统的进步。1月,英国宣布“龙火”(DragonFire)平台成功通过首次实地测试,在苏格兰海岸附近用激光束击落了多架无人机。
“龙火”计划是2017年启动的一项耗资3000万英镑的技术计划,英国政府国防科学技术实验室局、导弹制造商欧洲导弹集团(MBDA)、航空航天公司Leonardo UK和军事技术公司QinetiQ参与其中。英国国防部目前正在努力加速这项技术的开发,预计在未来5到10年内将其安装到军舰上。
2月,美国陆军开始测试安装在战车上的高能激光系统,以消除各种威胁,包括无人机、直升机和火箭推进式手榴弹,如在中东战场测试安装在“Stryker”步兵战车上的50千瓦激光系统。台湾也已经能够研制出高能激光炮,当地报纸《自由时报》报道称,该炮已接近进入测试阶段。
高能激光武器最突出的特点之一是能够提供无限弹药,与依赖有限弹药的传统武器不同,只要有电源,高能激光就可以持续发射到它。
激光也不像导弹那样存在附带损害的风险,即使激光没有击中目标,它也会继续向上射出,最终被吸收并消散在大气层中。因此,激光主要是一种防御武器,因为它只能用来阻止迫在眉睫的威胁,而不能对敌方武器造成严重伤害。激光束也不太容易受到敌人任何反制措施的影响,并且由于是光束,激光以宇宙中已知的最快速度传播,即光速,一旦光束发射后,自然界中没有任何其他东西可以赶上它或抵消它的影响。
激光武器还减少了对必须不断更新的军用弹药的依赖,从而减轻了军事后勤行动和工业生产来源的压力,这使得驻扎在前沿军事地点的部队在拥有适当能源的情况下,可以在更长的时间内继续行动,而无需补给弹药。
低成本无人机和导弹使攻击和防御的经济计算倾向于那些使用大量廉价系统和无人机来克服更复杂的空中和导弹防御系统的人。因此,兰德公司的报告指出,先进的防御性激光武器技术有望以更具成本效益的方式应对各种威胁,特别是来自廉价导弹和无人机的威胁。
这不是一个神奇的解决方案
但与此同时,这些武器距离成为神奇的解决方案还有些遥远,因为它们面临技术、财政和政治障碍,阻碍它们成熟并在战场上大规模使用。
例如,开发这些武器需要这么长时间的原因是,为了能够摧毁无人机,需要具有非常高强度的强大激光束。但如果激光束非常强大,它可能会与大气中的空气发生强烈相互作用,导致其被吸收或散射。因此,光束参数(例如波长的功率和形状)必须达到理想的平衡,以确保它可以长距离传播而不会出现明显的散射。
在此背景下,科罗拉多大学国家安全倡议中心主任伊恩·博伊德在3月《对话》网站发表的报告中指出了与激光武器相关的一些问题,他在报告中表示,激光束对天气条件尤其敏感,因为雾、降水或云层的扩散可能会显著影响其性能。因此,有必要将激光系统的性能与周围的天气条件分开,因为水滴和气流可能会散射或吸收激光束,从而降低其影响。因此,无论谁使用激光武器,在准备发射光束时都需要仔细考虑不断变化的天气条件,尽管这项任务并非不可能,但在技术上却很困难。
还有一些技术和科学障碍需要解决,例如,在波涛汹涌的海浪中保持激光稳定地指向移动平台(例如炮艇)并不是一件容易的事,这会影响武器瞄准的准确性。
此外,使用这些系统的军队面临的主要挑战之一是激光在远距离产生有用效果所需的高能级。与工业激光器可能距离目标只有几厘米不同,军事行动需要更远的距离。然而,在安全距离内燃烧材料需要数十至数百千瓦的激光束能量;激光武器最小实验模型功耗10千瓦,大致相当于一辆电动汽车的功率。而正在开发的最新高功率激光武器的功耗为300千瓦,足以为30个家庭供电。
由于高功率激光器的效率最多只有50%,它们会产生大量的废热需要处理,这意味着这种类型的武器需要大量的节能和大规模的冷却系统。
除了所有这些障碍之外,还应该制定系统的训练计划,以确保士兵能够胜任操作这一先进技术系统。
韩国
但这一切并没有阻止韩国发展此类武器的道路,目前它是亚洲大陆军事实力最大的国家之一,在它在武器出口国名单中排名第八,在过去一年军备支出最多的国家名单中排名第九。由于该地区政治和安全局势紧张,特别是考虑到与朝鲜的关系日益紧张,该国还将军事预算增加了4.4%。
韩国正在积极增强其军事能力和防御系统,在常规和现代技术方面取得重大进展,以应对其北方邻国构成的区域威胁。根据该国国防部去年年底的报告,政府寻求在未来五年大幅增加军费开支以支持这些发展,并计划在此期间花费346.7万亿韩元(2628亿美元)来增强其国防能力。
例如,韩国已经完成了远程防空导弹系统(L-SAM)的开发,旨在拦截高度达50或60公里的弹道导弹,增强了该国现有的防空和导弹防御系统。该系统是综合防御战略的一部分,其中包括对其当前防御系统的新开发和更新。
在海上领域,韩国正准备将标准-3导弹(SM-3)系统等先进导弹系统整合到其海军舰队中,这是增强其弹道导弹防御能力的更广泛努力的一部分,该能力可以在更高的高度和更远的距离上应对威胁。