美國空基激光器的落幕 2012.doc

美國空基激光器的落幕 2012-2-27 20:44閱讀(4.15萬) 贊(4)贊(4)贊(4)贊(4) 轉載(226) 分享(32) 評論(52) 復制地址 舉報 更多上一篇|下一篇：太空發(fā)射系統(tǒng)揭曉由于反導政策的轉變、預算的壓力和性能的不足，ABL/ALTB黯然退場，它的成績也永遠定格在僅有的擊毀了2枚靶彈上 2012年2月14日美國彈道導彈防御局發(fā)布的消息，波音公司為主承包商的美國ALTB/空基激光試驗平臺(原ABL/空基激光器項目)試驗機當天飛往第309航空航天技術裝備維護和修理大隊(AMARG)所在的戴維斯-蒙森空軍基地，這是空基激光試驗平臺載機波音747-400F的最后一次飛行。亞利桑納州戴維斯-蒙森空軍基地AMARG的飛機停放場又稱飛機墳場，空基激光試驗平臺的波音747-400F載機將直接在此轉入封存，這為歷時16年之久的美國空基激光器項目畫上了一個并不圓滿的句號。美國早在70年代就使用NKC-135A飛機進行了空基激光系統(tǒng)的研究 激光武器具有高指向性、高殺傷力、高速和反應速度快以及攔截成本低的優(yōu)勢，在問世之初就受到防務工業(yè)的廣泛關注。20世紀70年代后大功率化學激光器開始突破大功率的瓶頸，激光武器的研制和使用日益得到重視。美軍1975年到1984年間進行了空基激光試驗室(ALL)項目的研究，修改后的NKC-135飛機攜帶波長10.6微米的激光器，在試驗中成功攔截了響尾蛇空空導彈和靶機，證實了空基激光器的可行性。20世紀80年代美國提出的戰(zhàn)略防御倡議(SDI，即俗稱的星球大戰(zhàn)計劃)中，最初設計也以激光武器作為天基攔截的核心。星球大戰(zhàn)計劃中還規(guī)劃了化學激光器的設計，1985年進行的試驗中美國空軍的中紅外先進化學激光器(MIRACL)成功擊毀了大力神導彈的推進段，證實了助推段激光攔截的可行性，星球大戰(zhàn)計劃結束后，美國空軍還曾試圖使用MIRACL的技術用于反衛(wèi)星試驗。1991年海灣戰(zhàn)爭中伊朗可飛毛腿導彈的威脅，讓美國在加快推進以愛國者和THAAD為核心的戰(zhàn)區(qū)彈道導彈防御的同時，同樣對空基激光器用于助推段攔截的優(yōu)越性大感興趣。20世紀90年代初美國國防部對空基激光武器進行了全面的分析和預研，評估后選定了1.315微米的氧碘激光器。這種類型的激光器早在1977年就已經研制出來，它的最主要優(yōu)勢是輸出功率最高同時重量尺寸目標較小，氧碘激光器將化學能轉換為激光的有效系數也較高。1990到1992年間大功率氧碘激光器取得了突破性的進展，兆瓦級激光器已經可望而可及。1994年白沙靶場的激光攔截試驗中，證明激光器可對飛毛腿導彈燃料箱造成徹底的破壞。美軍的空基激光器波音747載機及其內部結構圖 在一系列前期預研成功的鼓舞下，1996年11月美國空軍正式開始空基激光器項目(ABL)，與總承包商波音公司簽訂了11億美元的合同。ABL系統(tǒng)包括載機平臺、兆瓦級高能激光武器、火力光束控制系統(tǒng)和戰(zhàn)場管理系統(tǒng)。后來并入諾思羅普格魯曼公司的TRW公司為ABL項目提供激光器，洛克希德馬丁公司則為ABL項目貢獻了火控系統(tǒng)、激光束控制和相關的光學系統(tǒng)，波音公司則負責研制戰(zhàn)場管理系統(tǒng)、地面支援系統(tǒng)、波音747飛機的改裝工作和各個子系統(tǒng)的整合。按照設計攜帶高能激光器的波音747飛機將飛行在12千米以上高空的、高能激光射程400千米左右，每次巡航可發(fā)射激光2040次，巡航時間超過18個小時并可通過空中加油進一步增加。空基激光器系統(tǒng)將使用機載的紅外傳感器用于最初的導彈探測，探測到剛剛發(fā)射的彈道導彈后，發(fā)射低能量的跟蹤激光光束用于測量導彈的彈道、速度并確定瞄準點，還將確定大氣湍流的影響修正激光瞄準點，最后兆瓦級激光器發(fā)射高能激光擊毀目標。高能激光主要通過加熱彈道導彈殼體引起結構變形損壞，導致導彈解體爆炸。對于一般目標而言，交戰(zhàn)全過程約持續(xù)812秒，根據彈道導彈推進劑和殼體材料強度不同，高能激光的照射時間也各有不同?？栈す馄鲾y帶了高達100次激光射擊的氧碘工質，每次射擊消耗的工質費用不過1000美元，但可攔截各種類型的彈道導彈，尤其是用于對中遠程彈道導彈的助推段攔截。它可在彈道導彈助推段速度較慢又存在較大加速度的情況下進行攻擊，攻擊發(fā)生在彈道導彈釋放誘餌和分彈頭之前，理論上具有很高的作戰(zhàn)效能。此外空基激光器系統(tǒng)還可用于攻擊從巡航導彈、戰(zhàn)術飛機到衛(wèi)星的各類戰(zhàn)術目標，為美國提供了對抗彈道導彈威脅的強大威懾力和對抗空中目標的巨大潛在用途。在星球大戰(zhàn)計劃各種反導用激光武器無疾而終的情況下，ABL可以說是僅存的血脈，在2009年取美國彈道導彈防御局取消助推段攔截的KEI和中段的多攔截器(MKV)后，更是美國彈道導彈防御系統(tǒng)防御能力大幅提升的唯一希望，不過由于諸多的技術、工程問題和決策的變化，它最終還是走到了末路。雖然美國彈道導彈防御局表示仍將繼續(xù)推進高能激光武器項目，但未來的項目將以更高效的固體激光器為基礎，距離正式立項更是遙遙無期的事情了。飛行中的YAL-1A試驗機，機體前部為激光轉塔球，提供了寬廣的設計視場 先進的高能激光反導系統(tǒng)理論上具有很高的作戰(zhàn)能力，但系統(tǒng)也極為復雜，ABL項目研制過程中遇到了前所未有的技術障礙導致進度不斷延期。按照美國空軍的最初計劃，ABL系統(tǒng)要在20032004年進行首次導彈攔截試驗，2006年生產首批3架飛機具備初始作戰(zhàn)能力，到2008年完成7架飛機的生產并使整個機隊具備全面作戰(zhàn)能力。ABL原計劃安裝14個高能激光器模塊，但由于激光器尺寸質量等各方面因素的影響最終減少為6個模塊。1998年6月TRW公司設計的十萬瓦級高能激光器模塊成功進行了地面出光實驗，出光時間持續(xù)了5秒，據稱輸出功率超過設計值10%，這成為ABL發(fā)展史的重要里程碑。1999年4月用于ABL火力控制和光束控制的光學主鏡片交付，用于波音747-400F飛機前端的磚塔球中。1999年6到9月美國空軍在白沙導彈靶場的試驗中，證實了光束控制系統(tǒng)的性能。自適應光學系統(tǒng)補償后的光斑約為未經過補償的光斑的1/5到1/20，這是美國空軍實驗室高能激光領域取得的最重大成就之一。1998年波音公司對波音747-400F飛機進行了一系列風洞試驗，證明改裝后的飛機滿足ABL項目需求，2000年1月波音公司開始對首架飛機進行改造。2000年4月ABL項目通過了最終設計審查，并正式確認ABL開始轉入結構設計，開始硬件制造并組裝整個系統(tǒng)。2001年美國彈道導彈防御局從美國空軍接手空基激光器項目。2002年7月18日起 YAL-1A開始進行適應性飛行，但子系統(tǒng)的進度問題一直困擾著ABL項目，此時已經裝備了紅外探測和跟蹤系統(tǒng)，但高能激光和光束控制系統(tǒng)仍未安裝。2004年10月洛克希德馬丁公司才交付了轉塔球這一空基激光器的最后一個子系統(tǒng)。2004年的另一個突破是實際使用的激光器模塊的第一次出光試驗，6個氧碘激光器模塊并聯(lián)發(fā)射了一束激光并持續(xù)了1秒，不過這只是地面試驗而且不是全功率射擊，達到設計需要的功率和時間仍然需要時間，還需要進行飛行試驗，而按原定計劃2004年ABL應該進行首次實際射擊試驗。由于子系統(tǒng)的拖延，ABL項目研制進度大為滯后費用也不斷攀升，這引起了美國國會和美軍的廣泛關注。美國彈道導彈防御局不得不在2002、2004和2005年對ABL項目進行了三次重大調整，降低了ABL項目的目標并延長了研制時間，這不可避免的導致了ABL項目研制經費的進一步超支。根據2005年調整后的計劃，ABL系統(tǒng)的第一次空中攔截試驗已經推遲到2008年，第二架ABL飛機的采購將安排在2009年。2005年美國總審計署的報告指出ABL合同的預算已經增加到36億美元。完成整個項目需要的研制經費更是一個無底洞，有分析認為ABL項目總花費將超過100億美元。美國總審計署的報告認為，ABL項目進步延期和費用超支的主要原因是研制過程中對整個系統(tǒng)的復雜性估計不足，導致規(guī)劃設計很不合理。研制過程中樣機研制和系統(tǒng)集成過急子系統(tǒng)試驗不充分，再加上高指標的特殊部件和全新的軟件系統(tǒng)的研制更是耗時甚久，系統(tǒng)集成過程中子系統(tǒng)研制測試反復延期，全系統(tǒng)研制的進度就更是雪上加霜了。2010年2月12日ALTB成功擊毀了短程彈道導彈靶標，但這竟是整個項目僅有的兩次成功 ABL系統(tǒng)研制進度雖然不斷拖延但仍在繼續(xù)前進，2007年3月15日YAL-1A飛機終于進行了首次空中照射試驗，用于跟蹤和修正的2臺千瓦級激光器照射到了作為靶標的NC-135E飛機，初步驗證了跟蹤、測量和補償大氣畸變的能力。2008年7月整套系統(tǒng)裝上飛機開始試飛，2009年6月跟蹤了2枚Terrier-Lynx靶彈驗證了光束控制系統(tǒng)的能力，2009年8月10日進一步完成了探測、跟蹤、補償大氣畸變并使用替代高能激光模擬殺傷靶彈的試驗，18日飛機首次實現了飛行中發(fā)射了兆瓦級高能激光束。2010年2月11日和12日，YAL-1A使用高能激光擊毀了兩枚液體短程彈道導彈。2月12日還對一枚固體彈道導彈進行攔截，但由于光束失準未能摧毀這枚導彈。2010年2月的攔截成功對整個項目來說是一個好消息，但已為時太晚。2009年4月美國國防部長蓋茨就宣布取消第二架ABL飛機的采購，并稱應將項目退回到研究和開發(fā)階段，ABL項目也在2009年改名為ALTB。蓋茨認為ABL的性能有限而費用過于高昂，高能激光用于洲際導彈助推段攔截在技術上尚不成熟。早在2003年美國物理學會(APS)對助推段攔截所做的評估報告中，就對ABL系統(tǒng)的實際效果表示懷疑。APS的評估: ABL系統(tǒng)助推段攔截朝鮮射向美國的洲際導彈.從圖中可以看出ABL要攔截成功，大部分情況下要深入朝鮮領空 根據APS的設定，ABL系統(tǒng)對助推段的固體和液體洲際彈道導彈殺傷距離分別為300和600千米，如果以5秒和20秒持續(xù)激光照射完成摧毀，ABL的實際飛行范圍必須極其靠近導彈發(fā)射點?？紤]到實際發(fā)展洲際彈道導彈威脅美國的主要是伊朗和朝鮮，結合地理位置的評估表明ABL要成功攔截朝鮮洲際導彈，大部分情況下要飛入朝鮮或我國東北上空，攔截伊朗洲際導彈時則完全在伊朗上空。對于缺乏自身防御能力的大型波音747載機來說，深入敵國和第三國上空進行攔截在政治上和軍事上都具有極大的風險，嚴重削弱了ABL的實際價值。對于伊朗和朝鮮尚且如此，對中俄洲際導彈ABL的攔截能力更是鞭長莫及，這使反導計劃的狂熱支持者也對其熱情消退。相比遠程和洲際彈道導彈，戰(zhàn)區(qū)彈道導彈的助推段時間更短、殼體一般更厚結構強度更高，而ABL飛機探測、跟蹤、測量和自適應光學補償以及最后的射擊所需時間太長，很難實際在助推段實現摧毀。總而言之，ABL系統(tǒng)的性能還遠不能滿足助推段攔截的需求，蓋茨的講話中認為美國需要比現有氧碘化學激光器功率高20到30倍的高能激光系統(tǒng)才能滿足遠距離助推段攔截的需要。 空基激光器系統(tǒng)技術上不存在無法逾越的障礙，它的技術和性能問題都屬于持續(xù)投資可以解決的問題。美國現任總統(tǒng)奧巴馬上任后，轉而決定以現有成熟技術為基礎建立一個更實用的反導系統(tǒng)，ABL這種高技術風險完成遙遙無期而且不實用的項目就被打入冷宮，這給了ABL項目最重的一擊。公允地說奧巴馬的決定是合理的，原有的ABL、MKV和KEI等高科技項目實質是布什時代野心勃勃建立一個完全抵消中國洲際導彈威脅，大幅度抵消俄羅斯洲際導彈威脅的產物，不過宣傳上以伊朗和朝鮮導彈威脅為掩飾。以美國及其盟友的實際情況來看，中短程彈道導彈才是切實的威脅，而大規(guī)模的短程彈道導彈威脅和中等規(guī)模的中程彈道導彈威脅，可以通過現有成熟的宙斯盾反導系統(tǒng)和末端高層反導系統(tǒng)的部署和升級來解決。臆想美國與中俄的宿命對決，過多投資于防御大規(guī)模洲際導彈威脅的ABL等系統(tǒng)，不僅帶來外交上層出不窮的矛盾沖突，也削弱了美國防御實際彈道導彈威脅的能力，但這種轉變不僅將ABL工程項目變成了ALTB研究項目，也讓其地位岌岌可危。當美國開始大幅度削減軍費的決定，讓總投資已經達到50億美元但價值有限的激光反導項目黯然退幕。曾經的美國反導系統(tǒng)架構圖，如今已經沒有了ABL/ALTB的一席之地。美國反導轉向更務實的發(fā)展戰(zhàn)略，SM-3和THAAD占據了更重要的地位 綜合各方面的信息，ABL系統(tǒng)的謝幕其實并不意外，意外的是它居然存活到今天。在遇到如此多問題的情況下，ABL系統(tǒng)直至今年才正式中止，尤為突出的反映了美國對