激光在軍事上的應用

1、激光在軍事上的應用應物1301 630寢室logo光電檢測技術激光在軍事上的應用 激光制導技術 激光通信技術 激光測距技術 強激光技術（激光武器） 激光制導技術 隨著時代的發(fā)展，地毯式的轟炸效費比已不再令人滿意，而科技的發(fā)展，激光技術在制導領域大放異彩，開啟了新的戰(zhàn)爭模式。原理 激光制導是利用激光器發(fā)射激光束照射目標，裝于彈體上的激光接收裝置則接收照射的激光信號或目標反射的激光信號，計算出彈體偏離照射或反射激光束的程度，不斷調整飛行軌跡，使戰(zhàn)斗部沿著照射或反射激光前進，最終命中目標。發(fā)展 1972 年 5 月美軍使用第一代“ 寶石路 I ” 型激光制導炸彈轟炸越南北方的清化大橋。 據報道 ,

2、這次發(fā)射的激光制導炸彈全部命中目標 , 彈著點均分布在距離激光束照射點的 1 . 5 m 半徑的圓圈內 。 1991 年的海灣戰(zhàn)爭中 , 以美軍為首的多國部隊共投射激光制導炸彈一萬多枚 , 摧毀了伊拉克許多重要的軍事目標和高價值的戰(zhàn)略目標 。美國使用的“ 海爾法”激光半主動制導導彈幾乎百發(fā)百中 。 美 空地 激光 制導 導彈“ 斯拉姆” , 精 度為1 m , 在攻擊伊拉克發(fā)電廠時 , 第一枚導彈先將發(fā)電廠炸開一個大洞 , 兩分鐘后另一枚導彈穿洞而過 , 將核心設備炸毀 。制導方式半主動激光制導激光目標指示器裝在車、船或飛機上，發(fā)射激光束為制導武器指示目標，彈上的激光導引頭接收目標反射的激光信

3、號，并跟蹤目標上的激光光斑，引導制導武器飛向激光光斑，最終命中目標。主動激光制導激光照射器和目標尋的器都裝在彈上，由激光照射器發(fā)射激光，目標尋的器接收目標反射回的激光信號，再通過彈上控制系統將彈體引向目標。制導武器激光制導導彈依靠激光進行制導的導彈，命中精度高，射程遠。代表型號海爾法激光反坦克導彈。（地獄火）制導武器激光制導炸彈依靠激光進行制導的炸彈，代表型號美國寶石路炸彈未來激光制導武器發(fā)展方向 一是發(fā)展激光主動成像制導尋的器。主動尋的是各類制導武器追求的目標，對激光制導導彈來說也不例外。 二是采用復合制導，不斷提高導引頭的抗干擾能力。在惡劣的天氣條件和嚴重的戰(zhàn)場煙塵環(huán)境中，特別是要對付那些

4、“激光隱身”的目標，采用單一的激光制導體制往往難以奏效。采用復合制導，并視氣候條件或作戰(zhàn)環(huán)境的不同而采用不同的制導體制或更換不同制導體制的導引頭，可以大大提高對目標的探測能力和導引頭的抗干擾能力。 三是向標準化、通用化、系列化、多功能方向發(fā)展，以便實現導引頭在不同型號導彈上的通用，以及導引頭與不同型號的激光目標指示器的相互匹配。我國激光制導武器的發(fā)展 我國激光制導武器起步晚，但是近20年發(fā)展迅速，雷霆，天戈，雷石系列激光制導炸彈已經接近或者達到國際先進水平。軍事上的激光通信技術軍事上的激光通信技術激光通信的優(yōu)點激光通信的優(yōu)點 一、信息容量大 二、保密性好 三、抗電磁干擾能力強 四、傳輸速度快激

5、光通信原理圖激光通信原理圖激光通信在軍事上的運用激光通信在軍事上的運用 一、?；到y 二、陸基系統 三、空基系統 四、天基系統優(yōu)點：數據傳輸快速傳優(yōu)點：數據傳輸快速傳遞距離大遞距離大缺點：保密性差缺點：保密性差發(fā)揮艦船編隊作戰(zhàn)的整體作戰(zhàn)效果發(fā)揮艦船編隊作戰(zhàn)的整體作戰(zhàn)效果優(yōu)點：隱蔽性好、速率快優(yōu)點：隱蔽性好、速率快缺點：地區(qū)局域性限制缺點：地區(qū)局域性限制實現光束所能照射到范圍內的地域進行通信實現光束所能照射到范圍內的地域進行通信實現逐一進行廣播式通信實現逐一進行廣播式通信優(yōu)點：移動性高、優(yōu)點：移動性高、可控性高可控性高缺點：激光形狀缺點：激光形狀限制（矩形光斑）限制（矩形光斑）全球通信不是夢全球

6、通信不是夢優(yōu)點：范圍廣、戰(zhàn)略優(yōu)點：范圍廣、戰(zhàn)略意義大意義大缺點：難度大、缺點：難度大、成本高成本高激光通信在軍事上的前景激光通信在軍事上的前景1）美德聯合開發(fā)用于無人機的空天激光通信技術2）美國技術公司開發(fā)超高帶寬激光通信3）公司開發(fā)高帶寬視距系統，用于艦對艦、艦對岸和地對地的任務應用4）各國研究激光通信在潛艇上的運用一、簡介 激光武器(Laser Weapon)是一種利用沿一定方向發(fā)射的激光束攻擊目標的定向能武器，具有快速、靈活、精確和抗電磁干擾等優(yōu)異性能，在光電對抗、防空和戰(zhàn)略防御中可發(fā)揮獨特作用。 激光作為武器，有很多獨特的優(yōu)點。首先，它可以用光速飛行，每秒30萬公里，任何武器都沒有這樣

7、高的速度。它一旦瞄準，幾乎不要什么時間就立刻擊中目標，用不著考慮提前量。另外，它可以在極小的面積上、在極短的時間里集中超過核武器100萬倍的能量，還能很靈活地改變方向，沒有任何放射性污染。研發(fā)歷史 鑒于激光武器的重要作用和地位，美、俄、以色列和其他一些發(fā)達國家都投入了巨額資金，制定了宏大計劃，組織了龐大的科技隊伍，開發(fā)激光武器。至90年代初，僅美國政府對激光武器的研究投資就達90億美元。80年代中后期，蘇聯和英國的軍艦或陸上已有實驗性戰(zhàn)術激光武器裝備，美、法、德等國也作了大量試驗。戰(zhàn)略激光武器研究費用高，技術難度大，其前景還有待觀察。 激光武器的效費比是比較高的。在防空武器方面，當前主體是導彈

8、，激光武器與之相比消耗費用要便宜得多。例如，一枚愛國者導彈要60-70萬美元，一枚短程毒刺式導彈要2萬美元，而激光發(fā)射一次僅需數千美元，今后隨著技術的發(fā)展，激光發(fā)射一次的費用可降至數百美元。美國軍方曾在新墨西哥州南部的懷特桑茲導彈試驗場首次進行戰(zhàn)術高能武器試驗，成功摧毀了一枚飛行中的喀秋莎火箭。雷神公司2010年7月19日在英國范堡羅國際航空展上播放了一段簡短的黑白視頻，從視頻畫面上可以看到，一架無人機首先在空中掠過，幾秒鐘之后，它突然變成一團火球，隨后墜入海中。乍看上去，這很像小說或電影中外星飛碟擊落人類飛機的詭異場面，但事實上，這并非幻覺，而是一次真實的實驗。雷神公司稱，此次實驗的主角是海

9、軍的激光武器系統，試驗中，當4架無人機以480公里時速飛過美國加州圣尼古拉斯群島上空的海軍武器和訓練基地時，位于3.2公里之外的美軍戰(zhàn)艦上的密集陣雷達系統開始工作。它利用電光追蹤和無線電傳感器探測到無人機的距離和方位等信息，并將其傳輸給激光武器系統。后者隨即發(fā)射32千瓦的激光能量束，數秒之內就將無人飛機燒毀。 激光器它分為戰(zhàn)術激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩種。 戰(zhàn)術激光武器 戰(zhàn)術激光武器是利用激光作為能量，是像常規(guī)武器那樣直接殺傷敵方人員、擊毀坦克、飛機等，打擊距離一般可達20公里。這種武器的主要代表有激光槍和激光炮，它們能夠發(fā)出很強的激光束來打擊敵人。 戰(zhàn)略激光武器 戰(zhàn)略激光武器可攻擊數千公里之外

10、的洲際導彈;可攻擊太空中的偵察衛(wèi)星和通信衛(wèi)星等。戰(zhàn)術激光武器 激光武器分為三類:一是致盲型。機載致盲武器，就屬于這一類。二是近距離戰(zhàn)術型，可用來擊落導彈和飛機。1978年美國進行的用激光打陶式反坦克導彈的試驗，就是用的這類武器。三是遠距離戰(zhàn)略型， 這類的研制困難最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反衛(wèi)星、反洲際彈道導彈，成為最先進的防御武器。發(fā)達國家的大型水面艦只已開始采用核能作為動力，中型水面艦只的電動化改進也已進入實質階段，這都為激光武器在艦艇上的應用鋪平了道路。中國研發(fā)激光反衛(wèi)星武器美國艦載激光武器主要特點 激光武器是一種定向能武器，利用強大的定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標或使之失效。它是

11、利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機、導彈、衛(wèi)星和人員等目標的高技術新概念武器。強激光武器有著其它武器無可比擬的優(yōu)點，強激光武器具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等優(yōu)點。美、俄、英、德、法、以色列等許多西方國家都在積極發(fā)展強激光武器。激光武器經過三十多年的研究，已經日趨成熟并將在今后戰(zhàn)場上發(fā)揮越來越重要的作用。 高度集束的激光，能量也非常集中。舉例說，在日常生活中我們認為太陽是非常亮的，但一臺巨脈沖紅寶石激光器發(fā)出的激光卻比太陽還亮200億倍。當然，激光比太陽還亮，并不是因為它的總能量比太陽還大，而是由于它的能量非常集中。例如，紅寶石激

12、光器發(fā)出的激光射束，能穿透一張3厘米厚的鋼板，但總能量卻不足以煮熟一個雞蛋。 激光武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點。激光武器主要指高功率強激光武器，它是一種利用激光束摧毀飛機、導彈、衛(wèi)星等目標或使之失效的定向能武器。按搭載的載體不同，激光武器可分為:艦載式、車載式、機載式、地基式、星載式(天基)激光武器系統。 激光武器的缺點是不能全天候作戰(zhàn)，受限于大霧、大雪、大雨，而且激光發(fā)射系統屬精密光學系統，在戰(zhàn)場上的生存能力有待考驗。激光武器未來發(fā)展分析 目前的激光器體積仍較大，系統集成度低，這使得搭載平臺機動力下降。 目前很多激光器都是

13、化學激光器，使用的化學染料都是劇毒物質，不易保存。 激光武器在雨，霧等天氣下會受到很大的干擾。 激光器透鏡系統工藝復雜，價格昂貴。目前的先進高能激光器已經較接近實戰(zhàn)應用化，旦仍有些不足激光測距技術在軍事上的應用激光測距技術在軍事上的應用1.背景2.原理3.應用 背景 激光測距是激光在軍事上應用最早和最成熟的技激光測距是激光在軍事上應用最早和最成熟的技術。自術。自1960 年第一臺激光器年第一臺激光器-紅寶石激光器發(fā)明紅寶石激光器發(fā)明以來，便有人開始進行激光測距的研究。和微波以來，便有人開始進行激光測距的研究。和微波測距等其它方法相比測距等其它方法相比,激光測距具有更好的方向性激光測距具有更好的

14、方向性和更高的測距精度和更高的測距精度,測程遠測程遠,抗干擾能力強抗干擾能力強,隱蔽性隱蔽性好好,因而得到廣泛的應用。激光測距的研究還對雷因而得到廣泛的應用。激光測距的研究還對雷達技術的發(fā)展起了很大的促進作用達技術的發(fā)展起了很大的促進作用,因而在國民經因而在國民經濟和國防建設中具有重要意義。濟和國防建設中具有重要意義。原理脈沖激光測距是利用激光脈沖持續(xù)時間極短脈沖激光測距是利用激光脈沖持續(xù)時間極短,能量在時間上相對集中能量在時間上相對集中,瞬時功率很大瞬時功率很大(一般可達兆瓦一般可達兆瓦)的特點的特點,在有合作目標的情況下在有合作目標的情況下,脈沖激脈沖激光測距可以達到極遠的測程光測距可以達

15、到極遠的測程;在進行幾公里的近程測距時在進行幾公里的近程測距時,如果精度要如果精度要求不高求不高,即使不使用合作目標即使不使用合作目標,只是利用被測目標對脈沖激光的漫反射只是利用被測目標對脈沖激光的漫反射索取的反射信號索取的反射信號,也可以進行測距。一個典型的脈沖飛行時間激光測也可以進行測距。一個典型的脈沖飛行時間激光測距系統通常有以下五個部分組成距系統通常有以下五個部分組成:激光發(fā)射單元激光發(fā)射單元,一個或兩個接受通道一個或兩個接受通道,時刻鑒別單元時刻鑒別單元,時間間隔測量單元和處理控制單元。激光發(fā)射單元在時間間隔測量單元和處理控制單元。激光發(fā)射單元在t0 時刻發(fā)射一激光脈沖時刻發(fā)射一激光

16、脈沖,其中一小部分功率直接進入接收通道其中一小部分功率直接進入接收通道1,經時刻鑒經時刻鑒別單元產生起始別單元產生起始(START)信號信號,開始時間間隔測量開始時間間隔測量;其余功率從發(fā)射天其余功率從發(fā)射天線向目標發(fā)射出去線向目標發(fā)射出去,經距離經距離R 到達目標后被反射到達目標后被反射;接受通道接受通道2 的光電探的光電探測器接受到返回脈沖測器接受到返回脈沖,經放大后到達時刻鑒別單元經放大后到達時刻鑒別單元,產生一終止產生一終止(STOP)信號信號,終止時間間隔測量終止時間間隔測量;時間間隔測量單元把所測得的結果時間間隔測量單元把所測得的結果t 輸出到輸出到處理控制單元處理控制單元,最后得

17、到距離最后得到距離R=ct/2。應用輕型便攜式脈沖激光測距儀1地面車載脈沖激光測距儀2對空火炮和導彈防御脈沖激光測距儀3機載脈沖激光測距儀4輕型便攜式脈沖激光測距儀輕型便攜式脈沖激光測距儀包括步兵和炮兵偵察用的手持式以及前沿偵察和前沿對空輕型便攜式脈沖激光測距儀包括步兵和炮兵偵察用的手持式以及前沿偵察和前沿對空控制控制(FAC)雙用途的激光測距儀雙用途的激光測距儀目標指示器。對上述用途的系統，要求機動靈活、重目標指示器。對上述用途的系統，要求機動靈活、重復輕、復輕、體積小、用電池組作電源、可靠性和維修性高以及單一產品的成本低等。主要技術性體積小、用電池組作電源、可靠性和維修性高以及單一產品的成

18、本低等。主要技術性能：最能：最大測程大測程. 410km，測距精度，測距精度10m，重復頻率為單次，束散角，重復頻率為單次，束散角. 12mrad。值得關注。值得關注的的是，由的的是，由于上述激光測距儀及其系統常與其他友軍密切配合作戰(zhàn)且不帶裝甲部隊大范圍訓練以于上述激光測距儀及其系統常與其他友軍密切配合作戰(zhàn)且不帶裝甲部隊大范圍訓練以及無及無合作目標、操作手不帶防護目鏡等，人眼安全極為重要。因此，這類脈沖激光測距儀合作目標、操作手不帶防護目鏡等，人眼安全極為重要。因此，這類脈沖激光測距儀已逐漸已逐漸由裝備由裝備. Nd YAG激光測距儀改為喇曼頻移激光測距儀改為喇曼頻移. Nd YAG和和. E

19、r 玻璃玻璃. 1.54m的人眼的人眼安全激光測安全激光測距儀。距儀。地面車載脈沖激光測距儀地面車載脈沖激光測距儀包括坦克、步兵戰(zhàn)車地面車載脈沖激光測距儀包括坦克、步兵戰(zhàn)車(IFV)、火控、對空防御、火控、對空防御、火炮或導彈制導火控以及目前發(fā)展的地面車載激光測距儀火炮或導彈制導火控以及目前發(fā)展的地面車載激光測距儀目標指示器目標指示器等。其主要技術性能：最大測程等。其主要技術性能：最大測程410km，測距精度，測距精度510m，目標分，目標分辨約辨約. 20m，重復頻率，重復頻率. 0.11Hz，束散角，束散角. 0.41mrad。激光測距儀在。激光測距儀在坦克火控系統中的應用是提供彈道軌跡的

20、超仰角修正信息和因逆風或目坦克火控系統中的應用是提供彈道軌跡的超仰角修正信息和因逆風或目標移動引起的方位角校正信息以及距離信息。步兵戰(zhàn)車主要是使用激光標移動引起的方位角校正信息以及距離信息。步兵戰(zhàn)車主要是使用激光測距儀去測量目標是否在反坦克導彈的距離內，其次用于槍炮火控和對測距儀去測量目標是否在反坦克導彈的距離內，其次用于槍炮火控和對目標的分選。為了做到激光測距儀完全有效地對任何能探測到的目標測目標的分選。為了做到激光測距儀完全有效地對任何能探測到的目標測距以及通過火控系統全天候被動探測、識別和分選，這些系統還應包括：距以及通過火控系統全天候被動探測、識別和分選，這些系統還應包括：瞄準光學系統

21、、電視攝像機和紅外熱成像儀瞄準光學系統、電視攝像機和紅外熱成像儀(FLIR)等。這是目前非常迫等。這是目前非常迫切需要的但不可能通過任何單一功能和單一波長激光測距儀能完全滿足切需要的但不可能通過任何單一功能和單一波長激光測距儀能完全滿足的系統的系統。機載脈沖激光測距儀機載脈沖激光測距儀可以用來裝備武裝直升機的導彈指令制導和裝備機載脈沖激光測距儀可以用來裝備武裝直升機的導彈指令制導和裝備固定翼飛機，用于封鎖支援的光電飛行器等目標以及攔截飛機和導彈固定翼飛機，用于封鎖支援的光電飛行器等目標以及攔截飛機和導彈的攻擊。這些典型應用一般采用的攻擊。這些典型應用一般采用. 1.06m的的. Nd YAG激

22、光測距儀激光測距儀并具有激光測距和目標指示的能力，或者采用并具有激光測距和目標指示的能力，或者采用. 1.54m波長的人眼波長的人眼安全喇曼頻移安全喇曼頻移. Nd YAG脈沖激光測距儀脈沖激光測距儀_目標指示器等，以保護機目標指示器等，以保護機載系統完成作戰(zhàn)任務或主動攻擊空中的光電目標。機載脈沖激光測距載系統完成作戰(zhàn)任務或主動攻擊空中的光電目標。機載脈沖激光測距儀的主要技術性能：測程遠儀的主要技術性能：測程遠(用于武裝直升機為用于武裝直升機為410km，用于固定翼，用于固定翼飛機為飛機為. 1020kM)、測距精度高、測距精度高(用于武裝直升機為用于武裝直升機為510m，用于，用于固定翼飛機

23、為固定翼飛機為110m)、重復頻率高、重復頻率高(用于武裝直升機為用于武裝直升機為. 4Hz，用，用于固定翼飛機為于固定翼飛機為. 520Hz)、束散角小、束散角小(用于武裝直升機為用于武裝直升機為. 0.41mrad，用于固定翼飛機為，用于固定翼飛機為. 0.10.5mrad)，同時機載設備應體，同時機載設備應體積小、重量輕并要與航空指示器共用。因此，激光器必須使用高效循積小、重量輕并要與航空指示器共用。因此，激光器必須使用高效循環(huán)液體作冷卻器，以適應高的運轉速率要求，否則要采用氣體或混合環(huán)液體作冷卻器，以適應高的運轉速率要求，否則要采用氣體或混合氣體升壓冷卻。目前，美國研制的氣體升壓冷卻。

24、目前，美國研制的“利登利登”激光系統激光系統(LANTIRN)則采則采用喇曼頻移用喇曼頻移. Nd YAG激光目標指示器測距儀，是現代激光測距儀激光目標指示器測距儀，是現代激光測距儀多功能化并擴大機載應用的典型示例。多功能化并擴大機載應用的典型示例。 艦載脈沖激光測距儀艦載脈沖激光測距儀的發(fā)展在輕型便攜式、車載和對空防御激光測距艦載脈沖激光測距儀的發(fā)展在輕型便攜式、車載和對空防御激光測距儀之后，它包括水面艦載和潛艇潛望兩大類。水面艦載脈沖激光測距儀之后，它包括水面艦載和潛艇潛望兩大類。水面艦載脈沖激光測距儀在技術性能指標方面與車載火控和對空防御激光測距儀相同，在環(huán)儀在技術性能指標方面與車載火控和對空防御激光測距儀相同，在環(huán)境使用方面要適應艦載海空、海面以及海上鹽霧的荷刻要求，而在體境使用方面要適應艦載?？铡⒑Ｃ嬉约昂Ｉ消}霧的荷刻要求，而在體積、重量、電效率、維護保養(yǎng)能力和成本等方面的要求又不苛刻。因積、重量、電效率、維護保養(yǎng)能力和成本等方面的要求又不苛刻。因此，目前大量用來裝備常規(guī)火控和對空防御的海軍艦只，如掩護此，目前大量用來裝備常規(guī)火控和對空防御的海軍艦只，如掩護(無無聲雷達聲雷達)艦載飛機回收