下一代战斗机上也要装激光炮?打仗全靠“电池”和天气v

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近日英国范堡罗国际航展上,东道主这个老牌航空强国给全世界献上了一份“大礼”,那就是率先公开了世界上第一种第六代战斗机的大尺寸概念模型。在此之前,无论是美国洛马、波音、诺斯罗普等军火大牌,还是法国达索、俄罗斯航空军工,乃至英国自己的BAE,对于六代机的设想依然停留在PPT图片上。如此迫不及待地高调宣布这架代号为“暴风”的战机模型,英国人无疑是想对全世界说:别小看我,我还能在航空领域再战五十年。

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航展结束后,“暴风”被拖出室外

按照宣传资料,“暴风”战机将由英国BAE公司负责总体设计和生产制造,罗尔斯·罗伊斯公司负责动力系统,意大利莱昂纳多公司负责航电系统,欧洲导弹集团负责武器和火控系统。BAE公司宣称,“暴风”除了传统的空空导弹、空地导弹之外,还将装备定向能武器。很快,“暴风”战机就在军事媒体上掀起了一股“暴风”讨论,刹那间高超音速、定向能武器、无人机集群作战等新兴概念被热炒起来,并且很快跟第六代战斗机紧密联系在一起,仿佛没“点满”这几项技能,就不够格被称作“六代机”似的。其他的姑且不谈,在科幻片中经常出现的定向能武器,真的能在六代机上实现吗?

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波音747激光武器试验机

定向能武器分很多种

大家一讲到定向能,脑袋里首先浮现的都是激光炮之类的杀伤光束。其实,定向能武器是个统称概念,包含了激光武器、高能电磁脉冲武器、连续波脉冲武器等很多种类。也就是说,除了我们能很直观看到的、采用光和热进行硬杀伤的激光炮,用连续高能微波效应烧毁敌方电子元器件电路、干扰指挥和通信等“软杀伤”,也属于定向能武器范畴。

尽管美国曾把高能激光器装上波音747进行反导试验,以色列战术激光武器也曾在试验和准实战中击落过多枚火箭弹,但是要想把激光武器搬上战斗机,如果不解决以下几个大难题,则还是很难实现的。

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波音747激光载机虽然射程号称上百公里,但是激光武器系统体积重量巨大

首先,要实现高能激光武器小型化。

目前功率足够的激光武器,体积还是太大;如果把体积缩小,则功率又不太够,没法做到“瞬时杀伤”。激光的最大优点就是打的快,以光速把能量发射出去,在敌方表面瞬时形成高温、高压从而杀伤,这就要求武器化的激光器必须有足够的发射功率。

目前能够拦截火箭弹一类目标的激光器,有效射程一般是几千米而已,光是发射器就有几百公斤重,必须由“悍马”车运载;如果加上储能装置,则要一整队卡车才行。战斗机对重量那可是锱铢必较,如果“激光炮”包含供能装置在内的全套系统总重不做到一吨以下,则基本难以考虑上机。

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空战游戏中的F-15携带假想的激光炮吊舱,可见体积依然不小,但好歹能实用

其次,要做出来高效、紧凑的高能存储装置。

目前限制舰载电磁弹射器、电磁轨道炮等武器发展的技术难题之一,就是储能装置的设计和安排。普通的电池难以实现瞬时放电,超级电容之类的装置可靠性又有待检验,而且尺寸和体积都是以几十吨计算,制造成本也极高,只能安装在航母、驱逐舰之类的大型战舰上。虽然说战斗机上用的定向能武器能量需求可能只需要电磁弹射器的几十分之一,但是储能装置的体积重量依然很大。

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储能密度、瞬时释能、散热管理,都是棘手的难题

考虑到战斗机在空中的电力归根结底来自于一般不超过十吨的航空燃油,只有百分之几的燃烧能量能通过发动机-发电机然后转化为航电设备的电能供给,升空之后储能装置的能量补充受到制约,最好在地面上先多充点电。另外,机电系统的电力分配也是很大的难题。最重要的是,定向能武器放电瞬间产生的额外电磁辐射很可能对战斗机自己的精密航电产生不良影响,巨大的废热量对战斗机的散热系统设考验很大。没有激光器的F-35,光是那一堆集成度极高的任务计算机和设备散热,都曾花了很大的功夫才基本解决,别说再来一个发热大户了。

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激光器发射装置

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俄罗斯最近展示的激光武器,一整支卡车队浩浩荡荡,就为了动图中那个小东西

最后,则是激光武器本身的效能问题。

激光波束在空气介质中本来就有衰减,很容易受到气象条件影响,发射到很远后,能量就损耗得差不多了,丧失杀伤力。军迷都知道一个梗,那就是所谓“雾霾防导弹”,指的就是雾霾、浓烟等不良气象条件下,用于目标指示的激光穿透力急剧下降,造成激光制导炸弹很容易偏离目标;热成像、可见光成像制导的导弹也多少会受到大气中各种成分的影响。因此,直接以连续光束形式进行杀伤的“激光炮”,射程目前都很短。也就是说,费了半天劲解决了体积和重量小型化问题搬上战斗机,发现射程只有十几公里,只能当近身防御的手段来用,那还不如多装几发中远程空空导弹来得实在。

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最先出现的是舰载激光近程防御武器

由于上述物理原理的先天限制,机载激光武器的发展并没有大家想象的那么快。但是,根据美国的时间表,大约在2025年到2030年之间,第六代战斗机原型机就会出现,说不定小型化的机载激光器真的能够搬上战斗机。因为美国在下一代战斗机自适应涡扇发动机方面成果很丰富,供电储能方面也早有突破。尽管功率可能做不到很大,但是实现二十公里近身范围内的防御还是可以的,就算打不下敌方战斗机,那烧掉战机表面密布的传感器,或者干扰掉来袭导弹这类更小的目标,还是很有可能实现的。

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这样的场景,十年后能见到吗?

值得一提的是,一旦战斗机能够携带实用化的近程激光防御武器,那么近距狗斗也基本宣告消亡,因为你机动性再好也逃不过指哪打哪的光速啊;中远程空空导弹重要性反而更高,毕竟大家都不敢靠的太近。当然,还是有个前提条件,那就是天气晴好,没有雾霾。如果激光武器真的普及开来,那么可想而知,战斗机飞在天上也会带烟雾弹保身的。


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