不可实现的美国机载激光武器.pdf

在一个武器论坛上看到的一个牛人写的文章，大家看看是否有理！

美国机载激光武器是美国人诱导我国科技界的一个最好的实例，下面就进行分析。
1     美国机载激光武器吓人的概述
   机载激光将
跟踪、识别、瞄准和摧毁几百公里外的液体和固体战区弹道导弹。它是美国最雄心勃勃的一
项强激光武器计划，极有可能成为部署的第一种实际有效的高功率定向能武器。它代表了迄
今技术发展的最高水平，并将成为未来（1998 年的未来，已经十年）10年最重要的演示论
证项目，目标是摧毁起飞段的 100公里——400公里内的起飞段的弹道导弹。采用 2——3
兆瓦的氧碘化学激光器，1500 毫米有效通光孔径的发射天线。
2  机载激光武器的发展计划
       机载激光武器分四个发展阶段：概念设计；技术设计和降低风险；工程和制造研究；
生产阶段。
       1994～1996 年是概念研究；
       1997 年进行技术设计和降低风险阶段，开始研制作战样机；
       1998 年演示全功率飞行重量 COIL 模块；
       1999 年改装波音 747-400E 型飞机；
        2003 年建成有作战性能的样机，并进行拦截弹道导弹的试验；
       2004 年开始生产；
       2006 年建成三架机载激光战机（包括重新改装的样机）；
       2008 年建成另外 4 架机载激光战机。
3   机载激光概念设计取得重大成果  
   机载激光计划在化学氧碘激光器，激光大气传输，光束控制，靶现象学，非致冷光学部
件，消除飞机运 “颤动”等关键技术方面都取得了重大的进展。并成功地
进行了氧碘激光器模块的功率和效率演示试验，强激光杀伤力试验，束控系统演示验证和主
动跟踪助推段导弹的演示验证。从而结束了概念设计阶段，进入了研制样机的阶段（的却一
束篮球直径大小的光束，照到哪里那里就是一片火海，感看到着，已经出了一身冷汗）。
      机载激光武器取得的已经成果：     
       * 氧碘激光器模块原形演示证明能满足兆瓦级激光器的性能要求；     
       * 杀伤力演示试验证明机载激光摧毁弹道导弹是可行的（而且用于武器型的氧碘激光气，
使用工程塑料制造的重量很轻）；     
       *束控系统演示试验传
载激光在大气湍流中的瞄准精度达到 ；     
       *建立并验证了大气湍流的计算机模型，并成功地表征了大气的传输特性，验证了在典
型的湍流情况 下补偿大气畸变的可行性；     
       * 首次演示了助推段弹道导弹的主动跟踪。
    这些成果的表述，非常专业，好像这个项目就剩下最后装配了。     
4     机载激光武器组要技术指标        
       作战型氧碘激光器输出功率：2～3MW；

       演示型氧碘激光器：1～2MW；
        作战高度：12～15km；
        激光射程：100～400km；运  
        波音 747-400F；
     发射镜直径：1.5m；
         武器系统总重：45t；
         机载化学燃料重量：14t；
         激光器模块：功率 200kW，重量 373kg，长×高为 2.5m×1m，作战型氧碘激光由 14
个模块组成。   
         每次巡航 8h，可空中加油。在一次巡航中可射击 40次，每次持续 3～5s，至少能击
毁同时发射的三枚弹道导弹。
        战机自主作战，逐一探测、捕获、跟踪和射击多枚导弹，从探测到击落助推段导弹在
80s 之内。
        一个战区需七架机载激光战机，五架值勤，两架处于维修或设备更新。看来这个计划
似乎指日就可以成功了，然而至今度没有拦击成功的报道，为什么会不成功？

5     理论分析
            激光要击毁 100公里外的导弹，必须在 100公里外会聚成一个光斑，这个光斑的直
径不能大，这个光斑要达到一定的功率密度，还要求这个光斑能够跟着飞行的导弹
持光斑会聚在导弹上的位置不变，直至导弹被摧毁。两个指标：激光会聚光斑直径和瞄准跟
踪精度是激光是否能够摧毁导弹的关键。
首先分析会聚光斑直径：     
       根据理论计算，100公里处会聚光斑直径 D为：
                       D=K*167*M/d   
（K 单位：100公里；M  ：表示激光器光束质量的数据，M>1；d ：激光器的发射望远
镜有效通光口径，单位米）
        当 M=1 时，是理论上的极限最小光斑直径。
       显然，美国机载激光武器在 100公里处的会聚光斑理论极限最小值是 11.1毫米，
功率密度是每平方厘米 2.1万瓦——3.1瓦，这样的功率密度，要在弹道导弹上烧出一个洞，
必须保持几秒或几十秒时间，才有可能摧毁导弹。
这个功率密度仅仅是理论极限，实际情况是：
一，这样高功率的激光器很难做到 M 数小于 5（尽管国内的激光界，经常报道他们的
激光器 M 数小于 1.1，只能说教授们无知，才敢于无所畏惧，造出这样的数据，不要以为没
有理论方法估算出 M 数来，这就大错了）；
二，考虑到机载激光武器的大口径发射天线，安放在机头，飞行中产生的气流和大气的
湍流，很难补偿，也会使会聚光斑直径变得更大；

三，有效光学直径 1500 毫米的透镜对材料要求极高，加工精度也极高，也不能达到极
限的会聚光斑；
四，物距和焦面得距离仅有（F×F）/100000(F 发射透镜的焦距，单位米），这个数据
表明，物距落基本上落在了焦深里面，如果是平行光发射，100公里处的光斑直径最小也是
1.5米，功率密度也只有 119瓦/平方厘米——179 瓦/平方厘米，这样的功率密度，是无法
摧毁目标的。
因此，实际会聚光斑小于一米几乎不可能，功率密度小于 200瓦/（平方厘米），这样
的功率密度难于摧毁一百公里外的目标。
第二，分析跟踪精度
根据美国的报道：“试验证明机载激光在大气湍流中的瞄准精度达到 ，这个数
据不真实。
根据前面分析，衍射极限的激光束，通过直径 1500 毫米的发射天线，在 100毫米出的
会聚光斑直径不小于 100毫米；据资料跟踪是采用 YAG 激光照射和红外跟踪，这样最好是
采用同一个物镜，不可能在飞机上再装载一个更大的接收物镜，显然光学系统的理论分辨率
不会大于 。显然，加上大气的干扰，即使有补偿，加上加工误差，装配误差，要实现
0.01毫弧度的分辨率也有困难。也就是说看不清楚 100公里外的直径小于 1米的目标，自
然也跟踪不上了。
综合上面的分析，显然美国的机载激光武器难以实现他的目标，也不难理解一个被如此
报道的项目，十年以后还没有实现这个目标。

学习一下！哈哈

长见识了，顶楼主:30bb:30bb

分析得很有道理，能不能采用激光阵列啊？
不懂光学，O(∩_∩)O哈哈~

这样说起来，前两年撞彗星那出是不是也是假的