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美国海军的高能固体激光器(SSL)

发布时间: 2017-06-20 09:57:49   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

   

  近年来,商业固体激光器取得许多重大进展,美国国防部在军用激光器上也进行了数十年的研究,在此基础上,美国海军在海军水面舰艇上部署了高能量固体激光装置,并取得了实质性进展。海军水面舰艇最初将使用高能量固体激光器打击小型船只,无人机,将来还可能用于对抗ASCMASBM。海军舰艇上的高能量固体激光器将是短距离的防御性武器—它们将在距离大约一英里到数英里的范围内准确打击到目标。

  1 USS Ponce上安装的LaWS

  2 USS Ponce上安装的LaWS

  海军水面舰队领导人在2015年初为海军的水面舰队提出了一个新概念:分布式杀伤力。按照该建议,攻击性武器,如ASCMs,将在所有类型的海军水面舰艇上得到更广泛的分配,海军水面舰艇的新作战概念将得到实施。 分布式杀伤力的目的是提高地面舰队攻击敌方舰艇的能力,使敌人能够通过集中攻击几艘非常高价值的海军水面舰艇(特别是海军航空母舰)来摧毁敌人舰队。至于在更广泛的海军水面舰艇上投放攻击性武器的费用是否具有成本效益,可能要由这些水面舰艇是否能够防御敌方导弹来决定。

  3 USS Ponce上安装的LaWS

  海军高能SSL开发工作的重点发展包括:

  2009年至2012年期间,海军成功测试SSL原型机——“激光武器系统”(Laser Weapon System, LaWS),针对无人机,LaWS在陆地上进行了一系列实验,随后相关实验在海上的海军舰队上进行。

  2010年至2011年间,海军测试另一个SSL原型机——“海上激光器演示”(Maritime Laser Demonstration, MLD)。

  20134月,海军宣布计划在USS Ponce上安装LaWSUSS Ponce为改装的两栖船,在波斯湾用作临时海上前进集结基地(Afloat Forward Staging Base AFSB)。该项计划用来评估舰载激光器在对船队和无人机群的性能。系统于20148月安装完成(见图1,图2和图3)。

  20143月,据报道,海军计划将舰载激光器计划移到“FY2018时间框架”中,并在FY2020FY2021实现船舶激光的初始运行能力(initial operational capability, IOC)。

  201412月,海军宣布PonceLaWS为“服役”系统。

  20161月,海军表示,预计20162月将发布定向能武器的路线图.20(到201765日为止,尚未公布路线图)。

  20173月,美国国防部官员表示,定向能武器路线图Directed Energy Roadmap)(显然是关于国防部全部的),可能会在2018年初完成。

  SSL技术孵化(SSL Technology Matureation,SSL-TM)项目

  根据报告,LaWS的输出功率为30千瓦(kW),足以抵御小型船只和无人机。 作为LaWSMLD的后续工作,海军启动了SSL-TMSSL Technology Maturation)计划,参与竞标的有BAE SystemsNorthrop GrummanRaytheon三个公司。SSL-TM计划可分为三步,第一步开发输出功率100 kW150 kW的船载激光器,可为小型船只和无人机提供更高的效能。 第二步,进一步提升功率(比如200 kW300 kW)激光器至少能够对抗ASCM 第三步,继续提升输出功率 (达不到兆瓦(MW),至少也要达到几百kW的数量级),提高激光器对抗ASCM的有效性,并有能力对抗ASBM

  20151022日,国防部宣布Northrop Grumman公司获得选为SSL-TM项目的申请,国防部合同公告声明如下:

  加利福尼亚州雷东多海滩的Northrop Grumman公司,已经被授予5315万美元合同,用以进行固态高功率激光武器系统演示(Solid State High Power Laser Weapon System Demonstrator, LWSD)项目。海军研究办公室力求继续推进SSL武器系统设计,架构和组件技术。政府方面认为,通过成熟和优化各种系统特性,包括激光功率,光束质量,光束导向器结构以及激光、光束导向器和系统设计的其他物理和光学性能,可以实现杀伤力的提高。利用我们的经验和内部投资,Northrop Grumman公司已经准备好充分支持LWSD计划的三个阶段。本合约包含条款,如果所有选项均获行使,合约价值将为9106万美元。相关工作将在加利福尼亚州雷东多海滩进行,预计将于20161021日完成。如果所有选项均获行使,工作将持续到201877日。这份合同根据海军研究所的竞争性公告15-0005,题目为“为海军研制的固体,大功率激光武器系统演示”。收到了六项提案,以回应此招标

  20151222日,Northrop Grumman公司的新闻称:

  LWSD合同的第一阶段,Northrop Grumma公司将为新系统开发详细设计。 第二阶段将包括系统的装配和地面试验,而第三阶段将包括海军自卫测试船(Navy’s Self Defense Test Ship SDTS)上的系统的海上测试。 海军将与Northrop Grumman公司进行这项测试,提供技术支持。 SDTS是前USS Paul F. FosterDD-964)。

  Northrop Grumman公司的LWSD非常适合支持海军计划在SDTS上初步测试。 该公司设计的系统已经得到安装,但需要进行少量的修改或额外的费用,以支持在海军的DDG-51 FLT II级驱逐舰的演示。

  4LWSD安装在海军自卫测试船的想象图。

  5是海军研究办公室(Office of Naval Research, ONR)关于LWSD主要结构的的图解说明。

  水面海军激光武器系统(Surface Navy Laser Weapon System, SNLWS

  作为快速样机开发与试验演示(Rapid Prototyping, Experimentation Demonstration RPED)项目的一部分,海军正在收集行业建议拟开发新的“水面海军激光武器”(Surface Navy Laser WeaponSNLW),以便在阿利•伯克级(Arleigh Burke)级驱逐舰上安装更强大的定向能武器。

  “水面海军激光武器”系统项目也称为“海上佩刀”项目,由综合作战系统2.0Integrated Warfare Systems 2.0)办公室发起。新水面激光武器项目旨在研制功率至少为65kW的激光器,具备反情报、监视与侦察眩目能力,能与阿利•伯克级驱逐舰上的“宙斯盾”作战系统集成。

  综合战争系统办公室希望能够尽快将首套“水面海军激光武器”“增量”1系统安装在DDG 51 Flight IIA上,这意味着“水面海军激光武器”系统的开发建议一旦批准,就会加速采购。

  关于建议的FY2018财年预算,海军部表示

  FY2018的预算申请6320万美元,用于海军部队开发和实施地面海军激光武器系统。 SNLWS是一种舰载武器系统,其中包括用于防空无人机(UAV)的高能激光器(High Energy LaserHEL)和反快速海上攻击(Fast Inshore Attack CraftFIAC)任务。 此外,SNLWS还将包括集成低功率激光雷达,用于针对无人机系统(UAS)上安装的传感器,实现反情报,监视和侦察(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance, ISR)的任务。 附加任务功能包括战斗ID和战斗伤害评估。 这种技术有可能通过阻止,损坏或破坏非对称威胁,同时保留高价值动力武器的存货来应对更多的威胁,提高海军维护舰队资产和维护海上优势。

  海军部进一步要求:

  SNLWS资金用于向海军部队加快开发和实施SNLWS系统。 SNLWS将包括60 kW或以上级别的先进的激光武器系统原型机。 SNLWS利用成熟的技术为舰队提供成熟的激光武器能力。 SNLWS开发基于海军研究办公室(ONR)现有的固态激光快速反应能力(Quick Reaction Capability, QRC)和固态激光技术成熟(Technology Maturation, TM)技术。 SNLWS将解决现有的低功率模块(Low Power Module, LPM),反水面作战,综合空中和导弹防御以及反智能,监视和侦察(Counter- Intelligence Surveillance and Reconnaissance, C-ISR)能力,能够摧毁和破坏无人机系统(Unmanned Aerial Systems, UASs),快速海岸攻击(Fast Inshore Attack Craft, FIAC)。

  4LWSD安装在海军自卫测试船的想象图

  5是海军研究办公室(Office of Naval Research, ONR)关于LWSD主要结构的的图解说明。

  定向能武器路线图

  2015728日,新闻报道称:

  美国海军部长Mabus说,他将在今年秋天发布一项“定向能”路线图,“为我们研究、开发和实施大功率射频武器、激光和定向能量对策。我将继续遵循“FY2018财政年度计划目标备忘录”的指导意见,重要的是建立资源发起人和记录计划。“

  也旨在帮助加快进度,海军研究部将从[USS] Ponce中吸取教训,在固态激光技术成熟计划基础上,旨在2018年或之前,为海上测试研制成功输出100-150千瓦激光原型机。

  20176月为止,直接能路线图还未公布。

  摘译自:Navy Laser, Railgun, and Hypervelocity Projectile: Background and Issues for Congress. Ronald O’ Rourke Congressional Research Serbvice.

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