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什么是激光塑造大气透镜武器系统?

导读: LDAL是一种复杂和创新的概念,是采用高功率激光器模拟、复制“电离层反射”和“沙漠蜃景”两种自然现象,并同时利用“克尔效应”等物理机制进行工作的武器系统。

据外媒报道,英国BAE系统公司近期提出研发一项被称为“激光塑造大气透镜”(Laser Developed Atmospheric Lens,LDAL)的武器概念(系统),即利用高功率激光武器暂时地调整地球大气环境,塑造出大气透镜,既可有效监视敌方目标,又可化解敌方高功率激光武器的攻击。此类武器一旦取得突破,可以利用广袤的电离层,发挥多种军事作用。BAE系统公司相信未来50年内可研制出该系统。目前,该系统虽然在实际工程化方面仍然存在着很多现实问题,但其独特的创新方式,将会牵引一系列的科学基础技术和军事技术的革新。LDAL将如何变革未来战场侦察和防御能力?如何影响未来作战?将会给未来战场带来哪些变革呢?

LDAL系统作战构想

LDAL是一种复杂和创新的概念,是采用高功率激光器模拟、复制“电离层反射”和“沙漠蜃景”两种自然现象,并同时利用“克尔效应”等物理机制进行工作的武器系统。根据BAE公司发布的视频演示,LDAL系统通过空间轨道上的特种空天飞机发射高功率脉冲激光,对大气层的小部分区域进行暂时电离或加热,从而暂时地将地球大气转化为类似反射镜、玻璃透镜和类似菲涅尔波带片等光学器件的结构,实现电磁波的折射、反射和衍射等,用于增强或改变电磁波(如光波或无线电信号)传输通道。

在侦察时,LDAL通过折射作用改变电磁波的传播路径,使入射波被导入不同的方向进行聚焦,如同在目标上空安装了一个“超级放大镜”,这样指挥官可以获得比现有侦察卫星更为清晰的图像,轻易地识别出各种地面目标,并且探测距离更远。

如果敌方地面目标试图利用激光武器进行反击,空天飞机可以利用激光制造出等离子体,调节LDAL在电离层中形成“反射镜”,通过反射和衍射可破坏入射激光束的传播,使敌方发射的激光发生偏转无法命中目标,甚至被直接反射回去而烧毁敌方激光发射器。

目前,LDAL系统仍处于概念研究阶段,尽管BAE系统公司大概阐述了这种武器的基本工作原理和最终用途,但却未提及如何实现。脉冲激光如何在需要的地方形成电离层以及如何控制其面积,相关技术还远不成熟。但这项技术如果最终研制成功并应用,光学侦察卫星可能将无需使用复杂而庞大的光学镜片系统,其体积也会随之大大缩小,同时,LDAL还能保护航天系统免受地面激光武器的攻击。

LDAL系统应用趋势

获取情报是进行军事作战的关键,从作战开始之前的情报侦察监视,战争过程中的战场态势情报获取,至作战结束以后的作战效果评估,需要持续地为己方和友方提供情报信息。在这一过程中,侦察卫星和侦察机等在战场上进行侦察和监视起到了举足轻重的作用。LDAL可为基于电磁波的在轨工作军用卫星提供多种透镜服务,辅助其提高性能,甚至增加功能。其中光学成像侦察卫星作为最重要的天基侦察监视系统,一直以来是各主要航天国家的重点发展对象,而LDAL将作为侦察卫星的有效补充。

1.灵活应对目标反侦察活动。

一直以来,提高空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率是光学成像侦察卫星长期追求的目标。实际上,光学成像侦察卫星图像信息的获取受到时间、空间、轨道特性、载荷能力、气象、光照等诸多因素的影响,卫星过境时间段内可侦察的区域远远小于其覆盖的区域。LDAL可利用大气透镜对目标信息进行光学放大,使得侦察目标更加清晰,可侦察距离更远,侦察范围更大,从而大大提高情报侦察和监视能力,为后续的情报分析、目标锁定、精确打击、毁伤评估等活动奠定基础。

为了有效指导军事行动部署,提高军事行动的突发性和隐蔽性,国外通常使用卫星过境预报的方式来躲避敌方侦察卫星的侦察,在敌方卫星过境时伪装军事设施,停止军事活动,但该方式容易造成虚警。另外还可实施对军事侦察卫星进行干扰、欺骗和打击。LDAL平台机动性强,不受轨道等因素限制,侦察监视的方式较侦察卫星更加灵活,可灵活应对敌方的反侦察措施。

2.有效对抗干扰,提高命中精度。

LDAL系统侦察到敌方重要目标后,可迅速并持续锁定目标,空面导弹、面面导弹等武器装备兼容电视制导方式,可与LDAL侦察图像相匹配,可有效应对敌方诱饵欺骗、电子干扰等措施,将大大提高命中概率。并且其火力攻击距离可大大提高,甚至一些作战将从传统的超视距作战变为间隔几千公里的非接触式作战。另外,反辐射导弹兼容电视制导,与LDAL侦察图像匹配,可有效应对敌方雷达关机等措施,提高命中概率。

利用空间平台或临近空间多种平台配装LDAL系统,并利用多个大气凸透镜、凹透镜、反射镜等多种大气光学器件组合,形成空天大气光学器件网络,对地球进行分时分域侦察监视覆盖。在此基础上,用地面或空中远程导弹构建空中地面联合火力网,利用地球大气光学器件网络进行跟踪和辅助通信,对地面或空中任何位置发射的导弹进行目标指引,导弹武器辅以电视制导方式,可有效攻击全球目标,实现“全球感知,全球打击”。

3.抵御高功率激光武器的攻击。

按照LDAL的原理,大气“反光镜”等大气光学结构器件只能安装在60km以上的电离层,以抵抗电离层中大气“反光镜”一侧对另一侧的高功率激光武器攻击,可以保护己方和友方的飞机、舰船、车辆、地面设施、部队以及卫星等。按照BAE系统公司的视频介绍,甚至可以直接将激光返回烧毁对方高功率激光发射器。

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