在美利坚联邦合众国军方的一块高功率固体激光器项目第三阶段的竞争中,kw激光模块的一层层激光集成为一束激光

来源:未知作者:科技 日期:2020/05/06 14:52 浏览:

[美国《防务日报》2006年1月11日报道] 在美国军方的联合高功率固体激光器项目第三阶段的竞争中,诺斯罗普格鲁曼公司和Textron系统公司最终胜出,分别赢得5670万美元和1000万美元的合同,继续进行军用高能固体激光器的研究。联合高功率固体激光器项目于2002年启动,由美国陆军空间与导弹防御司令部、空军研究实验室、海军研究署和国防部联合技术办公室共同出资。项目的目标是通过第三阶段的研究将激光器的功率提高到100千瓦。最初参与JHPSSL研究的有雷声公司、诺斯罗普格鲁曼公司和劳伦斯利弗莫尔国家实验室。2005年下半年,根据第二阶段的要求,三家机构进行了25千瓦固体激光器的实验室演示,雷声公司的功率不到10千瓦,诺斯罗普格鲁曼公司的激光器功率超过了27千瓦,持续时间为350秒,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的功率超过30千瓦。而Textron系统公司则是在2005年才加入该项目,但是却在此次竞争中后来居上。合同的签订时间比原计划的2005年10月推迟了一些,入选方案的实验室论证预计在200762+年进行。如果项目取得成功,在今后4到5年内就可以部署高能激光武器系统。该系统可以安装在海陆空多种平台上,可以执行各种部队保护和打击任务,比如舰艇巡航导弹防御;陆上火箭、火炮与迫击炮防御;空中平台的精确打击任务。

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[据美国《航空周刊与空间技术》网站近日报道]就在装备预算压力使新技术进入美国国防部采办规划变得困难的时刻,激光武器达到了关键的成熟级别。

高能激光在毁伤验证试验中取得的成功引起了潜在用户的密切关注,但技术能满足实战需求的计划还是很少。

在未来数月进行的几项关键作战试验将决定定向能武器是否在近期能获得应用。同时,研制更有效电子激光器的工作继续加速。美国诺思罗普格鲁门公司定向能系统副主任丹威尔特表示,现在面临的主要挑战是对资金的争取,技术就绪程度已不是最主要的。人们只看到定向能革命性的优势,但新技术的出现都要经历困难时期。

由于诺思罗普格鲁门公司和美国达信防务系统公司在“联合高功率固体激光器”计划中实验室环境下实现了超过100 kw的毁伤功率级激光器,人们对其兴趣也随之高涨。两家公司都采用了盘形激光器技术。诺思罗普格鲁门公司是将7束15 kw的激光链光学集成为一束激光,而达信则将来自6个15 kw激光模块的一系列激光集成为一束激光。

从作战角度来说,电子激光引人之处在于它们的速度和精度;地下深处弹药库,仅受到可获得功率与制冷能力的限制;与导弹相比单次攻击成本较低,尤其是与火箭、各类炮、迫击炮和无人机相比。

不足之处包括电到光的转换效率低,当前的激光器因有效地把能源转换成废热而损失的能量是照射在目标上激光能量的四倍。这增加了对功率和冷却的需求,同时加大了激光武器系统的尺寸和重量。由于实际发射试验数据库来源于工作在不同波段化学激光器的试验,因此在电子激光器的实际效率还存在一些未解问题。

即将来临的陆地和海上外场试验会回答后一个问题,而技术的持续发展如光纤激光器允许改进能效并降低系统体积。

现在关注的是推进技术的成熟,使其满足武器系统研制计划的需求。威尔特表示,公司希望在平台需求确定的时候技术成熟度能达到6级,这样可将对定向能系统的需求纳入进来。

为推动技术成熟,诺思罗普格鲁门公司将其联合高功率固体激光器从试验室搬到位于美国新墨西哥州白沙的“高能激光系统试验设施”。固体激光器将与化学“战术高能激光器”的指示器/跟踪器相连,这一化学激光器在二十一世纪初曾击落过火箭和炮弹。

随着SSLTE和HEL TD为陆基武器铺平道路,MLD为海基系统铺平道路,推动飞机激光器成熟的责任落在了美国国防高级研究计划局的Hellads计划上,而“美国空军研究实验室”的“电子激光器”计划落在了“大型飞机”计划上。

在高能液体激光区域防御系统项目中,美国通用原子航空系统公司和达信防务系统公司正就验证一套飞行重量的150kw激光武器系统展开竞争,这一验证工作通过激光拦截针对典型目标的地基发射来实现。在大型飞机电子激光器项目中,美国空军研究实验室计划于2012~2014年间进行将Hellads激光器搭载在B-1轰炸机武器舱内的飞行试验。

除ELLA项目,还有一个处于概念阶段的“小型飞机电子激光器”计划,它飞用于战术飞机的定向能武器,其所要求的技术研发超过JHPSSL项目。用于研制美国国防部的“耐用电子激光倡议”和国防预先研究计划局的“光纤激光器革新”计划的主要飞行器还处于收集阶段。

RELI为JHPSSL项目的后继项目,其目的是验证更高的效率与更好的光束质量。目标是将JHPSSL不足20%的电-光转换效率提高到30%,同时削减功率和制冷需求,以使系统小型化满足战术飞机的要求。

通用原子公司、美国洛克希德马丁公司和美国雷声公司分别获得一项合同,在5年内验证25 kw级的实验室系统,并可升级到100 kw。通用原子将改进其Hellads分布式放大激光的方法,以提高其效率。洛克希德马丁将采用由AcuLight公司2008年研制出来的光纤激光器。雷声则寻求平面波导激光器。而诺思罗普格鲁门希望获得RELI合同,他们建议使用光纤激光器。

光纤激光器固有特性就是效率要高些,但功率和成熟程度要比JHPSSL所采用的盘形激光器低些。国防预先研究计划局RIFL项目的目标是将每个光纤激光器的输出功率由1 kw提高到3 kw,同时保持合成激光所需的高光束质量,以满足提高功率的需求。

洛克希德马丁公司激光传感器事业开发部负责人约翰沃基纳表示,美国AcuLight公司已验证了接近RELI所要求的光束质量。为进一步提高光纤激光器的功率,公司将采用光谱光束复合技术。雷声公司表示,盘形波导激光器甚至可提供更高的效率和功率。雷声空间和机载系统公司负责先进技术和概念的副主任罗伊阿泽维德指出,由于热累积降低了光束质量,PWG提出了获取高功率的一种途径,可以满足RELI对功率的需求。该公司验证了16 kw级的激光器,并认为通过单个PWG激光盘就可达到25 kw。单个盘形激光器要想实现非常高的功率还是有很大的挑战,或者也可以通过复合多个盘形激光器来实现高功率。

雷声公司已验证处于对视力无害波段激光的使用。尽管JHPSSL技术已准备用于野外试验和近期在低功率或大型平台上的潜在应用,但RELI和RIFL必须在适于战术飞机的高功率激光器研制方面取得成功。