经济推动了射线枪的复兴

激光武器的成本更低,应该能很好地对付无人机和巡航导弹

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在艺术家的渲染图中,一辆卡车有五组轮子——两组装在驾驶室里,其余的装在拖车上——拖车顶部有一个盒子,从盒子里有一条红色的光线以一个角度向上投射,最后是一架正在被摧毁的飞机的剪影

洛克希德·马丁公司的激光功率高达300千瓦,足以炸飞一架无人机或一架飞机。

洛克希德·马丁公司

技术挑战有人把导弹防御比作用子弹打子弹。此外,使用昂贵的拦截弹来打击廉价目标的经济挑战依然严峻——就像用金弹击中铅弹一样。

也许用激光击落这些目标可以节省麻烦和金钱。一旦系统设计、建造和支付,每次射击的成本就会很低。这样的考虑导致五角大楼的规划者从洛克希德·马丁公司该公司刚刚向美国陆军交付了一台300千瓦的激光器。这种新武器结合了一大束子弹的输出光纤激光器以不同的频率形成一束白光。这种激光器已经在实验室进行了测试,它应该会在2023年的某个时候进行首次现场试验。通用原子公司该公司是圣地亚哥的一家军事承包商,也在为陆军开发这种功率的激光器distributed-gain设计,它只有一个光圈。


这两种系统都提供了使用成本低廉的前景。通用原子公司负责激光系统的副总裁迈克尔·佩里(Michael Perry)说,一个脉冲持续几秒钟,电费本身就在“5到10美元”之间。

为什么我们现在才有射线枪,在h·g·威尔斯一个多世纪之后想象他们在他的科幻小说世界大战?部分原因是对廉价反导弹防御系统的需求不断增长,但主要原因是高能激光技术的进步。

老式的备用设备用于强大的激光化学反应在流动气体中。这种方法既笨拙、笨重又危险,激光本身也成了敌人攻击的易燃目标。其优点是,这些化学激光器可以变得非常强大,与20世纪60年代令观察者惊叹的微弱脉冲红宝石激光器相去甚远打洞在剃须刀片中(以“吉列”)。

“使用激光,如果你能看到它,你就能杀死它。——洛克希德·马丁公司的罗伯特·阿夫扎尔

到2014年,光纤激光器已经达到了可以考虑用于武器的程度30-kW模型安装在美国航空母舰上男妓在美国,它展示了在相对近距离击落快艇和小型无人机的能力。目前在两个陆军项目中使用的300千瓦光纤激光器发射出大约100千瓦的光功率,足以在相当远的距离上烧毁更大的目标(更不用说相当多的吉列)。

佩里说:“这种级别的激光可以有效打击各种目标,包括巡航导弹、迫击炮、无人机和飞机。”“但(弹道导弹发射的)再入飞行器就不行。”他说,这些是弹头,为了抵御它们,你可能必须在火箭仍处于助推阶段时击中它,这意味着将激光放置在轨道上。激光技术离实现这样的壮举还很远。

即便如此,这些未来武器无疑将在当今世界得到广泛应用。以色列的新闻4月通过实地测试一种名为“铁束”(Iron Beam)的机载反导激光器,该激光器取自以色列用来击落从加沙发射的火箭的导弹系统“铁穹”(Iron Dome)。激光系统,据报道,额定功率约为100千瓦,目前尚未服役,也未参加过战斗,但有一天它可能会用光子取代部分(如果不是全部)“铁穹”导弹。其他国家也有类似的能力,或者说是这样说的。今年5月,俄罗斯表示,他们使用激光从5公里外焚毁了一架乌克兰无人机,乌克兰总统弗拉基米尔·泽连斯基嘲笑

定向能武器的优点和缺点

一枚导弹被低功率,2013年版洛克希德·马丁公司的光纤激光器www.youtube.com

不过,并不是所有的射线枪都必须是激光器。今年3月,台湾的新闻报道中国研究人员已经建造了一种微波武器,原则上可以将其放置在轨道上,其5兆瓦的脉冲可以烧毁敌方卫星的电子心脏。但是,在实验室里制造这样一台机器与在野外操作完全不同,更不用说在外太空中,供电和消除余热是主要问题。

由于激光器的性能在恶劣天气下会下降,因此不能依靠它们自己来防御至关重要的目标。相反,它们必须与动能武器(导弹或子弹)配对,以创建一个分层的防御系统。

“使用激光,如果你能看到它,你就能杀死它;通常雨雪不会造成太大的威胁,”洛克希德·马丁公司的激光专家罗伯特·阿夫扎尔说。“可是雷雨云——那就太难了。”

阿夫扎尔说,激光放置的位置越高,它面临的干扰就越少,但这是需要权衡的。“拥有一架飞机,你可以拥有最少的资源——最小的体积,最小的重量。在船上,你有更多的可用资源,但你在海洋大气中,这是相当模糊的,所以你可能需要更多的能量才能到达目标。而陆军则处于两者之间:它应对的是更近的威胁,比如火箭和迫击炮,他们需要一个纵深弹匣,因为他们要对付的目标要多得多。”

在任何情况下,关键是只有在必要时才使用昂贵的反导导弹。以色列之所以选择激光武器,部分原因是其“铁穹”导弹的成本远远高于它们防御的非制导、主要是自制的火箭。俄罗斯和乌克兰目前正在使用的一些军用无人机不会打破那些衣食住行爱好者的预算。如果你用如此昂贵的弹丸从空中击落他们,那将是一场得不偿失的胜利。

对话(1)
布莱恩·瑞德曼 2022年12月5日

在20世纪70年代早期,美国陆军资助Avco公司为机动测试单元(MTU)战术激光武器开发一种输出30-40千瓦的放电CO2气体激光器。美国陆军在1975年和1976年进行了MTU野外实验,激光束击落了无人驾驶飞机和直升机。MTU激光器由电力驱动,而不是通过化学反应。在20世纪80年代,里根的SDI计划吸收了用于战术任务的激光发展的大部分资金,以支持更高优先级的战略防御任务。所以里根是我们现在才有激光枪的原因。

3种方法帮助NASA的全电动飞机起飞

N3-X计划于2040年推出,最多可搭载300名乘客

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一架飞机在云层中飞行的插图

美国宇航局提出的全电动N3-X飞机载客量将是目前电动飞机的10倍。

美国国家航空航天局

这篇文章是我们独家报道的一部分IEEE期刊手表系列与IEEE Xplore合作。

全电动飞机的竞争正在进行中,一些早期设计正在成为头条新闻。在过去的九月,一个原型Eviation爱丽丝完成了8分钟的首飞,以及更多的型号等Heart Aerospace的ES-30,预计将在未来几年内首次亮相。然而,到目前为止,所有这些型号的设计都只能搭载30名或更少的乘客,而且飞行距离很短。

例如,Eviation Alice只能让两名机组人员和九名乘客在200米的距离上飞行463公里ES-30的全电动型号虽然设计最多可搭载30名乘客,但其航程仅为200公里。为了真正降低温室气体排放,缓解气候变化的影响,需要更大的全电动飞机。值得注意的是,大型飞机的温室气体排放占航空业温室气体排放的75%以上,考虑到历史上航空旅行每年增长4%至5%,这些排放可能会随着时间的推移而恶化。

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FAST实验室的尖端研发使创意更快地进入领域

BAE系统公司的FAST实验室工程师将突破性的创新转化为现实生活的影响

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女人用她的手操作控制系统旁边的男人观察其他设备。

FAST实验室是一家研发机构,研究团队可以在这里发明并看到他们的工作变成现实。

BAE系统公司

这篇文章是由BAE系统公司

没有人会去拼半块拼图。同样,国防工业的研究人员和工程师希望看到整个情况——看到他们的创新成果落到作战人员和商业客户手中。

这种渴望正在推动中国的增长BAE系统公司的FAST实验室研发机构。

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