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金屬鈑金新聞

美國(guó)ABL機(jī)載激光導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)

星之球科技 來源:奧瑞那激光2011-09-30 我要評(píng)論(0 )   

美國(guó)空軍機(jī)載激光(以下簡(jiǎn)稱ABL)試驗(yàn)機(jī)YAL-1A改進(jìn)自波音747-400F運(yùn)輸機(jī),裝載了最新研制的機(jī)載激光聚能武器,用于摧毀處于起飛助推段狀態(tài)的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈,將敵導(dǎo)彈消滅在...

美國(guó)空軍機(jī)載激光(以下簡(jiǎn)稱ABL)試驗(yàn)機(jī)YAL-1A改進(jìn)自波音747-400F運(yùn)輸機(jī),裝載了最新研制的機(jī)載激光聚能武器,用于摧毀處于起飛助推段狀態(tài)的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈,將敵導(dǎo)彈消滅在敵領(lǐng)空/領(lǐng)土上。ABL是由空軍發(fā)展實(shí)驗(yàn)室和ABL開發(fā)組(包含波音、諾斯洛普?格魯門空間技術(shù)和洛克希德•馬丁公司)共同研制開發(fā)。目前該機(jī)正在進(jìn)行各種試驗(yàn)工作。


  波音公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理、系統(tǒng)整合、作戰(zhàn)管理系統(tǒng)和波音747-400F的改裝工作。諾斯洛普•格魯門空間技術(shù)則制造激光發(fā)射系統(tǒng)。洛克希德•馬丁空間系統(tǒng)負(fù)責(zé)目標(biāo)截獲系統(tǒng)和激光控制系統(tǒng)的研制。美國(guó)導(dǎo)彈防務(wù)處(原彈道導(dǎo)彈防御組織)負(fù)責(zé)整個(gè)工程的管理,該處在新墨西哥中部阿爾布魁克的科特蘭空軍基地實(shí)行執(zhí)行權(quán)。




資料圖:美國(guó)空軍ABL激光載機(jī)空中巡航


  1996年,美國(guó)國(guó)防部撥給ABL開發(fā)組11億美元的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)用以開發(fā)實(shí)驗(yàn)整套ABL武器系統(tǒng)。1998年在諾斯洛普•格魯門空間技術(shù)的凱皮斯特蘭諾測(cè)試中心的試驗(yàn)中,激光發(fā)射系統(tǒng)達(dá)到了比標(biāo)準(zhǔn)高10%的級(jí)別。2000年4月,ABL最終鑒定評(píng)審?fù)瓿伞?/p>


  ABL飛機(jī)搭載的系統(tǒng)有兆瓦級(jí)的化學(xué)氧碘激光器(COIL),紅外跟蹤/高速目標(biāo)截獲系統(tǒng)和高精度激光目標(biāo)跟蹤光柱控制系統(tǒng)。激光武器由三個(gè)激光發(fā)射系統(tǒng)組成:一個(gè)威力兇猛的殺傷激光系統(tǒng)(主系統(tǒng))、一個(gè)激光指示系統(tǒng)和一個(gè)激光照明系統(tǒng)。主激光系統(tǒng)由機(jī)身背部的兆瓦級(jí)的化學(xué)氧碘激光器產(chǎn)生,波長(zhǎng)1.315微米。大威力的激光光柱從貫穿飛機(jī)前部的管子中穿越,而管子則貫通分隔前后機(jī)艙的隔艙。然后激光光柱穿過光柱控制系統(tǒng)后射出。光柱的指示非常迅捷。


  激光指示系統(tǒng)(BILL)已經(jīng)由諾斯洛普•格魯門空間技術(shù)開發(fā)完成,這種千瓦級(jí)的輕型只是用來指示目標(biāo),并測(cè)試當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈱?duì)激光的扭曲,并將扭曲的數(shù)據(jù)傳給筑控制計(jì)算機(jī),修正殺傷激光系統(tǒng)地發(fā)射。


  超高靈敏度跟蹤激光器(被動(dòng)測(cè)距系統(tǒng),ARS)的新型吊艙已經(jīng)安裝到了ABL飛機(jī)上。機(jī)載激光器是一種機(jī)載的定向能武器系統(tǒng),安裝在經(jīng)過重大改進(jìn)的747-400飛機(jī)上,依靠機(jī)載傳感器、激光器和復(fù)雜的光學(xué)器件來發(fā)現(xiàn)、跟蹤和摧毀處于助推段或發(fā)射段的彈道導(dǎo)彈。機(jī)載激光器項(xiàng)目的最終目標(biāo)是在2004年底之前將系統(tǒng)投入使用。


  ARS系統(tǒng)由二氧化碳激光器、主動(dòng)和被動(dòng)傳感器、光學(xué)系統(tǒng)、萬(wàn)向節(jié)和各種靈敏的電子裝置組成。其功能是為任務(wù)處理器提供數(shù)據(jù),而后者利用這些信息對(duì)敵方的彈道導(dǎo)彈進(jìn)行跟蹤,并對(duì)它們進(jìn)行排序,以便由ABL系統(tǒng)中兆瓦級(jí)的化學(xué)氧碘激光器(COIL)實(shí)施攻擊。COIL在導(dǎo)彈的金屬外殼上聚集足夠的能量,使其裂開或變成碎片。


  在跟蹤過程中,ARS可以為ABL戰(zhàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)提供5個(gè)組件狀態(tài)矢量。而這些數(shù)據(jù)將用來計(jì)算導(dǎo)彈的軌跡參數(shù),比如估計(jì)導(dǎo)彈的發(fā)射點(diǎn)和預(yù)計(jì)彈著點(diǎn)。即使導(dǎo)彈不宜采用ABL進(jìn)行攻擊,也可以由彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的其它部分利用這些數(shù)據(jù),在中段或末段攻擊目標(biāo)。由于在2002年7月的首次飛行試驗(yàn)中造成了嚴(yán)重的抖動(dòng),此前的一個(gè)吊艙已經(jīng)拆掉。此次吊艙并不包含真正的ARS傳感器,而僅僅是對(duì)ARS進(jìn)行模擬。如果試驗(yàn)成功,那么ARS將安裝到飛機(jī)。


  跟蹤照射激光器(TILL)。是首臺(tái)通過軍用飛機(jī)機(jī)載飛行認(rèn)證的二極管激發(fā)鐿:釔鋁石榴石激光器。雷聲空間與機(jī)載系統(tǒng)公司的TILL將與光束轉(zhuǎn)換透鏡結(jié)合起來,用于ABL的光束控制/火力控制系統(tǒng)的終端對(duì)終端試驗(yàn)。


  TILL是光束控制/火力控制系統(tǒng)中一個(gè)完整的部分,用于發(fā)射高速、高能脈沖激光射向處于助推段的導(dǎo)彈,隨后激光被發(fā)射到一個(gè)非常敏感的照相機(jī)上。得到的反射激光數(shù)據(jù)被用來獲取導(dǎo)彈的速度和高度信息。
 

  這個(gè)月,雷聲公司在一臺(tái)TILL系統(tǒng)的衍生型上開始了技術(shù)發(fā)展工作,以提高該系統(tǒng)的性能和精確度。同時(shí),該公司還開始了系統(tǒng)備件的生產(chǎn)。


  在2001年3月,雷聲公司的TILL成為該公司高能激光中心4種臨界ABL固態(tài)激光器中首臺(tái)進(jìn)行成功的發(fā)射試驗(yàn)的激光器。


  ABL研究小組(包括波音公司、洛?馬公司和TRW公司)正在美國(guó)空軍和導(dǎo)彈防御局的指導(dǎo)下開發(fā)革命性的機(jī)載助推段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。ABL系統(tǒng)將把一臺(tái)兆瓦級(jí)的化學(xué)激光器安裝在一架改進(jìn)的747-400F飛機(jī)上,以摧毀處于助推段的導(dǎo)彈。波音公司是ABL研究小組的牽頭公司,負(fù)責(zé)監(jiān)督戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)的開發(fā)、武器系統(tǒng)綜合和提供改進(jìn)的載機(jī)。TRW負(fù)責(zé)提供全套化學(xué)氧-碘激光器。洛•馬公司負(fù)責(zé)開發(fā)光束控制/火力控制系統(tǒng),該系統(tǒng)用于獲取目標(biāo),然后精確的瞄準(zhǔn)和發(fā)射激光。


2001年11月10日,首架ABL在波音公司位于堪薩斯州威奇托的工廠首次飛行,但激光和波束控制系統(tǒng)還沒有安裝到該平臺(tái)上。450千克的隔艙已經(jīng)安裝的飛機(jī)上,隔艙是用于保持穩(wěn)定性和確保飛機(jī)在攜帶激光系統(tǒng)飛行的時(shí)候保持必要的靈活性。此外,安裝紅外搜索和跟蹤傳感器所需的主要改進(jìn)工作也已經(jīng)完成,這些傳感器用于最初發(fā)現(xiàn)正在接近的彈道導(dǎo)彈。在首次飛行之后,ABL小組將繼續(xù)進(jìn)行地面檢驗(yàn)的試驗(yàn)。


  飛機(jī)最初的飛行將是飛行資格試驗(yàn),主要關(guān)注的是飛機(jī)的性能。在進(jìn)行大約5次這樣的飛行之后,飛行試驗(yàn)的內(nèi)容將增加作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的內(nèi)容。再然后是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和跟蹤由白沙導(dǎo)彈試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)射的“長(zhǎng)矛”戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。這部分試驗(yàn)將在最初飛行后的兩到三周后進(jìn)行。
 

  波音公司負(fù)責(zé)整個(gè)ABL項(xiàng)目的管理和系統(tǒng)的集成工作,還負(fù)責(zé)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的改進(jìn)和飛機(jī)的改裝。TRW公司負(fù)責(zé)化學(xué)碘激光器的建造和地面支持子系統(tǒng)。洛克希德•馬丁公司負(fù)責(zé)波束控制/開火控制系統(tǒng)。此外,雷聲公司作為洛克希德馬丁公司的子承包商負(fù)責(zé)該系統(tǒng)中四個(gè)重要的激光器之—的ABL跟蹤照射激光器。


  眾議院2002財(cái)年的國(guó)防法案中將ABL項(xiàng)目削減了1000萬(wàn)美元。參議院在削減的13億美元的導(dǎo)彈防御資金中削減該項(xiàng)目8000萬(wàn)美元。但是后來的參議院法案中恢復(fù)了被削減的資金,由總統(tǒng)來決定該項(xiàng)目包括導(dǎo)彈防御是否應(yīng)該包括在反恐怖的預(yù)算中。


  如果資金真的被削減,即使是1000萬(wàn)美元,都將導(dǎo)致首架ABL飛機(jī)的研制和演示,這是因?yàn)楣鈱W(xué)技術(shù)和工作至少需要提前三年。去年決定在2008年ABL具有初始作戰(zhàn)能力,為保證時(shí)間需要現(xiàn)在就開始進(jìn)行工作。此外光學(xué)工作對(duì)于保持大量專門的廠商也很有必要,這些廠商可以為ABL項(xiàng)目提供技術(shù)。


  ABL項(xiàng)目官員反復(fù)地解決縮小的工業(yè)基礎(chǔ)問題,這些問題有可能會(huì)妨礙項(xiàng)目的進(jìn)行。ABL項(xiàng)目需要飛機(jī)上的非常專業(yè)的光學(xué)技術(shù)和用于飛機(jī)上的更小的激光系統(tǒng),只有少數(shù)的公司有能力提供專業(yè)的光學(xué)技術(shù)和確保激光在發(fā)射后不會(huì)在激光器中燃燒。


  盡管目前ABL小組中有很多公司,但是還會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。例如突然出現(xiàn)的為激光器和波束控制部分增加涂層的問題。為ABL的這些部分增加涂層將使工作無(wú)法按計(jì)劃完成,這可能需要幾個(gè)月,這將導(dǎo)致試驗(yàn)工作的推遲。

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  空軍在今年夏天收到了用于ABL的1.53億美元,這是國(guó)會(huì)通過的2001財(cái)年補(bǔ)充撥款中的一部分。空軍已經(jīng)警告如果收不到這筆資金將放慢ABL項(xiàng)目的進(jìn)行。這筆資金用于使系統(tǒng)的部分部件更輕和其他飛機(jī)集成問題。重量一直都是ABL中的重點(diǎn),研制小組將充分利用所有的平臺(tái)以減輕重量。
 

  BMDO為了保證在2003年可以進(jìn)行重要的演示,因此在2002財(cái)年預(yù)算中為ABL項(xiàng)目申請(qǐng)了4億美元。同時(shí),BMDO還將項(xiàng)目的管理權(quán)收回,這是因?yàn)锽MDO的官員們認(rèn)為空軍的管理水平很差,但是更多的原因是BMDO可以對(duì)導(dǎo)彈防御結(jié)構(gòu)保持“顯著的作用”。


  2002年5月,飛機(jī)的改裝工作完成。這些工作包括激光轉(zhuǎn)塔的安裝、機(jī)鼻的改造以及控制計(jì)算機(jī)等硬件的安裝。這次交付的飛行轉(zhuǎn)塔是光速控制/火力控制系統(tǒng)(BCFC)的心臟 , 采用全套陣列的鏡面和光學(xué)裝置對(duì)大氣影響和飛行擾動(dòng)進(jìn)行修正,使高能激光束對(duì)準(zhǔn)、到達(dá)并聚集到助推階段的彈道導(dǎo)彈上。該飛行轉(zhuǎn)塔由洛克希德•馬丁公司的空間系統(tǒng)部研制,裝在飛機(jī)的頭部,由球形轉(zhuǎn)塔和滾轉(zhuǎn)外殼組成,轉(zhuǎn)塔內(nèi)有大孔徑望遠(yuǎn)鏡和高透過率共形窗口,提供任務(wù)所需的全部運(yùn)動(dòng)范圍。


  2002年7月,改裝完成的飛機(jī)進(jìn)行了第一次試飛,在經(jīng)過飛行安全鑒定后,飛機(jī)轉(zhuǎn)到了加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地安裝光柱控制系統(tǒng)和激光發(fā)射器。2004年,ABL成功地摧毀了一枚試驗(yàn)用的彈道導(dǎo)彈。
 

  2004年10月,導(dǎo)彈防御局(MDA)啟動(dòng)幾項(xiàng)小規(guī)模的研究與發(fā)展計(jì)劃,目的是減輕機(jī)載激光器系統(tǒng)(ABL)重量和改善其性能。MDA的激光技術(shù)項(xiàng)目包括多種針對(duì)在彈道導(dǎo)彈防御中能夠使用定向能的小規(guī)模、三年計(jì)劃。如果獲得成功,在上述計(jì)劃中發(fā)展的技術(shù)將用于MDA的現(xiàn)行項(xiàng)目。上述計(jì)劃之一是能夠減輕ABL使用的化學(xué)氧化碘激光器(COIL)重量的先進(jìn)COIL技術(shù)。MDA正在同國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局聯(lián)合開發(fā)二級(jí)管抽運(yùn)式液氧激光器。雖然這是一項(xiàng)長(zhǎng)期研究工作,但它最終能使ABL的重量減少到原來的十分之一。


  光束控制/火控系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)預(yù)計(jì)將持續(xù)到2005年。項(xiàng)目組將首先檢查ABL飛機(jī)的適航性,隨后將對(duì)縮比“海神”試驗(yàn)機(jī)攜帶的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
 

  這種飛機(jī)計(jì)劃在2006到2008年間開始批量生產(chǎn)。最初將有3架ABL飛機(jī)在2006年服役,2008年服役飛機(jī)的總數(shù)將達(dá)到7架。
 

  2007年7月,美國(guó)導(dǎo)彈防御局(MDA)的機(jī)載激光(ABL)推進(jìn)-上升階段導(dǎo)彈防御計(jì)劃將于本周及下周于參議院2008財(cái)政年度國(guó)防預(yù)算授權(quán)法案武器系統(tǒng)審核中扮演突出角色。當(dāng)參議院武裝部隊(duì)委員會(huì)(SASC)戰(zhàn)略力量分會(huì)主席Bill Nelson 7月9日在參議院審議該法案過程中介紹其分委員會(huì)工作時(shí),為SASC從ABL項(xiàng)目預(yù)算申請(qǐng)中削減2億美元的建議作了辯解。他在吹捧計(jì)劃的潛在價(jià)值同時(shí),將削減36%預(yù)算描繪為對(duì)一個(gè)成本不斷增長(zhǎng)及進(jìn)度滯后項(xiàng)目應(yīng)有的謹(jǐn)慎。SASC在其法案的附件報(bào)告中稱;"委員會(huì)認(rèn)識(shí)到自1996年立項(xiàng)時(shí)起ABL項(xiàng)目就存在進(jìn)度拖延和成本超支的歷史,委員會(huì)認(rèn)為很多技術(shù)挑戰(zhàn)、使用約束以及巨大的成本問題依然存在。"參議員們說,國(guó)防部先前告知國(guó)會(huì)該系統(tǒng)將于2003年具備應(yīng)急能力。但最新的時(shí)間表已將首次擊落驗(yàn)證飛行測(cè)試延遲至2009年,即便一切順利,該系統(tǒng)也不太可能在2018年以前投入使用。而且,包括導(dǎo)彈防御局在內(nèi)的ABL系統(tǒng)支持者已經(jīng)警告稱國(guó)會(huì)削減開支提案將使首次擊落測(cè)試由2009年再次延后2年。ABL演示項(xiàng)目被預(yù)期從立項(xiàng)到首次擊落的成本為50億美元。但民主黨領(lǐng)導(dǎo)下的SASC稱,即便飛行測(cè)試正常,也不能證明系統(tǒng)能夠作戰(zhàn)有效,并補(bǔ)充說:"且系統(tǒng)是否具有經(jīng)濟(jì)可承受性,目前還不清楚。"國(guó)會(huì)預(yù)算辦公室已提供一份初步概算:由七架飛機(jī)組成的可運(yùn)行的ABL系統(tǒng)總共可能需要360億美元。布什政府已申請(qǐng)5.488億美元用于下一財(cái)年ABL系統(tǒng)繼續(xù)研制的費(fèi)用。


  2007年7月,美國(guó)導(dǎo)彈防御局(MDA)近期完成了機(jī)載激光器(ABL)的空中模擬攻擊試驗(yàn),通過跟蹤、瞄準(zhǔn)和模擬攻擊空中目標(biāo),對(duì)機(jī)載激光器的戰(zhàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)以及波束控制/火控系統(tǒng)的性能進(jìn)行了演示驗(yàn)證。試驗(yàn)時(shí),跟蹤照射激光器(TILL)和代替高能激光器的低能激光器均安裝在ABL飛機(jī)的機(jī)頭轉(zhuǎn)塔中,跟蹤照射激光器對(duì)一架改裝過的NC-135運(yùn)輸機(jī)實(shí)施照射,其回波主要用于測(cè)量大氣環(huán)境。NC-135運(yùn)輸機(jī)上的攝像設(shè)備顯示,低能激光器最后準(zhǔn)確命中了飛機(jī)上繪制的導(dǎo)彈目標(biāo)。據(jù)悉今年下半年,在開始將化學(xué)高能激光器安裝在ABL飛機(jī)上之前,還將進(jìn)行一系列的試驗(yàn)以評(píng)估機(jī)載激光器的性能。


  2007年7月,美國(guó)導(dǎo)彈防御局日前宣布,機(jī)載激光器(ABL)項(xiàng)目在2007年7月24日取得了一項(xiàng)具有歷史意義的成果——傳播了信標(biāo)照明激光(BILL),并使用反射激光補(bǔ)償了大氣干擾。7月24日舉行的測(cè)試演示了機(jī)載激光器利用照明激光跟蹤模擬目標(biāo)、對(duì)大氣干擾進(jìn)行補(bǔ)償,以及完成作戰(zhàn)序列(模擬向目標(biāo)發(fā)射高能激光)的能力。此外,激光在測(cè)試中的表現(xiàn)證明其更適用于摧毀彈道導(dǎo)彈。這使項(xiàng)目向第二個(gè)“低能量系統(tǒng)主動(dòng)集成飛行測(cè)試知識(shí)點(diǎn)”邁出了重要一步,首個(gè)知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)于本月、早些時(shí)候完成。測(cè)試包括探測(cè)“大烏鴉”(改進(jìn)型NC-135飛機(jī))目標(biāo)飛機(jī),利用跟蹤照明激光(TILL)進(jìn)行跟蹤,利用BILL的目標(biāo)反射激光進(jìn)行大氣補(bǔ)償,利用替代高能激光(SHEL)進(jìn)行打擊。機(jī)載激光器將繼續(xù)進(jìn)行飛機(jī)測(cè)試,對(duì)抗“大烏鴉”機(jī)載目標(biāo),以期今夏在愛德華空軍基地開始安裝先進(jìn)化學(xué)碘氧激光(COIL)器之前進(jìn)一步確定機(jī)載激光器的性能。

 

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