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美国目前正在研发的新型军事装备中,高超音速武器和激光武器,都是重点攻坚的对象。其中激光武器美国已经研发了多年,陆海空军都有自己的相关项目,同时激光的功率也慢慢变得大。然而,美军花费40亿美元打造的大功率反导激光武器,恐怕要被中方花1美元就可以生产的器件给破解了。美国现在不得不面对一个现实,那就是在高超音速领域的研发上,与中国的差距越拉越大。
据《南华早报》报道,美国军方还没有兆瓦级功率的激光系统,目前在研的最新、最强大的激光武器,是陆军的一款功率达到300千瓦的系统。但是这套系统如果不继续加大功率的话,恐怕一服役就要“落后”了。因为中国的科研人员一直在研发并试验新型材料,用来保护无人机和导弹免受激光武器的攻击。现在中方人员找到了一个潜在的解决方案——新型粘合剂涂料。
据报道,中方科研人员在一项实验中发现,在保护导弹等武器不被激光灼烧损坏方面,一种普通的低成本树脂材料,显现出了非常广阔的应用前景。涂有这样一种材料的样品在被武器级激光束持续照射15秒后,仍然能完好无损。而本次试验用的激光功率密度为每平方厘米500瓦,远比摧毁一枚弹道导弹所需的功率强度大。正常的情况下,使用三兆瓦功率的激光武器,也就是3000千瓦,理论上就可以拦截一枚来袭导弹,相当于目标受到的功率密度仅为每平方厘米300瓦,小于这次试验的功率。
中方科研人员在试验中使用了2.5毫米的涂层,该涂层主要由硼酚醛树脂(BPR)制作而成,该材料主要用在高温度高压力环境。中国一家相关工厂每年最高可以生产数十万吨硼酚醛树脂。
最让西方分析人士惊讶的是,硼酚醛树脂的价格非常便宜。他们根据中国公开的工业数据,发现这种树脂的平均价格已降至每公斤7块钱,也就是1美元的水平。据中方这个来自某理工大学的科研团队介绍,将普通的硼酚醛树脂转化为“抗高能激光的防护涂层”,只有必要进行一些“修改”。这种解决方案使用低成本的原材料,不但制造工艺简单,而且防护性能非常高。
对于美国来说,在面对中国和俄罗斯加快速度进行发展的高超音速武器时,现有反导防空系统的作用能够说是“聊胜于无”。因为以现有手段,高超音速武器几乎没办法被拦截,这种武器的攻击速度达到了5马赫甚至更快,比大多数拦截系统都要快,而且飞行途中能够直接进行机动变轨,让飞行路径无法预测。俄罗斯近日称已经用“匕首”高超音速导弹摧毁了多套美制爱国者反导系统,五角大楼也已经证实了这一说法。
美军高级将领已经不止一次表态称,美军面对“对手”高超音速武器的“威胁”,“第一个任务”是使用激光武器进行拦截。由此看来,美军已经将激光武器视为最有希望应对高超音速武器的系统,因为聚焦的激光束以光速飞行,理论上拦截超高速目标不在线千瓦级激光武器,功率是舰载LaWS系统的10倍以上
据报道,美国现在正在试验的这款300千瓦级激光武器,是4年前由五角大楼外包给洛克希德·马丁公司的。美军当时声称这套系统是“最强大”的激光武器,其杀伤力是海军舰载激光武器LaWS系统的10倍以上,而且响应时间很短,可以光速打击目标。理论上在能源保障充足时具有无限次开火的能力,可完全摧毁导弹大小的来袭目标。五角大楼每年为研发投入的费用达到了10亿美元,这就从另一方面代表着这种反导激光武器,目前的总价值达到了40亿美元。美军计划在明年服役首个激光作战排,装备4辆激光发射车,以及一辆携带大量柴油的发电车。部署在制高点后,可以对目标发射300千瓦功率的激光,烧穿来袭导弹的外壳,以此来实现拦截效果。
但是,根据中国科研团队的试验,硼酚醛树脂材料已经被用在先进导弹和高速无人机上,作为热保护层使用。小组成员介绍,如果激光束功率足够大、足够集中的话,可以在短短几秒钟内烧穿传统的硼酚醛树脂涂层。因此,团队“直接从市场上”采购了一些无机化合物,比如碳化硅、二氧化锆和炭黑纳米粉末,并将它们添加到原始的硼酚醛树脂中,结果一种代号为“BPR-1”的新型硼酚醛树脂复合材料诞生了。
科研人员介绍,涂层烧蚀后虽然变成了白色物质,但相对保持完整,无显著的剥落或损坏迹象。在受到三兆瓦功率激光束照射15秒后,BPR-1涂层显示最大的背面温度为230摄氏度,该温度不足以烧毁大多数航空铝合金材料,因为这些铝合金的最低熔点为400摄氏度。也就是说,高功率激光器未能烧穿低成本的粘合剂涂层。试验表明,在烧蚀坑的底部出现了许多球形颗粒并融合在一起,整个热影响区还发现了熔化的玻璃状物质。科研人员说,这些颗粒和玻璃状物质,可能是由添加的BPR-1化合物产生的,这种涂层形成了一个保护性的缓冲区,填补了传统硼酚醛树脂中的空隙,防止了激光束的进一步损坏。
有西方分析人士指出,BPR-1涂层和其他新型保护材料技术的进步,正在将美国和中国之间的定向能武器“竞赛”,推向一个被称为“星球大战2.0”的新阶段。一种1美元的材料,很可能使一种价值数十亿美元的激光武器技术失去作用。不过这些分析人士也指出,涂层防护能力的提高,也会迫使美军研发激光武器的科学家进一步提升激光的功率,实现更大的杀伤力。
总的来说,美国在目前高超音速领域的武器研发上,已经被中国追上甚至是反超。比如美军的高超音速武器屡试屡败,导致空军直接放弃了AGM-183A项目。反观中国已经服役了多款高超音速导弹,涵盖海陆空所有平台,包括陆基的东风-17和东风-27高超导弹;空基有曾在珠海航展公开亮相,由轰-6K挂载的标有“2PZD-21”字样的型号;海基则有055万吨大驱装备的鹰击-21导弹。所以,美国在相关武器领域已经被中方拉开了较大差距。
为此,美国军方又增加了拦截高超音速武器的新激光反导项目的研发。结果没想到,中国科研人员在美军激光反导系统还没研制成功之前,又研发出了可以抵御激光照射的导弹新涂层。如果美军的激光武器以现有的指标服役,对上使用了这种新涂层的高超音速导弹,还是会处于“被动挨打”的境地。因此,美国在高超音速武器领域,与中国的差距不但没有缩小,反而越拉越大了。
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