激光在军事中的运用——高能激光武器毁伤原理与防护
_激光技术的军事应用
激光制导是用来控制飞行器 飞行方向,或引导兵器击中目标 的一种激光技术[2]。激光制导的 基本原理是: 用激光器发射激光 束照射目标,装于弹体上的激光 接收装置则接收照射的激光信号 或目标反射的激光信号,算出弹 体偏离照射或反射激光束的程 度,不断调整飞行轨迹,使战斗 部沿着照射或反射激光前进,最 终命中目标。
2) 连续波激光测距 连续波激光测距机通常采用 相位法进行测距,其原理是首先 向目标发射一束经过调制的连续 波激光束,光束到达目标表面后 被反射,通过测量发射的调制激 光束与接收机接收的回波之间的 相位差,可算出目标与测距机之 间的距离。连续波激光测距机的 测距 精 度 高,可 达 到 2 mm。因 此,连续波激光测距机大多用来 对合作目标进行较为精确的测 量,如用作自动目标跟踪系统中 的精密距离跟踪( 如对导弹飞行 初始段的测距和跟踪) 、大地测 量等。 2. 1. 2 激光雷达 激光雷达是以发射激光束探 测目标的位置、速度等特征量的 的探测系统[2]。向目标发射探测 信号( 激光束) ,然后将接收到的 从目标反射回来的信号( 目标回 波) 与发射信号进行比较,做适 当处理后,就可获得目标的有关 信息,如目标距离、方位、高度、 速度、姿 态,甚 至 形 状 等 参 数, 从而对飞机、导弹等目标进行探 测、跟踪和识别。 1) 激光雷达的特点 激光雷达由于使用的是激光 束,工作 频 率 较 微 波 高 了 许 多, 因此,带 来 了 很 多 特 点,主 要 有: 分辨率高: 激光雷达可以获 得极高的角度、距离和速度分辨 率。 通 常 角 分 辨 率 不 低 于 0. 1 mrad; 并 可 同 时 跟 踪 多 个 目 标; 距离分辨率可达 0. 1 m; 速度 分辨率能达到 10 m / s 以内。激光 雷达最适于远距离高分辨率成像。
激光在军事武器中的应用研究
文献综述激光在军事武器中的应用研究2016年6月2日目录摘要 (1)1.绪论 (2)1.1引言 (2)1.2激光技术发展历程 (2)1.3激光技术在军事领域的应用的研究现状 (3)2.激光的基本特性 (4)2.1激光的概念 (4)2.2激光的特点 (4)2.3激光的产生 (5)3.激光技术在军事领域的应用 (6)3.1激光武器的分类 (6)3.2已装备的激光技术军事运用 (8)3.3激光武器的特点及局限 (12)展望 (13)参考文献 (14)激光在军事武器中的应用研究摘要随着人类文明和科技不断发展与进步,越来越多的科技被运用,许多技术被运用到军事领域上来,研制了许多的军事武器,高技术武器装备的研究更是带动了科技的不断进步,尤其是激光技术进步。
激光技术是人类20世纪60年代的重大科学技术成就之一,激光具有高亮度、高方向性、高单色性及相干性好的特点,尤其在现代军事的观测、监视、通信及武器系统方面的应用发挥了巨大作用。
现代军事侦察技术特别是卫星、遥感技术的发展,地球上空有千余颗各类侦察卫星和通信卫星,对世界各国进行着全方位、全频谱、全时、全维的侦察和探测。
激光技术用于军事,不仅可以提高现有常规武器的命中率,而且可为军队提供新型战术武器,从而大大增强军队在现代战争中的作战能力,其应用有激光雷达、激光测距、定向能激光武器、激光制导、激光通信、航空航天、电子对抗等方面,受到各大军事强国的重视,成为军事技术最活跃的一个领域。
关键词:激光技术,激光测量,激光通信,激光制导,激光武器1.绪论1.1引言随着高技术武器装备的问世并运用于局部战争,高技术局部战争便应运而生,并经历着由低级向高级的发展过程。
高技术局部战争以其鲜明的特征,标志着战争这个古老而又年轻的社会现象发展到了一个崭新的阶段。
第二次世界大战以来,由于霸权主义的争夺而导致的局部战争和武装冲突连绵不断,在新技术革命大潮的冲击下,科学技术得到了飞速发展。
军事高技术的兴起,使军队的武器装备发生了质的飞跃,一件件新式武器装备诞生了,一件件旧式武器装备被淘汰了。
激光在军事上的应用
4)激光侦察
“室内讲话,墙外有耳”
二、激光通信
以激光作为载波传递信息的一种通信方式。 1)大气激光通信 构造: 接收机 发射机 Laser
大气传输
发射望远镜 接收望远镜 光电转换器
调制器
放大器
放大器
解调器
发话器
受话器
优点:结构简单,通信轻便。保密性好,抗干 扰能力强。 缺点:在大气中传输,激光衰减严重,天气影响 大,且只能直线传播,通信受到限制。
2)激光雷达
激光雷达:采用类似于激光测距机的原理与构造研制,是一种工作 在从红外到紫外光谱段的探测系统。 工作原理:激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即 由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系 统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。 至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确 定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求 得速度。 特点:光波频率高、波束窄 优点:测量精度高; 测角速精度,理论上CO2激光雷达比微波雷达 高一亿倍以上,现在已做到高1000~10000倍。 分辩率高; CO2激光雷达分辨率可达厘米甚至毫米级,比 微波雷达高近 100 倍; 体积小、重量轻、机动性能好。 缺点:受天气影响,不能全天候工作。
激光雷达的应用
生化战高手:陆用激光雷达
俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离 地面激光毒气报警系统。 德国军方也研制出更加先进的 “VTB———1型 ”遥测激光雷达。 飞行防撞高手:空用激光雷达 美国率先研制的直升机超低空飞行“障碍规避雷达” 随之,德国研制成功的“Hellas ”激光雷达更胜一筹 法国和英国合研的吊舱载“CLARA”激光雷达 捕获水下目标高手:海用激光雷达 美国诺斯罗普公司研制的“ALARMS”机 载水雷探测激光雷达
22--3激光原理及在军事上的应用(三)
C)激光致盲器 ) 发射一较强激光, 发射一较强激光, 烧坏敌人眼睛, 烧坏敌人眼睛, 使之致盲的武器
呀!我的眼看 不见了! 不见了!
激光致盲器是目前 真正进入实用阶段 的激光武器. 的激光武器.
"魟鱼"激光致盲武器 魟鱼" 魟鱼 激光弦目描准具(英国) 激光弦目描准具(英国) 是一种激光致盲描准具, 是一种激光致盲描准具,1982年马鸟战争期间 年马鸟战争期间 安装在"竞技神"号战舰上, 安装在"竞技神"号战舰上,不料实战中效果良 造成3架阿根廷飞机失事 架阿根廷飞机失事. 好,造成 架阿根廷飞机失事.所有这一切均是保 密的.直致1989年英军舰"考文垂"号上因帆布 年英军舰" 密的.直致 年英军舰 考文垂" 未盖好才被记者拍下照片, 年公布于世. 未盖好才被记者拍下照片,1990年公布于世. 年公布于世
据称可破坏10公 据称可破坏 公 激光排 激光燃料箱 里外的低空直升 气/热 热 飞机的蒙皮和20 飞机的蒙皮和 公里远的红外制 导导弹和光学传 前西德高能激光防空坦克 前西德高能激光防空坦克 感器 可以预期: 世纪的战场将是 世纪的战场将是" 可以预期:21世纪的战场将是"光"与"箭"的战场
激光器
一)激光告警与侦察设备 类型: 类型: 1)光电探测阵列型激光告警器; )光电探测阵列型激光告警器; 英国产: 如:英国产:RL1 RL2 ,SAVIOUR型 型 法国产: 法国产:THOMSON--CSF型 型 以色列: 以色列:LWS--2型 型 有激光! 有激光! 快转移! 快转移! 中国:LWR--1型 中国: 型 (单兵钢盔激光告警器和 防护镜.) 防护镜.)
激光在军事领域的应用及最新进展课件
技术挑战
01
02
03
技术成熟度
激光技术的成熟度对军事 应用至关重要。目前,高 能激光器的稳定性和可靠 性仍需进一步提高。
精确控制
激光武器的精确控制技术 是关键,需要解决在复杂 环境和动态条件下的瞄准 和跟踪问题。
能量传输与储存
大功率激光武器需要高效 的能量传输和储存技术, 以满足持续作战的需求。
应用挑战
战场环境适应性
激光武器需要适应不同的 战场环境,包括不同的气 候、地形和战斗条件。
抗干扰能力
激光武器应具备抗敌方干 扰和对抗措施的能力,以 确保作战效能。
人员培训与维护
激光武器需要专业人员进 行操作和维护,对人员培 训和装备维护提出了更高 的要求。
发展前景
技术进步推动
随着激光技术的不断进步,未来 激光武器在功率、精度和可靠性
等方面将得到显著提升。
作战应用多样化
激光武器有望在未来战场中发挥更 广泛的作用,包括反导、反卫星以 及压制敌方传感器等任务。
国际合作与交流
各国在激光武器领域的合作与交流 将有助于推动技术的共同发展,提 高全球安全水平。
05
结论
Chapter
激光技术在军事领域的重要性
激光武器
激光武器具有高精度、快速响应 和低成本等优势,可用于拦截导 弹、无人机等目标,提高防御能
激光对抗技术
总结词
激光对抗技术是指利用激光对敌方光电传感器进行干扰、致盲或摧毁的技术。
详细描述
激光对抗技术在现代战争中具有重要作用,可有效干扰敌方侦察卫星、导弹制导系统和炮瞄雷达等光 电传感器,使其丧失作战能力。同时,激光对抗技术还可用于摧毁敌方光电传感器和无人机等目标。
激光技术在海军的运用研究
激光技术在海军的运用研究摘要:激光实为二十世纪一项重大发明,由于其具有集束性、强度强、频宽窄及同调性,使激光成为一项深具发展潜力之技术。
本文针对激光的特性,配合其它国家在激光科技上之发展,以本军现阶段的需求考虑,分成:攻击武器上之运用、惯性导引之应用、船模的流力实验之应用三方面,提供其可行性之参考。
一、前言在本刊第32卷第8期中个人所撰写之「激光及其国防上之用途」一文曾对于激光作一广泛性之介绍,并对于国防用途上曾经使用激光之相关设备与成效作一说明,个人进一步考虑激光的特性及其相关的应用技术,在本军之战备整备上可能之用途,提出下列建议以供参考。
二、攻击武器上之运用就其攻击能力及用途而言依激光功率可分为低能激光武器及高能激光武器。
低能激光武器已应用于杀伤人员、破坏侦察装备及光学器材,虽然它的激光功率不高,但已足以使人员失明、受伤、死亡或衣物起火而丧失战斗能力,同时亦可使夜视仪等光学器材失效。
而应用于人员致盲的用途上,亦有多项实战成果。
英国海军于1981年开始在舰艇上装载激光眩目武器,并于1982年的英阿福克兰群岛战役中发挥功效,使阿国空军的4B、A-4、MB339A飞机于接近英舰执行轰炸时,被激光眩目武器照射后造成飞机墬海,或因闪避而被己方炮火误中。
而前苏联海军舰艇也装载不少类似仪器,1987年于太平洋上曾对跟踪其舰队之美军飞机照射,使飞行员眩目而逃。
就高能激光武器而言,由于其功率较高,杀伤力更大,可用于攻击飞机、飞弹、坦克,甚至于可击落人造卫星。
1976年,美国陆军利用车载激光武器击落一架飞行高度约914米的飞行靶机,同年10月又击落了两架飞行高度约900米之无人架驶的直升机靶机。
又如美国空军于1983年曾利用激光二氧化碳击落响尾蛇飞弹,同年9月于模拟战机低空攻击军舰时,利用激光武器击落三架飞行靶机。
而利用激光武器攻击导弹及人造卫星的实验也达到相当的成效。
1978年美国陆军利用激光武器在1-2公里的距离内,击中飞行中的反坦克飞弹,使其裂成碎片。
高能激光武器的毁伤机理及飞行器防御途径分析
高能激光武器的毁伤机理及飞行器防御途径分析高能激光武器是发射激光束直接毁伤军事目标的新概念武器。
近几年来,美国高能激光武器的研制取得了突破性进展,其机载激光器即将投入实战。
据预测,从2006年到2025年间,美国的机载、车载、舰载、地基、天基五大类平台的高能激光武器将陆续进入实战部署阶段,主要用于毁伤导弹、飞机、卫星等空中目标。
高能激光武器以光速传输电磁能,导弹、飞机、卫星等超音速运动目标与光速相比近似于静止目标,因此在毁伤目标时无需计算提前量,瞬间即中。
高能激光武器主要依靠红外探测器捕捉、跟踪目标,作战过程不受电磁波干扰,防御方难以利用电磁干扰手段降低其命中目标的概率。
高能激光武器发射时无后坐力,转移火力快,可在360°范围内调整火力,击中一个目标后只需调整一下角度即可攻击另一个目标,从而能在短时间内大批毁伤空中目标。
不难看出,高能激光武器投入实战后,将导致毁伤空中目标方式的革命性变革,人们将不得不面对这一严酷的现实。
搞清高能激光武器对空中目标的毁伤机理,对于防御激光武器是非常重要的。
高能激光武器的破坏效应主要有热烧蚀破坏效应、激波破坏效应和辐射破坏效应。
本文将对这三大破坏效应的毁伤机理进行初步分析,并探讨相应的防御途径或措施。
热烧蚀破坏效应激光照射到目标上后,目标材料物质的电子由于吸收光能产生碰撞而转化为热能,使材料的温度由表及里迅速升高,当达到一定温度时材料被熔融甚至气化,由此形成的蒸气以极高的速度向外膨胀喷溅,同时冲刷带走熔融材料液滴或固态颗粒,从而在材料上造成凹坑甚至穿孔,这种效应称为热烧蚀破坏效应。
热烧蚀破坏效应是激光武器最重要的毁伤手段。
1,热烧蚀破坏效应的特性实验表明,热烧蚀破坏效应与激光光源参数、外界环境参数和材料物质参数密切相关。
激光光源参数包括激光波长、功率密度、激光作用时间、激光束的时空结构(脉冲或连续波)等;外界环境可以是真空环境、各种大气环境和人工设计的具有易反射或易吸收功能的各种环境;材料物质的参数既包括材料的比热系数、热传导系数、热扩散系数、熔点等热物理性能参数,也包括材料的弹性模量、屈服强度、拉伸断裂强度等力学性能参数。
激光在军事上的应用
激光在军事上的应用摘要:激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。
根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。
激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。
目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
正文:在这学期学过《无处不在的激光》之后,我对激光有了更加深刻的了解,被它“无处不在”的特性所震撼,更增加了我学习与激光有光知识的动力与兴趣。
以下,我将通过我收集到的知识谈谈激光的有关特性及它在军事上的应用。
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”?它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。
激光原理及在军事上的应用(三讲学课件
谢谢大家一年来 的努力和合作!
第二章 选择调查课题
“选好了题目等于解决了问题的一半”。 “提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一
个问题也许仅是数学上的或实验上的技能而已。而提出新 的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,都需要 有创造的想象力,而且标志着科学的真正进步。 ”
——爱因斯坦
美国化学激光器功率已达到2.2兆瓦; 美国与以色列联合研制了“鹦武螺”战术高ห้องสมุดไป่ตู้激
光反导武器:(仅1996年投资1100万美元) 初步方案:激光系统安装在“布雷德利”战车或
5吨卡车上,4--5辆组成一战斗单元, 以对付火箭的威胁.
潜在应用:
A)用作防空武器;(能使导弹在19.3Km处失灵 4.8Km处被摧毁.
19
一、研究问题及其来源 二、选题的标准 三、研究问题的明确化 四、文献查阅与选题
20
一、研究问题及其来源
研究问题
➢ 是指一项社会研究所要回答的具体问题,它是 一个可以通过研究来进行回答的问题。
研究问题与研究主题
➢ 研究主题:是指社会研究所涉及的某一类现象 或问题领域。
➢ 研究主题比研究问题相对宽泛、更具一般性。
用途: 电传感器且无声响、效益高。
前苏联更超前于美国,曾先后进行过十八次反 卫星实验,1975年曾照瞎了美国位于印度洋上 空一预警、通信卫星,美提出强烈抗议,苏联 说没有这回事,美只好吃了一哑吧亏。
90年代举世瞩目的“星球大战计划”中的定向能 武器就是一种高能激光武器,现转称为“美国 国家导弹防御计划”,仍在大力研究。
如美国产:
激光致弦器(DAZER 9Kg重) 光学及光电对抗系统(魟鱼Stingray、
跑路者Rodrumer) 前沿激光武器(FALW) 前西德产: 高能激光防空坦克
高能激光武器与防护技术
14 ·航空科学技术·2005 年第 2 期
学科发展
激光继续以较高的速率沉积能 量,这个局部区域材料就会发 生熔融。如果激光功率密度达 到 106!108W/cm 2, 吸 收 激 光 能 量的材料就可能经历一系列过 程达到汽化,当激光强度超过 汽化阈值时,激光照射将使目 标材料持续汽化,这个过程称 作激光热烧蚀。当激光强度足 够高、汽化很强烈 时 ,将 发 生 材 料蒸汽高速喷出时把部分凝聚 态颗粒或液滴一起冲刷出去的 现象,从而在材料上造成凹坑 甚至穿孔。导弹、飞机和卫星的 壳体材料一般都是熔点在 1500"C 左右的金属材料,功率 2!3MW 的 强 激 光 只 要 在 其 表 面某固定部位辐照 3!5s,就容 易被烧蚀熔融、汽 化 ,使 内 部 的 燃料燃烧爆炸。
学科发展
高能激光武器与防护技术
High-Pow er Laser Beam Weapons & Protection Technique
解放军电子工程学院 吴 丹
摘 要 :在 高 技 术 战 争 中 ,空 中 目 标 面 临 的 威 胁 不 仅 仅 来 自 于 传 统 武 器 ,还 会 遭 到 高 能 激 光 武 器 的 攻 击 。 本 文 分 析 了 高 能 激 光 武 器 对 主 要 空 中 目 标 的 毁 伤 机 理 ,探 讨 一 些 目 前 可 采 用 的 目 标 抗 高能激光防护技术。
从其他角度考虑,美国设 计出了 一 种“ 眼 睑 ”,可 每 秒 开 关 #*** 次 。“ 眼 睑 ”由 一 片 薄 玻璃制成,上面覆盖两个由氧 化 铟 和 锡 制 造 的 透 明 电 极 ,电 极间有一个像铰链似的不透明 电极,通过在两个电极间加上 电压,在静电引 力 作 用 下 ,不 透 明 电 极 下 拉 ,使“ 眼 睑 ”关 闭 , 加上相 反 电 压 , 使“ 眼 睑 ”打 开,以此来防止激光对卫星的 致盲。此种方法对连续激光辐 照防护有效,但如果有脉冲激 光辐照时,由于其具有作用时 间短、功率密度 高 的 特 点 ,机 械 快门将会防护失效,此时要求 探测器表面的抗激光物理性能 优越。
激光在军事中的运用——高能激光武器毁伤原理与防护共21页
激光在军事中的运用——高 能激光武器毁伤原理与防护
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一, 也是成 功的利 器之一 。没有 它,天 才也会 在机遇。--温斯顿.丘吉 尔。 30、我奋斗,所以我快乐。--格林斯 潘。
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
激光武器原理激光武器的原理以及作用介绍
激光武器原理激光武器的原理以及作用介绍0【导读】激光武器是一种定向能武器,利用强大的定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效。
主要根据作战用途分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
根据能量强弱常常在实际中分为强激光器和弱激光器。
主要有化学激光器、自由电子激光器、固体激光器、量子点激光器、气体激励激光器、半导体激光器、液体激光器等,下面我们一起来看看激光武器的原理以及作用介绍。
激光武器的原理以及作用介绍强激光武器又称高能激光武器或激光炮,它是利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。
强激光武器有着其它武器无可比拟的优点,强激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。
强激光束从发射到击中目标所用的时间极短,延时完全可以忽略,也没有弯曲的弹道,因此也就不需要提前量。
现在,美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。
1997年10月,美国以中红外线化学激光炮两次击中在轨道上运行的废弃卫星,宣告秘密试验战略激光武器完满成功。
美国空军也正加紧准备机载激光武器(ABL),ABL的目标是研制装在经过改造的波音747飞机上安装激光武器,用于从高空攻击敌方的战区弹道导弹和防御低空飞行的巡航导弹,还能压制敌方防空力量,攻击地面上尚未发射的敌方导弹及其控制雷达。
A TL是美国近期酝酿开发的一种概念机载战术激光武器系统。
A TL系统逐个与各目标交战并使之丧失战斗力。
这些目标可能包括数量不等的导弹发射器、迫击炮系统、机关枪、光电器件、天线装置、车辆轮胎及武装士兵。
2002年11月4日美军成功使用其和以色列最新研制的移动战术高能激光武器击中了一枚在空中高速飞行的炮弹。
激光武器经过三十多年的研究,已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。
目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备。
激光在军事中的应用
激光在军事中的应用激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。
它的亮度是太阳亮度的100亿倍。
它的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。
激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光经过40多年的发展,从机理到原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟。
由于激光具有高亮度,强方向性,好的单色性,因此激光在军事领域得到广泛的应用。
其主要应用有以下几个方面:一、激光测距距离的测量,是军队最感兴趣的一个项目,因为枪炮射击、侦查等都需要精确地距离数据。
激光一出现,各种军用激光测距仪也相继发展起来。
事实也证明,激光测距与坦克、大炮相结合构成的火控系统,首发命中率大大提高,已成为军队必备的武器装备,被誉为常规武器的威力倍增器。
1.激光测距的优点(1)激光测距精度高。
(2)测距仪体积小重量轻。
(3)分辨率高,抗干扰能力强。
2.激光测距的分类(1)脉冲测距法。
测距精度大多为米的量级,是在军事及工程测量中精度要求不高的场合使用。
(2)相位测距法。
通过测量连续激光的调制波在待测距离上往返传播所发生的相位变化,间接测量时间,打到距离测量的目的。
这种方法测量精度高,通常在毫米量级,因而在大地、工程和体育测量中得到了广泛应用。
(3)干涉测距法。
也是一种相位测距,但不是通过测量激光调制信号的相位来测定距离,而是通过测量激光光比本身的干涉条纹变化来测定距离,所以距离分辨率可达到半个激光波长,通常达到微米量级。
二、激光雷达激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。
由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。
发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。
激光在军事中的运用——高能激光武器毁伤原理与防护21页PPT
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀,青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ,卓为 霜下杰 。
13、归去来兮,田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑,菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝,秋熟靡王税。
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不
激光在军事上的应用
原理
• 脉冲激光测距是利用激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中, 瞬时功率很大(一般可达兆瓦)的特点,在有合作目标的情况下,脉冲激 光测距可以达到极远的测程;在进行几公里的近程测距时,如果精度要 求不高,即使不使用合作目标,只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射 索取的反射信号,也可以进行测距。一个典型的脉冲飞行时间激光测 距系统通常有以下五个部分组成:激光发射单元,一个或两个接受通道, 时刻鉴别单元,时间间隔测量单元和处理控制单元。激光发射单元在 t0 时刻发射一激光脉冲,其中一小部分功率直接进入接收通道1,经时 刻鉴别单元产生起始(START)信号,开始时间间隔测量;其余功率从发 射天线向目标发射出去,经距离R 到达目标后被反射;接受通道2 的光 电探测器接受到返回脉冲,经放大后到达时刻鉴别单元,产生一终止 (STOP)信号,终止时间间隔测量;时间间隔测量单元把所测得的结果t 输出到处理控制单元,最后得到距离R=ct/2。
• 激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确 打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和 环境影响等弱点。激光武器主要指高功率强激光武 器,它是一种利用激光束摧毁飞机、导弹、卫星等 目标或使之失效的定向能武器。按搭载的载体不同, 激光武器可分为:舰载式、车载式、机载式、地基 式、星载式(天基)激光武器系统。 • 激光武器的缺点是不能全天候作战,受限于大雾、 大雪、大雨,而且激光发射系统属精密光学系统, 在战场上的生存能力有待考验。
制导武器
•激光制导导弹 依靠激光进行制导的导弹,命中精度高,射程远。代表型号 海尔法激光反坦克导弹。(地狱火)
制导武器
•激光制导炸弹 依靠激光进行制导的炸弹,代表型号美国宝石路炸弹
未来激光制导武器发展方向
• 一是发展激光主动成像制导寻的器。主动寻的是各类制导 武器追求的目标,对激光制导导弹来说也不例外。 • 二是采用复合制导,不断提高导引头的抗干扰能力。在恶 劣的天气条件和严重的战场烟尘环境中,特别是要对付那 些“激光隐身”的目标,采用单一的激光制导体制往往难 以奏效。采用复合制导,并视气候条件或作战环境的不同 而采用不同的制导体制或更换不同制导体制的导引头,可 以大大提高对目标的探测能力和导引头的抗干扰能力。 • 三是向标准化、通用化、系列化、多功能方向发展,以便 实现导引头在不同型号导弹上的通用,以及导引头与不同 型号的激光目标指示器的相互匹配。
激光在军事上的应用
绳降特种兵到前沿阵地对目标进行激光照射。
激光制导炮弹
图文:俄勇敢者激光制导炮弹作战过程示意图
2007年10月12日 07:16 兵器知识
激光武器
激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标 或使之失效的定向能武器。 根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器 和战略激光武器两大类。 武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部 分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体 激光器、CO2激光器等。 激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打 击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境 影响等弱点。 激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取 得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进 行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入 使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器, 以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器 主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10 年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防 空、战区反导和反卫星作战等。 激光武器特点高度集束的激光,能量也非常集中。举 例说;在日常生活中我们认为太阳是非常亮的,但一 台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200 亿倍。当然,激光比太阳还亮,并不是因为它的总能 量比太阳还大,而是由于它的能量非常集中。例如, 红宝石激光器发出的激光射束,能穿透一张1/3厘米 厚的钢板,但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。
RBS-70系统操纵员在瞄准
“海尔法”II激光制导导弹
洛.马公司近日宣布,该公司生产 的“海尔法”II激光制导导弹和 M299灵巧发射器正装备在欧洲直 升机公司为澳大利亚陆军生产的 “虎”武装侦察直升机(ARH) 上。该公司说,洛.马公司和欧洲 直升机公司成功地完成了一系列 发射器与平台的综合试验,验证 了“海尔法”II激光制导导弹及其 M299数字发射器系统与“虎”直 升机的界面。从而为“虎”直升 机携载“海尔法”II激光制导导弹 系列铺平了道路,同时允许其它 国家采购的“虎”直升机也装备 这种导弹。
激光技术的军事应用
激光技术的军事应用发布时间:2022-09-14T10:58:34.843Z 来源:《中国科技信息》2022年第9期5月作者:孟海鸿1、杨凯2 [导读] 激光技术在工业、军事、通信孟海鸿1、杨凯2陆军装甲兵学院士官学校,吉林长春,130031摘要:激光技术在工业、军事、通信、医学和科学研究等诸多领域都得到了广泛的应用。
本文初步介绍在激光技术军事领域的应用如激光测距、激光制导、激光目标指示、激光通信、激光武器等。
关键词:激光激光测距激光制导1.激光测距技术激光测距仪器在战场和多种装备上广泛应用,对军队的作战和训练产生了革命性的影响。
针对常规弹药的发射,目标距离准确测定是影响武器首发命中率的重要因素。
在激光测距机出现以前,坦克炮、地炮、高炮和舰炮通常用光学测距机测距。
其测距精度随距离而变化,测程越远,精度越差,并且仪器的体积受基线长短的限制,操作也较复杂。
而激光测距的突出优点是测距精度高,并且与测程的远近无关。
此外,仪器体积小,测距迅速,距离数据可以数字显示,实时输出目标距离信息,操作简单,训练容易,特别适用于数字信息处理。
激光测距具有波束窄,角分辨力高,抗干扰能力强,以及天线尺寸小和重量轻等优点。
因此,激光测距机一出现很快就代替了光学测距机,成为战场测距的主要仪器,并且已成为数字式火控系统目前较为理想的一种距离传感器,激光测距机目前主要装在火炮、坦克、飞机、军舰上,配合火控系统测定目标距离,提高系统的自动化程度和射击精度,它能够大大缩短射击准备时间、提高首发命中率。
根据路程与时间、速度的关系可以计算距离。
激光测距仪就是根据这个基本原理进行测距的。
光在空气中的传播速度每秒300000km,只要知道了它传播的时间,就可以把传播的距离计算出来。
激光测距仪,是通过计算从激光器发出激光和激光测距仪器接收从目标反射回来的激光,两者间隔时间,来进行计算距离的,在脉冲激光测距机中,时间是通过计数器计算从激光光脉冲发射出去开始,到从目标返回到接收机期间,进入计数器的时标脉冲个数来测量的,因时标脉冲的周期是不变的常数,因此,只需要计算脉冲个数就可以完成计时工作。
空射激光制导攻击原理
空射激光制导攻击原理空射激光制导攻击是一种高技术战争方式,主要通过空中平台发射激光导弹或制导武器,对地面目标进行精确打击。
其原理基于激光的高度准确性,可以将目标瞬时击中并摧毁,实现快速、准确的打击效果。
本文将对空射激光制导攻击的原理进行详细介绍。
一、概述二、原理1. 捕捉目标需要通过感应器捕捉目标信号并进行实时处理,以确定该目标的移动轨迹、速度和位置等参数。
2. 瞄准目标之后,将激光制导器对准目标,并启动激光光束发射。
激光光束会沿着导弹和发射平台之间的轨迹进行传输,直至瞄准目标。
3. 打击目标当激光光束命中目标时,会引发反应,例如燃烧或爆炸等。
制导武器会利用该反应对目标进行打击。
三、优势1. 准确性高激光制导攻击具有极高的准确性,能够快速、精确地瞄准目标,提高打击精度。
2. 防御性强由于激光光束是无声、无形的,很难被发现和追踪。
在一些难以到达的地方,例如山地和森林,激光制导武器能够有效打击潜在威胁。
3. 灵活性强激光制导武器能够自适应不同环境和作战条件,可以在不同天气条件下进行打击。
4. 控制性强激光制导攻击可以在大气层内和高空范围内进行,具有灵活的控制功能。
四、问题和挑战空射激光制导攻击虽然具有很多优点,但也面临一些问题和挑战。
其中最主要的挑战是激光功率与发射机的重量和大小之间的平衡。
环境因素也会对激光攻击产生影响,例如气候和遮蔽物等。
五、结论空射激光制导攻击是一种高度精确、可靠、有效的远程打击方式。
随着技术的不断发展,激光制导攻击将成为军队进行作战的主要手段之一。
六、应用空射激光制导攻击已广泛应用于现代战争中。
一些国家已将其作为重点发展的军事技术之一,并将其作为未来军事装备的重点开发领域。
1. 对地打击空射激光制导攻击主要针对的是地面目标,主要包括坦克、车辆、建筑物、工事和武器库等。
采用空射激光制导攻击,将可快速、精确地打击这些目标,极大地提高了攻击的效率和精度。
2. 反舰攻击除了对地攻击,空射激光制导技术还可用于反舰攻击。
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2力学破坏 当目标受到激光照射、表面蒸汽向外 喷射时,会对目标产生反冲作用,于 是在目标内部形成激波。激波传播到 目标的背面,还会产生强大的反射。 这样照射目标外表面的激光与背面的 激波对目标形成前后夹
击,使目标变形破裂,受高能激光辐 射的目标的表面材料即使没有被烧蚀 摧毁,也会因为受力学破坏而严重影 响其技术性能甚至失效。
1热作用破坏:
如果激光功率密度足够高,吸收激光能量的材料就 可能经历一系列过程达到汽化,当激光强度超过汽 化阈值时,激光照射将使目标材料持续汽化,这个 过程称作激光热烧蚀。汽化很强烈时,将发生材料 蒸汽高速喷出时把部分凝聚态颗粒或液滴一起冲刷 出去的现象,从而在材料上造成凹坑甚至穿孔。导 弹、飞机和卫星的壳体材料一般都是熔点在1 500℃ 左右的金属材料,功率2~3MW的强激光只要在其 表面某固定部位辐照3~5s,就容易被烧蚀熔融、汽 化,使内部的燃料燃烧爆炸。
提高损伤阈值。激光后处理技术是把光学材料经低于激光损伤 阈值的激光照射后激光损伤阈值可提高2~3倍的新技术。激 光后处理的激光照射方式有两种:一是用同一强度的激光多次 照射;二是用光强随时间逐渐上升的激光多次照射,此种激光 后处理方式激光损伤阈值提高得多一些。
从其他角度考虑,美国设计出了一种"眼睑",可每秒开关 4000次。"眼睑"由一片薄玻璃制成,上面覆盖两个由氧化 铟和锡制造的透明电极,电极间有一个像铰链似的不透明电极, 通过在两个电极间加上电压,在静电引力作用下,不透明电极 下拉,使"眼睑"关闭,加上相反电压,使"眼睑"打开,以此来 防止激光对卫星的致盲。此种方法对连续激光辐照防护有效, 但如果有脉冲激光辐照时,由于其具有作用时间短、功率密度 高的特点,机械快门将会防护失效,此时要求探测器表面的抗 激光物理性能优越。
3辐射破坏 辐射效应是当较高能量的激光照射到目标表面时 ,目标材料表面的气化物质就会被电离成等离子 体云,等离子体一方面对激光起屏蔽作用,另一 方面辐射紫外线和x射线,对目标材料造成损伤。 紫外线的主要破坏作用是激光致盲,在毁伤空中 目标方面没有作用。x射线在光谱中能量最高,可 从几十兆电子伏特到几百兆电子伏特,具有极强 的穿透能力,它可使感光材料曝光,作用时间较 长时可使物质电离改变其电学性质,也可以对材 料产生光解作用使其发生暂时性或永久性色泽变 化,对固体材料造成剥落、破裂等物理损伤,尤 其对各类卫星的威胁最为严重。
四、主要空中目标抗高能激光防护技术
1.新材料加固 采用新材料来加固易受攻击的部位,如导弹
的导引头整流罩、飞机雷达的天线罩、卫星上各 类传感器的光学窗口等部位,属于局部应用,但 是可以从整体上提高目标的损毁阈值,加大激光 武器的攻击难度。对于不同种类的辐射激光,加 固材料应具有高的材料密度、高的汽化热和高的 激光反射率。材料的选取应综合这些要求,还要 考虑透波性和防辐射性能。对飞行器而言,还要 考虑到是否会对其空中机动性能以及雷达和红外 特征产生影响等。
高能激光武器是武器装备发展历程中继冷兵器、 火器和核武器之后又一个重要的里程碑。这些武 器以其特有的光束作战能力、高费效比的作战方 式、以及特别适用于反卫星、反导和破坏敌方信 息系统的能力,将成为新一代主战兵器。
当然,要想实现高能激光的潜力,仍需要解决一 些科学技术难题,包括各种激光源、波束控制、 动力生成和储存、热管理、理解和补偿大气效应 、武器效应;还要解决一些诸如提高可靠性,降 低高能激光特别是战术应用激光的成本和体积, 解决大气和传输对高能激光性能的影响等工程技 术问题。
一 激光武器的重要组成
二 高能激光武器的分类
依据作战用途的不同,高能激光武器可以分成两大 类:一类是设计用于拦截和摧毁在数百公里、甚至 上千公里之外飞行的弹道导弹和卫星的激光武器, 称为战略强激光武器;另一类是设计用于拦截和摧 毁几公里至几十公里之外目标的高能激光武器,如 防御近程火箭和攻击战场目标,称为战术强激光武 器。依据部署方式的不同,这些高能激光武器还可 以划分为三种不同的类型:部署在空间的称为天基 激光武器;部署在飞机上的称为空基或机载激光武 器;部署在地面上的称为地基激光武器。
高能激光武器毁 伤原理与防护
高能激光武器又称强激光武器或激光 炮,它是利用高亮度强激光束携带的 巨大能量【其激光能量几十万瓦,甚至几百 万瓦】摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、 卫星和人员等目标的高技术新概念武 器。它有着其它武器无可比拟的优点, 速度快、精度高、拦截距离远、火力 转移迅速、不受外界电磁波干扰、持 续战斗力强。
(4)在发动机助推器上装上圆形保护屏罩挡住发 动机尾焰。 (5)发展火箭超冷燃料发动机,以减少红外辐射。
一旦弹道导弹尾焰的红外辐射被红外探测系统 中的任一环节捕获,就必须迅速实施光电干扰对抗 措施,重点发展基于大气散射的激光探测与告警技 术、红外激光编码干扰技术和等离子体隐身技术。
4.卫星抗高能激光防护技术 对于卫星的光电探测器,可以用一种激光后处理技术来
2.涂敷保护层 此种技术是采用一种耐热烧
蚀的、汽化潜热相当大并且对激 光的反射率高的材料,在不改变 装备性能的前提下,以合理的工 艺附着在被保护对象的表面。抗 激光涂敷保护层技术与抗激光加 固技术的本质相同,但其属于整 体应用。
3.弹道导弹抗高能激光防护技术 高能激光武器拦截弹道导弹主要针
对导弹助推段,对于红外探测系统而言, 火箭发动机的尾焰是一种非常特殊的辐 射源,具有运动速度相对较慢、温度特 别高和有效辐射面积大的显著特点,使 得弹道导弹容易被红外探测器探测和跟 踪,此时导弹发动机处在工作状态,燃 烧室压力大,弹体遭激光热烧蚀破坏后 极易使燃料外泄引起爆炸。目前采取的 对抗措施包括以下几种。
(1 )采用弹道导弹弹体旋转飞行技术,其着眼 点是分散热烧蚀破坏能量,使激光能量无法在 弹体的某个固定部位得到迅速积累
(2)发展火箭助燃助推器,使导弹助推飞行时 间从3~5min减至1min以内,从而使弹 道导弹预警系统来不及做出反应或探测目标。
(3)在发动机推进剂中添加污染剂,使尾焰 特别明亮,而且不对称,从而不符合预警系统 管理计算机中输入的红外辐射模式