CN102748996B - 一种陆基阵列式高能激光武器防御系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，尤其涉及一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，属于激光防空武器技术领域，解决目前高能激光武器体积庞大所带来的生产、使用、维护困难，容易遭受敌方攻击，一旦遭受攻击后不能快速维修等缺陷，本发明以小功率激光发生器和辅助设备形成单个激光武器，以单个激光武器进行多次阵列组合最终形成国家陆基激光武器防空系统，组合后的系统能够达到发射功率大，“单个激光武器”所需电源功率小，可以实现蓄电池备用单元操作，总造价低，防空范围大，可以多阵列多城市联合防空，运行和维护成本低，抗敌方破坏性强的目的，实用性大。
Description
技术领域
本发明涉及一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，尤其涉及一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，属于激光防空武器技术领域。
背景技术
激光武器是利用由电能和化学能转换产生的激光束来攻击作战目标的武器，它是定向能武器的一种。其特点是能量集中，传输速度快，命中精度高，转移火力快，抗电磁干扰，能多次重复使用，作战效率高。
激光武器主要由产生光源的激光器和起跟踪瞄准作用和发射作用的光束定向器组成。激光武器毁伤目标的方式分为软破坏和硬破坏。从作战用途可分为战术激光武器、战区激光武器和战略激光武器。战术激光武器可分为低能激光干扰与致盲武器、和高能激光战术武器两种。低能激光干扰与致盲武器，采用中小功率激光器，平均功率在半瓦级以下，主要以软破坏的方式破坏敌方的光电传感器和敌方官兵的眼睛，近年来着重发展用于干扰红外制导导弹的定向红外干扰系统，目前美、俄、英、法等国以研制出多种样机，有的已装备部队，一九九五年九月联合国做出规定：“禁止使用以永久性致盲人眼为唯一目的或目的之一的激光武器，但伴随发生的致盲事故不在此例。”因此专门用于致盲人眼的激光武器在今后将受到一定程度的限制，高能激光武器主要用于战术目标，如：飞机、战术导弹等。用于破坏导弹导引头、整流罩等的软破坏用的激光防空武器，平均功率需达十万瓦以上，射程在十公里之内。用于破坏导弹壳体的硬破坏激光防空武器，需达一百万瓦。目前以美国的发展最为突出。战区防御激光武器一般用于战区及弹道导弹实施助推段拦截，平均功率需达百万瓦以上，射程大于100公里。战略防御激光武器，一种用途是用于摧毁战略弹道导弹，射程在几百到几千公里，激光器功率在千万瓦级以上，如美国正在研制的“天基”激光武器，设想利用在空间轨道运行的高能激光器“星座”，实现对全球的覆盖，对弹道导弹实施助推段和后助推段拦截。另一种用途是攻击敌方卫星，用于争夺制空权。如美国空军的“地基反卫星激光武器计划”和“IFX”计划(美国天基激光武器发展计划)，设想通过天上的瞄准点进行精确射击，并传递足够的激光能量，使卫星上的关键部件受损或失效。
目前的高能激光武器主要采用化学激光器，发展重点是战区和战术激光武器，预计他们将在二十一世纪的战争中占据重要位置。
激光武器是一种具有特殊杀伤机理，以光速攻击目标的新概念武器。激光束从发射到其到达目标所用时间极短。例如对10公里处的目标，光束传输仅需三万分之一秒。在此期间，任何高速、大机动目标的位移很小，可以看成准静止目标。所以，激光武器非常适合用来对付现有防空兵器难以对付的高速、大机动目标和突然出现的近距目标；
激光武器兼备软杀伤和硬杀伤能力，可以对一个目标进行多次拦截。例如对空地导弹，在远距离上可以使光束制导装置的传感器致盲；中等距离处可以使微波导引头罩碎裂；近距可以破坏其壳体。多次拦截可以显著提高拦截概率；
激光武器转移火力快，改变光束方向仅需改变光学跟踪系统的反射镜角度，有利于抗饱和攻击，可以实现全方位、超低空拦截；
激光武器作战效费比，特别是反导效费比极高。强激光武器射击时主要是燃料损失(指化学激光器)，每次发射成本仅有1000美元左右。而具有反导能力的防空导弹都很昂贵，并且以导反导杀伤概率较低。为保证一定的拦截概率，往往需2～3枚防空导弹拦截一枚来袭导弹。所以，用激光反导要比以导反导效费比高得多；
激光武器有较强的战场生存能力。强激光及其跟踪瞄准系统均工作在红外和可见光波段，避开了电子对抗中信号最密集、环境最恶劣的微波段。而且，由于其跟踪系统均以被动方式工作，敌方施放红外干扰的时机难以掌握，不能形成有效的干扰。反辐射导弹也难以对其进行攻击。
由于上述原因，强激光武器可以作为防空体系中的“撒手锏”，担当起在强电子干扰条件下拦截高速、大机动、低空突防目标的重任，以弥补现有防空兵器的薄弱之处。陆基强激光防空武器可以担负的作战任务包括：
1.大型要地防空的内层防御。主要用于拦截突入内层的、现有防空兵器难以拦截的精制导武器；
2.小型要地防空(点防御)；
3.野战防空；
4.战略导弹发射阵地的防空；
5.毁伤敌空袭体系中的关节点，即低轨道军用卫星。
我国科研人员从上世纪九十年代开始启动神光III研究，神光III原型装置2003年出光、2006年投入运行，使我国成为继美国之后第二个具备独立研制、建设新一代高功率激光驱动器能力的国家。虽然神光III原型装置在各方面技术上已经体现其独特的先进性，但是其不可避免的是其体积相当庞大，在生产、使用和维护方面都存在很大困难，尤其在机动性方面受到制约。在现代战争中，因为体积庞大且具有重要的作战地位，大型激光武器极易在战争初期遭遇被敌方破坏，一旦其中一个小系统遭遇破坏，会造成整个系统完全瘫痪，给整场战争造成不可估量的损失。
随着科学技术的不断进步，民用的激光切割机、激光雕刻机都已经达到100瓦以上，其中的激光发生原件和技术日趋成熟。
解决目前高能激光武器体积庞大所带来的生产、使用、维护困难，容易遭受敌方攻击，一旦遭受攻击后不能快速维修等缺陷刻不容缓。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决目前高能激光武器体积庞大所带来的生产、使用、维护困难，容易遭受敌方攻击，一旦遭受攻击后不能快速维修等缺陷，为了克服现无有一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统的不足，本发明的目的是为了提供一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，该陆基阵列式高能激光武器防御系统以小功率激光发生器和辅助设备形成单个激光武器，以单个激光武器进行多次阵列组合最终形成国家陆基激光武器防空系统，组合后的系统能够达到发射功率大，“单个激光武器”所需电源功率小，可以实现蓄电池备用单元操作，总造价低，防空范围大，可以多阵列多城市联合防空，运行和维护成本低，抗敌方破坏性强的目的。
本发明的原理是：
1、利用激光的速度快，直线性好，扩散性小，携带能量大的特点；
2、将多个阵列的多束小功率激光武器单元的激光同时聚焦叠加，产生高能大功率激光束，阵列单元越多，激光束的功率越大，激光束携带的能量越高；
3、利用目前先进的预警系统、遥测和遥感技术，对敌方的飞行物作出预知和判断；
4、利用目前成熟的互联网技术和控制技术，对敌方飞行物进行精密跟踪和对每个小功率激光武器单元分别精密控制。阵列之间统一控制，统一发射。分别对小功率激光武器单元的偏差进行修正。
本发明解决技术问题的技术方案是：
一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，尤其涉及一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，其技术方案如下：
a、百瓦级激光发射器搭载有光束定向器和控制计算机，形成“单个激光武器”。雷达遥感、军用预警机、卫星遥感和其它各种探测设备形成的遥感系统，遥感系统和北斗全球定位系统将敌方空中飞行物的信息发送到计算机控制系统，计算机控制系统分别控制光束定向器的精密跟踪系统和调焦系统。一台计算机控制系统控制一套“单个激光武器”的精密跟踪、精密调焦和发射；
b、以多个“单个激光武器”并联组合成“阵列单元”，“阵列单元”的主计算机控制组成其的每一个“单个激光武器”的控制计算机，组成每个“阵列单元”的“单个激光武器”的数量根据战略部署的实际需要决定；
c、以多个“阵列单元”并联组合成“区级阵列”，“区级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“阵列单元”的主计算机，组成每个“区级阵列”的“阵列单元”的数量根据战略部署的实际需要决定；
d、以多个“区级阵列”并联组合成“市级阵列”，“市级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“区级阵列”的主计算机，组成每个“市级阵列”的“区级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
e、以多个“市级阵列”并联组合成“省级阵列”，“省级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“市级阵列”的主计算机，组成每个“省级阵列”的“市级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
f、以多个“省级阵列”并联组合成“国家陆基激光武器防空系统”，“国家陆基激光武器防空系统”的主计算机控制组成其的每一个“省级阵列”的主计算机，组成“国家陆基激光武器防空系统”的“省级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
g、“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是在地面固定的；
h、“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是车载移动的。
本发明的关键技术是：以百瓦级小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，从“国家陆基激光武器防空系统”到每个基础“阵列单元”以计算机逐级管理，“单个激光武器”都有一台计算机控制系统控制其精密跟踪、精密调焦和发射，即可以“国家陆基激光武器防空系统”统一管理，又可以分开“省级阵列”、“市级阵列”、“区级阵列”、“阵列单元”独立管理，还能根据战略实际需要和战时实际情况进行阵列组合。抗敌方破坏力强，机动性强。
与目前高能激光武器的技术比较，本发明取得的有益技术效果是：以单个激光武器进行多次阵列组合最终形成国家陆基激光武器防空系统，组合后的系统能够达到发射功率大，“单个激光武器”所需电源功率小，可以实现蓄电池备用单元操作，总造价低，防空范围大，可以多阵列多城市联合防空，运行和维护成本低，抗敌方破坏性强的目的，实用性大。
假设某敌国以高空无人侦察机意欲进入我国领空，我国遥感系统已经发现敌机，我国军机紧急升空，同时“国家陆基激光武器防空系统”启动，启动4个“省级阵列”，“省级阵列”下属的“市级阵列”、“区级阵列”和“阵列单元”的所有“单个激光武器”启动，敌国高空无人侦察机进入我国领空，我国“国家陆基激光武器防空系统”计算机向各“省级阵列”的主计算机下达指令，各“省级阵列”的主计算机向各“市级阵列”的主计算机下达指令，各“市级阵列”的主计算机向各“区级阵列”的主计算机下达指令，各“区级阵列”的主计算机向各“单元阵列”的主计算机下达指令，各“单元阵列”的主计算机向各“单个激光武器”的控制计算机下达指令，各“单个激光武器”同时聚焦于敌方高空无人侦察机发射激光，10秒钟后，敌国高空无人侦察机被击毁从雷达消失，我国军机安全返回。
假设我国与某假想敌国双边关系紧张，双方进入战备状态，敌国从韩国乌山空军基地出发，敌机升空突袭我国首都北京，在敌方军机进入我国领空前，我国遥感系统已经发现敌机，我国军机紧急升空，同时“国家陆基激光武器防空系统”启动，辽宁、山东、河北、内蒙古“省级阵列”和北京市、天津市“市级阵列”同时启动，“省级阵列”和“市级阵列”下属的“区级阵列”和“阵列单元”的所有“单个激光武器”启动，敌机进入我国领空，在我方军机未于敌机相遇前，我国“国家陆基激光武器防空系统”计算机向各“省级阵列”的主计算机下达指令，各“省级阵列”的主计算机向各“市级阵列”的主计算机下达指令，各“市级阵列”的主计算机向各“区级阵列”的主计算机下达指令，各“区级阵列”的主计算机向各“单元阵列”的主计算机下达指令，各“单元阵列”的主计算机向各“单个激光武器”的控制计算机下达指令，各“单个激光武器”同时聚焦一点发射激光，数十架敌机依次击落，敌机在击落瞬间发射多枚导弹，导弹在渤海湾上空被我国“国家陆基激光武器防空系统”发射的激光击落，我方军机进入地方领空，战局扭转，我国首都没有受到敌国突袭；我国“国家陆基激光武器防空系统”启动所有系统，同时聚焦到敌国在我国领空上的所有低轨道卫星并发射激光，十分钟内消灭敌国在我国领空上的所有低轨道卫星，我国控制战局。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的阵列组成的技术方案示意图。
图2是本发明的单个激光武器技术方案示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明所要求的保护范围并不局限于具体实施例所描述的范围。
图1中标注的英文字母“N”为“变数”，根据实际需要的数值改变。
实例1、一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，尤其涉及一种陆基的以小功率激光发射器多次阵列组合形成高能激光武器的防空的防御系统，其技术方案如下：
a、百瓦级激光发射器搭载有光束定向器和控制计算机，形成“单个激光武器”。雷达遥感、军用预警机、卫星遥感和其它各种探测设备形成的遥感系统，遥感系统和北斗全球定位系统将敌方空中飞行物的信息发送到计算机控制系统，计算机控制系统分别控制光束定向器的精密跟踪系统和调焦系统。一台计算机控制系统控制一套“单个激光武器”的精密跟踪、精密调焦和发射；
b、以多个“单个激光武器”并联组合成“阵列单元”，“阵列单元”的主计算机控制组成其的每一个“单个激光武器”的控制计算机，组成每个“阵列单元”的“单个激光武器”的数量根据战略部署的实际需要决定；
c、以多个“阵列单元”并联组合成“区级阵列”，“区级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“阵列单元”的主计算机，组成每个“区级阵列”的“阵列单元”的数量根据战略部署的实际需要决定；
d、以多个“区级阵列”并联组合成“市级阵列”，“市级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“区级阵列”的主计算机，组成每个“市级阵列”的“区级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
e、以多个“市级阵列”并联组合成“省级阵列”，“省级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“市级阵列”的主计算机，组成每个“省级阵列”的“市级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
f、以多个“省级阵列”并联组合成“国家陆基激光武器防空系统”，“国家陆基激光武器防空系统”的主计算机控制组成其的每一个“省级阵列”的主计算机，组成“国家陆基激光武器防空系统”的“省级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
g、“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是在地面固定的；
h、“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是车载移动的。
Claims (3)
1.一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，其特征如下：
其技术方案如下：
a、百瓦级激光发射器搭载有光束定向器和控制计算机，形成“单个激光武器”，雷达遥感、军用预警机、卫星遥感和其它各种探测设备形成的遥感系统，遥感系统和北斗全球定位系统将敌方空中飞行物的信息发送到计算机控制系统，计算机控制系统分别控制光束定向器的精密跟踪系统和调焦系统；
b、以多个“单个激光武器”并联组合成“阵列单元”，“阵列单元”的主计算机控制组成其的每一个“单个激光武器”的控制计算机；
c、以多个“阵列单元”并联组合成“区级阵列”，“区级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“阵列单元”的主计算机；
d、以多个“区级阵列”并联组合成“市级阵列”，“市级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“区级阵列”的主计算机；
e、以多个“市级阵列”并联组合成“省级阵列”，“省级阵列”的主计算机控制组成其的每一个“市级阵列”的主计算机；
f、以多个“省级阵列”并联组合成“国家陆基激光武器防空系统”，“国家陆基激光武器防空系统”的主计算机控制组成其的每一个“省级阵列”的主计算机；
g、当敌方进入我国领空，我国“国家陆基激光武器防空系统”计算机向各“省级阵列”的主计算机下达指令，各“省级阵列”的主计算机向各“市级阵列”的主计算机下达指令，各“市级阵列”的主计算机向各“区级阵列”的主计算机下达指令，各“区级阵列”的主计算机向各“单元阵列”的主计算机下达指令，各“单元阵列”的主计算机向各“单个激光武器”的控制计算机下达指令，各“单个激光武器”同时聚焦于敌方后摧毁敌方；
h、一台计算机控制系统控制一套“单个激光武器”的精密跟踪、精密调焦和发射；
i、组成每个“阵列单元”的“单个激光武器”的数量根据战略部署的实际需要决定；
j、组成每个“区级阵列”的“阵列单元”的数量根据战略部署的实际需要决定；
k、组成每个“市级阵列”的“区级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
l、组成每个“省级阵列”的“市级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定；
m、组成“国家陆基激光武器防空系统”的“省级阵列”的数量根据战略部署的实际需要决定。
2.根据权利要求1所述的一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，其特征在于“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是在地面固定的。
3.根据权利要求1所述的一种陆基阵列式高能激光武器防御系统，其特征在于“阵列单元”根据战略部署的实际需要可以是车载移动的。
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