澳大利亚想要一种强大的激光武器来摧毁坦克

现有的激光武器主要用于击落无人机。要摧毁装甲车辆则需要更多的能量。
2016 年,澳大利亚的一辆装甲车。Mandaline Hatch / 美国海军陆战队。

4 月 4 日,澳大利亚国防部宣布向国防巨头 QinetiQ 拨款 1290 万美元用于开发激光武器。此前,澳大利亚政府多年来一直在为未来的战场开发激光武器方面进行研究和投入。澳大利亚在激光武器方面的研究之所以最为雄心勃勃,并非因为对 QinetiQ 的适度资助,而是因为国防部在 2020 年设定的一个强大目标:澳大利亚希望拥有一种能够摧毁坦克的激光武器。

激光武器,更广义上称为定向能武器,是一个科幻概念,但其现实却非常平凡。激光不像《星球大战》或《星际迷航》中的炫目光束或定向光束枪,它的工作原理更像一块凸透镜聚焦阳光来烘烤干树叶,将光子集中成一种不可见的、通过热量和时间造成破坏的光束。与儿童用来生火的工具不同,现代定向能武器的能量来自于电力,这些电力可以在现场产生或储存在电池中。

迄今为止,激光武器的研发和测试主要集中在相对较小且易碎的目标上,例如无人机、导弹或迫击炮弹。激光是高能耗的。当《流行科学》有机会使用一台 10 千瓦的激光武器对付商用无人机 时,每架目标仍然需要数秒钟才能摧毁,这一过程还得到了瞄准吊舱所有传感器和附件的辅助。由于激光是在一段时间内集中的热能,因此需要相机来跟踪目标,并需要万向节来保持光束稳定并使其对准目标,以确保尽可能多的光束集中在目标上。一旦无人机的某个部分被烧穿,整个系统就会坠落,重力完成任务。

坦克的设计和定义与轻装甲的易碎飞行器完全相反。这使得澳大利亚用激光摧毁坦克的计划更加大胆。

感谢这个想法

2020 年夏天,澳大利亚国防部发布了一项名为《2020 年部队结构计划》的战略。该文件与其他国家的军队类似,提供了一个关于国家未来将准备应对何种冲突的整体愿景。由于该战略还侧重于采购,因此它为军队想要购买以应对这些挑战的武器和车辆提供了有用的见解。

能够摧毁坦克的激光武器属于“陆地战斗支援”类别。“一项未来的计划,旨在开发一种能够集成到 [澳大利亚国防军] 受保护和装甲车辆上,并能够击败包括主战坦克在内的装甲车辆的定向能武器系统。定向能武器的最终部署也可能通过减少部队对弹药储备和供应线的依赖来提高陆军的韧性,”该战略写道

声明的后半部分是能量武器发展中一个普遍适用的论点。虽然激光武器耗电量大,但它们不需要单独的导弹、子弹或炮弹,这一点与化学爆炸物或动能武器相同。使用储存和产生的能量,而不是专门制造的弹药,即使在有现场可再生能源的情况下,也能实现长期运行。这也可以使每次武器使用的成本低于子弹的成本,尽管需要很长时间才能抵消开发激光系统的全部成本。

但是,要让激光穿透坦克的装甲是一项艰巨而独特的任务。一架易受激光熔化影响的无人机可能只有几毫米厚的塑料外壳。坦克的装甲,即使是现代坦克的老型号,也可以是 至少 600 毫米厚钢或复合材料,而且通常更厚。这种装甲可以通过各种附加装置进行增强,包括爆炸反应装甲,它在 受到爆炸性弹丸撞击时向外爆炸

用激光摧毁坦克装甲意味着不仅要找到一种方法将光束照射在坦克上,还要确保光束足够强大和持久,能够完成任务。

“激光武器面临的一个问题是,要摧毁导弹等有用目标需要巨大的能量。要摧毁如此大的目标,需要数百千瓦甚至数兆瓦的激光。而这些装置的效率只有 20% 左右,所以我们需要五倍的能量来运行该设备,” UNSW 堪培拉和 UNSW 悉尼的工程学教授 Sean O’Byrne 在一篇解释反坦克激光的潜力和危险的文章中写道。

O’Byrne 继续说道:“我们正进入兆瓦级别——这相当于一个小镇的用电量。因此,即使是便携式定向能设备也很大。(直到最近,美国才能够制造出一台相对较小的 50 千瓦激光器,使其足够紧凑,可以 安装在装甲车上,尽管已经开发出了功率高达 300 千瓦的设备。)”

4 月份宣布的为澳大利亚开发国内激光武器能力的适度资金,是最终达到能够熔化坦克的激光规模的起点。如果这项壮举得以实现,澳大利亚将拥有一种耗能巨大的工具,但只要保持充电状态,它就可以击败敌方装甲。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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