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金屬鈑金新聞

美國ABL機載激光導彈攔截系統(tǒng)

星之球科技 來源:奧瑞那激光2011-09-30 我要評論(0 )   

美國空軍機載激光(以下簡稱ABL)試驗機YAL-1A改進自波音747-400F運輸機,裝載了最新研制的機載激光聚能武器,用于摧毀處于起飛助推段狀態(tài)的戰(zhàn)術彈道導彈,將敵導彈消滅在...

美國空軍機載激光(以下簡稱ABL)試驗機YAL-1A改進自波音747-400F運輸機,裝載了最新研制的機載激光聚能武器,用于摧毀處于起飛助推段狀態(tài)的戰(zhàn)術彈道導彈,將敵導彈消滅在敵領空/領土上。ABL是由空軍發(fā)展實驗室和ABL開發(fā)組(包含波音、諾斯洛普?格魯門空間技術和洛克希德•馬丁公司)共同研制開發(fā)。目前該機正在進行各種試驗工作。


  波音公司負責項目管理、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•格魯門空間技術則制造激光發(fā)射系統(tǒng)。洛克希德•馬丁空間系統(tǒng)負責目標截獲系統(tǒng)和激光控制系統(tǒng)的研制。美國導彈防務處(原彈道導彈防御組織)負責整個工程的管理,該處在新墨西哥中部阿爾布魁克的科特蘭空軍基地實行執(zhí)行權。




資料圖:美國空軍ABL激光載機空中巡航


  1996年,美國國防部撥給ABL開發(fā)組11億美元的項目經(jīng)費用以開發(fā)實驗整套ABL武器系統(tǒng)。1998年在諾斯洛普•格魯門空間技術的凱皮斯特蘭諾測試中心的試驗中,激光發(fā)射系統(tǒng)達到了比標準高10%的級別。2000年4月,ABL最終鑒定評審完成。


  ABL飛機搭載的系統(tǒng)有兆瓦級的化學氧碘激光器(COIL),紅外跟蹤/高速目標截獲系統(tǒng)和高精度激光目標跟蹤光柱控制系統(tǒng)。激光武器由三個激光發(fā)射系統(tǒng)組成:一個威力兇猛的殺傷激光系統(tǒng)(主系統(tǒng))、一個激光指示系統(tǒng)和一個激光照明系統(tǒng)。主激光系統(tǒng)由機身背部的兆瓦級的化學氧碘激光器產(chǎn)生,波長1.315微米。大威力的激光光柱從貫穿飛機前部的管子中穿越,而管子則貫通分隔前后機艙的隔艙。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•格魯門空間技術開發(fā)完成,這種千瓦級的輕型只是用來指示目標,并測試當時當?shù)氐拇髿鈱す獾呐で⑴で臄?shù)據(jù)傳給筑控制計算機,修正殺傷激光系統(tǒng)地發(fā)射。


  超高靈敏度跟蹤激光器(被動測距系統(tǒng),ARS)的新型吊艙已經(jīng)安裝到了ABL飛機上。機載激光器是一種機載的定向能武器系統(tǒng),安裝在經(jīng)過重大改進的747-400飛機上,依靠機載傳感器、激光器和復雜的光學器件來發(fā)現(xiàn)、跟蹤和摧毀處于助推段或發(fā)射段的彈道導彈。機載激光器項目的最終目標是在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、主動和被動傳感器、光學系統(tǒng)、萬向節(jié)和各種靈敏的電子裝置組成。其功能是為任務處理器提供數(shù)據(jù),而后者利用這些信息對敵方的彈道導彈進行跟蹤,并對它們進行排序,以便由ABL系統(tǒng)中兆瓦級的化學氧碘激光器(COIL)實施攻擊。COIL在導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)場管理系統(tǒng)提供5個組件狀態(tài)矢量。而這些數(shù)據(jù)將用來計算導彈的軌跡參數(shù),比如估計導彈的發(fā)射點和預計彈著點。即使導彈不宜采用ABL進行攻擊,也可以由彈道導彈防御系統(tǒng)的其它部分利用這些數(shù)據(jù),在中段或末段攻擊目標。由于在2002年7月的首次飛行試驗中造成了嚴重的抖動,此前的一個吊艙已經(jīng)拆掉。此次吊艙并不包含真正的ARS傳感器,而僅僅是對ARS進行模擬。如果試驗成功,那么ARS將安裝到飛機。


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


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

  這個月,雷聲公司在一臺TILL系統(tǒng)的衍生型上開始了技術發(fā)展工作,以提高該系統(tǒng)的性能和精確度。同時,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)激光器中首臺進行成功的發(fā)射試驗的激光器。


  ABL研究小組(包括波音公司、洛?馬公司和TRW公司)正在美國空軍和導彈防御局的指導下開發(fā)革命性的機載助推段導彈防御系統(tǒng)。ABL系統(tǒng)將把一臺兆瓦級的化學激光器安裝在一架改進的747-400F飛機上,以摧毀處于助推段的導彈。波音公司是ABL研究小組的牽頭公司,負責監(jiān)督戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)的開發(fā)、武器系統(tǒng)綜合和提供改進的載機。TRW負責提供全套化學氧-碘激光器。洛•馬公司負責開發(fā)光束控制/火力控制系統(tǒng),該系統(tǒng)用于獲取目標,然后精確的瞄準和發(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上。450千克的隔艙已經(jīng)安裝的飛機上,隔艙是用于保持穩(wěn)定性和確保飛機在攜帶激光系統(tǒng)飛行的時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)正在接近的彈道導彈。在首次飛行之后,ABL小組將繼續(xù)進行地面檢驗的試驗。


  飛機最初的飛行將是飛行資格試驗,主要關注的是飛機的性能。在進行大約5次這樣的飛行之后,飛行試驗的內(nèi)容將增加作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的內(nèi)容。再然后是試驗發(fā)現(xiàn)和跟蹤由白沙導彈試驗場發(fā)射的“長矛”戰(zhàn)術導彈。這部分試驗將在最初飛行后的兩到三周后進行。
 

  波音公司負責整個ABL項目的管理和系統(tǒng)的集成工作,還負責作戰(zhàn)管理系統(tǒng)的改進和飛機的改裝。TRW公司負責化學碘激光器的建造和地面支持子系統(tǒng)。洛克希德•馬丁公司負責波束控制/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責該系統(tǒng)中四個重要的激光器之—的ABL跟蹤照射激光器。


  眾議院2002財年的國防法案中將ABL項目削減了1000萬美元。參議院在削減的13億美元的導彈防御資金中削減該項目8000萬美元。但是后來的參議院法案中恢復了被削減的資金,由總統(tǒng)來決定該項目包括導彈防御是否應該包括在反恐怖的預算中。


  如果資金真的被削減,即使是1000萬美元,都將導致首架ABL飛機的研制和演示,這是因為光學技術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,為保證時間需要現(xiàn)在就開始進行工作。此外光學工作對于保持大量專門的廠商也很有必要,這些廠商可以為ABL項目提供技術。


  ABL項目官員反復地解決縮小的工業(yè)基礎問題,這些問題有可能會妨礙項目的進行。ABL項目需要飛機上的非常專業(yè)的光學技術和用于飛機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)的光學技術和確保激光在發(fā)射后不會在激光器中燃燒。


  盡管目前ABL小組中有很多公司,但是還會面臨一些挑戰(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法按計劃完成,這可能需要幾個月,這將導致試驗工作的推遲。

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  空軍在今年夏天收到了用于ABL的1.53億美元,這是國會通過的2001財年補充撥款中的一部分??哲娨呀?jīng)警告如果收不到這筆資金將放慢ABL項目的進行。這筆資金用于使系統(tǒng)的部分部件更輕和其他飛機集成問題。重量一直都是ABL中的重點,研制小組將充分利用所有的平臺以減輕重量。
 

  BMDO為了保證在2003年可以進行重要的演示,因此在2002財年預算中為ABL項目申請了4億美元。同時,BMDO還將項目的管理權收回,這是因為BMDO的官員們認為空軍的管理水平很差,但是更多的原因是BMDO可以對導彈防御結構保持“顯著的作用”。


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


  2002年7月,改裝完成的飛機進行了第一次試飛,在經(jīng)過飛行安全鑒定后,飛機轉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用的彈道導彈。
 

  2004年10月,導彈防御局(MDA)啟動幾項小規(guī)模的研究與發(fā)展計劃,目的是減輕機載激光器系統(tǒng)(ABL)重量和改善其性能。MDA的激光技術項目包括多種針對在彈道導彈防御中能夠使用定向能的小規(guī)模、三年計劃。如果獲得成功,在上述計劃中發(fā)展的技術將用于MDA的現(xiàn)行項目。上述計劃之一是能夠減輕ABL使用的化學氧化碘激光器(COIL)重量的先進COIL技術。MDA正在同國防預先研究計劃局聯(lián)合開發(fā)二級管抽運式液氧激光器。雖然這是一項長期研究工作,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)的飛行試驗預計將持續(xù)到2005年。項目組將首先檢查ABL飛機的適航性,隨后將對縮比“海神”試驗機攜帶的目標進行跟蹤。
 

  這種飛機計劃在2006到2008年間開始批量生產(chǎn)。最初將有3架ABL飛機在2006年服役,2008年服役飛機的總數(shù)將達到7架。
 

  2007年7月,美國導彈防御局(MDA)的機載激光(ABL)推進-上升階段導彈防御計劃將于本周及下周于參議院2008財政年度國防預算授權法案武器系統(tǒng)審核中扮演突出角色。當參議院武裝部隊委員會(SASC)戰(zhàn)略力量分會主席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工作時,為SASC從ABL項目預算申請中削減2億美元的建議作了辯解。他在吹捧計劃的潛在價值同時,將削減36%預算描繪為對一個成本不斷增長及進度滯后項目應有的謹慎。SASC在其法案的附件報告中稱;"委員會認識到自1996年立項時起ABL項目就存在進度拖延和成本超支的歷史,委員會認為很多技術挑戰(zhàn)、使用約束以及巨大的成本問題依然存在。"參議員們說,國防部先前告知國會該系統(tǒng)將于2003年具備應急能力。但最新的時間表已將首次擊落驗證飛行測試延遲至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,包括導彈防御局在內(nèi)的ABL系統(tǒng)支持者已經(jīng)警告稱國會削減開支提案將使首次擊落測試由2009年再次延后2年。ABL演示項目被預期從立項到首次擊落的成本為50億美元。但民主黨領導下的SASC稱,即便飛行測試正常,也不能證明系統(tǒng)能夠作戰(zhàn)有效,并補充說:"且系統(tǒng)是否具有經(jīng)濟可承受性,目前還不清楚。"國會預算辦公室已提供一份初步概算:由七架飛機組成的可運行的ABL系統(tǒng)總共可能需要360億美元。布什政府已申請5.488億美元用于下一財年ABL系統(tǒng)繼續(xù)研制的費用。


  2007年7月,美國導彈防御局(MDA)近期完成了機載激光器(ABL)的空中模擬攻擊試驗,通過跟蹤、瞄準和模擬攻擊空中目標,對機載激光器的戰(zhàn)場管理系統(tǒng)以及波束控制/火控系統(tǒng)的性能進行了演示驗證。試驗時,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飛機的機頭轉塔中,跟蹤照射激光器對一架改裝過的NC-135運輸機實施照射,其回波主要用于測量大氣環(huán)境。NC-135運輸機上的攝像設備顯示,低能激光器最后準確命中了飛機上繪制的導彈目標。據(jù)悉今年下半年,在開始將化學高能激光器安裝在ABL飛機上之前,還將進行一系列的試驗以評估機載激光器的性能。


  2007年7月,美國導彈防御局日前宣布,機載激光器(ABL)項目在2007年7月24日取得了一項具有歷史意義的成果——傳播了信標照明激光(BILL),并使用反射激光補償了大氣干擾。7月24日舉行的測試演示了機載激光器利用照明激光跟蹤模擬目標、對大氣干擾進行補償,以及完成作戰(zhàn)序列(模擬向目標發(fā)射高能激光)的能力。此外,激光在測試中的表現(xiàn)證明其更適用于摧毀彈道導彈。這使項目向第二個“低能量系統(tǒng)主動集成飛行測試知識點”邁出了重要一步,首個知識點已經(jīng)于本月、早些時候完成。測試包括探測“大烏鴉”(改進型NC-135飛機)目標飛機,利用跟蹤照明激光(TILL)進行跟蹤,利用BILL的目標反射激光進行大氣補償,利用替代高能激光(SHEL)進行打擊。機載激光器將繼續(xù)進行飛機測試,對抗“大烏鴉”機載目標,以期今夏在愛德華空軍基地開始安裝先進化學碘氧激光(COIL)器之前進一步確定機載激光器的性能。

 

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