定向能武器的破坏力(杀伤力)来自随着时间的推移传递给目标的能量。这种集中的能量可以对从非致命到致命的整个范围产生影响。例如,激光可以在几秒钟内切割钢、铝和许多其他材料。它们可以非常有效地导致加压容器爆炸,例如导弹推进剂和氧化剂罐。它们可以摧毁、降级或致盲许多其他包含传感器和电子设备的系统。对于高能激光,杀伤力取决于激光的功率输出、光的纯度和浓度(光束质量)、目标范围、将激光保持在目标瞄准点上的能力(抖动控制和跟踪)以及激光穿越目标的大气环境。在最后一个因素中,激光的频率和交战高度将对大气对激光杀伤力的影响程度产生重大影响。激光能量可以以连续波或脉冲形式产生,这也会影响其杀伤力。高能激光器 (HEL) 的平均功率范围从几千瓦到兆瓦。高功率微波 (HPM) 和高功率毫米波武器发射的电磁能量束通常从大约 10 兆赫到 100 千兆赫的频率范围。像激光一样,
洛斯阿拉莫斯国家实验室运营价值数十亿美元、兆瓦级、800 兆电子伏的洛斯阿拉莫斯中子散射中心 (LANSCE) 加速器(120 名全职员工);洛斯阿拉莫斯国家实验室运营 DARHT(70 名全职员工);洛斯阿拉莫斯国家实验室是 SCORPIUS (ASD) 的牵头实验室(15 名全职员工);洛斯阿拉莫斯国家实验室在其加速器能力方面拥有大约 100 名全职员工,包括紧凑型加速器和太空加速器
随着固态激光装置的改进、实现功率目标、表现出优异的激光光束质量、提高效率以及向集成到军事平台所需的重量和体积目标迈进,JTO 正将重点放在激光武器系统的另一个主要部分,即激光束的管理和控制上。这项名为“定位和交战先进光束控制 (ABLE)”的计划将提高激光束控制系统的整体性能。ABLE 系统的重点是:1) 最大限度地提高激光吞吐量;2) 增强指向和跟踪能力;3) 在湍流环境中推进大气补偿。正在开发这些领域最先进的组件,用于子系统能力演示。最终,将使用 RELI 级激光器进行集成系统演示,以展示 ABLE 技术提供的系统性能改进。
法国武装部队已投入“数千万美元”用于研发和最终采购针对太空和陆地系统的激光武器。法国国家航空航天研究中心 (ONERA) 负责所有相关研发工作,预计研发工作将持续到 2024 年。如果研究工作取得积极成果并获得 DGA 的支持,则将在 2025 年首次试验“预作战”武器。该类别的主要项目之一是战术先进激光光学系统 (TALOS),其中包括法国在内的九个欧洲国家参与其中。2019 年 8 月,法国激光和光学技术制造商 CILAS 宣布启动该项目,旨在到 2025 年打造出一款可供大规模开发的产品。
对于军事部门预计最终将过渡到新的或现有的采购计划的原型,它需要确定一个能够支持新技术进一步开发的过渡合作伙伴。为了支持过渡,陆军制定了一个详细的计划,描述了围绕定向能武器的使用和早期能力文件建立支持活动的时间表和利益相关者的角色。然而,虽然海军部署了几种定向能武器原型并确定了潜在的过渡合作伙伴,但它并没有 GAO 审查的定向能项目的书面过渡协议。空军并没有始终如一地优先考虑建立过渡合作伙伴,这使得未来过渡的规划变得更具挑战性。如果没有这些过渡规划步骤,海军和空军就有可能开发出与作战需求不符的定向能武器。
1 摘要 2 2 简介 3 3 技术方法和论证 3 3.1 系统概述 3 3.2 飞机 4 3.3 起飞和降落 5 3.4 第一阶段:地面站 5 3.5 第二阶段:中继卫星 5 3.6 第三阶段:动力卫星 5 3.7 安全 6 4 2050 年的航空格局 7 4.1 技术就绪水平 7 4.2 供应链就绪水平 8 4.3 制造就绪水平 9 4.4 预计时间表 9 5 技术影响 10 5.1 环境 10 5.2 工业 11 5.3 财务 11 5.4 社会和政治 11 6 研究发展和变化的文件 12 7 结论 12 附录 A – 计算 13 A.1 Friis 传输方程 13 A.2 每颗卫星的财务盈亏平衡成本 13 A.3地面站布局 14 A.4 电离计算 14 A.5 碳足迹计算与比较 15 附录 B – 参考文献 16 致谢 19
定向能武器技术在全球的扩散对美国构成了新的威胁,因为竞争对手试图利用该技术相对较高的任务成功潜力和较低的运营成本。使用这些武器需要为海军资产提供新的工程解决方案,以跟上步伐。积极规划反定向能武器的方法、战术和能力至关重要。这个顶点项目描述了对抗定向能威胁环境,并开发和评估了对抗、规避和消除对海军资产的潜在威胁影响的概念。特别是,这项研究侧重于高能激光武器系统及其对海军无人机的影响。顶点团队成员开发了一种评估工具,并将其应用于这些概念。该工具可以适应对抗和防御各种资产。在团队将系统思维应用于这个问题之后,它为海军资产推荐了应对这些威胁的方法。
2024 年 2 月,陆军部署了四辆定向能机动短程防空 (DE M-SHORAD) 原型车,以支持 OCONUS 行动。此次部署阻止了快速能力和关键技术办公室 (RCCTO) 计划的科学和技术测试的开始。2024 年 6 月,陆军测试和评估司令部 (ATEC) 在该部队的 OCONUS 部署期间进行了为期三天的控制评估。此次事件的有限数据不足以支持 DOT&E 对系统作战效能、杀伤力、适用性和生存能力的早期评估。陆军通过在该部队的 OCONUS 部署期间进行战区评估 (ITA) 继续收集相关的作战见解。
________________ * 参考架构将随着时间的推移而发展,因为使用过程中积累的经验会被重新融入其中 ** 实施设计的选择将基于价格/性能交易、SWaP、
“…在功能上被划分为离散的、有凝聚力的、独立的单元,并具有明确定义的接口,允许用来自其他来源的类似组件或产品替换这些单元,同时对现有单元的影响最小。”