激光在军事领域的应用及最新进展.ppt
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第十三章激光在军事领域的应用及最新进展激光技术在军事上主要用于侦测、导航、激光技术在军事上主要用于侦测、导航、制导、通信、模拟、显示、信息处理和光电对制导、通信、模拟、显示、信息处理和光电对抗抗及激光武器及激光武器等。
等。
已投入使用的军用激光技术装备有战术激已投入使用的军用激光技术装备有战术激光武器光武器、激光测距仪、激光雷达、激光瞄准具,、激光测距仪、激光雷达、激光瞄准具,激光制导武器、激光陀螺、激光通信、激光训激光制导武器、激光陀螺、激光通信、激光训练模拟器、激光大屏幕显示系统、激光扫瞄相练模拟器、激光大屏幕显示系统、激光扫瞄相机、激光引信、激光致盲武器等。
机、激光引信、激光致盲武器等。
正在研究中的有正在研究中的有化学化学激光武器激光武器和战略激光和战略激光武器武器等。
等。
激光在军事上的应用已投入使用的正在研究中的战术激光武器激光雷达激光测距仪激光制导化学激光武器反太空激光武器第一节激光在军事探测中应用一、激光测距仪激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。
其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一,因而被广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。
它是提高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。
军用超视距望远镜式激光测距仪,军用超视距望远镜式激光测距仪,距离测量可达距离测量可达20km20km,已经广泛装,已经广泛装备于欧美多个国家的陆军备于欧美多个国家的陆军二、激光雷达激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统,其原理和构造与激光测距仪极为相似。
科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。
激光雷达的作用是能精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。
经过多年努力,科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。
1、激光雷达在直升机上的应用目前,激光雷达在低空飞行直升机障碍物规避、化学生物战剂探测和水下目标探测等方面已进入实用阶段,其它军事应用研究亦日趋成熟。
直升机在进行低空巡逻飞行时,极易与地面小山或建筑物相撞。
为此,研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐以求的愿望。
目前,这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。
带有障碍物规避激光雷达的直升机2、机载海洋激光雷达传统的水中目标探测装置是声纳。
根据声波的发射和接收方式,声纳可分为主动式和被动式,可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。
但它体积很大,重量一般在600公斤以上,有的甚至达几十吨重。
而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备,通过发射大功率窄脉冲激光,探测海面下目标并进行分类,既简便,精度又高。
迄今,机载海洋激光雷达已发展了三代产品。
20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础,增加了GPS定位和定高功能,系统与自动导航仪接口,实现了航线和高度的自动控制。
3、成像激光雷达可水下探物美国诺斯罗普公司为美国国防高级研究计划局研制的ALARMS机载水雷探测系统,具有自动、实时检测功能和三维定位能力,定位分辨率高,可以24小时工作,采用卵形扫描方式探测水下可疑目标。
美国卡曼航天公司研制成功的机载水下成像激光雷达,最大特点是可对水下目标成像。
由于成像激光雷达的每个激光脉冲覆盖面积大,因此其搜索效率远远高于非成像激光雷达。
另外,成像激光雷达可以显示水下目标的形状等特征,更加便于识别目标,这已是成像激光雷达的一大优势4、LIDAR系统LIDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM(地面数字高程模型)。
这三种技术的结合,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。
结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可以准确地计算出每一个地面光斑的座标X,Y,Z。
机载LIDAR激光雷达拍摄的全方位图像5、激光瞄准器放置在枪支上,激光光束可协助瞄准目标体单一光束轻巧激光瞄准器单一光束轻巧激光瞄准器枪管光束瞄准激光器枪管光束瞄准激光器手持式激光目标指示器双光束激光瞄准器AG轻武器激光瞄准器第二节激光对抗与防护一、激光对抗措施所谓激光对抗,就是交战双方采取专门措施,干扰、破坏对方的激光装备,使其丧失功能和战斗力,同时保护己方的军事装备和人员免遭激光武器的攻击和伤害。
二、激光防护的措施1、一般防护措施是利用地形、地物或设置遮障阻挡激光。
是在目标表面涂上对光具有强烈吸收能力的材料,使照射光束的能量被吸收。
是采用伪装、隐身、示假以及机动、规避等手段,使敌难以发现、捕捉目标。
是研制和发展特种耐高温材料的壳体,以及从技术上采取各种抗激光加固措施。
2、对眼睛的防护是采用激光滤光片和护目镜;是施放烟幕;是采用黑挡片罩。
军用光电对抗武器美国进行大功率激光束发射实验美军激光武器试验进行中激光武器的作战特色在于利用发出的激光束迅速准确地使敌人致盲、迷惑和疼痛99式主战坦克激光对抗系统搭载于坦克炮塔上方右侧第三节激光武器一、激光武器的分类根据激光器输出功率的大小,激光武器可区分为低能激光武器和高能激光武器两大类。
1、低能激光武器低能武器主要指激光干扰与致盲武器,它是重要的光电对抗装备,主要用于干扰和致盲敌方的光电传感器和敌方官兵的眼睛。
2、高能激光武器高能激光武器也称死光武器,它是借助于激光束的热能直接摧毁目标,可用于打击人、车、导弹、卫星、坦克、飞机等。
“军刀”(Saber)203的激光照明系统,主要用于照明、致盲和瞄准目标。
该装置它可以安装在普通步枪的枪管下,采用镍镉电池供电,工作波长为670纳米,功率400毫瓦,有效照明距离300米,重1.5磅,每枚电池可连续运行30分钟,100米处的光斑尺寸可在110米之间变化。
1995年美军在索马里作战时曾经使用了这种武器,1995年联合国大会通过了一份禁止使用激光致盲武器协议。
激光致盲武器二、激光武器的杀伤机理1、是烧蚀效应-局部高温2、是激波效应-3、是辐射效应-强电磁场三、激光武器的优点1无需进行弹道计算2无后座3操作简便,机动灵活,使用范围广4无放射性污染,性价比高形形色色的激光武器激光枪美国最新研制的PHASR非致命激光步枪解放军已经列装手枪式激光发射器解放军战术级激光武器系统进行试射国产新型激光步枪结构图中国又一款激光眩目器中国武警部队战士肩挎新型激光枪舰载激光武器机载激光武器(AirborneLaser);这种激光武器容易得到地面的有效支持,有较大的灵活性,可对抗巡航导弹和攻击地面目标,是美国优先发展的项目。
空、海、地基激光武器地基激光武器(舰载武器和车载武器):
可以有很大的灵活性用于战术目标或战略目标。
机载激光武器机载氧碘激光器第四节激光制导激光制导是利用激光获得制导信息或传输制导指令使导弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。
激光制导是60年代才开始发展起来的一种新技术。
目前已出现激光半主动制导和激光驾束制导的空对地、地对空导弹以及激光制导航空炸弹。
激光驾束和激光半主动制导已应用于反坦克导弹技术中。
激光制导炸弹与常规自由落体炸弹相比,利用了激光的直线传播特性进行制导,以增强炸弹落点的精确度。
激光制导炸弹激光制导特点及分类激光制导具有投掷精度高、捕获目标灵活,导引头成本低、抗干扰性能好、操作简单等优点。
目前已有大量激光制导武器装备部队,其主要制导方式有:
半主动制导。
即由地面部队或飞机发射激光照射目标,被制导的武器上装有激光寻的器,接收目标被照射后散射回来激光,从而自动控制武器寻向目标。
主动制导。
把激光目标指示器和激光寻的器同时装在武器上,目标指示器不断地向目标发射激光,寻的器自动接收目标散射回来的激光,将武器寻向目标。
俄制KAB-500L激光制导炸弹美国宝石路激光制导训练炸弹第五节太空防御及激光巨能武器一、激光与导弹防御系统由于激光的方向性好,速度比导弹快的多,使用激光击落飞行中的导弹成为可能。
空基导弹防御系统为美国设想的三位一体导弹防御系统的重要组成部分,主要是设想通过机载激光炮摧毁刚刚发射升空的敌方弹道导弹。
该空基导弹防御系统的主要设想为利用大型飞机搭载激光炮,一旦侦察活动发现有导弹发射迹象,该大型飞机将升空并飞至目标国数百公里外空域待命,当对方导弹发射后尚处于上升阶段时,飞机将发射激光摧毁导弹。
导弹防御系统导弹防御系统激光与导弹防御系统太空武器可在轨道对目标实施打击机载激光武器机载激光武器(ABL)(ABL),ABLABL的目标是研制装在的目标是研制装在经过改造的波音经过改造的波音747747飞飞机上安装激光武器,用机上安装激光武器,用于从高空攻击敌方的战于从高空攻击敌方的战区弹道导弹。
区弹道导弹。
地基反卫星激光武器可对在轨卫星等目标进行软、硬破坏,是未来空间攻防作战武器系统的重要发展方向二、地基反卫星激光武器三、巨能激光武器1、化学激光武器通过气体混合的化学反应,形成受激分子而产生激光效应。
目前有的发达国家主要致力于氟化氢和氟化氘两种化学激光武器的技术研究。
这两种激光均处于中红外波段,能量转换效率较高,但射束比较分散,需要使用大直径反射镜进行聚焦。
近些年来在化学激光武器的研究方面已取得些进展,使用氟化氘中红外高级化学激光器产生2.2兆瓦功率激光,可摧毁1公里外的导弹实。
设想研制其功能为25兆瓦的氟化氢激光器,可用来反卫星,反助推段的导弹和中段的弹头,也可用作卫星的自卫武器。
还设想采用天基部署方式设置化学激光武器,以便利用它担负关键性的助推段拦截任务2、战略反卫星激光武器战略反卫星激光武器可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。
例如,1975年11月,美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时,被前苏联的“反卫星”陆基激光武器击中,并变成“瞎子”。
因此,高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一,也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。
据外刊透露,自70年代以来,美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。
美国太空战高能激光武器示意图美国陆基激光武器将是未来太空战重要力量美军移动型战术高能激光系统(THEL)的激光发射部分第七节激光的应用最新进展一、自由空间激光相干通信技术采用了光频段的外差探测技术地下油气分布图的全息三维显示二、多波长激光三维成像技术三、激光制造闪电德国已研制出世界上第一台激光吸尘器该吸重量只有9kg,采用1064nm的脉冲激光,功率为20W,靠空气冷却。
用激光吸尘器作业在于“干净”,可以使任何污垢f油污、油漆或锈斑等在激光作用下蒸发,且无烟雾和气味,还不会磨损待清洁物体。
激光吸尘器为清除有害废弃物和化学物质开辟了新的途径,它最适合于需要很长时间进行清洁作业的纪念碑、建筑物等。
目前每台激光吸尘器的售价为537万美元,每小时的费用为0.31欧元。
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