几个数量级。
微波武器可用于杀伤人员,就其杀伤机理而言,有“非热效应”与“热效应”两种”。“非热效应”是利用3~13毫瓦/厘米2的弱波能量照射人体,以引起人员烦躁、头痛、神经紊乱、记忆力衰退等。这种效应如果用到战场上时,可使各种武器系统的操作人员产生上述心理变态,导致武器系统的操作失灵。而“热效应”则是利用强微波幅射照射人体,能量密度为20瓦/厘米2,照射时间为1~2秒,通过瞬时产生的高温高热,造成人员的死亡。微波束另一个特点是,它可以穿过缝隙、玻璃或纤维进入坦克装甲车辆内部,烧伤车辆内的乘员。
微波武器还可以使现代化武器系统中的电子设备及元器件失效或损坏。例如,用001~1微瓦/厘米2的弱微波能量,就可以干扰相应频段的雷达和通信设备的正常工作。10~100瓦/厘米2的强微波辐射形成的瞬变电磁场,可使金属目标表面产生的感应电流与电荷,通过天线、导线和各种开口或缝隙,进入坦克装甲车辆、导弹、飞机、卫星等武器内部,破坏各种敏感元件如传感器、电子元器件等,使武器系统失去其效能。微波武器的能量达到1000~10000瓦/厘米2的超强微波能量,可在很短时间内使目标因受高热而导致破坏,甚至能够引爆武器中的炸药等,使武器被毁坏。微波武器与激光束、粒子束武器相比作用距离更远,受天气影响更小,从而使对方相应对抗措施更加复杂化。
目前战术微波武器,例如车载战术性的微波武器的研究进展较快,可望在下世纪初装备部队。此外,目前美国已研制能在微波波段产生千兆瓦脉冲功率的实验型微波发射管,并希望最终脉冲功率达到100千兆瓦。
微波武器目前存在的问题:一是对有核防护设施的目标无效。许多国家的军用电子系统装有防原子破坏设备,并开始制定了有关军用电子设计标准。这些设备对微波武器也有同样的防范作用,其原因是金属板可保护电子设备不受微波热效应的影响;二是使用中对友邻部队可能构成威胁。为了发挥微波武器的作用,其功率必须很大,这样就可能对在一定范围内的友邻部队的电子系统构成巨大威胁。为防止这一点,就必须采用高度定向的天线或利用地面屏蔽物;三是微波武器可能遭受反辐射导弹(ARM)的攻击。ARM是一种寻的无线电和雷达信号的导弹。不言而喻,由于微波武器能发射出功率很大的电磁波,因此,ARM被看作是微波武器的天敌,但目前对这一问题,国际上有学者持不同看法。其理由是,一是认为微波武器功率很高,因此可能事先引爆来犯导弹;二是微波武器可能会影响ARM制导系统中的微电子线路,从而破坏ARM对其的跟踪而偏离航向。
二、定向能武器未来的研究和发展趋势
包括激光武器、粒子束武器、微波武器在内的定向能武器。目前分别处于预研、研制以及基本技术和原理方案的探讨阶段,估计将在下个世纪初叶陆续投入战场,并对未来战场的局势产生深远的影响。定向能武器未来的发展趋势是:
1.激光武器的未来研究和发展趋势
(1)发展新型的精密瞄准跟踪系统。激光武器对目标的瞄准、跟踪精度非常高,否则不能够精确击中目标,目前研制的微波雷达是无法满足要求的。国际上目前正在开展红外跟踪、电视跟踪和激光雷达等装备发展光学跟踪技术的研究,重点放在激光雷达跟踪系统的研究。 (2)开展制造大型反射镜的新型材料和新型加工工艺的研究。激光武器反射镜越大,发出的光束的发散角越小,聚焦性能好。而反射镜的直径超过1m,不仅加工复杂,造价极高,而且体积、重量增大后,主镜的定向器的转动惯量加大,不能满足对目标的跟踪速度和对付多目标的能力。为此,美国等西方国家下一步开展制造反射镜材料及新型加工工艺的研究。如美国拟采用石墨纤维复合材料作基底的反射镜,镜面镀硅并抛光,其热膨胀系数接近于零。反射镜拟采用多块镜面拼装而成,放宽了加工要求。这一工艺的突破,将有可能使反射镜的造价降低,轻便性和热稳定性能都会有所改进。
(3)积极开展强激光在大气中传输所出现的大气湍流和“热晕”的研究。目前对于激光在大气中传输,对于湍流和“热晕”的效应所造成的有害影响,正在探索和研究之中,对于大气击穿的“热晕”效应,有人提出先用低强度高重复频率的先行光束来驱除光路上的气溶胶粒子,然后发射强激光,还有人拟采用自适应光学来抵消湍流和“热晕”效应。这些方法都是正在和将要研究的课题。
2.粒子束武器的未来研究和发展趋势
(1)加强基础研究。对于粒子束武器的基础研究,首先在研究产生粒子的加速器。目前,产生粒子束的主要方法是利用线性感应加速器(LIA)。但是,由于这种加速器太笨重,因此无法投入战场使用。目前正在加紧研制体积小的LIA,其方法是以一个线性LIA为中心,然后象卷饼一样向上盘绕,以便让粒子束可以在现有的小型LIA中环流。美国陆军弹道研究试验室称,目前尚需进一步证实小型环流LIA的原理。其工作原理是:通过同一加速器,连续再循环脉动的粒子束,以便把能量逐渐加到每次通过的粒子束上。这种小型加速器能否投入陆军战场使用,尺寸和重量是关键因素。
(2)重视高能转换技术的研究。重视能量转换技术的研究,以便形成高速粒子脉冲。目前,美国空军研究机构称,传统的可控硅开关和火花放电开关的研究已经完成,下一步将开展磁性开关研究。这种开关是基于饱和的电磁感应原理,具有很高的重复率。
3.微波武器未来的研究和发展趋势微波武器未来的基本理论和基本技术方面的研究与发展范围很宽。其未来的研究与发展的重点是:
(1)重视中功率微波武器的研究。所谓中功率微波武器是其功率低于大功率微波武器,而高于现行干扰机。专家预测,对中功率微波,只要有合适的高脉冲重复率、频带宽度和脉冲形状,就会得到比现有干扰机高得多的损伤效应。电子干扰机只起到迷惑、欺骗无线电和雷达的操作手使其无法正常工作的作用,而中功率微波武器的作用是影响电子设备本身,从而使操作人员无法工作。在21世纪初叶,这种中功率微波武器将可能研制成功,以取代现使用的电子干扰机。
(2)重视解决微波武器的使用对友邻系统的影响的研究。美国空军目前正在研究一种性能优良的防护微波武器的装置,以克服在未来战场上使用微波武器时,不致影响对友邻部队设备的使用。
(3)海军用舰载微波武器有可能首先投入使用。由于各军种对微波武器都有特殊的要求。美国陆军提出的战术微波武器应能够安装到大型履带上,不仅其体积要小,而且要把定向性极高的天线装在直立的桅杆上,以利于最佳瞄准。空军则要求这种武器体积要小,功率低并采用专用天线。海军用舰载微波武器则具有功率高、天线大和作用距离远等特点。据分析,在三军中,由于海军对微波武器在重量、空间和功率方面提出的限制条件较少。因此,海军型微波武器有可能在未来10~20年内首先投入使用。
参考文献
1.刘绍球等.在未来战场上,国防工业出版社.1988.12.
2.王金城.21世纪武器、军队、战争,国防大学出版社,1988.10.
3.章雅平.美国定向能武器最新进展,现代兵器,1993.5.