美国高能激光演示项目(HEL,TD)

后勤依赖的特点。

高能激光演示项目构成

高能激光演示项目作为美国最野心勃勃的武器开发项目，自立项起就成为各方关注的焦点。而波音公司在取得HEL TD第二阶段合同后，也利用其在光电研制方面的优势加快开发进度。除HEL TD外，波音还承制了其它数个激光武器系统，如“机载反导激光系统”(ABL)、“先进战术激光项目”(ATL)、“战术中继镜系统”(TRMS)和“激光复仇者”。

波音公司开发的HEL TD系统包括雷达传感器模块、固体激光器、光束控制模块、储能(电能)模块、系统热管理模块以及BMC⁴I(战场管理、指挥、控制、计算、通信和情报)模块。除雷达传感器和BMC⁴I子系统外，其它诸模块都整合在一辆重型越野卡车上，具有极佳的机动部署性能。车载平台选用Oshkosh公司的20吨级8×8轮式重型高机动战术卡车(HEMTT A4)，该车自身采用一台500马力的柴油动力，具有极佳的战场越野性能。

雷达传感器模块波音公司为HEL TD开发的雷达传感器名为“营地防护系统”(FEPS)。它同样有源于美国军方上世纪提出的需求概念，整合了探索、跟踪、威胁识别的功能，还能根据来袭弹丸弹道预测弹着区域。其主体由覆盖360度的相控阵雷达天线阵列组成，阵列采用高功率、高灵敏度的T／R发射单元(具体数量、功率和参数不详)，在高性能处理器和算法的支持下，实现同时对数十枚来袭弹丸的探测、识别和接战，整个搜索过程可在毫秒级时间内完成。此外，为应对一些采用近距离低弹道发射的弹丸，雷达还可做0～10度的俯仰。

由于此雷达具有中近距离探测精度高、反应时间快的优势，也可用于远距预警探测或目标指示。但在远距模式下，其反应时间较弹丸拦截时增加一倍左右。

高能固体激光器在放弃化学激光器后，高能激光演示项目采用了体积更小、结构较简单的固体激光器。各种固体激光器中又以薄盘式电泵浦激光器系统最适于军事用途，因为可将多个同样结构的薄盘激光器集成到同一个系统中，使激光束输出功率叠加，进而达到100千瓦级能量水平。

2008年6月，波音公司在加州西山试验场进行了激光射击试验，单台薄盘激光器的峰值输出功率在指定时间内达到25千瓦，至此薄盘激光器开始走出实验室进入武器系统的全面发展阶段。2009年8月，波音公司成功试验了100千瓦级薄盘激光器，为HEL TD项目打下最坚实的基础。高能激光束集烧蚀效应、激波效应、辐射效应等毁伤机理于一身。其核心部分是光束控制系统，由多个镜腔和通腔组成，用于获取目标，然后精确地瞄准并发射激光。激光器以电能为能源，不仅有利于简化后勤供应，也与未来战术车辆动力系统的电驱动化相兼容。在技术层面上，维持激光器在数毫秒内达到100千瓦的峰值输出功率并非难事，困难的是配套的高输出峰值供能系统。

供能及系统热管理模块限于薄盘固体激光器的原理和目前的技术水平，这种激光器的能量转化效率现在只能达到10％~20％，这意味着系统供能的峰值输出必须达到激光器输出功率的5倍以上，传统蓄电池或燃料电池供能技术根本无法胜任。对此，波音公司采取了高功率电源模块配合采用脉冲放大技术的储能模块的方式，实现对激光发生装置的短时间峰值功率输出。经试验表明，此方案能满足激光器对供能的要求，具有连续发射间隔时间短、脉冲输出稳定等特点。能量转换效率低带来的另一个问题是系统发热量过大，必须对激光发生材料、电泵浦、光路通腔以及光束控制系统进行主动散热，才能保证系统稳定工作。对此，波音公司专门开发了热管理系统，通过对全系统各重要部位实时监控，采取多种措施，实现了高效的散热保护。

BMC⁴I模块BMC⁴I可连接包括“联合监视和目标攻击雷达系统”在内的诸多空中和地面传感器，并能通过通用地面站连结到上一级作战指挥系统。BMC⁴1作为快速的可部署和移动的战术数据处理和评估中心，通过与探测跟踪雷达以及其它传感器的互联，能够将图像或信号化的情报、监视和侦察数据整合为直观的可视化图像，为指挥官提供防护区域范围内实时的态势感知和改进的战场管理和目标定位能力。在机动部署性能方面，目前波音研制的HEL TO全系统只能靠C-17这样的大型运输机机动部署，未来在继续提高模块化和小型化程度后，将达到依托C-130战术运输机前沿机动部署的最终目标。

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