激光武器论文

激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。 什么叫做“受激辐射”？它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”，简称激光。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。 激光的高亮度：固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。 激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光加工的重要条件 激光的高单色性：由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。 激光的高相干性：相干性主要描述光波各个部分的相位关系。正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。 目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。 经过30多年的发展，激光现在几乎是无处不在，它已经被用在生活、科研的方方面面：激光针灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手术刀、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光炮……，在不久的将来，激光肯定会有更广泛的应用。 激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破，美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前低能激光武器已经投入使用，主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器，以及攻击人眼和一些增强型观测设备；高能激光武器主要采用化学激光器，按照现有的水平，今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用，用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。 激光的其它特性: 激光有很多特性：首先，激光是单色的，或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光，但是这些激光是互相隔离的，使用时也是分开的。其次，激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一个“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。 激光（LASER）是上实际60年代发明的一种光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母缩写。激光器有很多种，尺寸大至几个足球场，小至一粒稻谷或盐粒。气体激光器有氦－氖激光器和氩激光器；固体激光器有红宝石激光器；半导体激光器有激光二极管，像CD机、DVD机和CD-ROM里的那些。每一种激光器都有自己独特的产生激光的方法

国防科技与军事是密切相关的两个领域。二者之间的关系可以概括为：军事上的需要促成了国防科技领域的形成与发展；国防科技的发展为军事提供所需要的物质技术手段，在此同时还会促使军事领域不断发生变革，甚至导致出现军事革命；军事上的变革和战争提出了新的需要又会给国防科技发展以新的推动力。国防科技与军事之间相互关系的这种机制或逻辑是一种客观存在的规律。近几年来，新军事革命问题成为人们关心的热门话题。实际上，新军事革命正是上述客观规律在军事高技术迅速发展这一特定条件下的反映。当然，国防科技与军事的关系还会受到政治、经济等因素的影响。　　一、军事上的需要是国防科技发展的强大动力　　社会的需要是科技发展的动力。恩格斯曾指出：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要会比十所大学更能把科学推向前进”(《马克思恩格斯全集》第四卷，人民出版社，1972年，第505页)。同样的，作为整个科学技术的重要组成部分的国防科技，则是社会的特殊需要———军事需要的产物，而且这种需要比任何力量都更能把国防科技推向前进。　　自从国家产生以后，为了维护国家的领土主权以及维护和获取国家的根本战略利益，便产生了国防和国家间的战争。为了巩固国防或为了夺取战争的胜利，各国都力图掌握更先进的军事技术手段，于是便组织专门力量研制武器装备，国防科技便由此产生。由于新的武器的发明和使用可以造成军事上的巨大优势，从而使得“最幼稚的公理论者”，也从“手枪战胜利剑”的铁的事实中，越来越清楚地认识到国防科技对于军事及战争的重要影响，因此国防科技便愈来愈受到各国政府的高度重视。正如科学学创始人丁·贝尔纳所认为的：“自古以来，改进战争技术，一直比改善和平生活更需要科学。这并不是由于科学家具有好战的特性，而是因为战争的需要比其他需要更加急迫。各国君主和政府不那么乐于向其他研究工作提供津贴，都乐于向军用研究工作提供经费，因为科学界能研制出新的装备，而这种装备由于十分新颖，在军事上极为重要”。这里如实地指出了为满足军事上的需要研制武器装备，是国防科技发展的动力和主要任务与目的。　　第二次世界大战结束以后，从50年代至80年代末，在长达40余年的冷战岁月，美苏两国进行了激烈的军备竞争，两国都执行优先发展国防科技的战略，并要求国防科技部门为军队研制出一批又一批、一代又一代在战术技术性能上超过对方的先进武器装备。在军事需求的强烈刺激下，两国的国防科技发展获得了强大的推动力，达到了极度的繁荣。许多其他国家在这种临战状态下也被迫采取相应的对策加速国防科技的发展。据统计，到80年代中期，世界各国每年的国防科研经费累计高达800～1000亿美元。就这样，在冷战的军事需求的推动下，国防科技发展进入了军事高技术时代。　　冷战结束以后，世界主要国家都调整了军事战略，压缩了军费开支，军事需求从原先既追求武器装备的数量又重视其质量转向主要追求其高质量，国防科技也因此而进入注重发展高新技术武器装备的新时期，即进入了“打什么仗需要什么武器就能研制出什么武器”的新时期。　　自90年代初开始，美国国防部、美军参谋长联席会议及三军，每年都要研究并提出美军的军事需求，同时根据这种需求制定和调整其国防科技和武器装备发展计划。例如，1996年，美军又确定了新的未来11大军事需求，为满足这些军事需求还分别制定了国防科技“基础研究计划”、《国防技术领域计划》和《联合作战科学技术计划》，这些计划对所要研究发展的科学技术领域及武器装备所要达到的性能要求都有明确的规定。俄罗斯、日本及西欧国家也采取了类似的举措。由于未来的军事需求主要是关于信息战能力的需求，因此有关国家的国防科技发展正紧密围绕夺取信息优势的信息战技术、C3I系统和精确制导武器等军事高技术开展研究工作。　　综上所述，国防科技完全是在军事或国防的需要的推动下不断获得发展的。国不可一日无防，国防不可一日无科学技术。展望未来，世界各国的国防科技都将在军事需求的不断推动下，继续不断地获得发展，并随着军事需求的高技术化而日益走向高技术化。　　二、国防科技发展对武器装备的影响　　军事上的需要导致国防科技的发展，而国防科技发展为了满足军事上的需要，必须不断研制出新型武器装备，因而必然对武器装备，即对军事技术手段产生重大影响。　　总体上看，直接从事武器装备研制的国防科技对武器装备发展的影响是全面的、决定性的。这集中表现在：使武器装备的原理和种类不断多样化、结构逐渐复杂化、性能日益得到提高。　　由于国防科研的开展，使许多新的理论、原理和技术被用于武器装备之中，从而不断出现一批又一批概念全新的武器装备。从利用机械能杀伤敌人的冷兵器到利用化学能的近代火器(包括枪、炮、普通炸弹、氢弹、中子弹、激光武器、电磁微波武器)，甚至是利用生物遗传密码对付敌人的生物武器等，各种各样的武器装备无一不是国防科研的重要成果。从种类上统计，国防科研大致已使武器装备从冷兵器时代的20多种发展到第二次世界大战时的200多种，现在又进一步增加到1000种以上。　　随着武器装备的种类越来越多、概念越来越新，其结构也越来越复杂。早期的武器仅由几个零部件构成，后来发展到包括数十个、数百个零部件，现在已增加到数千个、数万个甚至上千万个零部件，其复杂性增加了若干个数量级。　　在武器装备的性能方面，集中表现在国防科技的发展使武器装备的作用距离和作用范围不断扩大，可靠性日益增强，射程、威力(精度和杀伤半径)、机动性和生存能力都在逐渐提高。　　现代雷达的探测距离已达数十公里至数千公里以上，现代的侦察探测 装置可以在数百里之外甚至4万多公里的同步轨道上监视地面的目标。如美国的KH－12照像侦察卫星在几百公里轨道上对地面目标的分辩率为01米，一次照像即可覆盖数百平方公里的地面区域。　　至于战斗武器系统性能的提高，更令人惊叹不已。例如，在作用距离或射程方面，采用增程技术可使火炮的射程从20多公里增大到50公里以上。在命中精度方面，采用制导炮弹可使射击精度达0．3米，各种导弹的射程则可依据需要任意控制，其中洲际弹道导弹的射程已达1万多公里，命中精度在10米以内；采用空中加油技术可使军用飞机作远距离的甚至是作不着陆的环球飞行等。在杀伤力方面，国防科技已使单件兵器的杀伤威力大得惊人。　　武器系统杀伤力的提高，主要是由于新的国防科研成果被用于武器系统，使其各方面的性能都得到明显改进的结果。军事运筹学建立了一系列理论模型来确定武器的杀伤效能与有关性能之间的关系。比较典型的一个数学模型是：式中：a、N1、λ1、P1依次为一方武器的作战效能、数量(如火炮数或坦克数)、射速和每发弹的杀伤概率：N2、λ2、P2则依次为另一方武器的数量、射速和杀伤概率。从上式可见，只要提高自己所掌握的武器的性能，就可以明显提高其作战效能。通过采用精确制导技术、高爆弹药技术、自动控制技术等，完全可以达到这一目的。例如，美国的155毫米榴弹炮，由于采用了“铜斑蛇”激光制导炮弹，使其对坦克的命中概率比使用普通非制导炮弹提高了2500倍。现代坦克和大口径火炮由于采用了自动装填机、计算机火控系统，反应时间由数十秒缩短在10秒以内，射速提高了一倍以上。现在研制的坦克、飞机、军舰等的机动速度和战场灵活性都有了明显提高，而且普遍装备有电子对抗设备，甚至采用崭新的隐身技术来对付敌方的攻击，以确保自己的生存。　　现代高速发展的科学技术特别是高技术对武器装备性能的影响是全面的，而且使其性能改进的范围之广、程度之高是过去任何时代所无法比拟的。第二次世界大战以来，各国所研制的一代又一代的新式武器和一次又一次的战争实践证明，为一种武器所提供的高技术含量赵多，其性能越好，战斗效能就越高。原子弹、氢弹和中子弹等核武器的摧毁能力是众所周知的，各种高技术常规武器的打击能力也在海湾战争中得到了充争证明。现在，配备有先进电子设备和精确制导武器的6架F－111或3架F－15战斗机就能完成第二次世界大战时300架B－17轰炸机才能完成的作战任务，而8架F－117A隐身战斗机只要配备2架空中加油机就能完成75架非隐身作战飞机和支援飞机才能完成的空袭任务。更有甚者，一艘现代大型攻击型航空母舰的作战能力相当于第二次世界大战时美国全部海军舰队攻击力的总和。　　现代国防科技的进一步发展，正在并还将导致更多更新的高技术武器装备问世，如计算机病毒、电磁微波炸弹和炮弹等信息战武器以及天基和空基高能激光武器、无人作战航空器、微型侦察探测器、微型攻击机器人等。这一切将使未来的军事领域发生深刻的变化。　　三、国防科技的重大突破导致军事上的变革　　国防科技发展可为军事或战争的需要提供必不可少的武器装备。与此同时，国防科技发展所取得的重大突破，即战术技术性能得到极大提高的新技术或新型武器装备的研制成功往往会导致军事领域发生变革，或发生军事革命。这种变革涉及军事理论或军事学说的各个方面，而且接照马克思主义军事学说的观点，军事理论的变革主要体现为作战方式的变革和军队编制构成的变革。　　(一)新武器强制性地引起作战方式的变革　　所谓作战方法，就是战争过程中的用兵方法，即组织兵力、兵器实施战斗的方式或方法。作战方法种类繁多，如按行动类型区分，有进功方法、防御方法等；按行动规模区分，有战略、战役和战术范围的作战方法；按军兵种划分，有空战、海战、陆战、坦克战、炮战、化学战等作战方法。军事史表明，所有这些作战方法都是由武器装备决定的，即有什么样的武器装备，就有什么样的作战方法。正如恩格斯所提出的：“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的，它们便立刻几乎强制地，而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。”(《马克思恩格斯全集》第20卷，北京：人民出版社，1956．187)从古至今，要在战场上有效地杀伤敌人以及抵御敌人的进攻，必须依靠手中的武器并充分发挥武器的效能，因此作战方式、方法必然会随着武器装备的发展而变化。　　当青铜器和铁兵器出现以后，远古时期没有队形的搏斗便被有严格组织的战斗队形———“阵”(如古罗马军队的方阵)所取代。　　弓箭发明以后，较远距离的射箭便成为一种作战方式，而且使古代战车及骑兵受到威胁，于是出现了专门的步兵及步兵战术。　　火药的发明，迎来了军事发展的一个新时代。使用火药的火枪、火炮发明并用于战争以后，先后出现了线式战术、散兵战术及线式和散兵相结合的战术。而且，随着军事技术的改进，巷战的方式方法也在发生变化。老式的建筑街垒和防街垒的方法被炮弹和炸药所粉碎。18世纪60年代以后，舰载线膛炮、无烟火药等伴随着蒸汽动力舰船技术获得了极大的发展，从而出现了成一线纵列队形进行集火射击的海战方法。　　第一次世界大战结束后，坦克、飞机和航空母舰等一系列新式武器装备获得了迅速发展。第二次世界大战中，相继产生了飞机、火炮和坦克相配合、梯次快速装甲集群突击的闪击战术及大纵深作战方法，还出现了空中战役、空降作战、战略轰炸等新战法。战列舰在海战中的地位最终被航空母舰所取代，舰载机的制空作战讲座－35－中国国防科技信息1998年第3期和空中轰炸攻击作战成为争夺制海权的关键。由于多军兵种的诞生，多军兵种的联合作战逐渐变成了主要的作战方式。　　第二次世界大战以后，特别是70年代以来，由于以探测技术、C3I系统、电子战技术等信息技术的精确制导武器等为代表的军事高技术的崛起和发展，正在军事领域引起一场前所未有的深刻变革，其中作战方式的变革尤为引人注目。海湾战争和波黑战争都表明，使用精确制导武器的中远程精确打击作战、空袭与反空袭作战、争夺电磁频谱使用权的电子战等已成为现代战争的典型作战方式。　　现在已可以断言，随着国防科技的进一步发展，以计算机病毒等为手段的攻击计算机互联网络、通信系统、金融系统的信息战，以及用各种“软杀伤”武器或“硬杀伤”武器摧毁C3I系统的指挥控制战即将成为未来高技术战争的崭新作战方式。　　(二)新武器引起军队组织编制的改变　　随着武器装备的不断发展，军队的军兵种结构及规模(包括编制人数和武器装备的数量)也不断发生相应的变化。恩格斯在谈到这一问题时曾指出：“随着新的作战工具即射击火器的发展，军队的整个内部组织就必然改变了，各个人借以组成军队并能作为军队行动的那些关系就改变了，各个军队相互间的关系也发生了变化。”(马克思恩格斯军事文集：第1卷，北京：战士出版社，1981．53)实际上不只是火器如此，各种新武器的发明也都会带来类似的变化。　　新武器装备导致新军兵种的诞生和旧兵种的消亡，已是公认的历史事实。　　从古代到20世纪初，军队一直由陆军和海军组成，而且以陆军为主，兵种也不多。步兵是最老和最基本的兵种。步枪发明以后，手持冷兵器格斗的步兵被步枪手所取代，步兵逐渐形成了班、排、连、营、团、师的组织体制。火炮用于战争，导致了炮兵的出现。随着化学武器、坦克、通信设备等各种武器和技术装备的出现，陆军中又增加了防化兵、通信兵、装甲兵、工程兵、侦察兵等兵种。机枪、坦克和装甲车辆大量装备部队使在战场上驰聘了几千年之久的骑兵退出了战争舞台。海军由于任务的特殊性一直是一个独立军种。潜艇、导弹、核武器及航空母舰的发展，使大炮巨舰主义成为历史。主要以航空母舰为基地的海军航空兵这一海军新兵种的建立使海军舰队的构成由以战列舰为中心变为以航空母舰为中心。　　飞机的研制成功并用于空战标志着空中战场的开辟。第一次世界大战初步显示出飞机这一新装备的重大作用，随后空军这一崭新的军种在各国纷纷建立。军用飞机的发展又引起空降兵的出现，同时促进了高炮、防空导弹和雷达的研制，进而导致了防空兵的问世。此外，进入60年代以后，由于核弹头及其运载装置的发展，一些核大国还组建了战略火箭军或战略核部队这一新军种。　　据预测，随着信息战技术和军用航天器(包括各种侦察卫星、作战卫星、军用空间站、军用空天飞机等)及空间武器系统(天基定向能武器、动能武器、电磁脉冲武器等)的发展，未来很可能出现全新的信息战和天战等更新的军兵种或作战部队。　　为了合理地利用多军兵种的各种武器装备更有效地进行作战，以增强进攻和防御能力，许多国家又组建了包括多军兵种的合成军。新武器装备的出现除了引起军兵种类型的变化之外，还会引起军队中各国兵种构成比例和军队规模的变化。　　一般而论，新武器装备的新技术含量高，性能较优异，但结构复杂，造价昂贵，因此各国只能根据需要和可能组建相应的军兵种，并随着国防科技和经济发展逐步增大技术性的军兵种在整个军队构成中的比例。以前苏军为例，20年代各军种的比例是：陆军98．6％，空军0．5％，海军10％，30年代末上述比例依次变为75．2％，12．8％，9．7％，其余2．3％为新组建的国土防空军。这种比例一直保持至50年代末。60年代以后，由于新武器装备的发展，战略火箭军组建，上述比例发生了重大改变。到80年代末，前苏军的军种结构为：陆军45．2％，空军10．7％，海军10．7％，防空军12．3％，战略火箭军7．1％，边防军5．5％，内卫军8?％。不但如此，陆军、边防军、内卫军等都是由多军种组成的合成部队。美军的技术军兵种比例也逐渐增大，80年代末，美陆、海、空三军的比例为35．9％、27．0％、27．9％，此外还有9．2％的海军陆战队。至于兵种的构成比例，也大致是技术兵种比例逐渐增大。如现在不少国家都组建了强大的装甲兵、电子战部队等。　　由于新武器的性能发生了质的飞跃，从而使部队的战斗力越来越强。现在与第二次世界大战时相比，取得同样的作战效果，所需兵器兵力只及第二次大战时的10～20％。另一方面，由于新武器的杀伤力、破坏力极大，使用大量兵器兵力容易造成更大的损失，并增大后勤保障的难度。因此，从必要性、可行性及减少不必要的损失等各方面因素出发，各国军队的规模及编制单位的构成就越来越小。　　部队的战斗人员虽然在减少，但由于武器装备结构越来越复杂，维护保养任务和消耗量越来越大，因此军队的工程技术人员、后勤保障人员等均在增加。例如，战时美军部队的战斗人员和保障人员的比例为1：3，有时甚至达1：5。平时，美军正规部队中有一半为文职人员。　　一方面部队的战斗人员在减少，另一方面部队的保障人员在增加，这似乎存在着矛盾。如果在保持部队拥有可靠的战斗能力条件下，尽量减少武器装备和战斗人员的数量，则技术保障和勤务保障任务量均可明显减少，保障人员数量也可减少，从而保证整个部队的规模缩小。这正是目前各国军队确定组织编制的一个重要出发点。　　总之，随着国防科技的不断发展和武器装备的日益现代化、高技术化，军队的组织编制将进一步从数量规模型转变为质量效能型，从人力密集型转变为科技密集型。