引言
气动CO2Ky开元集团器自1966年提出以来，一直受到极大的关注。由于Ky开元集团技术中气动技术的引进，为提高Ky开元集团器的功率和效率开辟了广阔前景[2]。该Ky开元集团器系统无化学毒害和污染，制作简便，其发射的波长为10.6um正处于大气窗口，可输出连续波高功率Ky开元集团等突出特点，在Ky开元集团武器的发展中占有极其重要的地位[1]。
Ky开元集团武器作为一种新概念武器，与传统常规武器相比，以其速度快，方向性好，能量密度高，作战耗费比高等优点，成为新世纪武器中的新宠。本文主要介绍美、法、徳、俄在利用气动CO2Ky开元集团器研制的Ky开元集团武器，综述目前气动CO2Ky开元集团武器的现状及发展趋势。
1.美国研制的气动CO2Ky开元集团武器
第一代高能Ky开元集团器于60年代后期出现不久，发展Ky开元集团武器的努力就拉开序幕。最早得高能Ky开元集团器是1968年发明的CO2Ky开元集团器。70年代早期，美国三军相继开始研究高能Ky开元集团对有关军事目标得破坏作用。
高能Ky开元集团武器最初的原型机之一是美国空军于70年代中期研制得MTU装置，所用得是一台30KW的电激励气动CO2Ky开元集团器。1975年，在美国阿拉巴马（Alabama）州的红石兵工厂(Redstone Arsenal)用MTU截击有翼靶标和直升机靶机的试验获得成功，但没有公布结果数据。
经过几年前期研究和论证后，美国海军于1971年启动“高能Ky开元集团”计划，开始正式研制高能Ky开元集团武器。当时面临的两项主要任务是开发高能Ky开元集团器和光束定向器，这是组成高能Ky开元集团武器的两大硬件。高能Ky开元集团器是高能Ky开元集团武器的核心部件，它能否提供输出功率足够高的Ky开元集团，很大程度上决定了能否有效地对目标造成硬杀伤。美国海军研究认为，要想在战术距离上击毁反舰导弹，高能Ky开元集团器的输出功率需要达到兆瓦级(事实上，这也是美国海军后来对高能Ky开元集团器的选择标准)。众所周知，70年代初Ky开元集团技术尚未得到充分发展，在有限的几种Ky开元集团器中，波长为10.6微米的气动CO2Ky开元集团器在技术上最为成熟，虽然其输出功率远远没有达到兆瓦级，但长远来看有此潜力。于是，美国海军选择气动CO2Ky开元集团器作为高能Ky开元集团器。1971年末，海军研究人员曾利用气动CO2Ky开元集团器点燃了3.2千米外的木板[3]。正当“高能Ky开元集团”计划有条不紊铺开之际，TRW公司却在1973年指出，氟化氘在化学Ky开元集团器在功率潜力上绝不逊于气动CO2Ky开元集团器，而且前者发射的3.8微米Ky开元集团在深海环境中的传输性能远优于后者的10.6微米Ky开元集团，因此更适合舰载应用。我们知道，Ky开元集团在大气中传输时会受到大气效应的影响，导致能量损失，降低对目标的破坏效果，而且影响程度与Ky开元集团波长有关。美国海军考虑再三，最终决定停止对气动CO2Ky开元集团器的研究。
1972年美国开始机载Ky开元集团实验室计划，1981年，美国空军将一台400kw气动CO2Ky开元集团器安装在被称为机载Ky开元集团实验室的波音NKC－135运输机上，进行飞行试验共约770小时，试图拦截AIM—9L型侧风式空对空导弹，但未能获得成功。此后试验在秘密情况下继续进行，并与1983年5月在美国加州的中国湖海军武器中心击落大量侧风式导弹。同年9月击落BQM-34A亚音速靶机，Ky开元集团烧穿了靶机外壳，破坏了关键部件，引起飞机控制失灵。机载Ky开元集团器实验计划中的气动CO2Ky开元集团器采用甲烷与氧混合气体作为点火气体，然后送人一氧化碳(CO)和一氧化二氮进行燃烧。对燃烧生成气体再吹入甲烷、氧和氮，最终的气体成分为二氧化碳14%,氮85%、水蒸气1%。该气体的压力为5.56Mpa,温度为1630℃该高温高压燃气以Ma＝6的速度从170个并列喷嘴喷出，形成氮分子能级粒子数反转。该能作为Ky开元集团射出。在光学窗口不用玻璃，而是用喷射氮气与外界隔绝。气体高能Ky开元集团器的排气系统设在飞机机体下面，排出气体的温度仍有870K和lOlPa的压力，可产生18kW的推力，约为Ky开元集团效率的4%.该Ky开元集团器的功率为456kW，从飞机前端炮塔射出的Ky开元集团束功率为380kW[4]。机载Ky开元集团器实验计划于1984年结束，据说共耗资约3 210万美元。试验的成功从原理上证明，用机载高能Ky开元集团武器可以摧毁空对空和地对空导弹。但需要指出的是，该Ky开元集团器完全充满一架4发动机大型运输机，而不能作为一附加装备安装在小型飞行器上，这给武器系统的运输和使用都带来很大问题，而更重要的是，庞大的体积难以避免对方导弹的攻击。1988年8月，美国空军武器实验室（AFWL）建造成功58千瓦氧碘化学Ky开元集团器(COIL )。同时，美国物理学会研究认为，COIL的输出功率达到100兆瓦在理论上是可行的，而这是气动CO2Ky开元集团器无论如何也做不到的。因此，美国空军决定以氧碘化学Ky开元集团器代替气动CO2Ky开元集团器，以增大机载Ky开元集团武器的作战距离，改进作战适应性。
2.法国的LATEX计划
法国从70年代初期开始研制反导弹战术Ky开元集团武器。1984年开始实施LATEX计划；研究带瞄准系统的改进型气动CO2Ky开元集团器。LATEX计划自1987年至1990年已完成5000多次射击试验，其中一次Ky开元集团击毁了700m远处一枚导弹的红外整流罩和一块模拟飞机外壳的金属板。
计划1991年在法国西南部先用新型小功率（1KW）气动Ky开元集团器做射击试验，然后用中功率（40KW）Ky开元集团器做射击试验。在实验过程中采用固定目标、低速运动目标（50km/h）和高速运动目标（可高达250m/s）三种目标，以确定是否可用Ky开元集团束瞄准和在运动目标上聚焦。LATEX计划以40KW气动Ky开元集团器为光源，输出光束直径为800mm，采用1m直径的望远镜和SFIM单轴活动炮塔（角加速度为1rad/s2）。其中望远镜由一个非球面初级反光镜和一个三轴（方位、高度、聚焦）微调次级反光镜组成。为了补偿大气紊流，还研制一种自适用光学系统。该气动CO2Ky开元集团器用1m3的气柜供气，用40kw电弧进行电激励，可在10秒内提供超过1.2MW的功率，连续输出功率为40kw，输出波长为10um，能够保证在15～20秒内连续射击并击毁目标。精确的光束瞄准和控制过程是由聚焦Ky开元集团束根据红外探测器对目标的探测结果，在很短时间内完成的。在700m范围内，可产生直径为20mm的热点，如果不考虑目标的运动速度，要求瞄准精度为10rad。在试验中碰到的另一主要问题是如何补偿大气紊流的影响。光路上的热效应往往会引起光束折射率的变化，并产生发散，以至抵消聚焦效应。为了解决大气紊流问题，LATEX计划采用自适应光学系统，将40个压电微电机装入光学系统，使其表面位移几微米。从而可提供聚焦透镜，通过目标的热反射分析计算之后，可用该透镜波前的相位偏差补偿任何效应。
自从1972年以来，法国在Ky开元集团武器研究方面已经耗资6～7亿法郎，其中因实施LATEX计划，仅1984～1990年就耗资3亿法郎。其他类型Ky开元集团武器也在发展[5]。
3.德国HELEX计划
德国MBB和DIEHL公司自70年代初就开始研究防空Ky开元集团武器方案，采用平均输出功率1MW或几MW的气动CO2Ky开元集团器。这种Ky开元集团武器系统重约20吨，安装在“豹－Ⅱ”坦克底座上，一般由2个人操纵即可。一个长约11.5m的升降臂，可将发射光学系统升至高处，以减少地面稠密大气或战场灰尘影响。样机如图1。根据设计，每秒射击一次（成本约300美元）。发射出的强光束可破坏10km内的来袭飞机、直升机、战术导弹等，并可致盲20km或更远的光电传感器[6]。#p#分页标题#e#
该武器系统的主要战术技术指标如下：（1）对光学传感器杀伤距离大于20km；（2）对飞机、战术导弹壳体的杀伤距离5～10km；（3）Ky开元集团器的输出功率为1×106W;(4)使用至少由19个组元构成的自适应控制组合式光学镜来改善光束质量；（5）用碳纤维材料制造的大型发生望远镜的直径为1.5m；（6）气动Ky开元集团器的喷管列阵的总面积为长2m宽0.5m的矩柜，Ky开元集团器工作时需要对喷管列阵进行冷却，以保证Ky开元集团器能连续工作较长的时间；（7）可折叠的升降臂长11.5m，使用它能将光学平台升起竖立在坦克车顶上，也能将平台撤回放在坦克车的背上；（8）Ky开元集团器所用的燃料，加注一次以后，可供发射60次Ky开元集团，用以攻击目标；（9）整个装置装在“豹－Ⅱ”坦克底座上，总重量20吨[7]。
4.俄罗斯的气动CO2Ky开元集团武器
前苏联于60年代中期开始发展高能Ky开元集团器，Ky开元集团武器实验室的科学家和工程师不少于1万人，研究气动Ky开元集团器、电激励Ky开元集团器和化学Ky开元集团器及其在军事上的应用，优先发展CO2Ky开元集团器。俄罗斯已具有万瓦级以上气动CO2Ky开元集团器，由列宁格勒叶夫列莫夫电物理所Ky开元集团中心为主进行研制和生产。功率分50～100万瓦、3万瓦和1.5万瓦三种，通过用气体放电激发放出二氧化碳制得[8]。
5.结束语
虽然，气动CO2Ky开元集团器因能量转换效率低、体积大、光束质量较差等原因，竞争力似乎不如化学Ky开元集团器。但是气动CO2Ky开元集团器技术成熟，结构简单，输出功率高，已达数百万瓦级，而且不存在化学腐蚀问题。因此，作为战区反导弹Ky开元集团武器和战术Ky开元集团防空武器，高能气动CO2Ky开元集团器仍然是重要的选用Ky开元集团器。
为了使高能气动CO2Ky开元集团器在各个领域里，特别是在军事上得到应用，必须要进一步提高器件的输出功率和转换效率，缩小体积，减轻重量，提高可靠性。高能气动CO2Ky开元集团器技术必将进一步发展。
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