YAL—1A

2015-03-16 19:02
航空世界 2014年11期
关键词:激光器波音公司助推

YAL-1A是美国波音公司、洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁门公司在波音747-400F基础上共同研制的激光攻击飞机,拟作为美国弹道导弹防御体系中的一种助推段拦截装备,用于摧毁处于助推段的弹道导弹。

YAL-1A是美国波音公司、洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁门公司在波音747-400F基础上共同研制的激光攻击飞机,拟作为美国弹道导弹防御体系中的一种助推段拦截装备,用于摧毁处于助推段的弹道导弹。美国空军编号AL-1A,目前处于验证阶段,验证机编号YAL-1A。项目名称原为“机载激光器”(ABL)。2009年10月开始改称为“机载激光试验台”(ALTB)。

波音公司为总承包商,负责制定建造机载激光武器的总体方案,并研发作战指挥系统和其他一系列相关的机载系统,安装激光武器部件,改装飞机平台和集成各个分系统。诺斯罗普·格鲁门公司提供高能杀伤用激光器。洛克希德·马丁公司提供光束控制/火力控制系统。

美国空军要求该机能够在12km高空以定向能摧毁距离超过320km处正在进行助推段飞行的敌方弹道导弹。1996年11月12日订购了首架原型机YAL-1A。在TRW公司(今诺斯罗普·格鲁门公司空间技术分部)对激光射击和导弹追踪系统进行成功测试后,该项目于1998年6月26日得到正式批准。YAL-1A改装工作于1999年8月10日开始,同年12月12日在波音公司埃夫雷特工厂出厂,2000年1月6日首飞。2000年1月21日交给波音公司威奇塔工厂安装加强地板,并进行改进以在机首安装激光器转塔。2001年5月该项目通过了关键设计评审。2001年10月,项目管理权由美国空军转移至美国国防部导弹防御局(MDA)。在威奇塔工厂完成160万工时的改装工作后,该机于2002年7月18日再次飞行,同年12月19日转场至位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地。当时计划测试该饥拦截各类导弹的能力,其高潮将是2003年9月在加州范登堡空军基地进行拦截弹道导弹的验证。但由于预算限制、技术问题和项目优先权调整等原因,该进度表被屡屡推迟。

在转场爱德华兹空军基地之前,波音公司已在威奇塔对YAL-1A进行了飞机性能和系统运行的短期评估。最初的评估显示安装在前机身上方的主动测距系统吊舱支撑架受振动和横向加速度影响较大,试飞显示这一问题严重到需要先拆除该系统并重新设计。因此,YAL-1A在完成3次飞行后即拆除了该系统,改进设计后再重新加装。2004年该机又加装了与战场管理系统集成为一体的BC/FC系统。2004年12月3日,YAL-1A重返飞行。

至2005年4月,该机为测试BC/FC系统和获得飞行认证进行了约20次试飞。2005年8月,该机再次停飞以进行进一步改进。2006年6月,该机利用代用激光器进行了一系列测试,以校核光束瞄准设备的配置合理性,后安装了跟踪照射激光器(TILL)和信标照射激光器(BILL)。此后,该机在爱德华兹基地的试验试飞最初由美国空军第452飞行测试中队完成,后来移交给第417飞行测试中队。在2006年12月进行的试飞中,该机利用BILL和TILL对NKC-135E靶机进行了瞄准跟踪。2007年3月15日在太平洋上空进行了首次目标捕获测试,同年7月13日测试了系统的瞄准能力,成功补偿了大气干扰,并利用杀伤用激光器的替代激光器瞄准了NKC-135E靶机。

波音公司在其系统集成实验室(SIL)中,利用波音747机身“铁鸟”台完成了激光组件的初步地面试验。2003年12月4日,杀伤用激光器的首批原料——16654L(4400gal,美)过氧化氢——运抵爱德华兹基地。2004年11月10日,由6个模块组成的高能杀伤用激光器首次集成发光。2005年12月15日,SIL宣布成功完成了测试。此后对该杀伤用激光器进行了重新装配,2007年年底开始在YAL-1A安装和集成该激光器。

2008年9月7日成功完成了杀伤用激光器在载机上的首次地面试射,这标志着ABL项目的杀伤用激光器安装与集成工作已全面、成功地完成。

2008年11月24日至25日,YAL-1A在地面首次实现了利用机上的BC/FC系统控制杀伤用高能激光器发射激光束。2009年2月12日,机上的高能杀伤用激光器成功进行了多次长时间出光,每次发射杀伤激光束的时间可持续3s,标志着该系统具备了反复和长时间的出光能力。该机将继续进行一系列地面试验,逐步达到摧毁助推段弹道导弹所需的激光束能量水平,并计划在2009年8月进行全系统、全交战过程的拦截试飞。届时,该机将实际拦截一枚弹道导弹靶标。但这一计划没有实现。截至2009年12月,拦截试飞已被推迟到2010年年初进行。

第2架YAL-1A飞机的设计工作在2004年年初就已经开始,但MDA始终没有确认订购。如果波音747-400F停产,后续的反弹道导弹激光攻击飞机将可能以波音747-8F为平台,该机型能为激光燃料提供更大的存储空间。

美国空军最初计划购买7架AL-1A,但可能会最终限制在2架。1997年估计包括1架概念验证机、1架工程研制型飞机(两者最终将升级为生产型飞机的标准)和5架生产型飞机的项目总费用为50亿美元。1996年签订的初期项目定义和风险降低合同总金额为11亿美元。

设计特点

YAL-1A以波音747-400F为平台。机身上装有6个红外搜索与跟踪(IRST)传感器,可探测助推段弹道导弹发动机喷出的热量。前机身上方安装有以CO2激光器为基础的主动测距系统,其激光辐射波长为11.16μm,用于测量飞机到每枚已被IRST跟踪的弹道导弹的距离。机上安装了兆瓦级的化学氧碘激光器(COIL)和千瓦级的固态激光器(TILL与BILL)。其中TILL为掺镱钇铝石榴石(Yb-YAG)激光器,用于照射弹道导弹以建立连续的精确跟踪,并确定瞄准点;BILL为掺钕钇铝石榴石(Nd-YAG)激光器,用于照射导弹并接收返回光束,测量大气湍流对激光束造成的畸变,使BC/FC系统能够通过自适应光学系统对杀伤激光束进行补偿,确保杀伤激光束能够聚焦到目标瞄准点。最后,由COIL发射高能激光束攻击弹道导弹。瞄准点选择为助推段弹道导弹外壳受压最大的区域(燃料箱段),通过破坏其结构完整性来使弹道导弹失效。在一次出航中,杀伤用激光器可发射20~40次。该机设计在12192m(40000ft)高度作战,可在此高度连续待机飞行6h。飞机的作战过程由机上作战管理系统控制,BC/FC系统是作战管理系统的一部分。为防止激光器排放的热废气破坏机体结构,机身上的一些区域使用了钛合金。COIL的6个模块布置在飞机尾部,其前方是燃料区。前部为驾驶舱和任务人员舱,通过隔板与燃料区分隔。飞机由2人驾驶,通常有4名专业任务人员,即任务指挥官、空中监视军官、武器系统操作员和特殊装备操作员。飞机前舱后部有为任务团队提供的分别独立的控制台。执行长航时任务时,可增加机组人员数量。endprint

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