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레이저, 고 에너지 입자를 무기의 살상 원리로 삼다
1. 전술 레이저 무기 (TLW)
전술 레이저 무기는 주로 고에너지 레이저, 정밀 조준추적 시스템, 광속제어 발사 시스템 등으로 구성되어 있다.
(1) 고에너지 레이저는 레이저 무기의 핵심이며 살상 파괴 작용을 일으키는 핵심 부분이다. 레이저 무기를 선택하고 개발할 때 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다. 1 가능한 한 높은 발사 전력 ② 높은 에너지 변환 효율; ③ 레이저 파장은 대기 창구에 위치해야 한다 (대기가 파장의 에너지를 거의 흡수하지 않는다는 의미). ④ 빔 발산이 작다. ⑤ 가벼운 품질, 작은 크기. 지금까지 개발된 고에너지 레이저는 주로 고체 레이저, CO2 레이저, 화학 레이저가 있다.
(2) 추적 시스템을 겨냥합니다. 모든 무기 시스템에서 목표 탐지, 캡처 및 추적이 최우선 과제입니다. 레이저 무기는 조준 추적 시스템에 대한 요구가 더 높다. 레이저 무기는 레이저 빔으로 목표물에 직접 명중하여 파괴되기 때문에, 레이저 빔은 목표물에 직접 명중해야 할 뿐만 아니라, 충분한 에너지를 축적하여 목표물을 파괴할 수 있도록 일정 기간 동안 목표물에 머물러야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 레이저, 레이저, 레이저, 레이저, 레이저, 레이저, 레이저) 레이저 빔이 목표물에 정확하게 명중하고 안정적으로 추적할 수 있도록 조준 정확도 요구 사항은 2× 1U7 () 에 달하고 추적 정확도 요구 사항은 1mrad 보다 높습니다. 레이저 무기가 요구하는 이런 조준 정확도는 현재 마이크로웨이브 레이더로는 달성할 수 없는 것이다. 적외선 추적, TV 추적 및 라이더와 같은 광학 정밀 추적을 개발해야 합니다. 현재, 라이더는 외국의 중점 발전을 위한 추적 시스템이다.
(3) 빔 제어 방출 시스템. 빔 제어 방출 시스템, 일명 발사 망원경. 레이저에 의해 방출되는 빔은 빔 제어 발사 시스템을 통해 목표를 향해 발사된다. 망원경을 발사하는 주요 부품은 빔을 대상으로 모으는 역할을 하는 대형 반사경입니다. 반사경의 지름이 클수록 사출된 광선의 발산 각도가 작을수록 초점이 잘 맞춰집니다. 하지만 거울의 지름이 클수록 가공공예가 복잡할 뿐만 아니라 비용이 많이 든다. < P > 레이저 무기는 반위성, 반천공기 레이저 무기, 반전략미사일 등의 전략레이저 무기와 광전센서 (인간의 눈 포함), 항공기 및 전술미사일 등을 파괴하는 전술레이저 무기로 나눌 수 있다. 육군 야전부대에 쓰이는 것은 주로 전술 레이저 무기다. 전술 레이저 무기의 작동 원리, 반미사일 방공 레이저 무기 시스템을 예로 들어 작동 원리를 설명하고, 먼저 원격 경보 레이더에 의해 목표를 포착하고, 목표 정보를 지휘 통제 시스템에 전달하고, 지휘 통제 시스템이 목표 할당과 좌표 변환을 통해 정밀 조준 추적 시스템을 안내하여 목표를 포착하고 잠그고, 정밀 조준 추적 시스템을 유도하고, 빔 발사 시스템을 유도하여 발사 망원경을 목표물에 조준하게 한다. 목표가 적절한 위치에 있을 때, 지휘 제어 시스템은 공격 명령을 내리고, 레이저를 작동시키고, 레이저가 방출하는 빔을 제어하고, 제어 발사 시스템을 통해 목표물을 향해 쏘며, 파괴한다. < P > 현재 레이저 블라인드 무기는 9 년대 전쟁터에 투입됐다. 미 육군이 개발한' 항아리어' 식 레이저 실명기와 같이 걸프전에 투입됐다. 고전력의 전술 레이저 무기는 현재 여전히 실험 연구 단계에 있다. 미국이 걸프전 이후' 사막 플래시' 라는 연구계획을 벌여 레이저 무기로' 스커드' 미사일에 대한 평가와 연구를 진행했다. 선택할 레이저에는 불화수소/불화수소 레이저, 화학산소 요오드 레이저, 자유전자 레이저 등 세 가지가 있다. 공수 무기 연구에 대해 미국 전략방어계획국은 현재 레이저 빔이' 스커드' 미사일류 목표에 수평으로 발사될 때 대기난류가 전송에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하고 있다. 또 다른 연구는 로렌스 리버모어가 진행한 것으로, 고공 무인항공기에서 직접 레이저 빔을 발사해 대기 난류가 레이저 전송에 미치는 영향을 피한다. 이 두 가지 연구는 199 년대 말 전면적인 공수 레이저 방안의 논증으로 이어질 것으로 알려졌다. 대기가 레이저에 흡수, 산란, 터런스 효과를 일으키기 때문이다. 대기 중의 분자와 에어러졸 (먼지, 연기, 물방울 등 입자) 는 레이저 빔의 에너지를 감쇠시키고, 대기 난류로 인해 레이저 빔이 확장, 표류, 지터, 감출 효과를 일으켜 레이저 에너지 손실을 목표에서 벗어나게 하고, 강한 레이저의 경우 대기가 레이저 빔의 에너지를 흡수하여 광로 가열을 발생시켜 대기의 굴절 인덱스 분포를 변화시킨다. 이런 큰 기체의 레이저의' 열후광' 효과는 레이저 빔을 표류, 확장, 왜곡 또는 구부릴 수 있다. 대기 전송의 또 다른 효과는 대기 파괴, 즉 대기를 이온화시키는 것이다. 대기가 뚫려 플라즈마를 생성할 때 레이저 빔의 전송을 심각하게 흡수하거나 방해하여 살상 파괴 위력에 영향을 줄 수 있다. 전술레이저 무기는 지상 장갑 목표에 대응하고, 저공 항공기 방공, 전술 미사일 차단 또는 파괴는 가까운 시일 내에 불가능해 실제 실전 응용에 들어갈 것으로 예상되며, 193 년대로 추산된다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 전쟁명언) < P > 2. 입자 빔 무기 < P > 입자 빔 무기는 고에너지 강류 액셀러레이터를 사용하여 입자 소스에서 생성된 전자, 양성자, 이온을 빔에 가깝게 가속시키고 자기장을 사용하여 밀집된 빔으로 모아 전하를 직접 또는 제거한 후 목표물로 쏘는 것으로, 빔 흐름의 운동 에너지나 기타 효과로 목표를 무효화시킵니다. 입자 가속기 외에도 입자 빔 무기에는 에너지, 표적 인식 및 추적, 입자 빔 조준 위치 및 명령 및 제어 시스템이 포함됩니다. 여기서 입자 가속기는 입자 빔 무기 시스템의 핵심이며, 고에너지 입자 빔을 생성하는 데 사용됩니다. < P > 보강 목표에 대응하기 위해서는 가속화된 입자의 에너지를 1MeV, 심지어 2MeV 까지 올려야 하며 6S 내에서 1MW 의 전력, 최대 흐름 1KA, 펄스 폭 7ns 를 지속적으로 공급해야 합니다. 초당 평균 5 개의 펄스를 생성합니다. 입자빔 무기는 레이저 무기보다 목표물에 대한 파괴력이 더 강하다. 그 주요 특징은 관통력이 강하고, 에너지가 집중되고, 펄스 방사율이 높아 발사 방향을 빠르게 바꿀 수 있다는 것이다. 사용 특성에 따라 입자 빔 무기는 크게 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 대기에서 사용되는 하전 입자 빔 무기로, 목표물을 직접 뚫는' 하드' 살상을 실시할 수 있으며, 국부적으로 실효된 장비 개발' 소프트' 살상을 실시할 수도 있습니다. 또 다른 종류는 우주 공간에서 사용되는 중성입자빔 무기로, 주로 부스터 세그먼트 미사일을 차단하거나 중간 세그먼트 또는 재진입 세그먼트 목표를 가로막는 데 쓰인다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 현재, 이전 유형의 입자 빔 무기에 대한 연구는 포인트 방어로서의 단거리 무기 시스템에 국한되어 실제 전투 응용 프로그램에 진입하며 192 년대와 193 년대까지 예상됩니다. < P > 입자 빔 무기의 주요 단점은 전기 입자가 대기 중에 에너지 손실을 많이 전송한다는 것입니다. 두 번째는 빔 확산으로 인해 공기에 사용되는 입자 빔이 근거리 대상에만 타격을 줄 수 있다는 것입니다. 셋째, 지 자기장의 영향으로 빔이 구부러진다. 따라서 이런 무기는 실전 응용까지 상당한 시간이 걸린다. 현재 선진국들은 주로 기초연구를 진행하고 있으며, 공간방어 시스템에 입각하여 전술무기로 응용할 수 있을지는 아직 예측하기 어렵다. < P > 3. 마이크로웨이브 무기 마이크로웨이브 무기는 강력한 마이크로웨이브 송신기, 고이득 안테나 및 기타 보조 장비로, 발사된 강력한 마이크로웨이브 빔이 좁은 빔에 모여 강력한 에너지로 목표물을 파괴하고 목표물을 파괴하는 방향성 에너지 무기이며, 그 방사선의 마이크로웨이브 빔 에너지는 레이더보다 몇 단계 더 크다. < P > 마이크로웨이브 무기는 살인인원에 사용할 수 있으며, 그 살상 기계의 경우' 비열 효과' 와' 열 효과' 가 있다. 비열효과' 는 3 ~ 13 밀리와트/센티미터 2 의 약파 에너지를 이용해 인체에 비춰 짜증나고 두통, 신경장애, 기억력 쇠퇴 등을 일으킨다. 이런 효과는 전쟁터에 사용될 경우 각종 무기 시스템 운영자들이 이런 심리적 변태를 일으켜 무기 시스템의 조작이 실패하게 할 수 있다. 열 효과' 는 강한 마이크로파를 이용해 인체를 비추는 것으로, 에너지 밀도는 2 와트/센티미터 2, 조사 시간은 1 ~ 2 초이며, 순간적으로 발생하는 고온열을 통해 사람의 사망을 초래한다. 마이크로웨이브의 또 다른 특징은 틈, 유리 또는 섬유를 통해 탱크 장갑차 내부로 들어가 차량 안의 승무원을 태울 수 있다는 것이다. < P > 마이크로웨이브 무기는 현대화 무기 시스템의 전자 장비 및 부품을 무효화하거나 손상시킬 수도 있습니다. 예를 들어, ? 1 ~ 1 마이크로와트/센티미터 2 의 약한 마이크로웨이브 에너지는 해당 주파수 대역의 레이더 및 통신 장비의 정상적인 작동을 방해할 수 있습니다. 1 ~ 1 와트/센티미터 2 의 강한 마이크로웨이브 복사로 형성된 과도 전자기장은 금속 목표 표면에서 발생하는 감지 전류와 전하를 안테나, 전선, 각종 개구부 또는 틈새를 통해 탱크 장갑차, 미사일, 비행기, 위성 등의 무기 내부에 진입하여 센서, 전자기기 등 각종 민감한 부품을 파괴하여 무기 시스템의 효능을 잃게 한다. 마이크로웨이브 무기의 에너지는 1 ~ 1, 와트/센티미터 2 의 초강력 마이크로웨이브 에너지로 단시간에 목표물을 고열로 인해 파괴시킬 수 있으며, 심지어 무기 속 다이너마이트 등을 폭파시켜 무기를 파괴할 수도 있다. 마이크로웨이브 무기는 레이저 빔, 입자빔 무기보다 거리가 멀고 날씨에 덜 영향을 받아 상대편의 대응조치가 더욱 복잡해진다. < P > 현재 전술적 마이크로웨이브 무기 (예: 차량 전술적 마이크로웨이브 무기) 의 연구 진척이 빨라 다음 세기 초에 부대를 장비할 것으로 예상된다. 또한 현재 미국은 마이크로웨이브 밴드에서 기가와트 펄스 전력을 생성할 수 있는 실험형 마이크로웨이브 발사관을 개발했으며, 최종 펄스 전력이 1 기가와트에 이를 것으로 기대하고 있다. < P > 마이크로웨이브 무기의 현재 문제점: 첫째, 핵보호시설의 목표에 대해 무효입니다. 많은 나라의 군용 전자 시스템에는 원자 파괴 방지 장비가 장착되어 있으며 군용 전자 설계 표준을 개발하기 시작했습니다. 이러한 장치는 금속판이 전자 장치를 마이크로웨이브 열 효과의 영향으로부터 보호할 수 있기 때문에 마이크로웨이브 무기에도 동일한 예방 효과가 있습니다. 둘째, 사용 중 이웃 부대에 위협이 될 수 있다. 마이크로웨이브 무기의 역할을 발휘하기 위해서는 전력이 커야 하기 때문에 일정 범위 내의 이웃 부대의 전자 시스템에 큰 위협이 될 수 있다. 이를 방지하기 위해서는 고도의 방향성 안테나를 사용하거나 지상 차폐물을 이용해야 합니다. 셋째, 마이크로웨이브 무기는 방사능 미사일 (ARM) 의 공격을 받을 수 있다. ARM 은 무선전신과 레이더 신호를 찾는 미사일이다. 말할 필요도 없이, 마이크로웨이브 무기가 전력이 큰 전자파를 방출할 수 있기 때문에 ARM 은 마이크로웨이브 무기의 천적으로 여겨지지만, 현재 이 문제에 대해 국제적으로 학자들이 다른 견해를 가지고 있다. 그 이유는 첫째, 마이크로웨이브 무기의 전력이 매우 높다고 생각하기 때문에 사전에 미사일을 폭파시킬 수 있기 때문이다. 둘째, 마이크로웨이브 무기는 ARM 유도 시스템의 마이크로전자 회로에 영향을 주어 ARM 의 추적을 파괴하고 항로를 이탈할 수 있습니다. < P > 2. 방향 에너지 무기의 미래 연구 및 발전 추세 < P > 레이저 무기, 입자 빔 무기, 마이크로웨이브 무기를 포함한 방향 에너지 무기. 현재 각각 예비 연구, 개발, 기본 기술 및 원리 방안 검토 단계에 있으며, 다음 세기 초엽에 잇달아 전장에 투입될 것으로 예상되며, 미래 전장의 정세에 깊은 영향을 미칠 것으로 예상된다. 지향성 에너지 무기의 미래 발전 추세는 < P > 1. 레이저 무기의 미래 연구와 발전 추세
(1) 새로운 정밀 조준 추적 시스템을 개발하는 것이다. 레이저 무기의 목표 조준, 추적 정확도가 매우 높다. 그렇지 않으면 목표물을 정확하게 맞출 수 없다. 현재 개발된 마이크로웨이브 레이더는 요구 사항을 충족시킬 수 없다. 국제적으로는 적외선 추적, TV 추적, 라이더 등 장비 개발 광학 추적 기술 연구가 진행 중이며 라이더 추적 시스템 연구에 주력하고 있다. (2) 대형 반사경을 제조하는 신소재 및 신형 가공공예 연구를 실시하다. 레이저 무기 반사경이 클수록 방출되는 광선의 발산 각도가 작을수록 초점 성능이 좋습니다. 거울의 직경이 1m 을 넘으면 가공이 복잡하고 비용이 많이 들며 부피와 무게가 증가하면 메인 미러의 방향기의 관성량이 증가하여 목표에 대한 추적 속도와 다목표에 대처하는 능력을 만족시킬 수 없다. 이를 위해 미국 등 서방 국가들은 반사경 재료 및 신형 가공공예 제조 연구를 다음 단계로 진행하고 있다. 미국이 흑연 섬유 복합 재료를 베이스로 사용하는 반사경, 실리콘을 반사하고 광택을 낼 계획이라면 열팽창 계수는 에 가깝다. 반사경은 여러 개의 거울로 조립되어 가공 요구 사항을 완화할 계획이다. 이 공예의 돌파구는 반사경의 제조 가격을 낮추고 경량성과 열 안정성을 모두 개선할 수 있을 것이다.
(3) 강한 레이저가 대기에서 전송되는 대기난류와' 열후광' 에 대한 연구를 적극 전개하고 있다. 현재 레이저가 대기에서 전송되는 난류와' 열후광' 의 효과에 미치는 유해한 영향에 대해 탐구하고 연구하고 있으며, 대기가 뚫린' 열후광' 효과에 대해 낮은 강도와 고반복 주파수의 선행빔으로 광로에 있는 에어러졸 입자를 제거한 다음 강한 레이저를 발사하고, 난류와' 열후광' 을 상쇄하기 위해 적응광학을 사용할 것을 제안하는 사람들도 있다. 이 방법들은 모두 현재 연구하고 있는 과제이다. < P > 2. 입자빔 무기의 미래 연구와 발전 추세
(1) 기초 연구 강화. 입자 빔 무기의 기초 연구에 대해서는 먼저 입자를 생성하는 가속기를 연구하고 있다. 현재 입자 빔을 생성하는 주요 방법은 선형 감지 가속기 (LIA) 를 이용하는 것입니다. 하지만 이 가속기는 너무 무겁기 때문에 전쟁터에 투입할 수 없다. 현재 작은 LIA 개발을 강화하고 있습니다. 선형 LIA 를 중심으로 한 다음 롤빵처럼 위로 감아 입자 덩어리가 기존의 작은 LIA 에서 순환할 수 있도록 합니다. 미 육군 탄도 연구소 (American National Research Laboratory) 에 따르면, 현재로서는 소형 고리류 LIA 의 원리를 더 확인할 필요가 있다. 작동 원리는 동일한 가속기를 통해 맥동 입자 빔을 계속 재순환시켜 매번 통과하는 입자 번들에 에너지를 점진적으로 추가하는 것입니다. 이런 소형 가속기가 육군 전장에 투입될 수 있을지는 크기와 무게가 관건이다.
(2) 고 에너지 변환 기술 연구에 중점을 둡니다. 에너지 변환 기술의 연구를 중시하여 고속 입자 펄스를 형성하다. 현재 미 공군 연구기관은 기존의 실리콘 제어기와 스파크 방전 스위치에 대한 연구가 완료되었으며, 다음 단계는 자기스위치 연구를 진행할 것이라고 밝혔다. 이 스위치는 포화된 전자기 감지 원리를 바탕으로 높은 반복률을 가지고 있다. < P > 3. 마이크로웨이브 무기의 미래 연구와 발전 추세 마이크로웨이브 무기의 미래 기본 이론과 기본 기술 방면의 연구와 발전 범위는 매우 넓다. 그 미래의 연구와 발전의 중점은
(1) 중 전력 마이크로웨이브 무기의 연구를 중시한다는 것이다. 중동력 마이크로웨이브 무기란 그 전력이 고전력 마이크로웨이브 무기보다 낮고 현행보다 높다는 것이다