謝瑞強(qiáng)

平地起驚雷—地基激光武器實(shí)戰(zhàn)化程度不斷提高

謝瑞強(qiáng)

專題—激光武器

提起激光武器，大家并不陌生。自美國在20世紀(jì)60年代研制成功第一臺(tái)“紅寶石”激光器以來，激光技術(shù)就引起了包括軍事領(lǐng)域在內(nèi)的各領(lǐng)域的高度關(guān)注。在過去的2014年里，美軍部署艦載激光武器被評為美國2014年七大重要技術(shù)突破之一。

在很長一段時(shí)間里，由于激光武器一些關(guān)鍵技術(shù)沒有突破，制約了激光武器實(shí)戰(zhàn)化部署，但隨著時(shí)間的推移，高能激光武器經(jīng)過40余年發(fā)展，制約高能激光武器實(shí)戰(zhàn)化部署的關(guān)鍵技術(shù)正逐步得到解決。2014年8月，搭載有激光武器系統(tǒng)的美國海軍“龐塞”號(hào)船塢登陸艦被派往波斯灣執(zhí)行任務(wù)，這是高能激光武器發(fā)展歷史上一件具有里程碑意義的事件。實(shí)戰(zhàn)化部署艦載高能激光武器意味著激光武器的時(shí)代已經(jīng)來了。

對于作為新概念武器家族重要成員的高能激光武器來說，過去的2014年是其發(fā)展的關(guān)鍵一年，軍事強(qiáng)國多種高能激光武器測試成功或試驗(yàn)性實(shí)戰(zhàn)部署表明，地基激光武器實(shí)戰(zhàn)化程度有了相當(dāng)大程度的提高，尤其是戰(zhàn)術(shù)高能激光武器在軍事需求和技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，已經(jīng)具備軍隊(duì)進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)部署能力。

地基高能激光武器知多少

自美國在20世紀(jì)60年代研制成功第一臺(tái)“紅寶石”激光器以來，激光技術(shù)就引起了包括軍事領(lǐng)域在內(nèi)的各領(lǐng)域的高度關(guān)注。激光技術(shù)在軍事領(lǐng)域運(yùn)用比較廣泛，按激光輸出功率可分為低能激光武器和高能激光武器。低能激光武器以弱激光的激光器為核心，諸如激光測距、激光通信、激光雷達(dá)等屬于低能激光武器。高能激光武器以強(qiáng)激光的激光器為核心，結(jié)合跟蹤瞄準(zhǔn)器和光束控制系統(tǒng)等配套系統(tǒng)，利用激光作為能量毀傷目標(biāo)或使之失效。

目前，世界上沒有高能激光武器的標(biāo)準(zhǔn)定義，一般認(rèn)為平均輸出功率大于等于20千瓦或每個(gè)脈沖的能量大于等于30千焦的激光武器稱為高能激光武器。高能激光武器是利用激光的高能量密度特性來燒蝕被照射目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對被照射目標(biāo)的毀傷或去功能化。激光毀傷目標(biāo)的過程主要是：目標(biāo)不斷吸收照射在其表面上的部分激光能量，被激光照射的部分不斷被加熱、升溫，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，被激光照射的部分就開始熔化，甚至氣化，進(jìn)而形成凹坑或穿孔，甚至由于高溫產(chǎn)生的高壓而產(chǎn)生熱爆炸，造成目標(biāo)結(jié)構(gòu)的破壞，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的毀傷或去功能化。

高能激光武器對目標(biāo)的毀傷或去功能化是一種綜合破壞的過程，會(huì)產(chǎn)生三種效應(yīng)：燒蝕效應(yīng)、激波效應(yīng)和輻射效應(yīng)。上文提到激光照射使目標(biāo)部分溫度升高，進(jìn)而造成凹坑或穿孔就屬于燒蝕效應(yīng)。激波效應(yīng)就是在氣化過程中產(chǎn)生的蒸汽在向外噴射時(shí)會(huì)給目標(biāo)以反射作用，這相當(dāng)于一個(gè)脈沖載荷作用到目標(biāo)上，可導(dǎo)致材料拉斷。輻射效應(yīng)主要指激光在目標(biāo)上所產(chǎn)生的等離子可能發(fā)射紫外線或X射線，這會(huì)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)內(nèi)部電子元器件造成損傷。

陸基高能激光武器作戰(zhàn)想象圖

和傳統(tǒng)火炮等動(dòng)能武器發(fā)射有質(zhì)量的“彈”不同，高能激光武器發(fā)射的“彈”是沒有質(zhì)量或基本上可以忽略不計(jì)的。由于激光接近以光速傳播并接近直線傳輸，超快的速度使激光束從發(fā)射到命中目標(biāo)需要的時(shí)間非常短，因此高能激光武器在攻擊目標(biāo)時(shí)一般不需要計(jì)算攔截目標(biāo)的提前量，可以做到指哪打哪，非常適合攔截高速或高機(jī)動(dòng)目標(biāo)。除了具備指哪打哪的優(yōu)點(diǎn)外，高能激光武器還具有反應(yīng)速度快、打擊精度高、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此其在軍事上的運(yùn)用前景一直備受矚目。

地基高能激光武器是按照高能激光部署方式進(jìn)行分類而出現(xiàn)的具體細(xì)分。顧名思義，地基高能激光武器部署在地面，安裝在地面基座平臺(tái)或車輛上。按照作戰(zhàn)任務(wù)設(shè)定的不同，地基激光武器又可分為地基戰(zhàn)略激光武器和地基戰(zhàn)術(shù)激光武器。戰(zhàn)略激光武器用于反彈道導(dǎo)彈、反衛(wèi)星等作戰(zhàn)，其打擊距離為數(shù)百千米甚至數(shù)千千米，主要執(zhí)行遠(yuǎn)程打擊任務(wù)。戰(zhàn)術(shù)激光武器主要用于近程作戰(zhàn)，打擊距離一般在幾千米至20千米，防空反導(dǎo)、摧毀簡易爆炸裝置等都是戰(zhàn)術(shù)激光武器的作戰(zhàn)任務(wù)。

地基高能激光武器能干啥

反衛(wèi)星 眾所周知，軍用衛(wèi)星在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用不斷增強(qiáng)，衛(wèi)星可全天候、全天時(shí)和近實(shí)時(shí)地獲取戰(zhàn)場信息，并為己方提供衛(wèi)星導(dǎo)航、通信等作戰(zhàn)支援，被認(rèn)為是直接支援戰(zhàn)爭作戰(zhàn)行動(dòng)不可或缺的裝備。有矛必有盾，衛(wèi)星作用的增強(qiáng)催生了反衛(wèi)星武器。高能激光武器的重要特性使之成為反衛(wèi)星武器發(fā)展的重點(diǎn)。在冷戰(zhàn)時(shí)期，美蘇兩國對反衛(wèi)星高能激光武器的研制投入了大量資源和精力。有資料顯示，蘇聯(lián)曾在冷戰(zhàn)時(shí)期運(yùn)用地基戰(zhàn)略激光武器致盲美國導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星和光學(xué)偵察衛(wèi)星。美國在冷戰(zhàn)時(shí)期也對地基戰(zhàn)略激光武器攻擊衛(wèi)星進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)。1997年，美國陸軍就公開了一次反衛(wèi)星地基激光武器試驗(yàn)。

反彈道導(dǎo)彈彈道導(dǎo)彈尤其是攜帶核彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈一直被認(rèn)為是最具威脅的戰(zhàn)略武器之一。自彈道導(dǎo)彈誕生以來，如何對付彈道導(dǎo)彈成為各軍事強(qiáng)國重點(diǎn)考慮的問題。激光問世后，其就被認(rèn)為是攔截彈道導(dǎo)彈的最有效武器之一。受目前激光技術(shù)水平的限制，反彈道導(dǎo)彈地基激光武器的發(fā)展還比較緩慢，因?yàn)槠涔β蔬€無法達(dá)到攔截再入核彈頭的要求。再入大氣層核彈頭尺寸較小，并且其彈頭材料因要接受再入大氣層的考驗(yàn)，抗燒蝕能力非常強(qiáng)，加上一些核彈頭采用機(jī)動(dòng)彈道或旋轉(zhuǎn)，加大了攔截的難度。而上升段和中段反導(dǎo)也還有許多技術(shù)難點(diǎn)有待解決，因此地基激光武器攔截彈道導(dǎo)彈仍存在諸多技術(shù)問題。

反巡航導(dǎo)彈巡航導(dǎo)彈飛行高度低，雷達(dá)反射截面積小，對防空系統(tǒng)具備較強(qiáng)的穿透力，因此其具備較好的突防效果，再加上其精確的打擊精度和較為可觀的毀傷效果，迅速讓巡航導(dǎo)彈成為遠(yuǎn)程精確打擊的利器。巡航導(dǎo)彈作為一種遠(yuǎn)程精確打擊彈藥，已經(jīng)成為“非接觸作戰(zhàn)”等作戰(zhàn)理論的重要支柱，特別是其在戰(zhàn)爭初期壓制摧毀敵防空系統(tǒng)、后勤基地、機(jī)場等戰(zhàn)略目標(biāo)的重要作用已經(jīng)得到實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)。海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭等后冷戰(zhàn)時(shí)代的高技術(shù)局部戰(zhàn)爭都證明了巡航導(dǎo)彈是一員得力的“踹門者”。巡航導(dǎo)彈防御一直被視為世界防空的重要難題，一系列激光武器攔截巡航導(dǎo)彈的試驗(yàn)表明，激光武器是攔截巡航導(dǎo)彈的有效武器，其低成本、高精度等優(yōu)點(diǎn)非常適合攔截巡航導(dǎo)彈的多波次密集攻擊。

波音公司的激光武器—“復(fù)仇者”

反無人機(jī)隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)大規(guī)模運(yùn)用于作戰(zhàn)的比例會(huì)不斷提高，因此如何防范無人機(jī)也是現(xiàn)代防空作戰(zhàn)的重要課題。目前，在防范無人機(jī)作戰(zhàn)中，隱身無人機(jī)和飛行在低空的小型/微型無人機(jī)是最難防御的兩種目標(biāo)。2014年鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的朝鮮無人機(jī)入侵韓國事件就涉及到防范低空小型/微型無人機(jī)問題。小型/微型無人機(jī)在防空作戰(zhàn)中屬于低慢小目標(biāo)。低慢小目標(biāo)是對低空慢速小型飛行器或浮空器的統(tǒng)稱，飛行高度通常在1000米以下，飛行速度小于200千米/小時(shí)，雷達(dá)反射截面積小于2平方米。由于低慢小目標(biāo)飛行高度低、體積小，加上復(fù)雜的低空環(huán)境和地物遮擋等原因，其很難被大多數(shù)雷達(dá)和探測設(shè)備發(fā)現(xiàn)，即使發(fā)現(xiàn)了也不容易進(jìn)行有效的攔截。因此，低慢小目標(biāo)的防御是一個(gè)世界性難題。

韓國軍方為了提高防御小型/微型無人機(jī)等低慢小目標(biāo)的能力，正在考慮購買可以攔截?zé)o人機(jī)的德國萊茵金屬公司研制的激光武器。德國是歐洲激光技術(shù)發(fā)展最快的國家，其研制的激光武器已經(jīng)進(jìn)行了多次成功攔截小型無人機(jī)的試驗(yàn)。萊茵金屬公司研制的激光武器功率分為30千瓦、50千瓦和60千瓦等，激光發(fā)射器集成在“天空衛(wèi)士”炮塔上，使用“天空衛(wèi)士”的探測和指揮控制系統(tǒng)，可固定部署或集成到車輛平臺(tái)上進(jìn)行機(jī)動(dòng)部署。激光武器以光速攻擊目標(biāo)，基本不需要計(jì)算提前量。方向性很強(qiáng)的激光具有很高的攔截精度，可短時(shí)間內(nèi)攔截多個(gè)目標(biāo)。激光武器單次攔截成本僅為幾美元，攔截時(shí)還不會(huì)產(chǎn)生碎片，附帶毀傷小，非常適合于攔截小型無人機(jī)這樣的低成本飛行器。

執(zhí)行C-RAM任務(wù)反火箭炮、火炮和迫擊炮（C-RAM），顧名思義就是運(yùn)用相關(guān)武器對付敵方火箭炮、火炮和迫擊炮等間瞄火炮所發(fā)射的炮彈。雖然C-RAM很早就已經(jīng)被提出，但真正受到重視是伊拉克戰(zhàn)爭之后。在伊拉克戰(zhàn)場上，駐伊美軍頻繁遭受火箭彈和迫擊炮彈的襲擊，給美軍帶了不小的傷亡。為了提高駐伊美軍C-RAM能力，美軍開始對C-RAM任務(wù)進(jìn)行論證和分析，進(jìn)而催生了可執(zhí)行C-RAM任務(wù)的車載式“密集陣”系統(tǒng)。速射火炮近防系統(tǒng)雖然可解燃眉之急，但攔截概率低、存在附帶損傷和成本高等缺陷限制了其前途。其實(shí)，美軍很早就在探索運(yùn)用戰(zhàn)術(shù)激光武器執(zhí)行C-RAM任務(wù)，并且取得了重大進(jìn)展，實(shí)戰(zhàn)部署指日可待。

反機(jī)載精確制導(dǎo)彈藥現(xiàn)代戰(zhàn)場上，運(yùn)用機(jī)載精確制導(dǎo)彈藥對敵方高價(jià)值目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)穴式打擊已經(jīng)成為軍事強(qiáng)國的慣用手段。機(jī)載空對地精確制導(dǎo)彈藥包括空地導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈、布撒器等。隨著機(jī)載精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在其正朝著遠(yuǎn)程化、精確化和智能化等方向發(fā)展，作戰(zhàn)效能不斷提高，對地面目標(biāo)的威脅也越來越大。以往對抗機(jī)載精確制導(dǎo)彈藥主要依靠對投擲平臺(tái)的打擊，但隨著防區(qū)外彈藥的興起，攔截精確制導(dǎo)彈藥本身也開始逐漸受到重視。在這種背景下，射擊精度高、攔截成本低和多目標(biāo)攔截能力強(qiáng)的激光武器被認(rèn)為是反機(jī)載精確制導(dǎo)彈藥的主力，許多軍事強(qiáng)國對相關(guān)技術(shù)的探索也開始增多。

地基高能激光武器發(fā)展路在何方

經(jīng)過40余年的發(fā)展，高能激光武器在平均輸出功率、光束質(zhì)量和實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)用方面取得了長足的進(jìn)步，其正處于轉(zhuǎn)向?qū)崙?zhàn)化部署的關(guān)鍵階段。綜觀目前地基高能激光武器的發(fā)展，地基戰(zhàn)略高能激光武器仍處于發(fā)展完善階段，由于其在反衛(wèi)星領(lǐng)域的良好運(yùn)用前景，美俄等軍事強(qiáng)國對反衛(wèi)星高能激光武器的研制一直都非常積極。美國曾提出過反衛(wèi)星的“2010計(jì)劃”，主要內(nèi)容就是運(yùn)用激光武器致盲敵國衛(wèi)星?？赡苡捎诩夹g(shù)、資金等方面問題，目前該計(jì)劃的實(shí)施沒有按預(yù)期完成，預(yù)計(jì)在2020年左右，地基反衛(wèi)星高能激光武器會(huì)進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)部署階段。

陸基高能激光武器

美國陸軍HELTD車載高能激光武器

在反導(dǎo)方面，地基戰(zhàn)略高能激光武器發(fā)展比較緩慢，尤其在中段和末段反導(dǎo)方面遇到的技術(shù)困難非常大，目前主要研究方向仍然集中于助推上升段。助推上升段的彈道導(dǎo)彈速度慢、殼體脆弱，更容易被擊中及摧毀，并且一旦導(dǎo)彈的燃料貯存箱被擊中，彈道導(dǎo)彈會(huì)墜落到發(fā)射國本土，造成災(zāi)難性的后果。美國相關(guān)研究認(rèn)為，地基戰(zhàn)略高能激光武器配備空中中繼鏡就可以有效對助推段彈道導(dǎo)彈進(jìn)行攔截，如果整個(gè)地基攔截系統(tǒng)配備6個(gè)戰(zhàn)斗鏡和中繼鏡，可攔截地球上任何一個(gè)地方起飛的彈道導(dǎo)彈。雖然地基戰(zhàn)略高能激光武器反導(dǎo)具有誘人的前景，但也存在巨大的技術(shù)困難和風(fēng)險(xiǎn)，其仍處于研究試驗(yàn)階段，離實(shí)戰(zhàn)化部署還有一段很長的路要走。

與地基戰(zhàn)略高能激光武器發(fā)展較慢相比，地基戰(zhàn)術(shù)高能激光武器發(fā)展迅速，并且一些型號(hào)已經(jīng)具備實(shí)戰(zhàn)部署的能力。2013年，美國陸軍使用車載式高能激光武器（HEL MD）進(jìn)行了一個(gè)多月的C-RAM任務(wù)測試。在測試中，HEL MD攔截了90枚迫擊炮彈和多架無人機(jī)。分析認(rèn)為，這種車載高能激光武器在測試中良好的表現(xiàn)，意味著美國戰(zhàn)術(shù)高能激光武器基本具備實(shí)戰(zhàn)部署能力，未來功率更高的戰(zhàn)術(shù)高能激光武器實(shí)戰(zhàn)化程度也會(huì)不斷提高。

除了美國，德國、俄羅斯等國的戰(zhàn)術(shù)高能激光武器在研制上也有了很大進(jìn)展。2014年，德國萊茵金屬公司對其20千瓦、30千瓦功率的高能激光武器進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)，試驗(yàn)中激光武器均成功擊毀多個(gè)無人靶機(jī)和迫擊炮彈。萊茵金屬公司稱，其研制的高能激光武器運(yùn)用了光束疊加技術(shù)，并且激光完全不受天氣的影響，即使在諸如冰雪天、雨天等最惡劣的天氣條件下也能壓制摧毀目標(biāo)，這是戰(zhàn)術(shù)高能激光武器技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)不小的進(jìn)步。據(jù)悉，萊茵金屬公司將研制100千瓦功率的高能激光武器，這些武器既能固定部署，也可以機(jī)動(dòng)部署，具有較好的靈活性。

結(jié) 語

隨著不斷的研制和開發(fā)，地基激光武器技術(shù)水平不斷提高?？梢灶A(yù)見，在未來戰(zhàn)爭中，地基激光武器必將扮演越來越重要的角色。高能激光武器代表了未來武器的重要發(fā)展方向之一，地基激光武器的逐步實(shí)戰(zhàn)部署將改變目前的戰(zhàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)方式，因此，值得有志于建設(shè)一流陸軍軍事力量的大國高度關(guān)注。

責(zé)任編輯：林 森