穆作棟/中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心，北京 海淀 100028

導(dǎo)讀：無人機系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用的廣泛推進，給社會安全帶來了巨大風(fēng)險?；诔杀镜汀⒛芰棵芏雀?、對抗困難、使用靈活等優(yōu)勢，激光反無人機武器系統(tǒng)應(yīng)運而生?；诩す獾姆礋o人機武器系統(tǒng)的發(fā)展值得關(guān)注。

無人機系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展、蜂群作戰(zhàn)等新型戰(zhàn)術(shù)興起，深刻影響了未來空中作戰(zhàn)樣式，網(wǎng)絡(luò)化、分布式、體系化無人機系統(tǒng)在攻擊、偵察等方面體現(xiàn)了顛覆性的能力，對反無人機技術(shù)發(fā)展提出了迫切的需求。

2019年6月19日，美海軍陸戰(zhàn)隊宣布“利爪”(CLaWS，“緊湊型激光武器系統(tǒng)- Compact Laser Weapons System”的縮寫) 原型機已交付美海軍陸戰(zhàn)隊，用于反無人機任務(wù)測試。

“利爪”是美國防部批準的第一種供地面作戰(zhàn)人員使用的陸基激光器。近年來，美國防部評估認為定向能武器可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)武器完成反無人機任務(wù)，具有良好的經(jīng)濟性。如果表現(xiàn)良好，“利爪”會成為美國海軍陸戰(zhàn)隊反無人機體系的重要組成部分。該計劃秉承“快速設(shè)計、快速交付”的理念，從授予合同到完成集成和測試、交付美海軍陸戰(zhàn)隊訓(xùn)練、完成部署準備全過程僅耗費約1年時間。

激光武器概述

定向能武器是利用能量束產(chǎn)生殺傷的武器。美國國防部將發(fā)展定向能能力納入國家安全范疇，發(fā)展定向能武器將作為維持美軍優(yōu)勢、增強導(dǎo)彈防御以及應(yīng)對地區(qū)沖突的關(guān)鍵手段。美國防部研究與工程副部長格里芬表示，定向能技術(shù)是2018年國防戰(zhàn)略中提到的高科技能力之一，其中最受關(guān)注的是激光武器。

區(qū)別于傳統(tǒng)動能武器，以激光武器為代表的定向能武器具有如下典型的特點：(1) 成本低：定向能武器發(fā)射成本遠低于導(dǎo)彈等武器；(2) 能量密度高：能量束攜帶有較高的功率(如激光束的功率可到數(shù)百到數(shù)千千瓦) ，且截面較小，能夠獲得極高的能量密度；(3) 對抗困難：由于能量束具有高速、難以偵測等特點，目標(biāo)難以對打擊進行預(yù)警、機動；(4) 使用靈活：定向能武器無需計算彈道，噪聲低、無后坐力,便于隱蔽和調(diào)整。

激光武器的上述優(yōu)勢非常契合反無人機的需求，因而有望成為一種有效的反無人機手段。早在上世紀90年代中期，美國、以色列就聯(lián)合開展了“戰(zhàn)術(shù)高能激光武器(THEL) ”的研制，這是一種車載化學(xué)激光武器；本世紀初，美國相繼開展了“機動戰(zhàn)術(shù)高能激光”(MTHEL，諾斯羅普·格魯門公司) 、“激光復(fù)仇者”(Laser Avenger，波音公司) 、“區(qū)域反彈藥防御系統(tǒng)”(ADAM，洛克希德·馬丁公司) 等陸基激光防空武器，希望實現(xiàn)反巡航導(dǎo)彈、反火箭炮、反無人機等陸基防空功能。

2017年，洛克希德·馬丁的“雅典娜”激光武器系統(tǒng)(ATHENA) 在白沙導(dǎo)彈靶場擊落了5架無人機，展示了車載陸基激光武器在反無人機領(lǐng)域的作用?！把诺淠取奔す馕淦飨到y(tǒng)由洛克希德·馬丁為美國陸軍研制的光纖激光武器，載具為陸軍重型移動戰(zhàn)術(shù)卡車，功率可達到30kW。

“利爪”反無人機激光武器系統(tǒng)

不同于洛克希德·馬丁公司的“雅典娜”激光武器，波音公司推出的“利爪”激光武器系統(tǒng)是一種緊湊式、小型武器系統(tǒng)，重量約600lb(272kg) ，功率等級范圍為2～10 kW，可以集成在作戰(zhàn)車輛上，也可安裝在支架上使用，拆卸后可由4個行李箱大小的容器裝納，2名海軍陸戰(zhàn)隊員即可安裝操作?！袄Α笨捎砂l(fā)電機或電池組提供電力，其操控也極為簡單，可由筆記本電腦和微軟Xbox手柄控制。

“利爪”是一種模塊化激光武器系統(tǒng)，其激光器選取了現(xiàn)有的汽車制造行業(yè)用激光器產(chǎn)品，與電源模塊、散熱模塊以及光束導(dǎo)向器模塊集成。由于無需定制激光器，“利爪”的成本得到了有效控制。

圖1 “利爪”激光武器系統(tǒng)，載具為聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車輛(圖片來源：波音公司)

圖2 激光復(fù)仇者陸基防空激光武器系統(tǒng)(圖片來源：波音公司)

2015年8月，波音公司公開了緊湊型激光武器系統(tǒng)的測試情況，在這一階段其功率等級約為2kW，激光器安裝于支架上，與地面供電與冷卻裝置連接。該武器系統(tǒng)在西弗吉尼亞州開展了地面系留無人機攻擊測試，并參加了美國國防部于加利福尼亞州穆古角舉辦的“黑鏢(Black Dart) ”反無人機訓(xùn)練，展現(xiàn)了良好的任務(wù)性能。在穆古角，該緊湊型激光武器系統(tǒng)跟蹤并擊落了一架運動中的無人機：鎖定無人機目標(biāo)后，武器系統(tǒng)利用激光照射目標(biāo)尾部，數(shù)秒后可見靶機尾部被擊穿并起火，隨后靶機尾翼等部位起火，繼而墜毀，全過程約15s。緊湊型激光武器系統(tǒng)在進行攻擊時是無跡可尋的，沒有影像、沒有聲音，波音公司稱其為“寂靜打擊”(Silent Strike) 。

隨后，波音公司在新墨西哥州阿爾伯克基進行了公開展示，利用緊湊型激光武器系統(tǒng)跟蹤并快速擊毀了一架四旋翼消費級無人機；同時，波音展示了2kW功率的激光武器對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的破壞能力，僅用2s，無人機復(fù)合材料外殼便被激光器擊穿并起火。

圖3 洛克希德·馬丁為美國陸軍研制的的“雅典娜”激光武器系統(tǒng)(圖片來源：洛克希德·馬丁公司)

圖4 波音緊“湊型激光武器系統(tǒng)”(圖片來源：波音公司)

圖5 “緊湊型激光武器系統(tǒng)”在西弗吉尼亞州進行系留無人機攻擊測試(圖片來源：波音公司)

2017年，美國海軍陸戰(zhàn)隊與波音公司簽署了初始生產(chǎn)合同，波音將為海軍陸戰(zhàn)隊提供2kW、5kW和10kW 三中不同功率等級的“緊湊型激光武器系統(tǒng)”。2018年，波音為海軍陸戰(zhàn)隊交付了5套2kW級的“緊湊型激光武器系統(tǒng)”，并于隨后將功率等級提升為5kW，電源和冷卻模塊保持不變。

2018年，波音針對美國海軍陸戰(zhàn)隊需求開發(fā)了“緊湊型激光武器系統(tǒng)”原型機，代號為“利爪(CLaWS) ”，取代了過去的縮寫“CLWS”。“武器系統(tǒng)集成在聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車輛”(Joint Light Tactical Vehicle，JLTV) 上，JLTV的柴油發(fā)電機能夠為“利爪”提供所需電力。美國海軍陸戰(zhàn)隊地面系統(tǒng)項目執(zhí)行官(PEO Land Systems) 所轄的陸基防空(Ground Based Air Defence，GBAD) 對“利爪”原型機進行了采購，這一過程是通過國防部軍械技術(shù)聯(lián)合會(DOTC) 進行的?！袄Α痹蜋C于2018年弗吉尼亞州匡提科(Quantico)海軍陸戰(zhàn)隊基地舉行的現(xiàn)代海軍裝備展覽會(Modern Day Marine expo)上首次公開展示，并于今年交付。與陸軍的車載定向能系統(tǒng)不同，“利爪”的定位不是一種獨立的反無人機系統(tǒng)，而是系統(tǒng)的一個重要組件。

“利爪”的主要攻擊目標(biāo)是I類和II類無人機(重量在55lb/25kg以下) ，對于1t重的“捕食者”則顯得很無力；對于小型無人機，“利爪”能夠在數(shù)分鐘內(nèi)擊落十余個目標(biāo)。

除反無人機功能外，“利爪”激光武器系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)還包括反導(dǎo)彈、致盲偵察設(shè)備等。

結(jié)束語

面對反無人機需求和蜂群作戰(zhàn)等新型戰(zhàn)法，導(dǎo)彈等傳統(tǒng)防空武器存在靈活性差、費用高昂等問題，激光武器是應(yīng)對挑戰(zhàn)的有力方式，因而受到了各國的廣泛關(guān)注。我國在阿布扎比防展上也展示了名為“寂靜狩獵者”(Silent Hunter) 的車載光纖激光武器系統(tǒng)。

圖6 “緊湊型激光武器系統(tǒng)”參與“黑鏢”反無人機訓(xùn)練(圖片來源：波音公司)

圖7 “緊湊型激光武器系統(tǒng)”在公開展示中追蹤四旋翼無人機(圖片來源：Wired網(wǎng)站圖片)

圖8 “緊湊型激光武器系統(tǒng)”在公開展示中破壞復(fù)合材料結(jié)構(gòu)(圖片來源：Wired網(wǎng)站圖片)

陸基反無人機是激光武器的重要應(yīng)用領(lǐng)域，在此之外，機載定向能武器、艦載定向能武器也是各國重點發(fā)展的前沿技術(shù)，其系統(tǒng)更為復(fù)雜、與裝載平臺的耦合關(guān)系也更為深刻。目前，激光武器仍面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、對電網(wǎng)及熱管理能力需求嚴苛、受大氣條件影響顯著等問題，需要針對性開展先進激光器研究、綜合能量管理、大氣傳輸和補償技術(shù)等研究，突破相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，以提升激光武器和平臺的效能。 ■

科巴姆測試用于無人機的高帶寬衛(wèi)星通信系統(tǒng)

科巴姆航空航天通信公司對用于無人機的概念驗證衛(wèi)星通信系統(tǒng)“Aviator UAV 500”進行了地面測試，該系統(tǒng)將通過衛(wèi)星傳輸高帶寬視頻。

“Aviator UAV 500”是在該公司開發(fā)的重1.45千克的“Aviator UAV 200”衛(wèi)星通信終端的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，兩者都是國際海事衛(wèi)星雨燕寬帶服務(wù)終端。結(jié)合HGA-6000高增益天線，Aviator UAV 500能夠以500 kbps的速率傳輸圖像，是當(dāng)前終端帶寬的2.5倍。

Satlink UK公司在英國和南非進行了概念驗證測試。科巴姆表示，新終端的重量約3千克，國防和搜救領(lǐng)域的客戶對該產(chǎn)品很感興趣。

“市場對更高帶寬的需求很強烈，無人機需要將視頻傳輸?shù)降孛妫蚁到y(tǒng)要足夠輕，方便小型無人機攜帶，”科巴姆公司航空航天通信銷售總監(jiān)安德魯·列格說?！翱蛻舴答伌偈刮覀冮_發(fā)了Aviator UAV 500，它能在超視距距離上滿足無人機視頻傳輸?shù)男枨?。?/p>