伍尚慧

現(xiàn)代戰(zhàn)爭是涵蓋多維度、多領(lǐng)域、全時域、高烈度的綜合較量。武器裝備是衡量一個國家軍事實力的重要指標，對未來武器裝備的研制關(guān)系到一個國家未來軍事力量的發(fā)展前景。高能激光武器是一種利用高能量射束進行攻擊的新概念武器。光束作戰(zhàn)的迅速反應能力，外科手術(shù)式的精確打擊能力，以及特別適于反衛(wèi)星和破壞敵方信息系統(tǒng)的毀傷能力，使其成為適應21世紀信息化高技術(shù)戰(zhàn)爭的新一代主戰(zhàn)兵器。它依靠原子能級躍遷產(chǎn)生的激光束來攻擊目標，具有速度快、可控性強、連發(fā)能力好、殺傷力大、后勤保障負擔輕等優(yōu)點，在未來復雜電磁環(huán)境下，具有特別重要的軍事應用價值。高能激光武器以其自身的眾多優(yōu)勢在光電對抗、防空、戰(zhàn)略防御中發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)和研發(fā)逐漸成熟，高能激光武器將成為一種攻防兼?zhèn)?、高效費比、優(yōu)勢明顯的新概念武器。

高能激光武器概念與作戰(zhàn)機理

高能激光武器是利用高功率強激光來直接毀傷目標或使之失效的定向能武器，按照美國國防部的定義，其平均輸出功率大于等于20千瓦或每個脈沖能量大于等于30千焦。主要由高能激光器、精密瞄準跟蹤系統(tǒng)和光束控制發(fā)射系統(tǒng)組成。目前，軍用高能激光通常指功率大于1千瓦的激光。然而，大多數(shù)正在開發(fā)與測試的戰(zhàn)術(shù)級軍用高能激光功率都在幾十千瓦至100千瓦之間，而戰(zhàn)略級軍用高能激光功率則高達數(shù)千千瓦。主要作戰(zhàn)對象包括來襲的反艦導彈、巡航導彈和作戰(zhàn)飛機等，甚至可以攻擊敵方的艦船。具有能量集中、傳輸距離遠、打擊精度高、響應速度快、抗電磁干擾能力強、效費比高等優(yōu)點，其作戰(zhàn)方式幾乎可以達到“瞄準即摧毀”，被視為是“改變未來作戰(zhàn)規(guī)則”的未來武器。高能激光毀壞目標的機理是：目標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，當目標被激光照射部分的溫度升高到材料熔化或氣化的溫度時，目標被照射部分形成凹坑或穿孔，甚至由于高溫產(chǎn)生的高壓而產(chǎn)生熱爆炸，從而造成目標結(jié)構(gòu)破壞。

美國面向?qū)崙?zhàn)型高能激光武器研發(fā)取得長足進展

美國在研制激光武器方面處于世界前列，推動激光武器等新概念武器的發(fā)展是美國“第三次抵消戰(zhàn)略”的主要著力點和突破創(chuàng)新之一。美國長期保持向激光武器技術(shù)領(lǐng)域大量投入，擁有最為雄厚的技術(shù)積累，美國激光武器已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，從化學激光器、固體激光器、自由電子激光器的發(fā)展以及對于光束控制、強光光學及系統(tǒng)集成技術(shù)漸趨成熟。從平臺發(fā)展來看，機載、艦載、車載激光武器均有取得了重大的突破。多種類型的激光武器已經(jīng)實現(xiàn)部署。在美國2016財年—2019財年持續(xù)增長的經(jīng)費支持下，陸軍持續(xù)加快進行多型車載戰(zhàn)術(shù)激光武器系統(tǒng)研制工作;海軍高能激光技術(shù)開發(fā)與作戰(zhàn)研究并行，正密集開展固體激光器的海上應用演示試驗，包括摧毀無人機、移動靶船等;空軍高功率激光武器系統(tǒng)設計工作，與低功率激光系統(tǒng)開發(fā)和飛行測試同步進行，項目已接口規(guī)范化，吊艙與戰(zhàn)術(shù)飛機開始進行集成工作。

目前，美軍將固體激光武器作為發(fā)展重點，各軍種積極推進戰(zhàn)術(shù)激光武器在艦艇、戰(zhàn)車等平臺上的應用。美國激光武器技術(shù)相對成熟，部分激光武器裝備已接近投入實戰(zhàn)。經(jīng)過多年的發(fā)展，美國已經(jīng)對天基、地基、機載等多種激光武器進行了廣泛研究，且進展順利并取得了突破性成果。

美國機載高能激光武器系統(tǒng)美空軍積極探索適應多種任務職能的定向能武器，對戰(zhàn)術(shù)飛機激光武器的研發(fā)集中在小型化、靈活性、作戰(zhàn)效能提升及多平臺擴展上。在新一代機載激光系統(tǒng)方面開展了航空自適應光束控制系統(tǒng)（ABC）、F-35戰(zhàn)斗機上集成激光系統(tǒng)模塊，全面推進高能激光器向AC-130攻擊機﹑B-52轟炸機﹑KC-135空中加油機﹑AH-64阿帕奇直升機等多平臺擴展。不斷推進激光武器小型化，自我保護高能激光演示器（SHiELD）項目將為戰(zhàn)術(shù)飛機研發(fā)一種小型、靈活的高能激光武器系統(tǒng)，以實現(xiàn)對抗地空導彈和空空導彈的先進自防御能力;高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)（HELLADS）項目，旨在研制一款150千瓦的激光武器系統(tǒng)，尺寸和重量僅為目前相似功率激光器的1/10，可用于陸、海、空多種平臺。2019年，美空軍進行了多個項目研發(fā)并進行了測試;推出了緊湊型高能激光子系統(tǒng)評估（CHELSEA）項目，將采用CHELSEA數(shù)據(jù)設計構(gòu)建2024年預定技術(shù)成熟度達到5級的激光器樣機;使用SHiELD高能激光演示器成功擊落多枚空射導彈。美空軍計劃為戰(zhàn)斗機F-35和F-15裝備激光武器，預計2021年進行首批機載激光武器測試，期望激光武器功率從10千瓦增加到100千瓦。此外，雷神公司正在研制能夠攔截超音速彈道導彈的激光武器。

典型激光武器系統(tǒng)的組成示意圖

另一方面，美軍還計劃將激光武器應用于無人機反導技術(shù)領(lǐng)域，利用無人機搭載高能激光武器進行滲透式打擊，摧毀敵方彈道導彈。美國導彈防御局（MDA）正在支持固態(tài)和電激光武器的發(fā)展，其工作波長更短，可實現(xiàn)能量更密集的光束。目前正在開發(fā)兩種激光武器：一是二極管泵浦堿金屬激光武器（DPAL），二是光纖合成激光武器（FCL）。MDA開展了高空無人機搭載高能激光武器進行反導研究，2017年發(fā)布高空長航時無人機項目，能夠在彈道導彈發(fā)射幾秒鐘內(nèi)使用高能激光武器將其擊落。低功率激光演示驗證器（LPLD）項目是MDA近年來大力發(fā)展的、用激光器攔截處于助推段的彈道導彈項目開發(fā)計劃。美空軍正在分階段推動激光武器實戰(zhàn)化。MDA制訂了定向能路線圖，計劃2021年集成到一架無人機導彈射手上。美國計劃目標是在2018財年或2019財年演示的120千瓦級DPAL和50千瓦級光纖激光武器都能達到5千克/千瓦。2023年后，擁有U-2S有人高空偵察機載荷及航程能力的無人機將裝備激光武器來執(zhí)行導彈防御任務。

美國艦載高能激光武器系統(tǒng)美海軍將高能激光武器視為挫敗非對稱威脅、節(jié)約動能效應器，以對抗更強大空中與水面威脅的更具效費比手段。2016年—2019年，美海軍制訂了高能射頻武器、激光、定向能反制發(fā)展路線圖，以加快發(fā)展驅(qū)逐艦部署激光武器的進程，計劃在2020年左右裝備Flight ⅡA型阿利·伯克級驅(qū)逐艦。此外，美國海軍近十年來一直將激光技術(shù)視為最具效費比的防御手段，重點關(guān)注能促成激光武器模塊性的概念和接口，其具備更高的技術(shù)成熟度、更接近實戰(zhàn)部署。

海基高能激光武器發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。第一階段以氟化氘化學激光器為開發(fā)重點，試驗高能激光武器對各種目標的毀傷能力，獲得大氣傳輸特性數(shù)據(jù);第二階段以綜合電力推進艦艇為裝艦對象，重點研發(fā)自由電子激光器，希望獲得在海洋環(huán)境下大氣傳輸特性更好的高能激光武器;第三階段采取了兩條技術(shù)路線螺旋式發(fā)展的模式：一條是以固體激光器為基礎進行激光炮武器系統(tǒng)集成;另一條是繼續(xù)以自由電子激光器為重點進行更高功率激光武器的研制。

美國海軍致力于加強態(tài)勢感知和反導分層防御能力建設。目前，美海軍積極開展多個激光器項目，其中包括：高能激光和集成光學防護裝置（即HELIOS）、海軍水面激光武器系統(tǒng)（SNLWS）、海軍光學致眩阻截系統(tǒng)（ODIN）、固態(tài)激光技術(shù)成熟項目等。HELIOS系統(tǒng)旨在研發(fā)部署于美海軍水面艦艇具備情報收集、偵察（ISR）和反無人機能力的激光武器系統(tǒng)，2018年，為阿利·伯克級驅(qū)逐艦采購新的海軍水面激光武器系統(tǒng)（SNLWS）。洛克希德·馬丁公司將研制并在2020年交付2臺測試樣機，一臺樣機將被用于新墨西哥州白沙導彈靶場進行地面測試，另一臺將安裝至阿利·伯克驅(qū)逐艦上。2019年5月美國國會發(fā)布的報告稱，美國海軍正在開發(fā)固態(tài)激光器、電磁軌道炮和炮射制導炮彈這3種新型艦載武器。新型艦載武器可大大提高美國海軍水面艦隊對抗水面艦艇、無人駕駛飛行器及（最終的）反艦巡航導彈的防御能力。

美國激光武器將向F-35、阿帕奇等平臺擴展

2019年，美國海軍在裝備建設上成績卓著：美國海軍在激光武器艦載化方面取得“實質(zhì)性進展”，HELIOS系統(tǒng)的電源設計已經(jīng)通過審查，計劃于2020年6月前后完成電池原型研發(fā);使用MH-60S直升機載激光系統(tǒng)掃描并探測水下類似水雷的目標;另外，美國海軍將于2019年部署高能量激光武器和激光干擾器，從而進一步支持海軍激光武器系統(tǒng)族（NLFoS）的研發(fā)。NLFoS包括4個研發(fā)項目，涉及3種部署上艦的武器系統(tǒng)，分別是部署于兩棲艦的150千瓦固態(tài)激光技術(shù)成熟系統(tǒng)（SSL-TM）、60千瓦高能激光和集成光學眩光監(jiān)視系統(tǒng)（HELIOS）以及計劃部署于驅(qū)逐艦的ODIN型激光干擾器。

美國陸基激光武器系統(tǒng)美陸軍致力于推進更加緊湊、更具實戰(zhàn)化的激光武器，用于防御任務的高能激光武器備受關(guān)注。自20世紀70年代以來，美陸軍一直在努力開發(fā)實戰(zhàn)應用的激光器系統(tǒng)。近年來，美陸軍大力推進高能激光戰(zhàn)術(shù)車輛項目研發(fā)，正不斷地將功率更強大的激光器裝備于更小型車輛。2016年，美國嘗試將更強大的激光武器集成到比重型增程機動戰(zhàn)術(shù)卡車（HEMTT）體積更小的車輛上。2017年完成了堅固式電激光器倡議計劃中光纖激光器的研制工作，并于2018年開始將其集成到高能激光移動測試卡車上，目前，美陸軍著手推進兩項激光武器工作：一是將較低功率激光器裝備在八輪驅(qū)動的斯瑞克裝甲車;二是將較高功率激光器裝備于改裝后的貨運卡車。當前主要在研項目包括機動實驗型高能激光器（MEHEL）、高能激光器移動試驗車（HELMTT）項目、高能激光戰(zhàn)術(shù)車輛演示器（HELTVD）以及多任務高能激光器（MMHEL）等。

美國戰(zhàn)略陸基高能激光武器，在反衛(wèi)星領(lǐng)域具有良好的運用前景，仍處于發(fā)展完善階段。預計在2020年左右，陸基反衛(wèi)星高能激光武器將達到實戰(zhàn)部署階段。在反導方面，戰(zhàn)略陸基高能激光武器發(fā)展較緩慢，技術(shù)瓶頸在中段和末端，目前主要研究方向仍然集中于助推段攔截。相較于戰(zhàn)略陸基高能激光武器，戰(zhàn)術(shù)陸基高能激光武器發(fā)展迅速，并且部分型號已經(jīng)具備實戰(zhàn)部署能力。

2019年，美國陸軍尤其關(guān)注對激光武器未來的資金投入與部署計劃，美國陸軍簽署了一份全面的定向能武器計劃，將在未來5年內(nèi)增加投資，預計在未來5～10年內(nèi)定向能武器將與下一代戰(zhàn)車和未來垂直升降機等多平臺集成。美國陸軍計劃2020年后陸續(xù)測試50千瓦、100千瓦激光武器，在2027年之前，將高能激光武器納入其空中和導彈近程防御武器庫，同時，美國防部計劃推出體積更小、更具實戰(zhàn)化的激光武器，海軍陸戰(zhàn)隊關(guān)注反無人機車載緊湊型激光武器（CLaWS，又名“利爪”）的發(fā)展，該原型機已交付美海軍陸戰(zhàn)隊，該裝備包括2千瓦、5千瓦和10千瓦等多個型號，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)武器完成反無人機任務，將成為海軍陸戰(zhàn)隊反無人機體系的重要組成部分。2019年，最為引人關(guān)注的是MDA發(fā)布1000千瓦激光武器樣機的研制需求，項目開展時間為7年。新型兆瓦級激光武器樣機將用于彈道導彈防御系統(tǒng)（BMDS）中的激光縮比項目，要求重量不超過4噸，整個系統(tǒng)包括激光裝置、電力以及熱管理等子系統(tǒng)。MDA重點強調(diào)了減小系統(tǒng)的重量和尺寸，并希望提高系統(tǒng)功率、光電效率、光束質(zhì)量以及激光運行時間。MDA計劃獲得一種具有成熟技術(shù)和輕量級工程路徑的地面演示激光系統(tǒng)，最終搭載部署于各種作戰(zhàn)平臺。

搭載于美國圣安東尼奧級船塢運輸艦的一款激光武器驗證系統(tǒng)

美國天基激光武器系統(tǒng)美國在外層空間飛行方面世界領(lǐng)先。自1977年美空軍開始資助天基激光武器研制以來，1983年，又提出星球大戰(zhàn)，在相關(guān)計劃支持下，先后開展了阿爾法激光器、直徑4米的大型聚焦鏡等研究。雖然美國對天基激光武器的研制已持續(xù)40多年，但投入實戰(zhàn)始終未能實現(xiàn)。

當前，反外空武器化和外空軍備競賽已在各軍事大國展開，美俄企圖將動能武器大規(guī)模應用于太空作戰(zhàn)和反導防御作戰(zhàn)。五角大樓正著眼于太空激光武器技術(shù)，將其作為在推進飛行階段擊敗導彈威脅的最終解決方案，并列入2019財政年度《國防授權(quán)法》中，同時要求國防部明年制定出在助推段導彈防御能力的初步計劃。美國計劃于2020年正式組建太空部隊，發(fā)展動能反衛(wèi)星武器、定向能衛(wèi)星武器、軌道攻擊武器等五類天基打擊武器，美國的戰(zhàn)略威懾能力將進一步提升。美國國會希望MDA盡快研發(fā)并演示助推段ICBM攔截能力。天基激光武器技術(shù)是其選項之一。美國瞄準2023年研制并部署兆瓦級激光器。

在2020財年預算中，國防部用于下一代導彈防御系統(tǒng)的其他新技術(shù)撥款為3.04億美元，美國國會批準5000萬美元用于推動導彈防御激光武器的發(fā)展，將繼續(xù)研發(fā)3個獨立的激光定標放大項目，目標是2021年演示500千瓦激光武器，2023年演示“最佳”1兆瓦的激光能力。搭載兆瓦級激光器的DARPA高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)（HELLADS）重量將達到5噸。由于質(zhì)量太大而無法安裝到F-35。適用于戰(zhàn)斗機的兆瓦級激光器重量需介于500千克到1000千克。SpaceX公司大型獵鷹火箭（BFR）將能夠在太空部署激光武器。作為美國國家導彈防御（NMD）系統(tǒng)的一部分，IFX是美國21世紀天基激光武器發(fā)展計劃，當時計劃在2013年將一臺兆瓦級阿爾法氟化氫激光器發(fā)射到400～480千米高空，搭載天基激光武器的衛(wèi)星將在1300千米高軌運行，激光武器的有效殺傷距離為4000～5000千米，可摧毀9～11千米高空的彈道導彈，可對東、北非和東北亞等戰(zhàn)區(qū)提供連續(xù)的戰(zhàn)區(qū)覆蓋，以應對俄羅斯火箭部隊的威脅及第三世界國家的攻擊。

2019年1月，美國國防部在《導彈防御評估》中表示：發(fā)展可延續(xù)、高效、緊湊的高能激光技術(shù)才能為彈道在早期階段中摧毀助推導彈，提供未來具有成本-效益的能力;正在開發(fā)一種低功率激光器樣機，用于評估在無人機載平臺上安裝激光器所需的技術(shù)（如：光束傳播和光束控制），該無人機載平臺在導彈助推段跟蹤和摧毀導彈;對天基傳感器和攔截器（可探測發(fā)射、攻擊導彈并確認車輛被摧毀）進行在軌實驗和演示;基于太空的殺傷評估（SKA）計劃，正在部署一個基于太空的紅外傳感器網(wǎng)絡。五角大樓耗資1500萬美元正在對兆瓦級星載激光武器進行探索，旨在研究衛(wèi)星搭載激光武器摧毀敵方導彈的可行性，計劃在6個月內(nèi)完成項目研究。

美國高能激光武器發(fā)展態(tài)勢分析

萬瓦至十萬瓦量級的戰(zhàn)術(shù)激光武器成為關(guān)注重點，作戰(zhàn)任務優(yōu)先級隨之進行調(diào)整。伴隨武器裝備關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展及對當前一系列技術(shù)能力局限性認識的深入，美國減少了最有可能實現(xiàn)兆瓦級目標的化學激光器和自由電子激光器的投入。美軍將萬瓦至十萬瓦量級戰(zhàn)術(shù)激光武器作為高能激光武器項目的研發(fā)重點;火箭彈、炮彈、迫擊炮或小艇與無人機等軟目標的戰(zhàn)區(qū)、要地及要點防御成為更具現(xiàn)實意義的戰(zhàn)場需求。

基于多平臺的樣機研制及各種氣候環(huán)境下的演示，驗證戰(zhàn)術(shù)高能激光武器系統(tǒng)實戰(zhàn)應用的技術(shù)可行性。美軍通過多平臺樣機研制和演示驗證積累了大量的理論、工程及作戰(zhàn)經(jīng)驗，為未來武器裝備的風險降低和技術(shù)成熟度提升奠定了良好基礎。自2018年開始，美海軍和陸軍不斷對現(xiàn)有高能激光武器系統(tǒng)的輸出功率進行大幅提升，并改善光束質(zhì)量、光束定向器結(jié)構(gòu)、跟瞄系統(tǒng)、電源等部件和平臺適裝性等工程問題，提升了高能激光武器系統(tǒng)在戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)能力。

雷神公司展示的能夠攔截高超聲速導彈的未來激光武器系統(tǒng)

受軍事需求牽引，明確發(fā)展技術(shù)路徑是戰(zhàn)術(shù)激光武器的當務之急。雖然美國各軍兵種結(jié)合自身作戰(zhàn)需求，越來越重視高能激光武器的研制及應用前景，但明確激光器的技術(shù)路線仍是戰(zhàn)術(shù)激光武器最緊迫的任務。現(xiàn)有樣機試驗計劃能否轉(zhuǎn)為型號研制，將取決于作戰(zhàn)需求，技術(shù)成熟度，系統(tǒng)集成的復雜性和經(jīng)濟可承受性。

不斷加大經(jīng)費投入和相關(guān)技術(shù)的成熟，將加快高能激光武器實戰(zhàn)部署進程。美國國防部高度重視高能激光武器系統(tǒng)在未來戰(zhàn)場中具有“改變游戲”規(guī)則的戰(zhàn)略意義，為其技術(shù)研發(fā)、裝備研制及實驗驗證給予了充足、穩(wěn)定的經(jīng)費支持。隨著相關(guān)武器裝備理論研究、應用可行性均達到軍事應用的基本要求，美國高能激光武器裝備將加快步伐進入樣機研制及試驗階段，高能激光武器裝備的型號列裝已為期不遠了。

高能激光武器的發(fā)展趨勢

由超高功率戰(zhàn)略威懾轉(zhuǎn)向較低功率戰(zhàn)術(shù)應用。新一代激光武器在小型化、大威力化的實戰(zhàn)運用性不斷增強，由巨型化走向小型化，由戰(zhàn)略威懾走向戰(zhàn)術(shù)運用，將成為未來“空天一體化”戰(zhàn)爭中必不可少的重要武器。

緊湊型、輕量化和多平臺化激光技術(shù)將改變未來戰(zhàn)爭形態(tài)。當前，激光技術(shù)向高功率、緊湊化、相控陣和極端應用環(huán)境方向發(fā)展，將引發(fā)武器裝備殺傷機理、核心器件、探測體制的深刻變革，對武器裝備產(chǎn)生跨時代的影響。要重點關(guān)注有潛在顛覆性影響的激光反超高速飛行器技術(shù)、新型高能納米流體激光器技術(shù)、高能光纖激光技術(shù)等;為提高激光武器的性能和作戰(zhàn)效能，將著力攻克高能激光器技術(shù)、光束控制技術(shù)、新型光源技術(shù)、大功率激光相控陣技術(shù)、多平臺適用技術(shù)等。

固體激光器成為研發(fā)熱點。固體激光器目前已經(jīng)成為美海軍艦載戰(zhàn)術(shù)激光武器的主流。特別是光纖激光器，具有增益介質(zhì)比表面積大（散熱性優(yōu)良）等諸多優(yōu)勢，通過光束合成等技術(shù)，未來將裝備到艦船、飛機和車輛等平臺上。

建立激光綜合防御系統(tǒng)，適應聯(lián)合攻防作戰(zhàn)需要。未來戰(zhàn)爭將是海、陸、空、天一體化的聯(lián)合戰(zhàn)爭，建立激光綜合防御系統(tǒng)，同時將激光高能武器融入三軍聯(lián)合攻防作戰(zhàn)體系，協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，才能發(fā)揮其最大效能。

責任編輯：劉靖鑫