陳 黎

高能激光武器作為一種典型的新概念武器，具有反應(yīng)速度快、命中精度高、火力轉(zhuǎn)移迅速、作戰(zhàn)成本低、不受電磁干擾等突出優(yōu)點，在軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。美國1960年研制出世界上第一臺紅寶石激光器后，即著手研究將激光技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，并投入巨資進(jìn)行高能激光武器研發(fā)。在地基、海基、空基等各類高能激光武器中，機(jī)載（空基）高能激光武器由于搭載平臺（軍用固定翼飛機(jī)/直升機(jī)，以下稱軍機(jī)）在機(jī)體空間、能力供給、穩(wěn)定性等方面的先天不足，研發(fā)過程中所面臨的技術(shù)難度較其他二者明顯更大，但由于機(jī)載高能激光武器在反彈道/巡航導(dǎo)彈、打擊有人/無人機(jī)、打擊地/水面目標(biāo)、攔截來襲面空/空空導(dǎo)彈以提高載機(jī)生存力等方面的巨大應(yīng)用潛力，其研發(fā)工作始終受到美國軍方的高度重視，目前已經(jīng)在世界上處于明顯的領(lǐng)先地位，相關(guān)技術(shù)正逐步接近實用化。

美國機(jī)載高能激光武器發(fā)展歷程回顧

早在20世紀(jì)60年代后期，美國國內(nèi)就有人就提出了“空中戰(zhàn)艦”（aerial battleship）概念：在部分大型飛機(jī)上配裝一部或多部大威力激光武器，用以攔截正在射向本機(jī)/友機(jī)的敵方面空/空空導(dǎo)彈，同時也可直接對敵方戰(zhàn)斗機(jī)實施打擊，從而為己方轟炸機(jī)編隊提供可靠有效的空中護(hù)航。由于當(dāng)時越南戰(zhàn)爭正在激烈進(jìn)行，戰(zhàn)爭中越軍大量使用蘇制SA-2地空導(dǎo)彈并給美軍飛機(jī)造成了重大損失，因此以著名核物理學(xué)家、美國“氫彈之父”愛德華·泰勒為首的一批科學(xué)家對“空中戰(zhàn)艦”概念甚為推崇，并建議軍方盡早為其作戰(zhàn)飛機(jī)配裝具備打擊來襲導(dǎo)彈/飛機(jī)能力的高能激光武器，由此促成了世界第一種機(jī)載高能激光武器——空中激光實驗室（ALL）的問世。

ALL項目由美空軍于20世紀(jì)70年代初主導(dǎo)實施，其主要內(nèi)容是將一套功率為400千瓦的二氧化碳?xì)怏w激光器安裝到NKC-135A飛機(jī)上并進(jìn)行各種飛行/射擊測試，從而對軍機(jī)平臺搭載高能激光武器并打擊各種空中目標(biāo)的可行性進(jìn)行演示驗證。在項目實施期間，ALL曾多次成功地進(jìn)行實際射擊測試，尤其是在1983年5月—6月間的數(shù)次試驗中，ALL擊毀了由A-7海盜攻擊機(jī)發(fā)射的5枚AIM-9B響尾蛇空空導(dǎo)彈，堪稱機(jī)載高能激光武器發(fā)展史上的一個重要里程碑，初步展示了這類武器在軍事上的誘人應(yīng)用前景。不過，由于當(dāng)時技術(shù)水平的限制，ALL存在系統(tǒng)龐大笨重、作戰(zhàn)距離過短（僅5千米左右）等性能缺陷，因此難以作為實戰(zhàn)武器使用，而只適合用于技術(shù)演示驗證，該項目后于1984年終止。

繼ALL 之后，美空軍于20 世紀(jì)90 年代開始實施機(jī)載激光器（ABL）項目。與ALL相比，ABL換裝了一套兆瓦級化學(xué)氧-碘激光器，載機(jī)也改為更大型的波音747-400F貨機(jī)。ABL以遠(yuǎn)距（300-600千米）攔截助推段彈道導(dǎo)彈為主要任務(wù)，同時也具備攔截來襲巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)、甚至面空/空空導(dǎo)彈的能力。在ABL相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，美國軍方還曾一度考慮過將化學(xué)氧-碘激光器小型化并以外掛吊艙的形式供F-15之類的戰(zhàn)斗機(jī)攜帶，從而使其具備類似ABL那樣的強(qiáng)大反導(dǎo)作戰(zhàn)能力。但由于技術(shù)復(fù)雜、成本過高、實用性較差等諸多原因，ABL最終沒能獲得美國軍方的正式訂貨，被轉(zhuǎn)為演示驗證項目后于2011年底被終止。

自1960年梅曼發(fā)明激光器后，美國就開始探索激光的軍事應(yīng)用

在對ABL進(jìn)行測試的同時，美空軍還利用其技術(shù)實施了先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光器（ATL）演示驗證項目。ATL采用了與ABL相同的化學(xué)氧-碘激光器，但僅使用了一個激光器模塊（ABL則使用6個），其功率降為100～300千瓦，載機(jī)也改為較小型的C-130戰(zhàn)術(shù)運輸機(jī)。ATL的主要任務(wù)是在較近距離（有效射程約15千米）上打擊地面戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)，但同時也具備一定的攔截來襲巡航導(dǎo)彈、甚至面空/空空導(dǎo)彈的潛力。ATL項目于2002年開始啟動，2009年完成兩次對地面靶標(biāo)的射擊測試后結(jié)束。

回顧首臺激光器面世后的半個多世紀(jì)里美國機(jī)載高能激光武器的發(fā)展情況，其歷程可以說相當(dāng)坎坷曲折，由于部分關(guān)鍵技術(shù)遲遲不能取得突破等原因，相關(guān)項目成果始終無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。盡管這樣，美國軍方和工業(yè)界通過ALL、ABL、ATL等一系列項目的實施，充分驗證了機(jī)載高能激光武器在精確打擊空中/地面目標(biāo)方面的巨大潛力，使美國軍方看到了機(jī)載高能激光武器的廣闊應(yīng)用前景，也堅定了其發(fā)展后續(xù)同類武器的信心。與此同時，通過這些項目的實施，美國工業(yè)界在目標(biāo)搜索/跟蹤、激光大氣傳輸補償、抖動控制和高能激光束管理等機(jī)載高能激光武器相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列重大進(jìn)展，由此建立起來的雄厚技術(shù)儲備以及在此期間所取得的經(jīng)驗教訓(xùn)將可轉(zhuǎn)用于其他同類武器的研制，從而為今后新一代機(jī)載高能激光武器的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

美國機(jī)載高能激光武器發(fā)展近期動向

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，美國軍方與工業(yè)界合作，啟動了一系列名目繁多、技術(shù)路線各異的機(jī)載高能激光武器研發(fā)項目，并取得了大量階段性成果，其技術(shù)距離實用化也越來越近。在這些項目中，“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”（HELLADS）、“航空自適應(yīng)/航空光學(xué)波束控制”（ABC）和“自防護(hù)高能激光器驗證機(jī)”（SHiELD）三者尤其值得關(guān)注，因為它們非常典型地代表了美國在機(jī)載高能激光武器領(lǐng)域的最新動向，其技術(shù)可直接應(yīng)用于今后的實戰(zhàn)裝備，甚至項目本身都有可能由演示驗證項目轉(zhuǎn)為正式采購項目。

美國空基ABL激光武器

ATL項目是ABL項目的補充

HELL ADS項目于2001年啟動，其目的是推出一種可攔截空空導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、火箭彈、火炮/迫擊炮彈等空中目標(biāo)的戰(zhàn)術(shù)高能激光武器，并且特別要求系統(tǒng)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，以便于配裝到裝甲車輛、巡邏艇、戰(zhàn)斗機(jī)甚至無人機(jī)等小型戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)平臺上。按照項目相關(guān)要求，HELLADS的功率為150千瓦（足以摧毀10千米外的飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)），包括冷卻設(shè)備在內(nèi)的系統(tǒng)總重不超過750千克（僅為目前同類激光器的1/10），同時其體積不大于3.3立方米僅相當(dāng)于一個大型冰箱），整個武器系統(tǒng)的重量/功率比小于5千克/千瓦。為了達(dá)到這樣的性能指標(biāo)，HELLADS的研制商（通用原子航空系統(tǒng)和達(dá)信防務(wù)系統(tǒng)公司）通過采用一系列獨具匠心的設(shè)計理念和技術(shù)創(chuàng)新，在HELLADS激光器上綜合了固體激光器和液體激光器各自的優(yōu)點，使其同時兼具前者的高功率輸出特性和后者的優(yōu)越熱管理性能，從而有效縮減了系統(tǒng)的體積重量，尤其是無需配備龐大笨重的冷卻系統(tǒng)。其中通用原子航空系統(tǒng)公司的HELL ADS方案樣機(jī)已于2015年夏季以“激光武器系統(tǒng)驗證機(jī)”（DLWS）的名義，在新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈靶場進(jìn)行地面射擊測試，其射擊目標(biāo)除了專門用于模擬面空導(dǎo)彈的靶彈外，還包括火箭彈、迫擊炮彈以及地面車輛。目前通用原子航空系統(tǒng)公司正在進(jìn)行更新一代HELLADS激光器的研發(fā)，其體積重量將會在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮減。

ABC項目于2004年啟動，旨在對未來軍機(jī)所使用的小型全向射擊激光炮塔的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行驗證測試。該項目的技術(shù)成果對于今后推出具有實戰(zhàn)意義的機(jī)載高能激光武器至關(guān)重要，因為傳統(tǒng)的軍機(jī)炮塔是突出于機(jī)身之外的，當(dāng)載機(jī)以較高速度飛行時，炮塔后方會產(chǎn)生較強(qiáng)的湍流，進(jìn)而會影響到激光向后發(fā)射時的殺傷威力和瞄準(zhǔn)精度，由此導(dǎo)致機(jī)載高能激光武器只能對前方目標(biāo)進(jìn)行射擊，而難以對付從載機(jī)側(cè)方和后方來襲的目標(biāo)。考慮到后方往往是敵方飛機(jī)/導(dǎo)彈來襲的一個重要方向，若上述問題不解決，戰(zhàn)時無疑會給載機(jī)帶來嚴(yán)重的安全隱患。在ABC項目中，通過采用洛克希德·馬丁公司開發(fā)的主動流動控制和光學(xué)補償技術(shù)，將可以有效消除炮塔湍流對激光后向發(fā)射的不利影響，允許高能激光武器對從任何方向來襲的目標(biāo)進(jìn)行射擊，從而為機(jī)載高能激光武器的實用化掃清技術(shù)障礙。不僅如此，該技術(shù)經(jīng)后續(xù)改進(jìn)后，對于消除載機(jī)自身高速移動和發(fā)動機(jī)尾流所導(dǎo)致的機(jī)體后方湍流也同樣有效，同時還有助于增強(qiáng)激光束穿透障礙（云層、煙霧等）的能力，并增大其有效射程，從而進(jìn)一步改善機(jī)載高能激光武器的性能。按照評估，ABC炮塔技術(shù)一旦發(fā)展成熟，將可以直接安裝在轟炸機(jī)等大型作戰(zhàn)飛機(jī)上，其改型（體積將適當(dāng)縮減）則可安裝到戰(zhàn)斗機(jī)等戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)甚至小型無人作戰(zhàn)飛機(jī)上。到2012年底，ABC項目已經(jīng)完成了各種相關(guān)技術(shù)的研究評估及激光炮塔的設(shè)計工作，并從2013年開始將炮塔安裝在一架法制隼10噴氣公務(wù)機(jī)上進(jìn)行空中測試。

SHiELD項目于2017年正式啟動，計劃開發(fā)一種可供以F-15、F-16、F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)為代表的超聲速作戰(zhàn)飛機(jī)外掛攜帶的反導(dǎo)自衛(wèi)高能激光武器系統(tǒng)吊艙，并對其在戰(zhàn)場環(huán)境下攔截來襲面空/空空導(dǎo)彈的任務(wù)效能進(jìn)行驗證測試。按照項目相關(guān)要求，SHiELD吊艙的全重將被控制在1500磅（681千克）之內(nèi)，其體積則不大于美空軍現(xiàn)役F-15、F-16戰(zhàn)斗機(jī)所使用的600加侖（2271升）標(biāo)準(zhǔn)副油箱，因而非常便于戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)等戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)飛機(jī)外掛攜帶；SHiELD系統(tǒng)的核心部件是一部結(jié)構(gòu)非常緊湊的小型激光器，其功率初步定為60千瓦，在其有效作戰(zhàn)距離內(nèi)足以毀傷來襲面空/空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭，從而給載機(jī)提供可靠的戰(zhàn)場防護(hù)。今后隨著項目的進(jìn)展，SHiELD后續(xù)改進(jìn)型的功率將會陸續(xù)提高到上百、甚至數(shù)百千瓦，其殺傷威力也將不斷增大，屆時除了繼續(xù)承擔(dān)反導(dǎo)自衛(wèi)任務(wù)外，還將有能力對各種空中/地（水）面目標(biāo)實施遠(yuǎn)距離打擊，其載機(jī)平臺也將會擴(kuò)展到AC-130炮艇機(jī)、戰(zhàn)略轟炸機(jī)等大型作戰(zhàn)飛機(jī)以及運輸機(jī)、加油機(jī)、預(yù)警機(jī)等大型支援保障飛機(jī)。SHiELD項目承包商為諾斯羅普·格魯門和洛克希德·馬丁公司，其方案樣機(jī)已在2019年4月的一次地面射擊測試中成功擊落數(shù)枚飛行中的空射導(dǎo)彈靶標(biāo)，其首次空中射擊測試（由F-15戰(zhàn)斗機(jī)攜帶）預(yù)計將在近年內(nèi)進(jìn)行。

美軍激光武器系統(tǒng)進(jìn)行跨聲速風(fēng)洞測試

美國機(jī)載高能激光武器發(fā)展前景展望

按照美國軍方多年來的評估，今后隨著新一代先進(jìn)防空導(dǎo)彈、第五代戰(zhàn)斗機(jī)、反隱身探測裝置等先進(jìn)裝備在世界范圍內(nèi)大量擴(kuò)散，其作戰(zhàn)飛機(jī)在未來戰(zhàn)場上面臨的威脅將遠(yuǎn)比現(xiàn)在嚴(yán)重，甚至B-2A轟炸機(jī)、F-22/F-35戰(zhàn)斗機(jī)等飛機(jī)引以為傲的隱身性能優(yōu)勢也將會逐漸喪失，因而迫切需要通過各種新概念防護(hù)手段來提高戰(zhàn)場生存力。在這樣的背景下，美國國內(nèi)各界對高能激光武器在軍機(jī)自防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景高度重視，并將反導(dǎo)自衛(wèi)作為其新一代機(jī)載高能激光武器最主要、最基本的性能需求?；谶@樣的指導(dǎo)思想，美國軍方、工業(yè)界和防務(wù)智庫近年提出了一系列未來軍機(jī)搭載高能激光武器的概念方案，同時開始著手探討相關(guān)的技術(shù)實現(xiàn)途徑，由此初步勾勒出了美軍機(jī)載高能激光武器的未來發(fā)展路線圖。

對于戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)等戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)飛機(jī)來說，美軍現(xiàn)役的F-15、F-16、F/A-18E/F等第四代/四代半戰(zhàn)斗機(jī)今后將可以通過外掛高能激光武器吊艙的方式來提高自防護(hù)能力，這種高能激光武器的輸出功率和威力均較為適中，可直接毀傷（而不僅僅是致盲）來襲的各種面空/空空導(dǎo)彈。在美軍現(xiàn)役第五代戰(zhàn)斗機(jī)中，F(xiàn)-22和F-35初期型也將會配備吊艙式高能激光武器，但這些吊艙將會采用隱身化設(shè)計，以盡量減少對載機(jī)戰(zhàn)場隱蔽性的破壞。F-35部分后續(xù)改進(jìn)型上的高能激光武器則將很可能采用內(nèi)置安裝方式，并且其功率和威力也會有相應(yīng)提高，用途也將不再局限于自身防護(hù)，而具備一定的“進(jìn)攻性”。目前尚處于研發(fā)階段的美軍第六代戰(zhàn)斗機(jī)盡管同樣可攜帶高能激光武器吊艙，但是洛克希德·馬丁公司等廠商已經(jīng)開始探討以共形安裝（激光器陣列、光束控制設(shè)備與軍機(jī)平臺的蒙皮結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一體化）的方式來為其配備高能激光武器，并且這種高能激光武器的威力將進(jìn)一步提升，可對各種空中/地（水）面目標(biāo)實施有效打擊。

對于轟炸機(jī)、加油機(jī)、預(yù)警機(jī)等大型軍用飛機(jī)來說，多年來美國一直在研究為現(xiàn)役的AC-130炮艇機(jī)和B-52H、B-1B、B-2A戰(zhàn)略轟炸機(jī)配裝高能激光武器。由于這類飛機(jī)在搭載保障條件方面遠(yuǎn)優(yōu)于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)，因此它們盡管均具備攜帶高能激光武器吊艙的能力，但內(nèi)置安裝才是其配裝高能激光武器的主要方式，并且這些飛機(jī)上的高能激光武器的功率和威力將遠(yuǎn)大于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)，從一開始就可作為攻防兼?zhèn)湮淦魇褂?，尤其是可對?水面目標(biāo)實施有效打擊。當(dāng)美軍新一代B-21轟炸機(jī)服役后，其配備的高能激光武器將很可能會采用更先進(jìn)的共形安裝方式，并且威力也將更加強(qiáng)大。除了上述用于一線作戰(zhàn)的大型軍用飛機(jī)外，今后戰(zhàn)時只要有需要，美軍其他各種大型支援保障飛機(jī)（加油機(jī)、預(yù)警機(jī)、運輸機(jī)等）也可通過加裝高能激光武器、尤其是臨時外掛高能激光武器吊艙的方式來增強(qiáng)自身的戰(zhàn)場生存力。

美軍直升機(jī)機(jī)載激光武器概念圖

對于直升機(jī)、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)來說，由于其大部分型別在高能激光武器搭載保障條件方面與固定翼飛機(jī)差距甚大，再加上直升機(jī)振動問題普遍較為突出、低空飛行時揚起的塵土?xí)绊懝馐|(zhì)量等原因，導(dǎo)致其在配裝高能激光武器時會面臨更多更大的困難。先前美國軍方和工業(yè)界只是對體型較大、搭載保障條件相對更為充裕的CH-47支奴干/CH-53種馬重型直升機(jī)和V-22魚鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)進(jìn)行過配裝高能激光武器的早期論證，但隨著高能激光武器系統(tǒng)小型化、輕量化、集成化程度的提高，普通直升機(jī)/旋翼機(jī)配裝機(jī)載高能激光武器的條件也正日益成熟，美國軍方已經(jīng)開始著手為體型更小的AH-64阿帕奇/AH-1眼鏡蛇武裝直升機(jī)和MH-60黑鷹多用途直升機(jī)加裝高能激光武器。目前美軍特種作戰(zhàn)司令部正在與陸軍合作，進(jìn)行AH-64直升機(jī)掛裝高能激光武器吊艙（由雷神公司研制）的可行性測試。

在進(jìn)行各種軍機(jī)平臺配裝高能激光武器的探討論證的同時，美國軍方也早已開始了相關(guān)的飛行員培訓(xùn)工作，以幫助飛行員盡早熟悉高能激光武器的性能特點并掌握其操作技能。早在21世紀(jì)初，美空軍研究實驗室就與柯特蘭空軍基地合作，通過在現(xiàn)有飛行訓(xùn)練模擬器中加裝高能激光武器模塊的方式，專門改裝了數(shù)臺F-16戰(zhàn)斗機(jī)訓(xùn)練模擬器用以擔(dān)負(fù)上述任務(wù)。與此同時，美國軍方也開始了未來機(jī)載高能激光武器相關(guān)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法的探索，并著手對相關(guān)的作戰(zhàn)概念和理論進(jìn)行完善。例如2015年9月，時任美空軍空中作戰(zhàn)司令部司令霍克·卡萊爾上將在出席空軍協(xié)會年會時就強(qiáng)調(diào)指出，在今后“第五代戰(zhàn)爭”的空戰(zhàn)中，戰(zhàn)斗機(jī)將會廣泛使用高能激光武器來防御敵方導(dǎo)彈的攻擊。