王二斌 朱江 孫野 賀融

【摘要】單兵激光武器是一種先進(jìn)的武器系統(tǒng)，擁有高精度、高能量和高速度的特點(diǎn)。它具有出色的打擊和防御能力，能夠提高士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上的作戰(zhàn)效率和生存能力。然而，激光武器也面臨一些技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用上的挑戰(zhàn)，需要不斷研發(fā)和改進(jìn)。本文重點(diǎn)圍繞激光武器在無人機(jī)和激光器上的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

【關(guān)鍵詞】單兵|激光武器|創(chuàng)新|性能提升

單兵激光武器的創(chuàng)新和性能提升帶來了巨大的軍事意義。它使得士兵能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上擁有更強(qiáng)大的火力和防御能力，提高了作戰(zhàn)效率和生存能力。同時(shí)，激光武器的創(chuàng)新也為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)方式帶來了重大的改變，提升了軍事科技的水平。隨著激光技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，單兵激光武器的創(chuàng)新和性能提升勢(shì)必會(huì)為未來戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利作出更大的貢獻(xiàn)。

一、單兵激光武器簡(jiǎn)介

單兵激光武器是一種先進(jìn)的激光武器系統(tǒng)，專門設(shè)計(jì)給單個(gè)士兵使用的便攜式武器。它利用激光器發(fā)射高能激光束，可以用于防御、攻擊和偵察等多種戰(zhàn)斗任務(wù)。

單兵激光武器通常由激光器、電源、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和控制裝置組成。激光器產(chǎn)生高能激光束，其光束能夠聚焦到一個(gè)小范圍內(nèi)，準(zhǔn)確打擊目標(biāo)。電源為武器提供動(dòng)力供應(yīng)，通常采用電池或可充電電池。瞄準(zhǔn)系統(tǒng)可以通過光學(xué)或電子方式來輔助士兵對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)。控制裝置用于控制激光武器的開關(guān)、模式和功率等參數(shù)。

單兵激光武器具有多種優(yōu)勢(shì)。首先，其激光束的速度非?？?，幾乎接近光速，可以在瞬間到達(dá)目標(biāo)，從而極大地提高了命中率和反應(yīng)速度。其次，激光武器具有高精度和高能量的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確打擊目標(biāo)并迅速實(shí)現(xiàn)擊毀。此外，激光武器還具有無聲、無煙、無后座力的優(yōu)點(diǎn)，使得士兵在使用時(shí)更為隱蔽，不易被敵人察覺。

單兵激光武器在戰(zhàn)場(chǎng)上有多種用途。它可以用于遠(yuǎn)程打擊敵方目標(biāo)，例如無人機(jī)、輕型車輛和裝甲車輛等。激光武器僅需要幾秒鐘的時(shí)間就可以將這些目標(biāo)擊毀，大大提高了作戰(zhàn)效率。此外，單兵激光武器還可以用于摧毀敵方通信設(shè)備和傳感器，干擾敵方的戰(zhàn)斗能力。同時(shí)，它也可以用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察，通過測(cè)量激光束的返回時(shí)間來計(jì)算目標(biāo)的距離和位置。

然而，單兵激光武器也存在一些挑戰(zhàn)。由于其高能量的特性，激光武器需要更大的電力供應(yīng)，同時(shí)也需要更復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)來降低激光器的溫度。此外，激光束在大氣中傳播時(shí)會(huì)受到散射和吸收，因此需要進(jìn)行精確的瞄準(zhǔn)和校準(zhǔn)工作。

二、單兵激光武器的創(chuàng)新與性能提升意義

（一）創(chuàng)新和性能提升使得單兵激光武器具備更高的打擊力量和精確度

隨著激光技術(shù)不斷進(jìn)步，激光武器的功率和射程也得到了提升，使得單兵激光武器能夠有效打擊更遠(yuǎn)距離的目標(biāo)。例如，通過提高激光武器的功率，能夠更有效地摧毀敵方裝甲車輛和無人機(jī)等高強(qiáng)度目標(biāo)。同時(shí)，激光武器的高精確度也意味著士兵能夠更準(zhǔn)確地?fù)糁心繕?biāo)，降低誤傷風(fēng)險(xiǎn)。

（二）激光武器還具有強(qiáng)大的防御能力

激光武器可以迅速摧毀敵方無人機(jī)和導(dǎo)彈，有效地阻止敵方的攻擊。與傳統(tǒng)武器相比，激光武器發(fā)射的光束速度快、準(zhǔn)確度高，可以迅速擊中目標(biāo)，使得敵方無法及時(shí)反應(yīng)和規(guī)避。這使得單兵激光武器成為一種重要的防空武器，能夠提供更好的保護(hù)士兵和軍事設(shè)施的能力。

（三）單兵激光武器的創(chuàng)新和性能提升也帶來了更多的戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用

激光武器不僅可以用于直接打擊和防御，還可以用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察和情報(bào)收集。激光束可以用于遠(yuǎn)程測(cè)量目標(biāo)的距離和速度，以及判斷目標(biāo)的類別和特征，為指揮官提供更準(zhǔn)確的情報(bào)支持。

三、無人機(jī)創(chuàng)新與性能提升策略

（一）單兵激光武器在無人機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.背景

美海軍闖入南海島礁領(lǐng)?；?2海里海域由2016年的3次增加到2020年的9次。能夠在艦船上發(fā)射并回收的中小型無人機(jī)成為美軍空中抵近偵察的重要手段。比如波音公司的“掃描鷹”。

2.分類

美軍無人機(jī)主要分為五組，分別為微型無人機(jī)，高度小于370m，速度小于185km/h，質(zhì)量在0–9kg，應(yīng)用于小型戰(zhàn)斗任務(wù)；小型無人機(jī)，高度小于1100m，速度小于470km/h9–25kg主要執(zhí)行小型戰(zhàn)術(shù)任務(wù)；中型無人機(jī)高度小于5500m，速度小于470km/h，質(zhì)量在25–600kg，主要執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)任務(wù)；大型無人機(jī)，高度小于5500m，質(zhì)量大于600kg，主要執(zhí)行持久的任務(wù)。超大型無人機(jī)，高度大于5500m，質(zhì)量大于600kg主要執(zhí)行滲透任務(wù)。

3.研究現(xiàn)狀

美國(guó)早在70年代就開展了陸基和空基化學(xué)激光項(xiàng)目，化學(xué)激光最高達(dá)到兆瓦級(jí)別的功率，如ABL項(xiàng)目利用機(jī)載的兆瓦級(jí)氧碘化學(xué)激光攻擊幾百公里距離的導(dǎo)彈。其中，“機(jī)動(dòng)近程防空”（DE-MSHORAD）系統(tǒng)使用的多任務(wù)高能激光（MMHEL）。另外“間接火力防御”（IFPC-HEL）采用了高能激光戰(zhàn)術(shù)車輛（HEL TVD），2018年立項(xiàng)為100kW車載激光**，2019年底升級(jí)為300kW，計(jì)劃在2022年完成樣機(jī)研制并開展測(cè)試。

國(guó)內(nèi)多家單位開展了車載激光研究，比較典型的是國(guó)防科大、中科院理化所等研制的光纖激光或固體激光，均采用單一大口徑的卡塞格林式或離軸式望遠(yuǎn)鏡的跟瞄發(fā)射體制，采用半掛車或集裝箱運(yùn)輸。

（二）單兵激光武器在無人機(jī)上創(chuàng)新與性能提升策略

1.需要不斷提升激光武器的功率和射程

隨著無人機(jī)的快速發(fā)展，其尺寸和速度也在不斷增加，因此需要更高功率和更遠(yuǎn)射程的激光武器來有效地?fù)袈錈o人機(jī)。通過改進(jìn)激光器的設(shè)計(jì)、采用更高效的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)以及優(yōu)化光束發(fā)射系統(tǒng)，可以提高激光武器的功率和射程，以便更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的無人機(jī)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

2.需要提高激光武器的穩(wěn)定性和精確度

無人機(jī)通常具有較高的速度和機(jī)動(dòng)性，因此激光武器需要具備快速跟蹤和定位能力，以保持與無人機(jī)的持續(xù)接觸。此外，需提高激光武器的精確度，以確保光束能夠準(zhǔn)確命中無人機(jī)，并迅速擊落。通過增強(qiáng)光電跟蹤系統(tǒng)、采用高精度的控制算法以及結(jié)合先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)，可以提高激光武器的穩(wěn)定性和精確度。

3.需要提升激光武器的反擊能力和持續(xù)射擊能力

無人機(jī)具備一定的防御能力，例如，可以采用干擾設(shè)備來干擾激光武器的發(fā)射和跟蹤過程。因此，激光武器需要具備強(qiáng)大的反干擾能力，以及較長(zhǎng)的連續(xù)射擊時(shí)間，可以快速反擊和擊落多架無人機(jī)。通過采用先進(jìn)的干擾抑制技術(shù)、優(yōu)化光束發(fā)射系統(tǒng)和提高激光器冷卻效率，可以提升激光武器的反擊能力和持續(xù)射擊能力。

4.需加強(qiáng)技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)的融合應(yīng)用

單兵激光武器在無人機(jī)上的應(yīng)用需要與其他戰(zhàn)術(shù)手段相互協(xié)調(diào)，形成協(xié)同作戰(zhàn)能力。例如，與雷達(dá)、電子偵察和情報(bào)系統(tǒng)的整合，可以提供全方位的目標(biāo)探測(cè)和定位能力；與火控系統(tǒng)的聯(lián)接，可以實(shí)現(xiàn)精確打擊和快速反應(yīng)。因此，需要通過加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和戰(zhàn)術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)單兵激光武器與其他平臺(tái)和系統(tǒng)的無縫連接，提升整體作戰(zhàn)能力。

四、激光器創(chuàng)新與性能提升策略

（一）研究現(xiàn)狀

早在上世紀(jì)90年代，作為掌握前沿激光武器技術(shù)的美國(guó)正式開始發(fā)展激光武器，并建立專門的研究基地。在研究過程中，遇到了一些問題，突出的問題包括武器規(guī)模過大，造價(jià)較高等等。2018年1月，美國(guó)國(guó)防部發(fā)布新版《國(guó)防戰(zhàn)略》，明確將中俄視為主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。車載激光武器實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前美國(guó)最主要的激光武器研發(fā)途徑。主要類型包括高能激光機(jī)動(dòng)試驗(yàn)車，移動(dòng)實(shí)驗(yàn)高能激光，高能激光戰(zhàn)術(shù)車輛等等。

（二）創(chuàng)新與性能提升策略

1.需要提高激光器的效率

激光器的能量轉(zhuǎn)換效率對(duì)武器系統(tǒng)的續(xù)航能力和射擊頻率有關(guān)。通過采用更高效的激光器材料、優(yōu)化激光泵浦方式以及改進(jìn)激光器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提高激光器的能量轉(zhuǎn)換效率。此外，利用熱管理技術(shù)和冷卻系統(tǒng)，可以有效地降低激光器的溫度，提高熱效應(yīng)和能量轉(zhuǎn)換效率。

2.需要提升激光器的光束質(zhì)量

光束質(zhì)量決定了激光束的聚焦能力和穩(wěn)定性，對(duì)于武器的打擊精度和遠(yuǎn)程命中率至關(guān)重要。通過優(yōu)化激光腔結(jié)構(gòu)、控制激光波前形態(tài)以及減少光學(xué)元件的非線性效應(yīng)，可以改善激光器的光束質(zhì)量。此外，采用自適應(yīng)光學(xué)元件、波前傳感器和反饋控制算法，可以實(shí)時(shí)調(diào)整和校正激光束的相位和形態(tài)，提高光束的質(zhì)量。

3.需要提高激光器的可靠性和壽命

激光器的可靠性和壽命直接影響到武器的使用壽命和維護(hù)成本。通過優(yōu)化激光器的設(shè)計(jì)和制造工藝，選擇高質(zhì)量的材料和組件，以及加強(qiáng)激光器的冷卻和熱管理措施，可以提高激光器的可靠性和壽命。此外，采用智能監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)激光器的故障，保持其穩(wěn)定運(yùn)行。

五、結(jié)束語

單兵激光武器在無人機(jī)上的應(yīng)用需要不斷進(jìn)行創(chuàng)新和性能提升。通過提高功率和射程、增強(qiáng)穩(wěn)定性和精確度、提升反擊能力和持續(xù)射擊能力，以及加強(qiáng)技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)的融合應(yīng)用，可以使單兵激光武器具備更強(qiáng)大的無人機(jī)打擊能力，為戰(zhàn)場(chǎng)提供更好的防御和進(jìn)攻手段。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和工程改進(jìn)，可以使單兵激光武器的激光器達(dá)到更高的性能水平，提供更強(qiáng)大的打擊能力。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

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[2]易享瑜，齊予，易欣儀等.通用原子公司高能激光器研制進(jìn)展[J].激光技術(shù)，2017，41（2）：213-219.

（作者簡(jiǎn)介：王二斌，重慶嘉陵華光光電科技有限公司工程師，本科，研究方向?yàn)楣怆姍C(jī)械設(shè)計(jì)類；朱江，陸裝駐重慶地區(qū)第七軍代室工程師，本科，研究方向?yàn)楣怆娰|(zhì)量監(jiān)督；孫野，重慶嘉陵華光光電科技有限公司工程師，本科，研究方向?yàn)楣怆妭刹椋毁R融，重慶嘉陵華光光電科技有限公司工程師，本科，研究方向?yàn)楣怆娞綔y(cè)）