林運(yùn)贈(zèng),徐曉艷,王永芳

(中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院,北京 100037)

1 引 言

激光武器利用激光能量束損傷目標(biāo)使其喪失作戰(zhàn)能力[1],具有快速、靈活、精確、抗干擾等優(yōu)點(diǎn),可在光電對(duì)抗、反導(dǎo)反衛(wèi)、空間攻防、要地防御中發(fā)揮重要作用[2]。目前,美軍已經(jīng)全面開展了陸基、車載、艦載、機(jī)載、天基、水下航行器的激光武器裝備研制,著手打造陸海空天的定向能作戰(zhàn)體系[3-4]。

2020-2022年,美軍重點(diǎn)激光武器項(xiàng)目開展情況包括以下幾個(gè)方面:

一是美軍推進(jìn)水下航行器的激光武器技術(shù)突破。2020年2月,公開報(bào)道稱美國(guó)弗吉尼亞核潛艇將成為世界上最先裝備強(qiáng)大激光武器的潛艇[5]。針對(duì)該項(xiàng)目,美國(guó)海軍研究生學(xué)校曾在2015年公開了“將高能激光集成在弗吉尼亞級(jí)潛艇”項(xiàng)目的研究摘要[6],但未披露方案細(xì)節(jié)。

二是美軍實(shí)現(xiàn)60 kW級(jí)艦載激光炫目武器裝備應(yīng)用[7]。近兩年,美國(guó)“海軍光學(xué)炫目攔截器(ODIN)”和“高能激光與一體化光學(xué)致盲與監(jiān)視系統(tǒng)(HELIOS)”均已實(shí)現(xiàn)艦載裝備應(yīng)用。其中,HELIOS是由美國(guó)洛馬公司研制的反近岸快攻艇、反無人機(jī)集成武器系統(tǒng),可發(fā)射60 kW級(jí)以上的高能激光束,使目標(biāo)眩目、具備反情監(jiān)偵能力,美國(guó)海軍將其安裝在阿利伯克級(jí)驅(qū)逐艦普雷布爾號(hào)(DDG 88)上并出海[8]。2021年10月,洛馬公司向美空軍交付了第一部機(jī)載高能激光系統(tǒng)(AHEL),并安裝到AC-130軍炮艇機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試,輸出功率達(dá)到60 kW級(jí)。

三是美軍推進(jìn)高功率反導(dǎo)/反無人機(jī)激光武器裝備研制[9-16]。2020年,美海軍研究辦公室(ONR)聯(lián)合諾格公司研制的150 kW級(jí)固態(tài)激光武器系統(tǒng)“激光武器演示器”[17],是美海軍“固態(tài)激光技術(shù)成熟化項(xiàng)目”(SSL-TM)的一部分,該系統(tǒng)安裝于“波特蘭號(hào)”運(yùn)輸艦上[18];2020年,該軍艦測(cè)試用激光武器擊落一架無人機(jī)[19]。2021年12月14日,“波蘭特”號(hào)兩棲船塢運(yùn)輸艦載亞丁灣海域進(jìn)行艦載固態(tài)激光武器測(cè)試,成功摧毀一個(gè)靜止的水上目標(biāo)[20]。2021年10月公開報(bào)道稱,美陸軍計(jì)劃在2022年展示一款300 kW的激光武器[21],該設(shè)備的大小與運(yùn)輸集裝箱相當(dāng),安裝在重型卡車上,可防御彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈以及無人機(jī)等,由通用原子電磁系統(tǒng)公司和波音公司負(fù)責(zé)研制[22]。

為了深入跟蹤國(guó)外激光武器發(fā)展情況,本文圍繞近年國(guó)外激光武器發(fā)展背景,檢索分析了國(guó)外近5年的激光武器專利情況,重點(diǎn)針對(duì)國(guó)外專利技術(shù)分布、政府資助情況進(jìn)行了分析,并對(duì)國(guó)外重要激光武器項(xiàng)目背景專利進(jìn)行挖掘分析,梳理了國(guó)外激光武器近年的發(fā)展特點(diǎn),為我國(guó)激光武器發(fā)展與風(fēng)險(xiǎn)防御提供參考。

2 國(guó)外高能激光武器專利檢索情況

為了跟蹤國(guó)外高能激光武器領(lǐng)域發(fā)展情況,我們?cè)诘聹靥厥澜鐚＠饕龜?shù)據(jù)庫(kù)中開展了國(guó)外專利檢索,檢索時(shí)間涵蓋2017年1月1日至2022年2月1日公開專利。其中,為了確保專利數(shù)據(jù)檢索結(jié)果全面、客觀地反映近5年國(guó)外高能武器發(fā)展?fàn)顩r,采取了全面細(xì)化的檢索策略:

一是對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行檢索,具體包括高能激光武器總體技術(shù)、高能激光器、激光合束技術(shù)、高精度光束指向與瞄準(zhǔn)技術(shù)、高能激光系統(tǒng)熱管理技術(shù)等。

二是針對(duì)國(guó)外重點(diǎn)項(xiàng)目的主要承研單位進(jìn)行申請(qǐng)人檢索,包括參與美軍高能激光武器研制項(xiàng)目的洛馬公司、BAE系統(tǒng)公司、雷神公司、波音公司、諾格公司等。

三是針對(duì)美國(guó)政府資助專利進(jìn)行檢索,資助政府包括美國(guó)陸?？哲?以及美國(guó)國(guó)防部、美國(guó)導(dǎo)彈防御局、美國(guó)能源部和美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局等。

四是針對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充檢索,重點(diǎn)針對(duì)激光炫目武器、反導(dǎo)/反無人機(jī)激光武器進(jìn)行了細(xì)化檢索。

按照上述專利檢索策略(如圖1所示),共檢索獲取了435項(xiàng)相關(guān)專利,具體如表1所示。

表1 國(guó)外高能激光武器專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)表

圖1 國(guó)外專利檢索策略示意圖

3 國(guó)外激光武器專利技術(shù)分布分析

在圖2中,針對(duì)激光武器各關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量占比進(jìn)行了比較分析。

圖2 國(guó)外激光武器專利技術(shù)構(gòu)成分析

結(jié)果顯示,在近5年的國(guó)外激光武器專利中,高能激光器的專利申請(qǐng)最多,有117項(xiàng),占申請(qǐng)總量的27 %,專利技術(shù)方案?jìng)?cè)重光纖激光器的優(yōu)化設(shè)計(jì),主要采用光譜展寬抑制技術(shù)和窄線寬光纖光路設(shè)計(jì)方法提高激光器輸出功率和質(zhì)量,以助于提升激光武器的遠(yuǎn)距離打擊能力。

激光合束技術(shù)的專利申請(qǐng)量排名第二,有108項(xiàng),占申請(qǐng)總量的25 %,專利主要涉及相關(guān)合束、光譜合束、幾何合束等。其中,美軍專利以光譜合束為主要發(fā)展方向,采用衍射效率較高的光柵減少偏振影響,并采用雙光柵結(jié)構(gòu)減少由線寬造成的光束質(zhì)量下降,在利用相同的光柵實(shí)現(xiàn)光束多次反射后合束,降低激光合束系統(tǒng)的體積和復(fù)雜性。

高能激光武器總體技術(shù)專利申請(qǐng)量排名第三,有89項(xiàng),占申請(qǐng)總量的20 %,專利方案涉及水下激光武器系統(tǒng)、激光炫目武器系統(tǒng)和綜合集成系統(tǒng)等。從美軍專利技術(shù)方案來看,激光系統(tǒng)系統(tǒng)呈現(xiàn)激光炫目打擊、燒毀打擊、偵察監(jiān)視等多功能集成一體化趨勢(shì),以提升激光武器系統(tǒng)作戰(zhàn)有效性。

高精度光束指向與瞄準(zhǔn)技術(shù)方面有76項(xiàng)專利,占申請(qǐng)總量的18 %,專利方案涉及光學(xué)相控陣、空間傳播校正、光束瞄準(zhǔn)與動(dòng)態(tài)跟蹤等。主要圍繞導(dǎo)彈、無人機(jī)等機(jī)動(dòng)目標(biāo)的快速跟蹤打擊需求,對(duì)高能激光指向與瞄準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),最新技術(shù)方案包括采用低功率光束控制,解決光學(xué)元件易受損的問題,且優(yōu)選液晶實(shí)現(xiàn)波束切換控制,以提升激光束的快速精確指向。

在激光武器熱管理技術(shù)方面有45項(xiàng)專利,占申請(qǐng)總量的10 %,專利方案?jìng)?cè)重相變儲(chǔ)熱技術(shù)改進(jìn),主要涉及高效換熱相變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

從上述結(jié)果結(jié)果來看,國(guó)外主要從提升激光器功率、合束效率、光束精度與速度等方面,突破高能激光武器作戰(zhàn)距離、機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤和持續(xù)作戰(zhàn)能力。

4 國(guó)外激光武器專利區(qū)域分布分析

如圖3所示,國(guó)外激光武器技術(shù)創(chuàng)新主要來自于美國(guó)、德國(guó)、以色列、英國(guó)等國(guó)家,這些國(guó)家也是近5年推進(jìn)激光武器研制的主要國(guó)家。

圖3 國(guó)外專利技術(shù)來源國(guó)家分析

其中,美國(guó)有265項(xiàng)激光武器專利,占國(guó)外申請(qǐng)總量的61 %。美國(guó)專利主要技術(shù)創(chuàng)新主體包括洛馬公司、雷神公司、美國(guó)陸/海/空軍等。近5年,美國(guó)專利新出現(xiàn)的專利技術(shù)方案主要包括:一是水下航行器激光武器專利,重點(diǎn)突破水下高效激光傳輸,實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)打擊;二是激光多功能集成專利,基于激光實(shí)現(xiàn)眩目、干擾、偵察等多項(xiàng)功能,提升激光武器整體威懾力。此外,美國(guó)針對(duì)激光武器在反導(dǎo)和反無人機(jī)的應(yīng)用需求,提出了基于光路選擇和光學(xué)液晶相控陣的高精度波束指向和快速波束切換。

在美國(guó)專利申請(qǐng)中,有145項(xiàng)受到美國(guó)政府資助了,占美國(guó)專利申請(qǐng)總量的54.7 %。如圖4所示,美國(guó)政府資助專利的延遲公開時(shí)間集中在2～4年,且有23項(xiàng)專利的延遲公開時(shí)間超過了5年,有兩項(xiàng)專利的延遲公開時(shí)間達(dá)到了9年,這些專利技術(shù)方案涉及美軍技術(shù)保密范圍,具有較高的跟蹤分析價(jià)值。

圖4 美國(guó)政府資助專利延遲公開時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析

針對(duì)激光武器專利的資助政府進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)DARPA、美國(guó)導(dǎo)彈防御局、美國(guó)海軍、美國(guó)空軍、美國(guó)陸軍和美國(guó)能源部均在資助推進(jìn)定向能裝備研制,這些專利具有較高的美軍項(xiàng)目應(yīng)用背景,是后續(xù)專利挖掘分析的重點(diǎn)。

5 國(guó)外重點(diǎn)項(xiàng)目專利方案分析

圍繞國(guó)外專利技術(shù)研究熱點(diǎn),在美國(guó)政府資助專利、重點(diǎn)項(xiàng)目研制單位專利中篩選了8項(xiàng)核心專利進(jìn)行分析,主要涉及外軍核潛艇激光武器、炫目激光武器。

5.1 外軍核潛艇激光武器專利分析

早在2011年,美國(guó)海軍計(jì)劃將高能激光武器裝備在弗吉尼亞核潛艇,并要求光學(xué)物理公司研制一種潛艇用的波束瞄準(zhǔn)器[23],用于激光目標(biāo)瞄準(zhǔn);2015年,美國(guó)海軍研究生學(xué)校啟動(dòng)“將高能激光集成在弗吉尼亞級(jí)潛艇”的研究項(xiàng)目;2020年2月,公開報(bào)道稱美國(guó)弗吉尼亞核潛艇將裝備強(qiáng)大激光武器的潛艇。

針對(duì)水下航行器應(yīng)用激光武器進(jìn)行專利檢索,獲取了4項(xiàng)相關(guān)專利,主要來自于美國(guó)海軍、歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)(MBDA)和日本三菱重工公司?；谶@些重點(diǎn)專利的分析,挖掘解讀水下激光武器的打擊方式和實(shí)現(xiàn)途徑。

一是采用雙激光激發(fā)水下高效光傳導(dǎo)通道,實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)打擊。針對(duì)水下激光傳輸損耗大的問題,美國(guó)海軍申請(qǐng)了兩項(xiàng)水下高能激光傳導(dǎo)技術(shù)專利,分別為專利US8941967B2“水下激光引導(dǎo)放電”和專利US9088123B2“雙激光器產(chǎn)生擴(kuò)展水下等離子體”。圍繞非線性光學(xué)效應(yīng)(克爾效應(yīng)),美國(guó)海軍通過兩次激光發(fā)射在水下激發(fā)等離子體高效傳輸通道,確保激光束在水下長(zhǎng)距離傳輸過程中保持較高的聚焦性和高功率峰值,以摧毀遠(yuǎn)距離水下目標(biāo)。

二是采用激光武器分體安裝,實(shí)現(xiàn)水面或海岸附近陸上目標(biāo)隱蔽打擊。針對(duì)核潛艇浮上水面易暴露目標(biāo)且水上探出部分裝載空間受限的問題,美歐采用了與專利US9045210B2“具有光束操作系統(tǒng)的水下航行器”相似的方案。其一,將潛艇光電桅桿或潛望鏡作為激光傳輸通道,僅將激光武器的主體裝置安裝在潛艇艙體內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)潛艇激光武器水上高能發(fā)射。其二,可將激光輻射裝置設(shè)置在水面子航行器上,該子航行器與潛艇內(nèi)的激光武器主體部分采用光纖傳遞激光能量,從而隱蔽地攻擊水上目標(biāo),避免潛艇暴露位置。

三是通過激光產(chǎn)生高能氣泡或等離子體射流以摧毀水下目標(biāo)。日本三菱重工公司在2017年申請(qǐng)的專利 EP3489616A1“一種水下激光發(fā)射裝置”,可用于攻擊水下潛艇或魚雷。該裝置通過將激光束聚焦在水下近距離目標(biāo)物上產(chǎn)生氣泡或等離子體,通過氣泡或等離子體的轟擊有效地摧毀目標(biāo)物體。其中,高功率激光束在水下傳播時(shí),能量衰減速度很快,而該專利采用的技術(shù)方案是將激光束在水下會(huì)聚,并局部地沸騰水以產(chǎn)生氣泡或等離子體,并通過氣泡射流或等離子體射流破壞水下目標(biāo)。

總之,從國(guó)外核潛艇激光武器專利分析結(jié)果來看,在核潛艇上實(shí)施高能激光武器裝備,具有以下優(yōu)勢(shì):①激光武器系統(tǒng)可以直接應(yīng)用核潛艇的供電和冷卻系統(tǒng),從而降低了激光武器的安裝體積;②在隱蔽性方面,激光束在視覺上不可見且發(fā)射無噪聲,不能在光學(xué)或聲學(xué)上定位。③在目標(biāo)瞄準(zhǔn)方面,激光輻射裝置具有光學(xué)或電光瞄準(zhǔn)裝置,可以直接從輻射發(fā)射裝置的位置進(jìn)行目標(biāo)瞄準(zhǔn),而不需要第二架潛望鏡或光電桅桿來觀察目標(biāo)。

5.2 美軍激光炫目武器專利分析

近幾年,美國(guó)海軍基于“海軍光學(xué)炫目攔截器”(ODIN)激光武器系統(tǒng)[24]和“高能激光與一體化光學(xué)致盲與監(jiān)視”(HELIOS)項(xiàng)目[25],推進(jìn)針對(duì)光學(xué)制導(dǎo)導(dǎo)彈和無人機(jī)的對(duì)抗技術(shù)提升,達(dá)到反監(jiān)視和反偵察的作戰(zhàn)需求。其中,ODIN系統(tǒng)已在導(dǎo)彈驅(qū)逐艦“杜威”號(hào)上搭載[26],用于破壞無人機(jī)的光學(xué)瞄準(zhǔn)和導(dǎo)航控制能力;HELIOS系統(tǒng)在2021年完成系統(tǒng)測(cè)試,將于2022年安裝在阿利伯克級(jí)驅(qū)逐艦普雷布爾號(hào)(DDG 88)上并出海[27]。此外,美國(guó)海軍還基于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)紅外對(duì)抗系統(tǒng)(TADIRCM)[28]和大型飛機(jī)紅外對(duì)抗系統(tǒng)(DoN LAIRCM)的研制[29-31],實(shí)現(xiàn)海軍大型飛行的紅外對(duì)抗能力提升。

在上述美國(guó)激光炫目武器研制項(xiàng)目中,主要的承包商包括洛馬公司和BAE系統(tǒng)公司。以下將重點(diǎn)針對(duì)這兩個(gè)研究主體的專利技術(shù)方案進(jìn)行分析。

5.2.1 洛馬公司的激光干擾與炫目打擊裝置

洛馬公司主要承擔(dān)了美國(guó)海軍的“海軍光學(xué)炫目攔截器”(ODIN)[32]和“高能激光與一體化光學(xué)致盲與監(jiān)視系統(tǒng)”(HELIOS)[33]研制,其專利主要涉及激光干擾與炫目打擊裝置及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

一是視覺干擾網(wǎng)絡(luò)及其系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。洛馬公司專利US10082369B2“一種視覺干擾網(wǎng)絡(luò)及其系統(tǒng)”,通過可見光、紅外或紫外光的發(fā)射或反射來瞄準(zhǔn)敵方光學(xué)傳感系統(tǒng),從而助力激光干擾與炫目打擊,且光學(xué)損傷信號(hào)可以沿著飛行路徑順序輸出。此外,每個(gè)激光掃描模式的地面投影可以是正方形,矩形,橢圓形,圓形,橢圓形,三角形,八邊形,六邊形,或非對(duì)稱多邊形中的一種形式,可用于不同的威脅區(qū)域?qū)嵤┘す獯驌?或針對(duì)重點(diǎn)威脅目標(biāo)進(jìn)行重疊使用。該激光視覺干擾網(wǎng)絡(luò)在能量疊加方面具有以下優(yōu)勢(shì):其一,該方案可通過激光束重疊來增加針對(duì)重疊部分的掃描頻率寬度和激光束強(qiáng)度;其二,該方案可針對(duì)非重疊部分保持相同光能或降低非重疊部分的光能量,從而有效地改變光學(xué)對(duì)抗子系統(tǒng)的掃描模式;其三,該激光視覺干擾網(wǎng)絡(luò)可以基于接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)進(jìn)行威脅打擊,從而確保有效損傷敵方光學(xué)系統(tǒng)的同時(shí),避免遭受敵方反打擊。

二是結(jié)合光電紅外威脅警告和主動(dòng)打擊策略。洛馬公司專利US10101455B1“一種結(jié)合光電紅外威脅警告和主動(dòng)反應(yīng)對(duì)策的裝置”,針對(duì)傳統(tǒng)紅外對(duì)抗措施需要專用的導(dǎo)彈預(yù)警傳感器,且不能提前檢測(cè)或?qū)節(jié)撛谕{的問題,設(shè)計(jì)了結(jié)合光電紅外威脅警告和主動(dòng)反應(yīng)對(duì)策的裝置。該裝置包括:①產(chǎn)生激光束的激光器;②用激光束掃描關(guān)注區(qū)域以收集關(guān)注區(qū)域中感興趣的物體產(chǎn)生的威脅信號(hào)的跟蹤模塊;③用于觀察關(guān)注領(lǐng)域威脅信號(hào)的被動(dòng)警告模塊,可產(chǎn)生被動(dòng)警告操作信號(hào);④根據(jù)威脅信號(hào)產(chǎn)生主動(dòng)操作激光束的主動(dòng)模塊;⑤用于將激光束引導(dǎo)至目標(biāo)的反應(yīng)模塊,可產(chǎn)生反應(yīng)操作信號(hào)。該方案可檢測(cè)和應(yīng)對(duì)發(fā)射前后的威脅,可實(shí)現(xiàn)先發(fā)制人的防御策略,且能夠一次解決多個(gè)威脅。

總之,洛馬公司的激光干擾與炫目打擊裝置采用具有獨(dú)立目標(biāo)探測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)、激光發(fā)射與轉(zhuǎn)向裝置的激光紅外對(duì)抗系統(tǒng),主要應(yīng)用于對(duì)安裝空間、重量沒有嚴(yán)格約束的平臺(tái)。

5.2.2 BAE系統(tǒng)公司的模塊化激光對(duì)抗系統(tǒng)

BAE系統(tǒng)公司承擔(dān)了美國(guó)海軍的戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)指示紅外對(duì)抗系統(tǒng)(TADIRCM)[34]、大型飛機(jī)紅外對(duì)抗(DoN LAIRCM)系統(tǒng)[35]的研制,并承擔(dān)了英國(guó)國(guó)防部的快速噴氣機(jī)定向紅外激光系統(tǒng)技術(shù)演示項(xiàng)目[36],其相關(guān)專利主要涉及模塊化結(jié)構(gòu)激光紅外對(duì)抗系統(tǒng)。

一是基于模塊更換實(shí)現(xiàn)軍用飛機(jī)激光對(duì)抗系統(tǒng)升級(jí)。BAE系統(tǒng)公司專利US9829281B2“一種軍用飛機(jī)激光對(duì)抗系統(tǒng)升級(jí)方法”,使用集成的激光單元替換原系統(tǒng)中的單一功能激光部件,使用脈沖激光和連續(xù)波激光來提高系統(tǒng)的光學(xué)對(duì)抗能力和目標(biāo)瞄準(zhǔn)能力。該可更換單元集成了脈沖激光和連續(xù)波激光模式,可根據(jù)需要使用多個(gè)脈沖和連續(xù)波激光束,在必要時(shí)可將兩個(gè)光束組合起來,以提供更高的性能,實(shí)現(xiàn)光學(xué)導(dǎo)引武器的有效對(duì)抗。這種集成激光模塊可作為定向紅外對(duì)抗(DIRCM)系統(tǒng)的一部分,用來對(duì)抗光學(xué)制導(dǎo)導(dǎo)彈;也可用來提升平臺(tái)的光學(xué)瞄準(zhǔn)能力。

二是基于激光實(shí)現(xiàn)低成本的目標(biāo)監(jiān)測(cè)與跟蹤,降低紅外對(duì)抗成本。BAE系統(tǒng)公司的專利US8665421B1“基于激光的熱尋導(dǎo)彈紅外對(duì)抗系統(tǒng)”,受到了美國(guó)海軍的資助,資助合同號(hào)為N00173-05-C-6020?，F(xiàn)有的導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)(Missile Warning Systems,MWS),包括通用導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)(Common Missile Warning System,CMWS),能夠以高置信度探測(cè)和報(bào)告導(dǎo)彈威脅,但MWS 的粗略角度跟蹤能力不足以直接使用紅外對(duì)抗系統(tǒng),而且傳統(tǒng)的紅外對(duì)抗架構(gòu)必須依靠采用低溫冷卻紅外焦平面和大型萬向架的二級(jí)跟蹤系統(tǒng),這大大增加了系統(tǒng)成本和質(zhì)量。此外,傳統(tǒng)的紅外對(duì)抗系統(tǒng)往往需要復(fù)雜的指針/跟蹤器-炮塔組件,這些組件通常非常昂貴。由此可見,傳統(tǒng)的紅外對(duì)抗系統(tǒng)的成本和重量較高,除了少數(shù)高價(jià)值飛機(jī)外,無法廣泛實(shí)施。針對(duì)該問題,BAE系統(tǒng)公司提出了一種基于激光的紅外對(duì)抗系統(tǒng),實(shí)了成本效益優(yōu)化。該方案基于單像素檢測(cè)器檢測(cè)導(dǎo)彈威脅,激光指示器單元根據(jù)探測(cè)器收集的信息向?qū)椡{發(fā)送激光束實(shí)施光學(xué)器件致盲打擊。其中,單像素檢測(cè)器具有最低的帶寬要求,可實(shí)現(xiàn)更低成本的目標(biāo)監(jiān)測(cè)與跟蹤,降低紅外對(duì)抗系統(tǒng)成本。

總之,BAE系統(tǒng)公司的專利技術(shù)方案?jìng)?cè)重于模塊化結(jié)構(gòu)的激光紅外對(duì)抗系統(tǒng)設(shè)計(jì),可用于對(duì)傳統(tǒng)機(jī)載激光功能模塊進(jìn)行替換,實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展,技術(shù)方案更關(guān)注小型化、輕質(zhì)化設(shè)計(jì)改進(jìn)。

6 結(jié)論與建議

6.1 外軍激光武器發(fā)展總結(jié)

(1)外軍擴(kuò)展激光水下打擊和炫目反導(dǎo)能力

從國(guó)外激光武器技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)來看,美歐正在全面推進(jìn)激光武器全域作戰(zhàn)能力,促進(jìn)定向能作戰(zhàn)能力提升和作戰(zhàn)領(lǐng)域擴(kuò)展,呈現(xiàn)多域作戰(zhàn)且作戰(zhàn)方式多樣發(fā)展態(tài)勢(shì)。

重點(diǎn)發(fā)展方向包括:一是推進(jìn)水下航行器的激光武器技術(shù)發(fā)展,重點(diǎn)突破水下激光高效傳輸;二是推進(jìn)載激光炫目武器裝備應(yīng)用,基于高能激光束使目標(biāo)眩目且具備反情監(jiān)偵能力,可以無人機(jī)光學(xué)偵察系統(tǒng)造成威懾。

(2)外軍基于多功能集成提升激光作戰(zhàn)能力

在多功能集成作戰(zhàn)系統(tǒng)方面,美軍通過對(duì)現(xiàn)有裝備的激光功能模塊進(jìn)行更換升級(jí),實(shí)現(xiàn)高能激光打擊、激光干擾、激光眩目、光學(xué)偵察等功能集成,不僅可基于高能激光實(shí)現(xiàn)目標(biāo)摧毀打擊,還可基于激光干擾或致盲實(shí)現(xiàn)目標(biāo)制導(dǎo)系統(tǒng)無效,從而大幅提升激光武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。

6.2 技術(shù)發(fā)展與風(fēng)險(xiǎn)防御啟示

(1)關(guān)于激光武器核心部件優(yōu)化、系統(tǒng)輕質(zhì)與小型化的技術(shù)突破

在激光武器方面,國(guó)外針對(duì)高效光纖光柵、光纖增益材料、液晶開關(guān)、高效相變儲(chǔ)熱等核心部件進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新,提升了激光束功率、波束切換速度和固體激光系統(tǒng)制冷效率,支撐激光作戰(zhàn)距離、瞄準(zhǔn)精度、跟蹤速度、持續(xù)出光等作戰(zhàn)能力提升。另外,通過激光武器系統(tǒng)分體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)簡(jiǎn)化,也可促進(jìn)武器系統(tǒng)輕質(zhì)、小型化突破,便于多域作戰(zhàn)靈活部署。

(2)關(guān)于激光防護(hù)的技術(shù)應(yīng)用啟示

國(guó)外激光武器全域作戰(zhàn)能力提升,從攻防對(duì)抗角度,為應(yīng)用激光防御技術(shù)提供了啟示。一是提升高能激光預(yù)警能力,識(shí)別定向能激光攻擊方位,以支撐進(jìn)行激光束遮擋、偏轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)規(guī)避等防御措施;二是設(shè)計(jì)激光防護(hù)結(jié)構(gòu)、保護(hù)涂層等,以實(shí)現(xiàn)高能激光波束能量損耗抵制。