美國海軍激光武器的實戰(zhàn)化歷程

耿瑞陽

根據美國有線電視新聞臺的報道，2017年7月18日，美國海軍的新型激光武器在龐塞號兩棲運輸船上進行測試，并擊中了一架無人機。越來越多的信息表明，科幻小說和電影中的激光武器正在突破次元壁，走向現實的戰(zhàn)場。作為定向能武器 的一種（與Raygun不同，Raygun的用途多見于科幻小說的虛構描述中），激光武器是通過發(fā)射高度集中的能量對敵方的作戰(zhàn)人員、武器系統(tǒng)造成傷害，擁有近似光速的殺傷和接近“無限”的彈藥容量。其中，100千瓦級以上的激光武器可以打擊無人機、火箭、火炮、迫擊炮等目標，兆瓦級具備打擊反艦導彈、彈道導彈的能力。目前的局限性體現在：精度和射程受氣候和環(huán)境的影響大，平臺兼容性差，現有功率不足以實現較大的殺傷效果，以及直線攻擊導致打擊范圍有限等。

在未來“齊射對抗”的戰(zhàn)場環(huán)境下，美國海軍對武器精確性和數量規(guī)模的需求大大增加。通過多次試驗和測試，美軍認為激光武器將在防空反導作戰(zhàn)中發(fā)揮重大的作用，它的發(fā)展和應用可能會對未來戰(zhàn)場產生顛覆性的效果。有一種觀點認為，這些硬殺傷激光武器未來可能會取代現有火炮和常規(guī)導彈。目前，美國海軍的艦載高功率激光武器還處于研發(fā)和測試階段。

過去美軍發(fā)展激光武器的艱難嘗試

20世紀80年代以來，美軍對激光武器的發(fā)展歷程十分曲折。雖然以定向能武器用作導彈防御的理念已經持續(xù)到現在，但是激光器技術的發(fā)展一直不成熟。以化學激光器和自由電子激光器為基礎的武器項目中，有很多都被擱置或取消。

化學激光器，如ABL系統(tǒng)使用的化學氧碘激光器，可以達到兆瓦級功率，單純的殺傷效果達到了預期水平，適用戰(zhàn)區(qū)和戰(zhàn)略級武器。

20世紀70年代，美國海軍開展“海石”激光發(fā)展計劃，包括“中紅外先進化學激光器”項目與光束定向器（SLBD）項目的組合。80年代末，“海石”計劃的MIRAcL/SLBD高能激光武器在白沙場的試驗中，摧毀了一枚以2.2馬赫飛行的旺達爾人導彈。1994年，該計劃被取消，原因是大量化學燃料產生有毒廢氣，不適宜在艦艇上裝載。

始于1997年的機載激光器項目曾在測試中多次成功攔截彈道導彈，卻因為技術復雜，研發(fā)成本過高，實際可用性低，在2011年終止。該項目花費超過50億美元，系統(tǒng)設備重量達到80噸，嚴重超出本來的設計，需要大型運輸機作為搭載平臺，實戰(zhàn)化前景渺茫。2013年，DARPA重啟了機載激光武器的“持久”項目，作為ABL項目的延續(xù)，發(fā)展吊艙式激光武器。除此之外，美國和以色列聯合研究的戰(zhàn)術高能激光器也在2005年停止，相關技術成果投入了空中衛(wèi)士陸基激光防御系統(tǒng)。

雖然化學激光器技術發(fā)展最為成熟，在功率上可以滿足預期，但是設備超重，價格昂貴、預算長期超支，毒性強、安全性差，作戰(zhàn)時間短等問題得不到解決，使其難以集成在海上和空中平臺。于是，美國海軍逐步轉向發(fā)展體積更輕，使用更安全的電激光器，主要包括固體激光器和自由電子激光器等。

冷戰(zhàn)結束后，隨著美國海軍的作戰(zhàn)重點由遠洋轉移到沿海地區(qū)，定向能武器的技術研發(fā)重點也轉向更適合沿海作戰(zhàn)的自由電子激光器。1995年，美國海軍啟動了自由電子激光器的研發(fā)工作，希望在2009年開發(fā)出100kW的系統(tǒng)。事實上，自由電子激光器的功率提升到14.7kW以后就長期沒有突破，與1兆瓦的目標相距甚遠。2012年，自由電子激光器項目因為投資過大、應用風險太高被取消投資。同年，《國防授權法案》要求美國海軍發(fā)展激光武器應重視系統(tǒng)的可承受性。

雖然，以上項目沒有完成向實戰(zhàn)化和裝備化的過渡，但是客觀上推動了激光器技術、能源制備和光束控制等領域的進展，為激光武器的新探索夯實了基礎。

當前美國海軍比較成熟的激光武器系統(tǒng)

21世紀初，美國軍方將高能激光武器的重點從化學激光器轉向電激光器，特別是高能固態(tài)激光器。它的光束質量好，效率較高，冷卻性更好，結構簡單，在復雜環(huán)境中的穩(wěn)定性和堅固性都有保證，可能會實現100kW軍用基準輸出功率。目前，最受關注的就是艦載激光近程武器系統(tǒng)。

艦載激光近程防御武器系統(tǒng)（LaWS）使用的是33千瓦級的固態(tài)光纖激光器，該系統(tǒng)在2010年完成首次測試。2012年，系統(tǒng)樣機在阿利？伯克型導彈驅逐艦上成功地擊落3架無人機。2014年，該系統(tǒng)在龐塞號兩棲船塢運輸艦上完成部署。該武器系統(tǒng)造價約為4000萬美元，但每次發(fā)射成本僅為59美分，現在已經具備有效打擊小型海上目標的能力，如小型無人機和小型水面艇。目前，雖然尚未經過實戰(zhàn)的檢驗，美國海軍依然認為LaWS的可靠性、兼容性已經得到了驗證，效果超出預期，對于該系統(tǒng)的應用前景普遍持積極態(tài)度。

美國海軍與諾斯羅普·格魯曼共同開發(fā)的海上激光器演示系統(tǒng)（MLD），基于固體板條激光器，合成產生105千瓦的激光光束。2011年4月，MLD系統(tǒng)在退役驅逐艦上完成演示試驗，首次從海上移動平臺發(fā)射激光束，克服了大氣傳輸、海浪、武器平臺和目標平臺之間的運動等障礙，摧毀了1.6千米外的無人充氣摩托艇。

此外，美國海軍把戰(zhàn)術激光系統(tǒng)與MK382型艦炮相融合，生成了戰(zhàn)術激光武器系統(tǒng)，主要由BAE公司承包。2011年的測試論證了該系統(tǒng)在戰(zhàn)術范圍內探測、跟蹤、分類和應對威脅艇的自衛(wèi)能力。

不過，激光武器在?？諔?zhàn)場的實戰(zhàn)化還存在如下問題。

發(fā)射功率不大，效率較低。艦載激光武器的普遍應用建立在全電艦艇時代快速來臨的基礎上。如今美國海軍尚未找出將激光武器整合入艦上供電系統(tǒng)與戰(zhàn)斗系統(tǒng)的最佳方式，而激光的能量效率僅為30%。現有的殺傷程度只能打擊小型目標。

系統(tǒng)小型化困難。在現有技術條件下，激光武器對大量的電源和有效的冷卻系統(tǒng)的需求，會導致配套設備會越來越笨重和龐大，難以實現在?？掌脚_的兼容性，尤其在空基平臺，激光武器的列裝更需要大推力發(fā)動機。

易受海空戰(zhàn)場復雜環(huán)境影響。激光在高鹽分、濕氣環(huán)境下的可靠度、光束效率與品質、精準度都會有不同程度的偏差，在大氣中的“熱暈”效應也長期沒有得到有效解決，戰(zhàn)場生存能力和攻擊效果都非常有限，距離實現全天候作戰(zhàn)還十分困難。

射程受限。艦載激光武器直線攻擊的方式，同時受到艦船移動速度和地球曲面的雙重制約，無法攻擊遠距離目標。龐塞號安裝的LaWS原型機，其發(fā)射距離在良好的氣象條件下才能達到10千米左右，尚且不如傳統(tǒng)艦炮和電磁軌道炮的射程。

未來美國海軍激光武器的發(fā)展趨勢

雖然，美國一些研究報告認為，美國海軍的激光武器可能在21世紀20年代中期發(fā)展成熟，或列裝水面艦艇。不過，以往美軍對激光武器實戰(zhàn)化的美好設想總是低于預期，20世紀末的美軍也曾經計劃在2005年實現高能激光武器在大中型軍艦上的裝備。弗蘭克·肯德爾（美國防部負責采辦與技術的副部長）的評價非常貼切：“定向能是一種總是差5年就成功的技術?！?/p>

與常規(guī)武器相比，當前的激光武器在殺傷效果和作戰(zhàn)性能上還沒有替代性優(yōu)勢，單發(fā)成本的優(yōu)勢與研發(fā)和部署的投入相比并不明顯，全天候作戰(zhàn)能力也難以形成。即便如此，激光武器未來的巨大潛能依舊不容忽視。未來激光武器與傳統(tǒng)艦炮、導彈的配合使用可能成為美國海軍的重點選擇方案。美國空軍作戰(zhàn)司令部司令赫伯特·卡萊爾認為，激光和傳統(tǒng)武器的混合使用會“在今后20至25年完全改變戰(zhàn)爭空間”。

美軍希望未來激光武器可以在提高性能的同時，進一步縮小尺寸、重量和功耗，這需要在光束組合、自適應光學、精確指向、視距穩(wěn)定和氣流控制等技術領域實現重大突破。提升戰(zhàn)場適應性和靈活性，將成為激光武器實戰(zhàn)化發(fā)展的重要研究方向。美軍與諾斯羅普·格魯曼公司合作研發(fā)新型激光武器，裝備于下一代超音速戰(zhàn)斗機，計劃在2019年進入測試階段。美軍還在研究在殲擊機、運輸機和轟炸機上安裝激光武器的可能性，主要由波音、洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼、通用電氣、普拉特·惠特尼和霍尼韋爾六大公司負責研發(fā)，相關研發(fā)計劃將耗時7年。

鑒于美軍一直對激光武器的發(fā)展和列裝期望過高，我們需要在現有技術水平和常識的基礎上，客觀、審慎地對待，同時抓住機遇，研發(fā)我軍同類型武器，以及尋求反制措施，如開發(fā)可以對抗激光武器的人造涂層等類型的反激光防御系統(tǒng)。