火狐体育首页进入:【图解】美国激光武器发展简史

　　激光武器(LaserWeapon)是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器，具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战术激光武器和战略激光武器两种。它将是一种常规威慑力量。由于激光武器的速度是光速，因此在使用时一般不需要提前量，但因激光易受天气的影响，所以时至今日激光武器也没有正真获得普及。

　　近日，美国波音公司宣布成功地进行了机载战术激光对抗系统第12次打靶试验。据称，这种功率为20千瓦的化学系统在探测、锁定距离为10千米的一架高速靶机后，连续照射4秒并将其击毁，2秒后可再次接战下一个目标。外媒对此评析指出，信息化战场同时具备高速、精确和隐蔽特性高能激光对抗系统的应用，将展现出新景观。

　　2008年10月，美国陆军与波音公司正式签署高能激光技术验证器项目合同，标志着美军已正式确认高能激光武器发展在21世纪所具有的作战潜能。

　　目前，激光常常是用于引导精确制导武器摧毁战场目标，而如果作为武器系统的激光能量足够大，就能在不使用传统弹药的情况下直接让目标丧失功能，这就是高能激光武器系统的神奇之处。

　　与传统枪炮、导弹等相比，高能激光武器摧毁目标的速度更快、精度更高、隐蔽性更强，且能够广泛适用于地面、天空、海洋和太空等多维作战空间。外军研究表明，防御性高能激光武器能够击毁飞行中的火箭弹、身管炮弹和迫击炮弹等，甚至可直接用来对付飞行器、水面舰船、各类车辆或是弹道导弹等；而攻击性高能激光武器系统，则能够遂行空中作战支援甚至是外太空的战略突袭任务，所以必将对在未来战争中的联合作战产生深远影响。

　　据悉，2009年12月，美国军方正式对外发布了军用高能激光技术已取得长足进展的备忘录，称这种高能武器“飞行时间近乎为零、射击成本低廉并且具有连续发射次数几乎无限的能力，足以抵御作战飞机和导弹等造成的威胁。”外军有经验的人指出，目前各军事强国从陆基到海基、空基、天基全方位研发与部署中，高能激光武器系统竞技已日趋形成群雄逐鹿新态势。

　　高能激光的一个显著优势是其远程精确性。可以说精确是激光的本质属性，这一点其在外科手术中的应用已被充分证明。那么，如果将外科手术室中的医疗激光器输出功率充分放大并将其置于战场上，则所谓“外科手术式打击”就被赋予了全新的涵义。

　　当然，对广阔战场空间高速机动的目标实施“外科手术式”精确打击，还需要在系统中配套诸如高分辨率有源相控阵雷达和热成像仪等先进的技术设备，以增强远程发现、识别和追踪目标的能力。2011年8月英国宇航公司新推出安装高能激光器模块“密集阵”系统舰载型版本，并在模拟海上遭遇作战情形下成功地将一枚来袭反舰导弹击落。在距今更近的2012年4月19日，美海军一艘“伯克”级导弹驱逐舰利用海上高能激光武器将6海里外的一艘退役导弹艇发动机击毁并燃烧，从而再次彰显了海基高能激光系统的实战化意义。

　　同时，高能激光的速度优势更是远超传统武器和弹药性能。据悉，以光速运行的高能激光束几乎是“零飞行时间”对目标发动攻击，而这种发现与摧毁几乎同步进行的作战能力实际上已剥夺了对方所有反应时间。据外媒披露，在2010年11月的一次试验中，波音公司成功利用其研发的“复仇者”高能激光防空系统击落了一架无人机。外媒评析指出，尽管这次“交战成功”只能视作对抗防御系统取得一点进步，但其预示高能激光武器系统在机动作战的部署中又向前迈进了一步。

　　高能激光武器系统具有高隐蔽性是其另一大优势，因而在战场上能够产生强大的心理影响。由于大多数激光都是处在人眼看不到的频谱范围内，这使得对方即便在遭到高能激光武器的打击后，可能也无法立即发现对方用什么样的手段实施了攻击。即使当目标发觉受到激光照射时，恐怕也为时已晚，已难以有时间做出规避反应了。

　　外军研究认为，目前高能激光武器系统作为一种点防御性武器，可以部署在军事基地、重要作战节点或是目标核心区等。据悉，美联合研制的“天空卫士”2型和“铁穹”型机动式激光防御系统在巴以冲突中，已被证实具备5千米范围内有效抵御火箭炮、榴弹炮和迫击炮等武器的能力，实战中上述两型机动式车载高能激光武器平台成功击毁了来袭的28枚107毫米迫击炮弹和47枚122毫米火箭弹。为此，外军地面部队已将部署车载式高能激光武器系统计划提上日程。

　　长期以来，在这一领域有一句至理名言：“技术超越者胜！”美军更是不遗余力充当“技术超越者”。

　　当然，高能激光技术的发展决非一蹴而就，还必须突破系统造价、反激光技术应用以及附带损伤等严重制约发展的“瓶颈”。

　　2008年9月美诺-格公司宣布，受到一次性研发费用压力的影响，第一套“天空卫士”-1型战术高能激光武器系统的价格为1.5~2亿美元，而技术成熟后2型系统的价格可望能够降至每套2.5~3千万美元左右，而且随技术开发的深入研究和新材料的面市，陆基车载式战术高能激光武器装备系统的价格还会促进下调。所以外军有经验的人指出，虽然激光武器系统动辄数百万至上千万美元，但与现代化“宙斯盾”战舰、隐身战略轰炸机等相比，还是相当具有吸引力。因此，目前各军事强国纷纷展开强手竞技，均欲勇当“技术超越者”，在面向未来的高端光电对抗系统发展中力拔头筹。

　　通常，功率超过1千瓦的激光束才被称为军用高能激光。当前正在研发的战术级军用激光器功率都在几十至一百千瓦之间，而战略级应用功率可能高达数千千瓦。事实上，功率不足1瓦的激光指示器在1秒之内便能对人眼造成永久性伤害，而平均输出功率在0.3~1千瓦之间的激光器则普遍应用于工业领域，这也从另一方面说明军用级高能激光具备了极强的杀伤力和破坏力。

　　据外媒披露，2012年2月北约在举行的一次代号为“神光鹰”空战演习中，按照预想上演了一场未来高能激光武器系统参与空中对抗行动的激战场景：时间为2015年3月16日，北约4架F-35A“闪电”II战斗机小队正在某成员国边境上空巡逻，突然遭到4架“米格-35”战斗机突袭，随即空战进入了白热化。战斗结果是4架“米格-35”战机全部被击落，其中2架是被传统武器作战系统“阿登”航炮和“流星”中程空空拦射导弹所击中，而其余2架则是被“空中激光交战系统”新概念武器所击落。外电有评析指出，此新概念武器系统作用下的空中对抗是一次里程碑式的测试，很好凸显了未来空战图景。

　　激光武器一直被认为是21世纪最尖端的武器之一。虽然我们对激光武器的研究已经取得了一定的进展，但是经历了这些年的研发，和上世纪相比，我们仍就觉得激光武器是未来才能用的高端武器。在未来的战场上，激光武器将会成为陆、海、空三军的必备装备，而且会在战场上大发异彩。本文简短总结了美国军方及其防务合约商们对激光武器的研究发展历程。

　　图1图注：下面看一下美国的军方已完成的研究，有些会被投入到正常的使用中，当然也有些会被淘汰掉。

　　图2图注：在陆、海、空三军之中，美国海军因自身特性成为了最早实际使用激光武器的军种。图中看到的是美国海军激光演示平台，该设备是诺斯罗普格鲁曼公司根据美国海军研究局的命令而设计、建造的。海军激光演示平台在2011年早期的测试中成功烧焦了远处的一艘船。美国海军研究局的马修少将在今年8月份表示，美国海军正在为海面舰队研发一种激光武器，以打击小型的无人侦察机和有威胁的小型舰艇。

　　图3图注：这艘小艇是2011年美国海军激光武器测试时的移动靶。该测试是美国海军2010年10月到2011年4月公海测试的一部分。图中所示是激光武器准确命中目标船的引擎，致使目标起火。

　　诺斯罗普格鲁曼公司透露，在这次特殊的测试中，激光武器系统总共测试超过了35次，并且经受住了当时海面高达7英尺（约2.13米）的海浪干扰。该激光武器安装在了1976年退役的斯普鲁恩斯级驱逐舰“保罗-F-福斯特”号上面。这次测试旨在演示固体激光武器以下几方面的技术成熟度：能否安装到移动军舰上；能否在靶场和海上环境下应对敌方舰艇和飞机；能否适应舰艇当前的功率水平和制冷能力；能否兼容当前的舰载作战指挥与保障系统。诺斯罗普格鲁曼公司负责空间和定向能量系统的副总裁史蒂夫 希克森（Steve Hixson）认为，现在固态激光武器技术已很成熟了，可以装载到舰艇上了。

　　图4图注：这是诺斯罗普格鲁曼公司负责开发的另外一个激光项目——烈焰打击。在今年的早些时候，该公司在加利福尼亚展示了自己的最新科技：在发现威胁到美国海军舰艇的巡航导弹之后，烈焰激光武器可以对导弹的外表和关键部位进行打击。上面的两幅图片就是打击之后的效果图。

　　图5图注：烈焰打击项目的目标之一就是要对固态激光武器进行“瘦身”。图中所示的激光武器重量为500磅（约为227千克），体积是23英寸×40英寸×12英寸。这就从另一方面代表着该武器已达到了“瘦身”的目标。

　　图6图注：在对未来“定向能武器”（又称束能武器）描绘的蓝图中，高能激光武器能成为守方构筑一个坚实的虚拟盾牌，能够抗击近程弹道导弹、近程/远程火箭弹、炮弹、迫击炮、无人机以及巡航导弹等的攻击。上图是诺斯罗普格鲁曼公司在2006展示的一副构想图，图中内容是激光武器如何保护一个海边机场的场景。诺斯罗普格鲁曼公司当时为自己的激光防御系统取名为Skyguard（天空卫士），Skyguard系统的覆盖半径为5千米，对肩射式导弹的防御半径能扩大到20千米。

　　“天空卫士”防御系统源于诺斯罗普格鲁曼公司的战术高能激光系统(THEL)，该系统是诺斯罗普格鲁曼公司为美国太空和导弹防御司令部以及以色列国防部开发的。而战术高能激光系统的试验台是在上世纪90年代已经建成，位于美国新墨西哥州的白沙导弹试验场。

　　图7图注：战术高能激光系统的核心就是图中所示的电子束发生器。根据诺斯罗普格鲁曼公司公布的信息数据显示，在2000年到2005年的靶场实验当中，战术高能激光系统成功地击落了46个目标。

　　图8图注：这是诺斯罗普格鲁曼公司在十年之前公布战术高能激光从探测到目标到击中目标的过程。

　　图10图注：虽然战术高能激光系统取得了不俗的实验成果，但是因为其高成本和复杂性而暂时被搁置。现在美国的国防部已经将战术高能激光系统整合进了联合高功率固体激光（JHPSSL）项目。

　　在2009年3月的联合高功率固体激光项目中，斯罗普格鲁曼公司宣称其激光武器已超越了100KW，达到了105.5KW，这是电子激光武器的新纪录。现在100KW普遍被认为是激光武器的标准。

　　图11图注：美国空军的YAL-1A 机载激光武器（ABL）系统安装在了一架经过改装的波音747飞机上，通过机上的红外线传感器和，激光器瞄准1架作为靶机的空军战机，随后改装后的747对靶机发射了模拟激光，并成功的击中了预定目标。

　　安装了机载激光器的飞机是用来打击弹道导弹的，尤其是在其启动阶段，这也是其最脆弱的时期。机载激光器上面配备了百万兆特级别的激光器，完全有能力对弹道导弹进行干扰和打击。最初，美国国防部计划生产7架搭载AL-1A 机载激光武器的飞机，但是这一计划在2009被当时的国防部长罗比特 盖茨（Robert Gates）否决了。

　　图12图注：实际上机载激光器在2010年到2011年各种测试中的表现还是可圈可点的。2010年2月美军研制的机载激光反导系统在太平洋上空进了两次测试，并且取得了成功。在该测试中，安装了机载激光器的飞机要瞄准2枚被视为“有威胁”的短程弹道导弹。在弹道导弹发射2分钟后飞机成功跟踪到了导弹并确定了其轨迹，之后美军飞机发射激光柱对导弹进行照射，数秒之后，目标导弹即因“过热”而解体。实验表明，美军机载反导系统可对相距数百公里的多个目标发动攻击，其主要作战手段是在敌方导弹发射升空阶段予以摧毁。

　　上图所示为目标导弹从被红外追踪到最终解体的过程截图。美国波音公司负责机载激光实验项目的负责这个的人说，这些实验的成功为下一代高能量、超高精密度武器的研发奠定了基础。

　　图13图注：美国导弹防御局在2004年6月将此描述为机载激光器用来打击导弹的“烈焰之墙”（wall of fire）。

　　图15图注：2009年9月份，战术高能激光在空中击中地面一个移动中的汽车。但那时波音公司没提供该实验更详细的信息，比如搭载了激光器飞机的飞行高度和飞行速度。

　　图16图注：实际上，五角大楼希望现有的激光武器可以更小更轻，且能对地面威胁做准确地定位打击。该任务是由国防部高级研究计划局的高能液体激光防御系统项目组负责，他们的目标是研制出一个体积在3立方米，重量在1650磅以内的150KW的激光武器。

　　图17图注：2009年是激光武器大发展的一年，在该年5月波音公司对其移动激光武器系统的性能进行了测试，跟踪并摧毁了一架小型无人机。这种移动主动瞄准源综合试验设备（MATRIX)由波音公司为空军实验室开发的，可利用单束高强度激光击落5架处于不同距离的无人机。

　　图18图注：也是在2009年，波音公司独立投资开发的“激光复仇者”(Laser Avenger)也击落了一架无人机，安装在军用悍马上的“激光复仇者”系统源自已有的“复仇者”平台。

　　图19图注：这是波音公司和美国军方共同开发的高能激光技术展示平台（HEL TD），该平台和“激光复仇者”相比最大的特点就是地面运载工具更大了，图中所示是一款8轮、500马力的重型战术机动卡车，顶端装有光束控制管理系统。波音公司在2011年6月表示，该系统的整合工作已结束，并打算在2011年第四季度开展一次检测。

　　图20图注：波音公司在今年10月3号表示，自己将会在现有的基础上继续为美国陆军太空与导弹防御司令部开发高能激光技术展示平台。波音下一步的计划是为高能激光技术展示平台上添加一个10KW的固体激光器。现在波音已经与美国陆军太空与导弹防御司令部就后续合作签署了合同，对该平台未来3年的开发和测试作出?

　　图21图注：接下来看一下美国军方的另外一个防务合约商——雷神公司。雷神公司也有自己的“定向能武器”发展计划。在2010年6月，美国海军在一次测试中使用雷神公司研制的激光区域武器系统（Laser Area Weapon System）成功击毁了一架无人机。

　　图22图注：雷神公司开发的另外一个项目是新型“百夫长”激光炮（Laser Centurion Demonstrator），该炮还有海军型号。根据雷神公司的官方网站公布的资料显示，这种最新的激光武器系统有望取代美国海军“密集阵”防御武器系统上的20毫米机关炮和美国陆军的老式“百夫长”武器系统。“密集阵”就是一种海军常用的防空、反导系统，几乎美国海军每一艘军舰都有装备。美国陆军也将“密集阵”系统改装，固定在拖车上，被称为“百夫长” 系统。“百夫长”可以执行防空任务，也可以拦截导弹，还可以应对迫击炮和普通火炮带来的威胁。图中所示就是新型“百夫长”激光炮在2009年白沙导弹靶场亮相时的照片。

　　图23图注：这是一款完全与众不同的激光武器，而且是非致命性武器。绿色激光武力增强系统（Green Laser Escalation of Force）发射出的宽束激光可暂时中断人员的视觉，使其丧失驾驶车辆或瞄准武器的能力。据美国军方人员称，在叛乱的作战中，该设备对保护平民的安全最重要。绿色激光器已经被证明是一种安全有效的非致命武器，在不必使用致命武力的情况下就可以向人群发出强烈信号。在2010年美国军方曾将绿色激光武力增强系统投入到阿富汗战场，并对其性能进行仔细的检测和评估。而在之前的伊拉克战争中，美国军方慢慢的开始使用类似的设备了。

　　图24图注：这也是一款能够使人暂时丧失视觉的激光武器，全称是“人员阻止和刺激响应”（Personnel Halting and Stimulation Response），这款很酷的激光武器曾在美国科幻电影“星际迷航”中出现过。该武器是由美国空军研究实验室在2005年研制出来的。

　　图25图注：这是美国军方一直研制的激光武器——激光诱导等离子通道（Laser-Induced Plasma Channel，简写LIPC）。负责该项目的首席科学家乔治 费希尔（George Fischer）解释，当暴风雨中的闪电从云端落地，它的行为与其它电能源相同，是沿着最小电阻路径前进。等离子通道的导电能力强于未离子化的空气。他们设计激光诱导等离子通道利用激光束的电磁场离子化空气创造等离子体，等离子于激光束的路径上，因此它可以被导向一个他们想要攻击的目标上。这个目标可以是车辆或某种未爆炸的大炮。由于大炮是比周围环境更良好的导体，LIPC可以将电流引向大炮，导致其发生爆炸。

　　图26图注：美国海军最希望得到的是自由电子激光器，为此美国海军已经和防务承包商波音公司签订了一份价值1.63亿美元的订单。波音公司需要开发一个100kW的实验室演示系统，之后还需要在海洋环境中进行实地测试。自由电子激光器将改变未来10年海战的模式，它能提供超精度、光速能力，对弹舱深度没有限制，使舰艇能够应对新的威胁，例如超速巡航导弹。波音公司导弹防御系统部主管兼副总裁格雷格称，“这份合同十分重要，它是海军计划把定向能系统集成到未来全电舰体系结构的基石。” 自由电子激光器能达到海军要求的兆瓦级功率。它的运行原理是让高能自由电子穿过系列高能磁场，由此产生强辐射激光。波音公司自由电子项目主管埃德称，“波音公司早在20世纪80年代就开始研究自由电子激光器，我们始终相信有关技术已经成熟，能够从实验室转向试验样机。自由电子激光器将使美国海军舰艇以空前的速度、精度、功率向目标实施非致命或致命打击，附带毁伤非常小。”

　　从目前美军这几种激光武器系统的研制情况能够正常的看到，激光武器的研制过程中挑战与机遇并存。因为任何一种武器系统都不能满足所有环境下的作战需要，也不能在一段很短的时间内替代与其任务相似的其他武器系统。

　　第一、激光武器系统面临一系列技术挑战。就目前的发展状况来看，激光武器系统仍需在保持充足功率的前提下尽量减小体积和重量，控制光束抖动，保证精确的打击，提高光束控制管理系统性能，改变高能激光武器只能由大型平台装载的局面等等。目前，这些激光武器系统大都只是用于防御作战，未来会怎样扩展激光武器的用途依然值得研究。

　　第二，激光武器作战使用概念的发展没有跟上武器技术发展的脚步。从国外的研究进展来看，虽然目前美军激光武器技术的发展十分迅速，但是缺乏先进完善的作战使用概念作为指导。作战使用概念能够牵引和指导武器系统的研制，为武器系统的发展指明方向和目标。如果缺乏牵引和指导，研究部门就不能抓住系统应具备的关键性能，不能研制出满足战场需要的武器，或者部队在装备了这种昂贵的、很有前途的新式装备后，却由于作战人员没有透彻了解怎么样去使用而导致这些装备的最大优势得不到发挥。如果对武器技术和作战概念这两方面的关注失衡，就非常有可能“闭门造车”。因此，激光武器系统的研制不应仅停留在对该项技术本身研究上，还应重视和发展激光武器作战使用概念。

　　第三、需重视战场环境下的武器试验。虽然目前有多种激光武器系统已经处于武器集成试验阶段，但大多处于演示试验阶段，整体研究进展似乎比较乐观，但真正的优势与问题只有到战场上才能发现。因此，更为严格地说，这些武器系统现在还不能算作具备实战能力的“激光武器”，而只能算作“激光武器演示系统”。所以，正在不断成熟的激光武器依然面临战场的残酷考验。另外，有必要注意一下的是，“宙斯一悍马”弹药销毁系统的成果证明了战场环境下的武器试验不失为一种发展作战使用概念的有效方式。

　　我们还应看到，在面临挑战的同时，技术的快速的提升给激光武器发展也带来了巨大的机遇。

　　第一、固体激光技术前景广阔。激光器作为激光武器系统中的重要组成部分，其功率水平，体积，重量，光束质量等特性严重制约着激光武器的发展。目前，固体激光技术发展迅速，集成度和功率水平都在逐步的提升，这给激光武器技术的发展带来机遇。例如，固体热容激光器的功率在2006年就已达67千瓦，光束质量优于2倍衍射极限。在上述的几种激光武器中应用的IPG光纤激光器功率已达到了20千瓦以上。2008年11月，诺斯罗普·格鲁曼公司研制成功了加固型固体FIRESTRIKE激光器，采用模块化设计，单块输出功率为15千瓦，光束质量达1。5倍衍射极限。2009年3月+诺斯罗普·格鲁曼公司的JHPSSL项目采用该型激光器使组合式固体激光器功率达到105千瓦。固体激光技术的长足发展，对提高激光武器的杀伤效能，机动性、可靠性等都有很重要的意义，它将促使未来的激光武器将向小型化、模块化，通用化方向发展。

　　第二，研究成果转化为武器的速度加快。现在不断有各种激光武器概念和系统雏形出现，它们从构思到雏形出现所耗费的时间越来越短。例如，“复仇者”激光器系统的研发就只用了8个月。这说明美国多年的投入和成果积累已相当丰富，将这些成果转化为实用武器技术的速度明显加快。前期的研究成果虽然不一定转化为实战武器，但有关技术成果却成为后续系统发展的助推器。

　　由于现在激光的技术并不成熟，无法轻易制造出大功率的激光器，而且激光耗能极大，需要复杂庞大的供电机构，使得激光武器不能大量投入使用。

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