美軍高能激光武器：短期難以跳出研制“螺旋”

　　據(jù)外媒近日報道，美國海軍在今年2月的一次試驗中，首次使用激光擊毀了一枚巡航導彈，稱其是“定向能技術武器化過程的開創(chuàng)性成就”。舊聞新報，頗有些“按捺不住”的意味。

　　有專家認為，作為最早著手研發(fā)激光武器的國家之一，長期以來，美國一直未能讓圖紙中的設想變?yōu)槭种性谖盏默F(xiàn)役武器，而面對自身軍事技術優(yōu)勢有所“縮水”的現(xiàn)實，美國人似乎急于在激光武器領域有所建樹。

　　那么，美軍在激光武器研究方面究竟有何打算?具體進展如何?試驗中的高能激光武器距離列裝還有多遠?請看解讀——

　　美軍高能激光武器

　　短期難以跳出研制“螺旋”

　　■楊王詩劍　　

　　俄“佩列斯韋特”激光武器平臺電腦效果圖。

　　緊鑼密鼓推進，急于成型

　　激光武器是一種用激光束攻擊目標的定向能武器。從20世紀60年代末70年代初起，美軍就開始研發(fā)激光武器，大致經(jīng)歷了兩個發(fā)展階段。

　　第一階段是實現(xiàn)“軟殺傷”。即利用激光束干擾目標視場，類似于通過“強光晃眼”的辦法使對方失能退出戰(zhàn)斗。這類武器對激光束的功率要求不高，一般只有幾十到幾百瓦，技術難度較低，不少國家在這方面已有研發(fā)成果，且部分已在戰(zhàn)場上使用。主要分為兩類：一類是用于照射敵方戰(zhàn)斗人員的眼睛，使其暫時失明，例如美軍曾經(jīng)研制的“激光步槍”;另一類是安裝在各類作戰(zhàn)平臺上，用來干擾對手武器裝備的光電設備，使其失去觀瞄、制導等功能，比如英阿馬島戰(zhàn)爭中，英國皇家海軍裝備的“激光眩暈器”就是這類裝備?？紤]到可能造成誤傷，美軍已經(jīng)禁用了第一類裝備。

　　第二階段是追求“硬殺傷”。旨在通過高功率激光照射產(chǎn)生熱能直接毀傷目標，通常被稱作高能激光武器，這也是美軍研發(fā)激光武器的初衷和一直以來追求的目標，已被納入所謂的第三次“抵消戰(zhàn)略”重點關注領域。按照美國國防部的定義，高能激光武器的平均輸出功率要大于等于20千瓦或每個脈沖能量大于等于30千焦。近年來，美軍在推動這類激光武器研制上進度明顯加快。

　　一是收縮“戰(zhàn)線”。一改此前“攤大餅”似的發(fā)展模式，聚力推進功率在10千瓦至150千瓦間的激光武器實用化，突出陸?；鶓?zhàn)術激光防御建設，將此前分散在各軍種和國防部的項目整合成5個大項，連續(xù)兩個財年暫停給技術難度大、短期難見效的激光反導武器研究項目撥款。

　　二是持續(xù)增資。從2016財年開始，美國防預算持續(xù)增加對定向能技術研究的投入，經(jīng)費配置明顯向“先期部件研制與樣機開發(fā)”層級以上的科研活動傾斜。2017至2019財年期間，美國用于定向能武器研制的支出提高了一倍以上。特別是2018年新的美國國防戰(zhàn)略報告頒布后，美陸海軍定向能武器預算年均分別上升了23%和28%左右。

　　三是加緊驗證。近3年，美軍激光武器實驗驗證活動頻次顯著增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅2020年至2021年兩年間，就進行了近10次試驗，包括擊毀無人機、無人船、導彈等目標的作戰(zhàn)試驗，以便為未來量產(chǎn)和實戰(zhàn)部署積累數(shù)據(jù)?！　?/p>

　　“佩列斯韋特”激光武器(局部)。

　　彎路之后“改道”，源于焦慮

　　在高能激光源發(fā)生裝置的技術路徑選擇上，美軍起初考慮的是通過化學反應來產(chǎn)生激光。最顯著的成果就是美國陸軍與以色列合作研制的戰(zhàn)術高能激光武器。它采用氟化氘激光器，可有效攔截20千米以外的導彈或5千米以外的火箭彈。

　　不過，隨著對激光功率要求的提升，化學激光器存在的體積難以控制、維護性較差、打擊持續(xù)性不足等先天缺陷漸漸暴露出來。美國空軍曾在氧碘激光器基礎上啟動了“戰(zhàn)術高能激光戰(zhàn)斗機”項目，旨在給戰(zhàn)機配備用于近程防御的激光武器。經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)，如果要實現(xiàn)100千瓦的功率輸出，氧碘激光器將重達80噸，只有大型運輸機才能裝載，且空中最多“開火”24次就要返回地面補能，發(fā)展空間非常有限。陸海軍基于化學激光器的高能激光武器項目也遇到類似問題。于是，美國不得不放棄了研究已久的化學激光器技術。

　　走彎路當然令人沮喪，但伴隨這個過程，收獲也客觀存在，比如其在波束控制、抗干擾傳輸?shù)确矫娣e累了不少經(jīng)驗。這些經(jīng)驗后來被應用到“改弦易轍”后的新項目——基于固體激光器和自由電子激光器的高能激光武器開發(fā)中。但是，也正因為轉(zhuǎn)換方向不久，美軍要想快速推動新的激光技術向武器轉(zhuǎn)化并不容易，因為太多的技術突破需要用足夠的時間來換取。

　　8年前，當所謂的第三次“抵消戰(zhàn)略”被雄心勃勃地推出時，美軍肯定不會想到，當年瞄準的“顛覆性技術”群，至今未有一項真正起到顛覆性作用。相反，其他國家在部分前沿技術領域已有“反超”之勢。2018年3月，“佩列斯韋特”激光武器交付俄軍。同年12月，“佩列斯韋特”開始擔負試驗戰(zhàn)斗值班任務。2019年，俄國防部長宣稱，“佩列斯韋特”激光武器已在戰(zhàn)略火箭兵5個導彈師擔負值班。據(jù)稱，“佩列斯韋特”能發(fā)射高功率的激光束，射程很遠。

　　在高超聲速技術方面，作為先行者的美國也“起了個大早、趕了個晚集”。俄羅斯目前已部署多款高超聲速武器且已投入實戰(zhàn)，美國最有希望量產(chǎn)部署的空軍AGM-183A高超聲速導彈卻接連在基礎實驗中失敗，陸軍遠程高超聲速武器剛剛進入試驗部署，距離實戰(zhàn)部署仍需時日。不難看出，美國寄希望于激光武器快速成型以“變道超車”，但又不得不受制于技術發(fā)展的客觀規(guī)律忍受“變道‘堵’車”，急躁心態(tài)可想而知?！　?/p>

　　“佩列斯韋特”激光武器(局部)。

　　存在諸多“死結”，尚待求解

　　從武器研發(fā)的規(guī)律來看，在未知領域摸索前進時“試錯”“徘徊”不可避免，但更讓美軍焦慮的或許是，半個多世紀來，仍有一些激光武器研發(fā)的關鍵問題時至今日仍然近乎“無解”。

　　首先，實戰(zhàn)環(huán)境對激光效能的影響較大。激光由處于激發(fā)狀態(tài)的原子(或質(zhì)子、離子)受輻射產(chǎn)生，其形成和傳播過程對外界環(huán)境要求較高?？諝庵械幕覊m、雨霧等，都可能對光介質(zhì)產(chǎn)生折射、吸收、散射和擊穿效應，從而使激光出現(xiàn)路徑彎曲、功率衰減、光強起伏、光束擴展和畸變等問題。實戰(zhàn)環(huán)境中的傳播條件無疑比自然條件還要惡劣，并且高機動帶來的強震動對激光源生成的穩(wěn)定性也是一大考驗。這些問題都植根于激光武器的“基因”中，難以根除。

　　第二，激光器對可維護性要求較高。鑒于激光武器對環(huán)境因素天生“敏感”，可以肯定的是，作戰(zhàn)中必定會出現(xiàn)大量故障或損壞的現(xiàn)象，這就對激光器的可維護性提出了更高要求。然而，激光器本身就是一種精密儀器，組裝維修需要滿足一定條件。比如，更換光纖固體激光器的光纖模塊要求在潔凈空間進行;現(xiàn)場維修的激光器必須能夠快速調(diào)試校準，以便盡力壓縮作戰(zhàn)輸出間隙等等。這些在戰(zhàn)時恐怕難以完全做到。

　　第三，能量需求較大。高能固體激光器需要耐用高效的電能支持。按照美軍的計算，有效攔截一架戰(zhàn)機或巡航導彈，激光器的功率至少要達到300千瓦，發(fā)射一次的電量相當于20至30戶家庭的日用電量。更高功率帶來的是更大的發(fā)電裝置，美陸軍計劃發(fā)展的300千瓦激光武器將安裝到奧茲卡什10輪卡車上，如果功率再高，恐怕很難在現(xiàn)役裝備中找到機動載具。因此，高能激光武器小型化仍然是要解決的難題。

　　諸多很難解開而又必須解開的“死結”，決定了美軍高能激光武器裝備一時仍難跳出研制的“螺旋”，必將經(jīng)歷更多的起起落落?！　?/p>

　　美軍正在研制的激光武器(局部)。資料圖片

　　未來實戰(zhàn)效果如何，有待時間驗證

　　困難客觀存在，激光武器展現(xiàn)出的良好軍事應用前景卻毋庸置疑。這也是各軍事強國競相致力于此的原因。

　　與傳統(tǒng)武器相比，激光武器反應更快，幾乎是瞄準即命中;不易受電子干擾，能較好地適應復雜電磁環(huán)境;隱蔽性更強，不易被發(fā)現(xiàn);作戰(zhàn)持續(xù)性好，如果能量供應充沛，幾乎擁有“無限”彈藥;效費比高，一次打擊的成本只有導彈的幾十萬甚至百萬分之一，等等。

　　也許正是因為各軍事強國都在競相研發(fā)，美軍才顯得愈加焦急。

　　未來，“防御”依然是美軍高能激光武器發(fā)展的關鍵詞。從近期來看，美軍將著眼于盡快實現(xiàn)功率100至300千瓦的激光器武器化，爾后通過大型裝甲車輛或艦艇搭載進行部署，為野戰(zhàn)防空和海上近程防御提供輔助。從中遠期看，在有效控制激光器及附屬設備體積重量的基礎上，其將謀求把輸出功率提升至兆瓦級，同時為主戰(zhàn)平臺“普及”激光器，革新近防武器作戰(zhàn)模式。此外，反導一直是美國研發(fā)激光武器的重要訴求之一。其更大的目標是使搭載在空中平臺上的激光武器，對處于助推段的彈道導彈實施照射摧毀成為現(xiàn)實。按照美國最初的設想，激光武器最終將完全取代傳統(tǒng)火炮和導彈，并且可在近地軌道部署，實現(xiàn)對大氣層內(nèi)外目標的打擊。不過，當下斷言激光武器的這些實戰(zhàn)效果，為時尚早。

　　況且，當激光武器不斷成熟的同時，反激光武器也在萌芽之中。矛與盾的較量會一直延續(xù)下去，激光武器在眾多因素的作用下，未來實戰(zhàn)效果究竟幾何，尚有待時間去驗證。

　　供圖：陽 明