前進(jìn)中的激光武器系統(tǒng)

近日，美國(guó)一個(gè)軍事愛(ài)好者網(wǎng)站曝光一名美國(guó)軍迷“偷拍”的美國(guó)海軍軍艦照片，在照片中我們可以清晰看見(jiàn)在“阿列·伯克”級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦DDG-106“斯托克戴爾” （Stockdale）號(hào)的艦尾直升機(jī)平臺(tái)上安裝有一個(gè)激光發(fā)射裝置和輔助設(shè)備。據(jù)外網(wǎng)報(bào)道，這是美國(guó)首次上艦試驗(yàn)防空型激光炮。根據(jù)圖片上的信息，這種激光炮是由美國(guó)雷神（Raytheon）公司研制的“激光武器系統(tǒng)”（LaWS，Laser Weapons System）。

激光武器的優(yōu)劣

我們經(jīng)?？梢栽诜从澄磥?lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的電影中看到威力強(qiáng)大的激光武器，而在目前的技術(shù)條件下，激光武器還沒(méi)有電影中的威力，也有一定的局限性，但它仍然擁有某些超過(guò)現(xiàn)有武器裝備的優(yōu)點(diǎn)。

首先是使用成本低。雖然研發(fā)并制造激光武器需要巨額資金投入，但在武器的使用過(guò)程中的成本卻相當(dāng)?shù)牡?。例如，如果利用艦上的燃料發(fā)電產(chǎn)生的電力來(lái)產(chǎn)生激光，那么每發(fā)射一次激光所需要的電力折算成燃料消耗的話還不到1美元（此觀點(diǎn)引自“Navy Shipboard Lasers for Surface， Air， andMissile Defense: Background and Issues for Congress”，作者為海軍事務(wù)專(zhuān)家Ronald O’Rourke，2012年8月10日發(fā)表），換句話說(shuō)激光武器每次射擊的成本只有約1美元。如果是化學(xué)激光器，發(fā)射一次所需要消耗的化學(xué)物質(zhì)也僅需數(shù)百到數(shù)千美元。相比之下，美國(guó)海軍目前裝備的各種防空導(dǎo)彈成本每枚約十幾萬(wàn)美元到數(shù)百萬(wàn)美元不等，而能攔截彈道導(dǎo)彈的“標(biāo)準(zhǔn)”III導(dǎo)彈更是需要上千萬(wàn)美元一枚。如果目標(biāo)是一些低成本的小型目標(biāo)，例如無(wú)人機(jī)，那么使用導(dǎo)彈去攻擊它們則很不劃算，此時(shí)就可以用激光武器去攔截，以提高攻擊的費(fèi)效比。

其次是發(fā)射次數(shù)多。軍艦所攜帶的導(dǎo)彈數(shù)量有限，遠(yuǎn)程導(dǎo)彈通常數(shù)量在百枚左右，近防導(dǎo)彈的數(shù)量在幾十枚左右，而“密集陣”等近防炮所帶的彈藥也僅能進(jìn)行少量次數(shù)的射擊。這些導(dǎo)彈在較大規(guī)模的戰(zhàn)斗中是顯得有些局促的，而如果采用激光武器，只要軍艦上能提供足夠的電力（取決于燃料的數(shù)量）和足夠的冷卻能力以防武器過(guò)熱，激光武器就可以一次次的進(jìn)行射擊，有觀察家甚至認(rèn)為這時(shí)激光武器可以無(wú)限次射擊，直到軍艦需要補(bǔ)充燃料來(lái)發(fā)電為止。而且激光武器可以調(diào)節(jié)發(fā)射功率，在對(duì)付諸如無(wú)人機(jī)等小型目標(biāo)時(shí)，可以用較小的功率射擊，此時(shí)對(duì)全艦電力的消耗更是微乎其微。

第三是速度快。激光在大氣中以光速傳播，這樣在它到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間可以忽略不計(jì)，這樣可以簡(jiǎn)化火控系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)程序；同時(shí)如果目標(biāo)正在向自己高速飛來(lái)，使用激光武器可以立即攔截，而不用像導(dǎo)彈一樣需要時(shí)間來(lái)到達(dá)目標(biāo)，而即使導(dǎo)彈飛行時(shí)間很短，也是有可能對(duì)戰(zhàn)斗產(chǎn)生不利影響。另外，激光武器對(duì)付機(jī)動(dòng)目標(biāo)的能力也更強(qiáng)，如果目標(biāo)在進(jìn)行劇烈的高速機(jī)動(dòng)，那么導(dǎo)彈和機(jī)炮則有很大的可能打不中目標(biāo)，而激光武器則不存在這些問(wèn)題，不論目標(biāo)在進(jìn)行什么機(jī)動(dòng)，只要沒(méi)有超過(guò)激光發(fā)射器轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，激光束就可以一直穩(wěn)定的擊中目標(biāo)，直至將其擊毀。

第四是可以將打擊范圍精確到點(diǎn)，因此可以降低附帶傷害。激光的光束很集中，發(fā)散直徑通常只有幾厘米左右，這樣就允許它直接打擊某些目標(biāo)的關(guān)鍵部位，而不會(huì)影響或很少影響到目標(biāo)的其他部分或它周?chē)奈矬w，而如果沒(méi)有擊中目標(biāo)，激光束也會(huì)一直飛向天際，而不會(huì)對(duì)其它物體產(chǎn)生殺傷。如果采用機(jī)炮或?qū)椛鋼?，要是炮彈和?dǎo)彈錯(cuò)過(guò)了目標(biāo)，那么炮彈或?qū)棌椘涂赡苈涞降孛娈a(chǎn)生一些不必要的損失。除此之外，如果調(diào)節(jié)激光器的功率，就可以從硬殺傷變成只摧毀或干擾光電傳感器的軟殺傷，從而達(dá)到警告敵對(duì)飛機(jī)或使其失去某些功能的效果。

當(dāng)然，激光武器也不是萬(wàn)能的，激光的本質(zhì)還是光，就需要遵循光的物理特性，因此光線在自然條件下所受到的限制，激光武器也同樣會(huì)遇到。

首先是直線攻擊武器的視距問(wèn)題。激光與電磁波相同，只能按直線傳播，因此無(wú)法射擊地平線以下的目標(biāo)，而且如果目標(biāo)是大浪中的一條小船或低空飛行的目標(biāo)，激光武器也無(wú)法穩(wěn)定的擊中目標(biāo)，因?yàn)槔嘶〞?huì)干擾甚至隔斷光束，而導(dǎo)彈此時(shí)可以采用高拋彈道從目標(biāo)上方發(fā)起攻擊，就可以回避天氣的影響。當(dāng)然，由于前文提到的激光武器的快速性，即使攻擊視距內(nèi)的低空目標(biāo)，也可能會(huì)有足夠的時(shí)間來(lái)?yè)魵?/p>

其次是大氣對(duì)光束的吸收、散射等問(wèn)題。這些問(wèn)題表明，激光武器不是全天候的解決方案。激光大氣中傳播會(huì)受很多影響，特別是水汽、煙霧、鹽粒以及其他空氣污染物等，這些物質(zhì)可以吸收和散射光線，可以大大降低激光武器的精度和威力，尤其是在海上。當(dāng)然，在某些波長(zhǎng)下，水蒸氣對(duì)該波長(zhǎng)的光吸收較少，因此可以使用這些波長(zhǎng)的激光來(lái)防止水蒸氣對(duì)光能量的過(guò)份吸收。另外，激光器在連續(xù)射擊后有可能加熱發(fā)射器周?chē)目諝?，從而?duì)激光產(chǎn)生一個(gè)“散焦”的效果，這樣就分散了激光在遠(yuǎn)距離上能量的集中程度，這種效果稱(chēng)為“熱暈”。一般來(lái)說(shuō)，解決大氣對(duì)光線的影響問(wèn)題，可以先對(duì)目標(biāo)發(fā)送一束定位/測(cè)量激光，就可以根據(jù)這束激光的情況來(lái)確定大氣的折射或散射程度，然后利用大氣吸收率較低的特定波長(zhǎng)的激光來(lái)按定位/測(cè)量激光的目標(biāo)坐標(biāo)發(fā)射，就可以減輕大氣環(huán)境對(duì)激光武器的影響。而至于雨霧等惡劣天氣下，激光武器無(wú)法工作時(shí)，就需要傳統(tǒng)武器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。

第三是目標(biāo)的情況。激光產(chǎn)生殺傷的原理是集中能量對(duì)材料的燒蝕，但如果目標(biāo)處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)（例如某些旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的武器），那么光斑就不是集中在目標(biāo)的同一點(diǎn)上，因?yàn)榍耙凰查g激光燒熱的材料在下一瞬間就旋轉(zhuǎn)到了其他方向，而此時(shí)激光光斑需要“重新”燒蝕材料。另外，如果目標(biāo)表面被涂敷了高反光材料（例如涂敷了激光器內(nèi)部的反光器件的表面材料），這也會(huì)對(duì)光束的攻擊效果產(chǎn)生影響。

現(xiàn)實(shí)中的激光武器

實(shí)際上，在2011年美國(guó)海軍已經(jīng)測(cè)試了諾斯羅普·格魯門(mén)公司研制的MLD輕型艦載激光炮，并成功擊毀一艘小艇。

在更早的2009年，雷神公司就試驗(yàn)過(guò)艦載的固態(tài)激光武器，并在試驗(yàn)中擊落四架無(wú)人機(jī)，而那次試驗(yàn)的激光炮很可能就是這次曝光的艦載激光炮。雷神公司使用紅外攝像機(jī)拍攝了一些視頻資料，并在2010年的范堡羅國(guó)際航空展上公布出來(lái)。從這段簡(jiǎn)短的黑白視頻畫(huà)面上可以看到，一架無(wú)人機(jī)首先在空中掠過(guò)，幾秒鐘之后，它突然變成一團(tuán)火球，隨后墜入海中。在本次試驗(yàn)中，4架無(wú)人機(jī)以480千米/小時(shí)的速度飛行，而位于3.2千米之外的美軍戰(zhàn)艦上的“密集陣”雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)始工作，它將探測(cè)到的無(wú)人機(jī)距離和方位等信息傳輸給激光武器系統(tǒng)，激光器隨即發(fā)射功率32千瓦的激光束，數(shù)秒之內(nèi)就將無(wú)人機(jī)燒毀。

據(jù)雷神公司的聲明，這種激光武器可以使用原來(lái)軍艦上的“密集陣”近防系統(tǒng)的雷達(dá)和觀瞄設(shè)備，只是用激光發(fā)射器取代了原來(lái)的20毫米機(jī)炮。如果條件合適的話，這種激光武器系統(tǒng)(LaWS)的能力超出了傳統(tǒng)的“密集陣”近防系統(tǒng)，而這種激光武器上艦的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是海洋環(huán)境下濕潤(rùn)、充滿(mǎn)鹽份的空氣對(duì)激光傳播的影響，這些條件很不利于激光的遠(yuǎn)距離傳播。

除了海軍武器，美國(guó)空軍和陸軍也計(jì)劃發(fā)展自己的激光防御武器，其中美國(guó)陸軍與以色列聯(lián)合研制了“鸚鵡螺”激光防御系統(tǒng)（THEL），早在21世紀(jì)初就已進(jìn)行過(guò)發(fā)射試驗(yàn)，該系統(tǒng)的研制在2005年中止；而美國(guó)空軍則進(jìn)行機(jī)載激光武器系統(tǒng)（ABL）的試驗(yàn)，目前已由于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題也已經(jīng)被取消了。