戰(zhàn)術(shù)激光武器技術(shù)的發(fā)展動向與分析＊

李朝榮 李 永 樂洪宇

（空軍駐錦州地區(qū)軍事代表室 錦州 121000）

1 引言

戰(zhàn)術(shù)激光武器適用于多種作戰(zhàn)任務(wù)，如防空、區(qū)域壓制、空對空和空對地攻擊等。在未來戰(zhàn)場上所面臨的最大危險是各種精確制導(dǎo)武器的攻擊，而精確制導(dǎo)武器50%以上采用光電制導(dǎo)裝置。激光武器可以通過致盲傳感器和使導(dǎo)引頭整流罩炸裂等手段，破壞精確制導(dǎo)武器的導(dǎo)引頭和氣動外形，使其偏離目標(biāo)。還可以提前引爆其戰(zhàn)斗部或燒毀其殼體。激光武器對精確制導(dǎo)武器的攔截是一個連續(xù)多階段過程，包括在遠(yuǎn)距離上致盲導(dǎo)引頭的光電部分，中距離上使導(dǎo)引頭整流罩炸裂，近距離上燒毀其殼體等。本文就激光干擾致盲、激光防空反導(dǎo)、發(fā)展動向、發(fā)展分析等，作進(jìn)一步的研究和探討［1］。

2 激光干擾致盲

這類裝置主要用于干擾和致盲敵方的光電傳感器和敵方官兵的眼睛，還可用于干擾紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的定向紅外干擾系統(tǒng)。例如，美、英、俄等國家的激光干擾致盲技術(shù)已基本經(jīng)成熟［2］。

1）美國在激光干擾與致盲武器的研制方面已經(jīng)有了成熟的技術(shù)，并已具備部署能力。典型的系統(tǒng)有：

·美國陸軍AN／PLQ－5型激光對抗系統(tǒng)（LCMS），該系統(tǒng)是洛克希德·桑德斯公司研制的便攜式多功能激光系統(tǒng)，采用閃光燈泵浦固體激光器，重約19kg，可以安裝在M－16A3步槍或偵察車上。能暫時致盲人眼，探測和干擾光電傳感器。

·美國海軍陸戰(zhàn)隊“軍刀”（Saber）203激光照明器，該裝置由空軍菲利浦實驗室研制，用于照明、致盲和瞄準(zhǔn)目標(biāo)。該裝置采用鎳鎘電池供電，工作波長為670nm，功率400mW，有效照明距離300m，重1.5磅，每枚電池可連續(xù)運(yùn)行30min，100m處的光斑尺寸可在1～10m之間變化。

·美國陸軍手持式激光“致眩器”（Dazer），美陸軍導(dǎo)彈司令部支持，聯(lián)合－信號軍用激光產(chǎn)品公司研制。步兵肩扛式發(fā)射，重9kg。它采用金綠寶石激光器，工作波長為700～815nm，用于探測和干擾敵方火控系統(tǒng)。

·美國三軍定向紅外干擾（DIRCM）系統(tǒng)，目前美國三軍正分別開展以脈沖二氧化碳激光器或固體激光器為紅外干擾源的定向紅外干擾系統(tǒng)研制計劃，準(zhǔn)備裝備在飛機(jī)、艦艇或軍車上，用以干擾敵方紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈。系統(tǒng)包含一個威脅告警接收機(jī)和一臺捕獲跟蹤器，可時及報警并告知來襲導(dǎo)彈方向，然后使激光束瞄準(zhǔn)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾，令其偏離預(yù)定的攻擊方向。目前已有樣機(jī)產(chǎn)品，并進(jìn)行了飛行試驗。

2）英國的“復(fù)仇女神”（Nemsis）定向紅外干擾系統(tǒng)，美國諾思羅普·格魯曼公司為英國國防部研制?？捎糜诟蓴_敵方的近程紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈，提供主動防御。初期裝備系統(tǒng)將采用非相干紅外源，后續(xù)型號改用激光器。英國研發(fā)的激光致眩器（Laser Dazzel Sight）由工業(yè)用激光器或軍用激光測距機(jī)、指示器應(yīng)急改裝而成?？蓪︼w行員的視覺進(jìn)行干擾甚至致盲，有效距離達(dá)5kg。

3）前蘇聯(lián)的激光致盲武器已有多種樣機(jī)，并在飛機(jī)、艦船和坦克等裝甲車輛上進(jìn)行了演示驗證。據(jù)西方國家聲稱，它們的飛行員曾多次遭到蘇聯(lián)驅(qū)逐艦上發(fā)射的激光束照射，1987年美海軍偵察機(jī)副駕駛員視力被干擾10min，同年瑞典SAAB35“龍”式戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員被暫時致盲。

3 激光防空反導(dǎo)

戰(zhàn)術(shù)激光武器以光速輸送強(qiáng)輻射能破壞目標(biāo)，在幾十公里的射程上不必修正目標(biāo)運(yùn)動引起的前置量，轉(zhuǎn)移火力靈活、迅速（小于1s），可多目標(biāo)攻擊，是精制導(dǎo)武器的克星。激光武器的核心部分是激光器，另外還包括目標(biāo)探測、瞄準(zhǔn)和跟蹤系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)，射速光學(xué)控制裝置，伺服能源系統(tǒng)和波前校正裝置等。其殺傷機(jī)理有致盲和致傷兩種。致盲利用激光能量使光敏元件失靈，所需能量較低，燒毀硫化鉛的能量密度為5.4×10－3J／cm2；致傷利用很高的激光能量燒毀目標(biāo)，燒穿彈道導(dǎo)彈殼體至少需要10000～20000J／cm2。

例如，美國和以色列合作研制的車載鸚鵡螺戰(zhàn)術(shù)高能激光武器，用以攔截火箭彈、遠(yuǎn)程防御系統(tǒng)漏網(wǎng)的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈、無人機(jī)、固定翼飛機(jī)和直升機(jī)等多種目標(biāo)。它使用兆瓦級氟化氘中紅外先進(jìn)化學(xué)激光器，對32km外發(fā)射的導(dǎo)彈，激光器可在20km或更遠(yuǎn)處使導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭失靈。如果是火箭彈則可在5km以遠(yuǎn)處將其擊毀。鸚鵡螺激光武器系統(tǒng)裝在布雷德利戰(zhàn)車或重型越野車上，裝填一次燃料可進(jìn)行50次射擊，小型化后還可上艦或直升機(jī)。該系統(tǒng)可與美國的戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)防系統(tǒng)（THAAD）、PAC－3愛國者和中程擴(kuò)展防空系統(tǒng)等導(dǎo)彈防御系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)。

4 發(fā)展動向

1）波音公司為美軍激光武器項目開發(fā)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。美國波音公司網(wǎng)站2011年11月15日報道：波音公司11月中旬從美國國防部高能激光器聯(lián)合技術(shù)辦公室（HEL－JTO）獲得了一份為期15個月的后續(xù)合同，將繼續(xù)開發(fā)高功率自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)并應(yīng)用于高能戰(zhàn)術(shù)激光系統(tǒng)，合同金額未透露［3］。

傳統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)最初用于天文望遠(yuǎn)鏡，風(fēng)或大氣湍流會干擾恒星及其他天體發(fā)出的光波波前，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)可對這些擾動進(jìn)行修正。與此類似，高功率自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)⒋髿鈹_動對激光束的影響減至最低，從而提高照射到目標(biāo)上的激光能量。據(jù)波音公司官員介紹，這種自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)具有體積小、重量輕的特點，能夠延長戰(zhàn)術(shù)激光武器的射程，提高輸出功率。

近日，波音公司與合作伙伴科學(xué)應(yīng)用國際公司（SAIC）完成了系統(tǒng)開發(fā)的第一階段，在實驗室環(huán)境下完成了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計、制造和試驗。根據(jù)新合同，該團(tuán)隊將把自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)集成到美國陸軍的高能激光技術(shù)演示器（HEL TD）中進(jìn)行試驗。為了適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)環(huán)境，這種高功率自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)將采用先進(jìn)的超高速處理和傳感器技術(shù)。系統(tǒng)使用一種信標(biāo)照射器和可變形反射鏡來實現(xiàn)所需的高速大氣補(bǔ)償和高能激光性能。

2）萊茵金屬公司試驗激光武器系統(tǒng)。法國《航宇防務(wù)》2011年11月22日報道：萊茵金屬公司近日在瑞士試驗場演示了將激光武器與先進(jìn)防空系統(tǒng)結(jié)合的作戰(zhàn)能力，試驗中，高能激光武器成功擊落了無人機(jī)［4］。

在澳克森布登試驗場公布的激光發(fā)射視頻中，國際客戶可以看到兩個具有不同性能參數(shù)的激光武器演示器。其中，10千瓦激光武器集成到了由厄利空公司的“空中衛(wèi)士”3火控組件和“空中盾牌”火炮炮塔組成的防空系統(tǒng)中。這種激光武器采用模塊化設(shè)計，激光能量可調(diào)節(jié)，由兩個5kW激光武器組件組成，可用于C－RAM，對抗來襲火箭彈、炮彈和迫擊炮彈的威脅，還可用于防空，對抗無人機(jī)等目標(biāo)。1kW激光武器安裝在了TM 170型車輛上。在試驗中，1kW激光武器演示器成功擊沉了一艘移動橡皮艇（模擬敵快艇），并證實了從安全距離外有效摧毀簡易爆炸裝置、壓制未爆炸武器的能力。

3）英國測試新型防暴激光致眩器。Gizmag網(wǎng)站2012年1月6日綜合報道：2011年夏季英國各地發(fā)生暴亂，導(dǎo)致多個地區(qū)淪為廢墟。暴動發(fā)生時，常規(guī)的防暴手段對數(shù)量占絕對優(yōu)勢的人群來說基本無效。鑒于此，各國警方開始尋求一種新的群體控制手段，如改變戰(zhàn)術(shù)并使用一種新的非致命武器，以替代當(dāng)前使用的“泰瑟”槍和催淚瓦斯［5］。

英國光電安防系統(tǒng)公司（Photonic Security Systems）開發(fā)出了SMU 100激光致眩器，這種新型防暴裝置能夠使暴徒暫時失明而無法繼續(xù)作惡。SMU 100最初的用途是打擊索馬里海盜（BAE也開發(fā)出了類似系統(tǒng)），而英國暴亂發(fā)生后，項目開始將群體控制作為主攻方向。這種肩扛式激光致眩器可發(fā)射閃爍式激光束，光束截面直徑為3m，可使500m以外的目標(biāo)暫時失明，作用距離遠(yuǎn)大于催淚瓦斯和“泰瑟”槍。在致眩器的照射下，人眼會產(chǎn)生類似于直視太陽后突然轉(zhuǎn)向別處的強(qiáng)烈視覺效果，因而無法繼續(xù)攻擊性的行為。

目前，某國警方正在對SMU 100進(jìn)行野外試驗，以驗證這種激光致眩器能否在野外有效工作，以及致眩過程是否會對人體產(chǎn)生其他影響。如能通過英國內(nèi)政部的健康檢查，SMU 100將開始面向各國警方銷售，其單價約為39000美元。

4）諾斯羅普·格魯曼公司向美軍交付第2.5萬套光電激光系統(tǒng)。諾斯羅普·格魯曼公司網(wǎng)站2012年1月30日報道：諾斯羅普·格魯曼公司近日交付了第2.5萬套光電激光系統(tǒng)，以支持美國士兵作戰(zhàn)使用。該公司自“伊拉克自由行動”開始向美軍交付這類系統(tǒng)［6］。

光電激光系統(tǒng)可使士兵在安全距離監(jiān)視、識別和應(yīng)對目標(biāo)，有助于減少附帶損傷。美軍目前部署的這類系統(tǒng)包括輕型激光指示測距機(jī)和Mark VII、Mark VIIE激光目標(biāo)定位器等便攜式系統(tǒng)，M1“艾布拉姆斯”人眼安全激光測距機(jī)和用于“斯特萊克”裝甲車的瞄準(zhǔn)一體化測距機(jī)等車載系統(tǒng)，以及用于“阿帕奇”直升機(jī)的目標(biāo)捕獲指示裝置等機(jī)載系統(tǒng)。

5）美軍推出最新強(qiáng)電磁波束非致命武器。美國《防務(wù)新聞》2012年3月11日報道：美軍日前公布了一種最新的非致命武器——一種看不到，聽不到，聞不到的強(qiáng)電磁波束。該波束叫做“主動拒絕系統(tǒng)”，是一種最安全的非致命武器。當(dāng)人被它擊中時，會產(chǎn)生難以承受的，突然的灼熱感，因此會本能地立即逃離。其射頻為95kMHz，穿透深度每英寸僅為0.4mm，射程可達(dá)1000m（0.6英里）。其開發(fā)過程已超過15年，曾于2010年部署在阿富汗，但從來沒有在現(xiàn)場使用過。這種非致命武器可用于驅(qū)散暴徒、安全檢查、封鎖區(qū)域、基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)等各種各樣的場合［7］。

6）諾斯羅普·格魯門公司展示針對反艦巡航導(dǎo)彈的軍用固態(tài)激光器。諾斯羅普·格魯曼公司網(wǎng)站2012年5月2日報道：諾斯羅普·格魯曼公司近日展示了其首個下一代高能固態(tài)FIRESTRIKE激光器產(chǎn)品，以滿足尺寸和重量以及堅固耐用的需求。測試表明，這種激光可以使反艦巡航靶彈的外殼和關(guān)鍵部件燃燒［8］。

該激光稱為伽瑪（Gamma），使用“板”式架構(gòu)，類似諾斯羅普·格魯門公司以前的高功率激光器。其功率為13.3萬千瓦，連續(xù)發(fā)射時間超過1.5小時，性能穩(wěn)定，光束質(zhì)量超過了設(shè)計目標(biāo)，完成了初步試驗。

伽馬的性能相當(dāng)于或超過了以往板式激光器，但真正的進(jìn)步是在軍用平臺應(yīng)用中的包裝和固化。這里的“板式激光器”指具有增益介質(zhì)，或有原子光源的高功率固態(tài)激光器，板的大小約為一個顯微鏡載片。

伽瑪?shù)脑O(shè)計目標(biāo)之一是減少FIRESTRIKE激光器的體積和重量。成品激光器的重量減少到227kg（500磅），體積收縮到0.58m×1m×0.3m，大小約為兩個微波爐。

伽馬激光器減少了內(nèi)部光學(xué)元件的數(shù)量，同時，新的安裝技術(shù)消除了振動敏感性。伽瑪激光器的關(guān)鍵部件已經(jīng)過了振動、沖擊和熱測試，達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。

伽瑪可與其他構(gòu)件結(jié)合，形成更大功率的激光系統(tǒng)，如諾斯羅普·格魯門公司的105千瓦聯(lián)合高功率固體激光器。這種特點意味著它們可以保持良好的光束質(zhì)量，或?qū)⒛芰考性谶h(yuǎn)距離上。伽瑪激光器測試的光束質(zhì)量指標(biāo)為1.4，超過了1.5的設(shè)計目標(biāo)。諾斯羅普·格魯曼公司還在繼續(xù)努力改進(jìn)，因為完美的光束質(zhì)量為1。由于光束質(zhì)量好，13.3kW伽瑪激光器的亮度也高于設(shè)計目標(biāo)，這意味著它可以遠(yuǎn)距離集中更多的能量。

殺傷力測試用了一個短距離伽瑪鏈，以此來模擬一艘海軍艦艇上幾個鏈的激光武器能量能達(dá)到幾英里，結(jié)果證實激光產(chǎn)生的能量達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。反艦巡航靶彈的測試組件包括BQM－74靶彈的外殼、和其他代表關(guān)鍵內(nèi)部元件的部件。

諾斯羅普·格魯門公司2008年宣稱，以FIRESTRIKE激光器為骨干的近距激光武器系統(tǒng)結(jié)合了先進(jìn)的光電和／或紅外傳感器，可用于主動防御，進(jìn)攻性精確打擊和增強(qiáng)態(tài)勢感知能力等軍事用途。

7）MBDA公司高能激光武器輸出功率達(dá)到40kW。法國《航宇防務(wù)》2012年9月13日報道：近日，MBDA德國分公司對一種高能激光武器演示樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)射試驗，其輸出功率達(dá)到了40kW，創(chuàng)造了光纖激光器光束合成功率的世界記錄［9］。

在試驗中，MBDA公司使用這種高能激光武器跟蹤目標(biāo)并進(jìn)行了發(fā)射，演示了系統(tǒng)在幾秒鐘內(nèi)燒穿迫擊炮彈外殼的能力，并在幾秒鐘內(nèi)使用40kW光束燒穿了40mm厚的鋼板。在前幾次試驗中已經(jīng)演示過的目標(biāo)跟蹤能力也在本次試驗中成功進(jìn)行了重現(xiàn)。試驗證明，MBDA公司的高能激光武器演示樣機(jī)可將多個光纖激光器的輸出光束精確、低損耗地合成在一起，且合成光束具有較高的光束質(zhì)量，能夠快速、可靠地摧毀目標(biāo)。

據(jù)MBDA公司介紹，高能激光武器能夠精確命中遠(yuǎn)距離目標(biāo)，具有使用成本低、附帶毀傷小的特點，能夠在作戰(zhàn)任務(wù)過程中應(yīng)對傳統(tǒng)和非對稱威脅，為部隊提供防護(hù)。該公司自2008年起開始對這種激光武器進(jìn)行試驗。2011年，系統(tǒng)在確保高光束質(zhì)量的前提下實現(xiàn)了10kW的輸出功率。2012年9月和10月間，MBDA公司將繼續(xù)對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步測試，并首次完成高能激光武器從探測空中目標(biāo)到將其摧毀的整個作戰(zhàn)流程，試驗地點是WTD 52靶場。

5 發(fā)展分析

戰(zhàn)術(shù)激光武器技術(shù)的發(fā)展趨勢：新型高能激光器、通用化激光器、繼續(xù)研發(fā)自由電子激光器［10］。

1）新型高能激光器。新型高能激光器主要有固體（熱容）激光器、電化學(xué)氧碘激光器以及光纖激光器等。

·固體熱容激光器主要采用具有一定熱容量的固體激光介質(zhì)，使激射時間和冷卻時間分開，緩解了熱管理問題。閃光燈抽運(yùn)的固體熱容激光器功率已達(dá)萬瓦以上，二極管抽運(yùn)固體熱容激光器也能夠在1s內(nèi)產(chǎn)生30kW的平均功率。

·電化學(xué)氧碘激光器主要通過電化學(xué)過程解決了普通氧碘化學(xué)激光器的燃料重復(fù)使用問題，使其體積和重量大大降低。例如，美空軍研制用于戰(zhàn)術(shù)機(jī)載防空的電化學(xué)氧碘激光器。

·高功率光纖激光器是一種以高功率多模二極管為抽運(yùn)源、以雙包層光纖結(jié)構(gòu)為激光增益介質(zhì)的激光器。英國已研制出高光束質(zhì)量的千瓦級光纖激光器，美國軍方認(rèn)為這種光纖激光器具備裝備戰(zhàn)斗機(jī)的潛力。

隨著二極管抽運(yùn)固體激光器實現(xiàn)高平均功率輸出，發(fā)展高效率的二極管激光器成為節(jié)能的重要手段之一。例如，美國研發(fā)的超高效率二極管源SHEDS計劃，可是二極管激光器的電光效率由50%提高到80%。

2）通用化激光器。隨著緊湊型化學(xué)激光器技術(shù)和新型節(jié)能高能激光技術(shù)的發(fā)展，可實現(xiàn)激光武器系統(tǒng)的緊湊化和多種戰(zhàn)術(shù)平臺的通用化。例如，美國研發(fā)的高光束質(zhì)量的150kW輕量激光器，其質(zhì)量功率比小于5kg／kW。美國國防部將高功率固體激光器和半導(dǎo)體激光器作為今后戰(zhàn)術(shù)高能激光武器發(fā)展的重點，并同時向小型運(yùn)輸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)、艦船以及地面車輛等平臺上推廣，使其成為三軍通用裝備。

3）繼續(xù)研發(fā)自由電子激光器。自由電子激光器從原理上與傳統(tǒng)激光器有很大不同，它是利用電子束與電磁波通過抽運(yùn)電磁場的相互作用，經(jīng)受激發(fā)射放大短波長輻射。自由電子激光器的寬范圍選擇波長的能力是固體激光器或化學(xué)激光器難以達(dá)到的。它不僅在軍事上成為公認(rèn)的海上高能激光武器系統(tǒng)的最合理候選激光器，而且在其他方面如工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

6 結(jié)語

隨著新型高能激光器、通用化激光器、自由電子激光器的不斷研制和開發(fā)，其技術(shù)越來越成熟，戰(zhàn)術(shù)激光武器（小型的固體激光器）可廣泛用于艦載、車載、機(jī)載等，對來襲目標(biāo)實施有效的光電干擾和致盲，使其偏離；而大型化學(xué)激光武器（自由電子激光器）可艦載、機(jī)載（大型飛機(jī)），發(fā)射強(qiáng)光，可直接摧毀來襲目標(biāo)，能更有效地防空反導(dǎo)，保護(hù)自身目標(biāo)的安全［11］。

［1］任國光.高能激光武器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2008（09）：62－69.

［2］任國光，黃裕年.機(jī)載激光武器的發(fā)展現(xiàn)狀與未來［J］.激光與紅外，2005（05）：309－314.

［3］波音公司為美軍激光武器項目開發(fā)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)［J］.每日防務(wù)快訊，2011，11（21）.

［4］萊茵金屬公司試驗激光武器系統(tǒng)［J］.每日防務(wù)快訊，2011，11（25）.

［5］英國測試新型防暴激光致眩器［J］.每日防務(wù)快訊，2012，01（11）.

［6］諾斯羅普·格魯曼公司向美軍交付第2.5萬套光電激光系統(tǒng)［J］.每日防務(wù)快訊，2012，02（01）.

［7］美軍推出最新強(qiáng)電磁波束非致命武器［J］.每日防務(wù)快訊，2012，03（14）.

［8］諾斯羅普·格魯門公司展示針對反艦巡航導(dǎo)彈的軍用固態(tài)激光器［J］.每日防務(wù)快訊，2012，05（08）.

［9］MBDA公司高能激光武器輸出功率達(dá)到40kW［J］.每日防務(wù)快訊，2012，09（19）.

［10］劉志春，蘇震，袁文，等.激光反導(dǎo)武器的最新動向與分析［J］.激光與紅外，2009（09）：914－917.

［11］宋亞萍，劉莉萍.激光反導(dǎo)與導(dǎo)彈反激光措施綜述［J］.激光與紅外，2008（10）：967－970.