車載激光武器的發(fā)展現狀及應用分析

易瑔

摘要：隨著激光技術的日趨成熟，激光武器在光電對抗領域的優(yōu)勢逐漸凸顯，其具有速度快、精度、費效比低等諸多優(yōu)點，不斷顛覆人們對傳統(tǒng)武器的認知。高能激光武器的發(fā)展或將全面改變戰(zhàn)場環(huán)境，改變戰(zhàn)爭形態(tài)。當結合不同戰(zhàn)場環(huán)境時，激光武器將產生不同的作用效果，因此結合陸戰(zhàn)平臺的特有屬性，依據激光武器的發(fā)展現狀，對車載激光武器的發(fā)展態(tài)勢進行研究、分析具有十分重要的意義。

Abstract： With the maturity of laser technology， the advantages of laser weapons in the field of optoelectronic countermeasures are gradually highlighted. They have many advantages such as fast speed， accuracy， low cost and efficiency， which constantly overturn the cognition of traditional weapons. The development of high-energy laser weapons may overturn the battlefield environment and change the form of war. The laser weapons will have different effects after combining with different battlefield environments. Therefore， it is of great significance to study and analyze the development trend of vehicle-mounted laser weapons according to the development status of laser weapons based on the unique properties of land warfare platforms.

關鍵詞：激光武器;車載平臺;研究現狀;發(fā)展態(tài)勢

Key words： laser weapons;vehicle platform;research status;development trend

中圖分類號：TJ95 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0204-02

0 ?引言

激光武器是一種利用高能激光束直接使目標毀傷或失效的定向能武器。隨著軍事技術的發(fā)展以及越來越多靈活機動的新興“低慢小”武器的引入，激光武器快、準、穩(wěn)的諸多優(yōu)點得以展露，逐漸成為武器研究的熱點問題。受到戰(zhàn)場環(huán)境制約，激光光束質量會受大氣影響而衰減，光斑會隨著傳輸距離增大而發(fā)散，從而影響實際打擊效果、限制打擊能力。這直接導致了目前激光武器發(fā)展由中遠距離硬毀傷的戰(zhàn)略打擊向近距離的戰(zhàn)術打擊傾斜。但也正是由于這一轉變，使得車載激光武器成為了發(fā)展的重要方向。相較于?；?、空基平臺而言，陸基車載平臺有著顯著區(qū)別。復雜的陸戰(zhàn)環(huán)境、靈活機動的目標、有限的平臺空間等一系列問題限制著車載激光武器的發(fā)展。因此，車載激光武器的研究需要結合激光武器的發(fā)展歷程和特點，梳理出陸基平臺的特有屬性，才能做出較好的研究分析。

1 ?激光武器

1.1 激光武器的主要任務

激光武器通過發(fā)射強激光能量，破壞敵方光電傳感器或光學系統(tǒng)，使之飽和，以致徹底失效，從而極大地降低敵方武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。強激光能量足夠強時，也可以用來擊毀來襲的導彈、飛機等武器系統(tǒng)。激光武器具有廣泛的軍事應用，包括戰(zhàn)術任務和戰(zhàn)略任務，平臺涉及地面、海面、空中以及空間平臺，對抗的目標類型也多種多樣。在地面平臺，激光武器主要用于炮彈、反火箭彈以及迫擊炮彈，特殊行動和城市行動也可用于銷毀未爆破的彈藥;在海面上，艦載激光武器能防御小型船只和巡航導彈，并且艦船利用激光武器進行自衛(wèi)防御，如反潛望鏡、空中襲擊行動等;在空中平臺，載激光武器可防御彈道導彈、進行空空對抗，在遠距離上可用于反無人機、戰(zhàn)區(qū)導彈和巡航導彈;在太空領域，激光武器可用來反衛(wèi)星，可用于衛(wèi)星成像、光束傳能等[1]。如表1所示。

綜合國外已知的激光武器性狀，發(fā)現隨著激光功率的不同，激光武器的毀傷距離及毀傷類群都在發(fā)生變化。如圖1所示。當激光功率低于1千瓦，用于近距離毀傷傳感器，用于光學致盲;當功率達到數十千瓦，1～2km內對近距離空中無人飛行器毀傷，兼具一定的反火箭炮、迫擊炮能力;當功率達到數百千瓦，對無人機、小型船只具備攻擊能力;而當功率達到兆瓦級別，作用距離超過10km，能夠對超音速反艦導彈、彈道導彈具備威脅[2]。

1.2 激光武器的發(fā)展歷程

激光武器的發(fā)展是伴隨著激光器的漫長發(fā)展而演變的。最早出現的是化學激光武器，將儲存在化學鍵中的能量轉化為近單色相干電磁輻射而放出能量。美國波音公司負責的ATL采用200kW的氧碘化學激光器，作戰(zhàn)距離超過10km，2009年首次執(zhí)行空—地打擊實驗，在6s內摧毀無人車。盡管其輸出功率可達數百千瓦以上，但卻難以彌補其體積龐大、機動困難、發(fā)射次數有限、化學燃料補給困難且使用中需排放有毒氣等弊端，因此搭載平臺難以負擔化學激光器龐大的體積和重量，總體呈現逐步淘汰的發(fā)展趨勢[3]。

隨之而來的固體激光器讓激光武器的發(fā)展迎來了曙光。采用半導體抽運，固體激光器可獲得大功率、高能量、高亮度輸出，具有轉換效率高、小型化和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是當今世界各國戰(zhàn)術激光武器發(fā)展的方向。固體激光器的增益介質主要有棒狀、碟片、板條、光纖等幾種類型。光纖更是最好的增益介質，具有光束質量好、柔軟細長、轉換效率高、口徑小且易于組束等特點，極大地促進了相干合成技術的發(fā)展，已經廣泛應用于激光武器。2015年3月洛·馬公司研發(fā)的新型光纖激光器以30kW的高功率在數秒內成功摧毀1.6km外的小型卡車引擎，預示著激光武器系統(tǒng)的裝載不再遙遠[4]。

2 ?車載激光武器

2.1 車載激光武器的發(fā)展

激光武器的應用十分廣泛。按照搭載平臺不同可分為機載、艦載、車載激光武器。世界各國也爭相發(fā)展多種平臺的激光武器。相比之下，艦載激光武器發(fā)展最為迅速，車載激光武器因受體積、供電、散熱等條件限制，發(fā)展較為緩慢。但因陸戰(zhàn)場在戰(zhàn)爭中的重要地位，車載激光武器的研究一直是不容忽視的重要領域。

隨著固體激光器關鍵技術的不斷突破，單模光纖激光輸出已達10kW，多模光纖激光器輸出已達50kW，有望使車載激光武器的發(fā)展邁出堅實的一步。目前，車載激光武器已經實現了對近程火箭彈的攔截，完成對機動無人機的擊落，以及高能量、高功率的持續(xù)輸出，實現陸戰(zhàn)場的基本訴求。值得一提的是，2014年中國工程物理研究院等單位研發(fā)的“低空衛(wèi)士”系統(tǒng)在演示驗證實驗中成功擊落固定翼、多旋翼、直升機等多種小型航空器30余架次，擊落率為100%。該系統(tǒng)發(fā)射功率近萬瓦，低空有效護衛(wèi)面積為12km2，在5s內精準攔截固定翼（半徑為2km、360°空域）等多種航空器，有快速、準確、無附帶損傷的特點。

2.2 車載激光武器的技術局限

軍事的需求推動著激光武器的發(fā)展，激光武器未來的發(fā)展將會成為改變戰(zhàn)爭形態(tài)的重要力量。但是武器的發(fā)展依賴于技術的創(chuàng)新，車載激光武器的發(fā)展仍然面對許多技術的瓶頸。激光光束質量嚴重依賴環(huán)境。在稠密的大氣層中，激光能量會因大氣影響衰減，發(fā)生抖動、擴散和偏移。相較于海洋和天空而言，陸戰(zhàn)環(huán)境更加惡劣復雜，既受到大雨、大雪等多變的氣候影響，同時也受到戰(zhàn)場煙塵、人造煙霧的影響。因此需要依靠“大氣窗口”，選擇遠距離、低損耗的有效激光波長。激光武器存在有效射程。受激光傳播距離影響，距離越遠，激光光束能量衰減越嚴重，導致照射在目標上的激光功率密度下降。盡管裝甲裝備對有效攻擊距離要求不高，但是距離的增加，足以造成對毀傷能力的限制。車載激光武器對穩(wěn)定跟瞄精度要求較大。一般需要持續(xù)對準特定區(qū)域數秒才能達到毀傷目的;面對旋轉目標無法對某一點進行燒蝕，對于高速飛行目標，效果緩慢，損傷效果有限。激光器的電-光能量轉換效率低。目前理想的光纖激光器的電光轉換效率也不足35%。車載激光武器要想產生1000～2000kW的激光束，需要龐大的能源供應裝置。一方面龐大的體積制約著機動性和實用性的剛性需求;另一方面，即便是先進的美國M1A1坦克馬力也僅為1500馬力，即便全部進行激光器的能源供給，也難以企及如此大的功率需求，因此提高能量轉化效率是推進車載激光武器技術的重中之重[5]。

盡管車載激光武器的發(fā)展存在許多問題，但是其戰(zhàn)略意義仍然不容忽視。要充分利用艦載，機載激光武器發(fā)展優(yōu)勢，結合已有成熟技術，取長補短加快發(fā)展車載平臺。受車載平臺的制約，短期內，光纖激光器將會成為車載激光武器短期內發(fā)展的重要依托，同時更加注重結構的模塊化、體積的小巧化。同時，為達到毀傷的高效率，脈沖或復合固體激光器將成為關鍵技術之一。

3 ?總結

激光武器是激光技術在軍事上最成功的應用，借助于激光束強大的能量去摧毀目標的新概念武器，將使傳統(tǒng)武器產生巨大變革。激光武器代表著未來武器的發(fā)展方向，將徹底改變目前的戰(zhàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)方式，使未來戰(zhàn)爭的形態(tài)發(fā)生翻天覆地的變化。車載激光武器是高能激光武器不可或缺的一部分，它的引入為軍隊提供了新型的戰(zhàn)術武器，從而大大增強軍隊在現代戰(zhàn)爭中的作戰(zhàn)能力。車載激光武器的應用會與現有的動能攔截系統(tǒng)對裝甲裝備形成多層保護體系，全面顛覆裝甲裝備面對導彈、無人機等新型裝備的被動態(tài)勢，引起未來軍事的大革命。

參考文獻：

[1]陳軍燕，楊春才，張夏彬.美軍高能激光武器發(fā)展前景綜述[J].飛航導彈，2016（09）：16-20.

[2]易亨瑜，齊予，黃吉金.艦載激光武器的研制進展[J].激光技術，2015，39（06）：834-839.

[3]何奇毅，宗思光.艦載激光武器發(fā)展進展與思考[J].激光與紅外，2017，47（12）：1455-1460.

[4]李怡勇，王建華，李智.高能激光武器發(fā)展態(tài)勢[J].兵器裝備工程學報，2017，38（06）：1-6.

[5]魏岳江.激光武器在戰(zhàn)爭中的作用[J].生命與災害，2018（10）：22-23.