美國海軍激光武器的實戰化歷程

耿瑞陽

根據美國有線電視新聞臺的報道，2017年7月18日，美國海軍的新型激光武器在龐塞號兩棲運輸船上進行測試，并擊中了一架無人機。越來越多的信息表明，科幻小說和電影中的激光武器正在突破次元壁，走向現實的戰場。作為定向能武器 的一種（與Raygun不同，Raygun的用途多見于科幻小說的虛構描述中），激光武器是通過發射高度集中的能量對敵方的作戰人員、武器系統造成傷害，擁有近似光速的殺傷和接近“無限”的彈藥容量。其中，100千瓦級以上的激光武器可以打擊無人機、火箭、火炮、迫擊炮等目標，兆瓦級具備打擊反艦導彈、彈道導彈的能力。目前的局限性體現在：精度和射程受氣候和環境的影響大，平臺兼容性差，現有功率不足以實現較大的殺傷效果，以及直線攻擊導致打擊范圍有限等。

在未來“齊射對抗”的戰場環境下，美國海軍對武器精確性和數量規模的需求大大增加。通過多次試驗和測試，美軍認為激光武器將在防空反導作戰中發揮重大的作用，它的發展和應用可能會對未來戰場產生顛覆性的效果。有一種觀點認為，這些硬殺傷激光武器未來可能會取代現有火炮和常規導彈。目前，美國海軍的艦載高功率激光武器還處于研發和測試階段。

過去美軍發展激光武器的艱難嘗試

20世紀80年代以來，美軍對激光武器的發展歷程十分曲折。雖然以定向能武器用作導彈防御的理念已經持續到現在，但是激光器技術的發展一直不成熟。以化學激光器和自由電子激光器為基礎的武器項目中，有很多都被擱置或取消。

化學激光器，如ABL系統使用的化學氧碘激光器，可以達到兆瓦級功率，單純的殺傷效果達到了預期水平，適用戰區和戰略級武器。

20世紀70年代，美國海軍開展“海石”激光發展計劃，包括“中紅外先進化學激光器”項目與光束定向器（SLBD）項目的組合。80年代末，“海石”計劃的MIRAcL/SLBD高能激光武器在白沙場的試驗中，摧毀了一枚以2.2馬赫飛行的旺達爾人導彈。1994年，該計劃被取消，原因是大量化學燃料產生有毒廢氣，不適宜在艦艇上裝載。

始于1997年的機載激光器項目曾在測試中多次成功攔截彈道導彈，卻因為技術復雜，研發成本過高，實際可用性低，在2011年終止。該項目花費超過50億美元，系統設備重量達到80噸，嚴重超出本來的設計，需要大型運輸機作為搭載平臺，實戰化前景渺茫。2013年，DARPA重啟了機載激光武器的“持久”項目，作為ABL項目的延續，發展吊艙式激光武器。除此之外，美國和以色列聯合研究的戰術高能激光器也在2005年停止，相關技術成果投入了空中衛士陸基激光防御系統。

雖然化學激光器技術發展最為成熟，在功率上可以滿足預期，但是設備超重，價格昂貴、預算長期超支，毒性強、安全性差，作戰時間短等問題得不到解決，使其難以集成在海上和空中平臺。于是，美國海軍逐步轉向發展體積更輕，使用更安全的電激光器，主要包括固體激光器和自由電子激光器等。

冷戰結束后，隨著美國海軍的作戰重點由遠洋轉移到沿海地區，定向能武器的技術研發重點也轉向更適合沿海作戰的自由電子激光器。1995年，美國海軍啟動了自由電子激光器的研發工作，希望在2009年開發出100kW的系統。事實上，自由電子激光器的功率提升到14.7kW以后就長期沒有突破，與1兆瓦的目標相距甚遠。2012年，自由電子激光器項目因為投資過大、應用風險太高被取消投資。同年，《國防授權法案》要求美國海軍發展激光武器應重視系統的可承受性。

雖然，以上項目沒有完成向實戰化和裝備化的過渡，但是客觀上推動了激光器技術、能源制備和光束控制等領域的進展，為激光武器的新探索夯實了基礎。

當前美國海軍比較成熟的激光武器系統

21世紀初，美國軍方將高能激光武器的重點從化學激光器轉向電激光器，特別是高能固態激光器。它的光束質量好，效率較高，冷卻性更好，結構簡單，在復雜環境中的穩定性和堅固性都有保證，可能會實現100kW軍用基準輸出功率。目前，最受關注的就是艦載激光近程武器系統。

艦載激光近程防御武器系統（LaWS）使用的是33千瓦級的固態光纖激光器，該系統在2010年完成首次測試。2012年，系統樣機在阿利？伯克型導彈驅逐艦上成功地擊落3架無人機。2014年，該系統在龐塞號兩棲船塢運輸艦上完成部署。該武器系統造價約為4000萬美元，但每次發射成本僅為59美分，現在已經具備有效打擊小型海上目標的能力，如小型無人機和小型水面艇。目前，雖然尚未經過實戰的檢驗，美國海軍依然認為LaWS的可靠性、兼容性已經得到了驗證，效果超出預期，對于該系統的應用前景普遍持積極態度。

美國海軍與諾斯羅普·格魯曼共同開發的海上激光器演示系統（MLD），基于固體板條激光器，合成產生105千瓦的激光光束。2011年4月，MLD系統在退役驅逐艦上完成演示試驗，首次從海上移動平臺發射激光束，克服了大氣傳輸、海浪、武器平臺和目標平臺之間的運動等障礙，摧毀了1.6千米外的無人充氣摩托艇。

此外，美國海軍把戰術激光系統與MK382型艦炮相融合，生成了戰術激光武器系統，主要由BAE公司承包。2011年的測試論證了該系統在戰術范圍內探測、跟蹤、分類和應對威脅艇的自衛能力。

不過，激光武器在海空戰場的實戰化還存在如下問題。

發射功率不大，效率較低。艦載激光武器的普遍應用建立在全電艦艇時代快速來臨的基礎上。如今美國海軍尚未找出將激光武器整合入艦上供電系統與戰斗系統的最佳方式，而激光的能量效率僅為30%。現有的殺傷程度只能打擊小型目標。

系統小型化困難。在現有技術條件下，激光武器對大量的電源和有效的冷卻系統的需求，會導致配套設備會越來越笨重和龐大，難以實現在海空平臺的兼容性，尤其在空基平臺，激光武器的列裝更需要大推力發動機。

易受海空戰場復雜環境影響。激光在高鹽分、濕氣環境下的可靠度、光束效率與品質、精準度都會有不同程度的偏差，在大氣中的“熱暈”效應也長期沒有得到有效解決，戰場生存能力和攻擊效果都非常有限，距離實現全天候作戰還十分困難。

射程受限。艦載激光武器直線攻擊的方式，同時受到艦船移動速度和地球曲面的雙重制約，無法攻擊遠距離目標。龐塞號安裝的LaWS原型機，其發射距離在良好的氣象條件下才能達到10千米左右，尚且不如傳統艦炮和電磁軌道炮的射程。

未來美國海軍激光武器的發展趨勢

雖然，美國一些研究報告認為，美國海軍的激光武器可能在21世紀20年代中期發展成熟，或列裝水面艦艇。不過，以往美軍對激光武器實戰化的美好設想總是低于預期，20世紀末的美軍也曾經計劃在2005年實現高能激光武器在大中型軍艦上的裝備。弗蘭克·肯德爾（美國防部負責采辦與技術的副部長）的評價非常貼切：“定向能是一種總是差5年就成功的技術。”

與常規武器相比，當前的激光武器在殺傷效果和作戰性能上還沒有替代性優勢，單發成本的優勢與研發和部署的投入相比并不明顯，全天候作戰能力也難以形成。即便如此，激光武器未來的巨大潛能依舊不容忽視。未來激光武器與傳統艦炮、導彈的配合使用可能成為美國海軍的重點選擇方案。美國空軍作戰司令部司令赫伯特·卡萊爾認為，激光和傳統武器的混合使用會“在今后20至25年完全改變戰爭空間”。

美軍希望未來激光武器可以在提高性能的同時，進一步縮小尺寸、重量和功耗，這需要在光束組合、自適應光學、精確指向、視距穩定和氣流控制等技術領域實現重大突破。提升戰場適應性和靈活性，將成為激光武器實戰化發展的重要研究方向。美軍與諾斯羅普·格魯曼公司合作研發新型激光武器，裝備于下一代超音速戰斗機，計劃在2019年進入測試階段。美軍還在研究在殲擊機、運輸機和轟炸機上安裝激光武器的可能性，主要由波音、洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼、通用電氣、普拉特·惠特尼和霍尼韋爾六大公司負責研發，相關研發計劃將耗時7年。

鑒于美軍一直對激光武器的發展和列裝期望過高，我們需要在現有技術水平和常識的基礎上，客觀、審慎地對待，同時抓住機遇，研發我軍同類型武器，以及尋求反制措施，如開發可以對抗激光武器的人造涂層等類型的反激光防御系統。