激光武器的重大突破

王海風(fēng)

2015年9月16日，防務(wù)技術(shù)網(wǎng)站報道：美國空軍特種作戰(zhàn)司令部宣稱，打算在2020年前，在AC-130J“幽靈騎士”武裝運(yùn)輸機(jī)上加裝激光武器。加裝激光武器的炮艇機(jī)首先將具有防御地空導(dǎo)彈的能力，而后將作為攻擊性武器來對抗嚴(yán)密防護(hù)的目標(biāo)。作為一種重型攻擊機(jī)，AC-130被描述為“唯一一種在機(jī)上集成了整個殺傷鏈的航空平臺”。

相關(guān)技術(shù)

AC-130J“幽靈騎士”正在被引入美國空軍，以替換已經(jīng)使用了40年之久的“空中炮艇”對地攻擊機(jī)。新一代的AC-130J在性能和航電上都超過了上一代的AC-130H。在“幽靈騎士”對地攻擊機(jī)上安裝激光武器和微波炮等定向能武器，其作戰(zhàn)效能將顯著提升。

美國空軍研究實驗室和美國國防高級研究計劃局目前正在執(zhí)行一項資金充裕的聯(lián)合項目，旨在完善機(jī)載激光技術(shù)，要將激光武器整合到包括超音速噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)在內(nèi)的各種類型的飛機(jī)上?？哲娧芯繉嶒炇乙褟耐ㄓ迷庸镜玫礁吣芤后w激光器區(qū)域防御系統(tǒng)，即HELLADS激光器，并開始進(jìn)行一系列150千瓦級電驅(qū)激光器的地面驗證試驗。該激光器能夠摧毀火箭彈、迫擊炮、車輛，取代面空導(dǎo)彈。另一大項目是開展光纖激光器領(lǐng)域的工作。這些項目的目標(biāo)是完善用于飛機(jī)自衛(wèi)、空對空攻擊和空對地攻擊的戰(zhàn)術(shù)機(jī)載激光系統(tǒng)所需的各種分系統(tǒng)。隨著各種設(shè)計的成熟，激光系統(tǒng)的功率水平也會提升。美國空軍研究實驗室宣稱，機(jī)載激光武器系統(tǒng)的第一次吊艙驗證預(yù)計在2018年進(jìn)行。下一步是在2020年左右將激光器整合到武裝運(yùn)輸機(jī)和噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)上，并在21世紀(jì)30年代將更加強(qiáng)力的激光武器系統(tǒng)部署到下一代空中優(yōu)勢平臺上。

美國《空軍內(nèi)情》曾在2015年4月16日的報道中稱，通用原子公司一直在開發(fā)一款適合安裝在“復(fù)仇者”無人機(jī)的HELLADS激光器。該公司稱，他們設(shè)計的HELLADS激光器大小可變，容易改裝，能夠適應(yīng)包括艦艇、卡車以及AC-130J對地攻擊機(jī)和V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)在內(nèi)的各種平臺。目前，機(jī)載激光武器正在白沙導(dǎo)彈靶場進(jìn)行測試，已經(jīng)非常接近實戰(zhàn)的狀態(tài)。AC-130J有條件為一臺150千瓦的激光武器提供需要的空間、重量裕度和能量。其主要作戰(zhàn)模式為：遠(yuǎn)程預(yù)雷達(dá)或其他預(yù)警系統(tǒng)捕獲并跟蹤目標(biāo)，將目標(biāo)的信息傳給指揮控制系統(tǒng)，指揮控制系統(tǒng)將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)精確跟蹤系統(tǒng)捕獲并鎖定跟蹤目標(biāo)。精密跟蹤系統(tǒng)再引導(dǎo)光束控制發(fā)射系統(tǒng)準(zhǔn)確鎖定目標(biāo)，到合適時機(jī)，指揮控制系統(tǒng)發(fā)出攻擊指令，啟動高能激光器，由激光器發(fā)出的光束經(jīng)過光束控制系統(tǒng)射到目標(biāo)上將目標(biāo)破壞或摧毀。

研制難度

與陸基、艦載甚至車載激光武器相比，機(jī)載激光器的研制難度更大。尤其是安裝在戰(zhàn)斗機(jī)上的激光武器，需要計算重量、考慮飛行中的振動。世界首個也是目前唯一具有作戰(zhàn)能力的激光器已安裝在排水量17000噸的海軍“龐塞”號船塢運(yùn)輸艦上。而空軍 AC-130J武裝運(yùn)輸機(jī)總重82噸，空中作戰(zhàn)環(huán)境也較復(fù)雜，加裝激光武器面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。美國空軍發(fā)展激光武器的目標(biāo)是能夠防御所謂“反介入/區(qū)域拒止”系統(tǒng)的飛機(jī)。而要設(shè)計出這樣的飛機(jī)最難的地方在于如何控制導(dǎo)引頭的合成波束，得到更好的光束質(zhì)量才能有更好的打擊效果。

近年來，美國雖然停止了ABL機(jī)載激光器項目，但繼續(xù)發(fā)展多種空間激光武器關(guān)鍵技術(shù)，如激光器技術(shù)、光束控制技術(shù)等。DARPA（美國國防高級研究計劃局）開展的“航空自適應(yīng)光束控制”計劃，就旨在改善戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)高能激光器的性能，以應(yīng)對敵機(jī)或?qū)棇C(jī)尾的威脅。2013年，DARPA授予洛克希德·馬丁公司一份合同，用于設(shè)計典型光路、等比例炮塔、流動控制制動系統(tǒng)，并進(jìn)行風(fēng)洞實驗，將一個原型激光防御武器安裝到實驗飛機(jī)上。此外，DARPA在2014財年開展了“持久”項目，旨在研發(fā)可在飛機(jī)上安裝的激光吊艙。該激光器光束可控，用于摧毀光電和紅外制導(dǎo)的防空導(dǎo)彈，也可進(jìn)行高精度的目標(biāo)跟蹤和識別，以保護(hù)機(jī)載平臺。該項目是DARPA“神劍”項目的一部分，用于研發(fā)相干光相控陣技術(shù)。這項技術(shù)使激光武器的功率可調(diào)，同時還將結(jié)合低功率的電子激光器，如二極管激光器和光纖激光器。與現(xiàn)有高能化學(xué)激光系統(tǒng)相比，激光強(qiáng)度高10倍，光束更加緊湊，可安裝在飛機(jī)上作為關(guān)鍵的防御系統(tǒng)。

作戰(zhàn)優(yōu)勢

AC-130J飛機(jī)配裝了精確打擊武器包，包括一架口徑30毫米的Mk44“蝮蛇”航炮、精確制導(dǎo)彈藥以及一架口徑105毫米的榴彈炮。此外將裝備于AC-130J上的GBU-39/B靈巧炸彈和GBU-39B/B激光型靈巧炸彈均為精確打擊、低成本、輕型武器，可與更大型的、具有防區(qū)外投送能力的炸彈聯(lián)合使用實施毀傷，且均為翼下外掛。雖然這些武器彈藥為AC-130J武裝運(yùn)輸機(jī)提供足夠的殺傷力，但是美軍特種作戰(zhàn)司令部仍希望為該機(jī)增加具有“點毀傷能力”的激光武器，畢竟激光武器比小直徑炸彈更精準(zhǔn)、更便宜。其能夠通過能量的增減使武器達(dá)到所需的毀傷效果，激光武器可提供比空空導(dǎo)彈更強(qiáng)的殺傷力。一方面激光武器可以約30萬千米/秒的速度實施攻擊，另一方面激光武器只有在電能耗盡時才會失能。因此，最多搭載6枚超音速導(dǎo)彈的飛機(jī)，如果裝備激光武器的話，便能夠以光速實施幾百次發(fā)射，并可在不著陸的情況下，通過空中加油重新獲得攻擊能力。

激光武器是一種多功能的攻擊/防御武器，能以低功率模式發(fā)射激光用于自衛(wèi)，也可用于照射、跟蹤、瞄準(zhǔn)和使敵方傳感器失效。裝備激光武器的AC-130J將在非常復(fù)雜的“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中提供空中優(yōu)勢?？哲姷姆烙拍钆c陸軍或海軍不同，不僅是保護(hù)一艘艦船、一個基地或一支艦隊，空軍的防御概念主要集中于利用機(jī)載激光武器進(jìn)行單架飛機(jī)的自衛(wèi)（目前空軍的飛機(jī)已經(jīng)安裝低功率的紅外激光器——DIRCM和LAIRCM，這兩種激光器可致盲熱尋的導(dǎo)彈，但對雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈無效）。這種防護(hù)能夠保證飛機(jī)在敵方“反介入/區(qū)域拒止”的危險環(huán)境下仍然具有生存力。

激光武器同時能夠以中等功率激光器切換至攻擊模式，將傳感器或發(fā)動機(jī)致燃或?qū)嵤┤繗约皩Ω秮硪u導(dǎo)彈；又能以高能激光器，向其他飛機(jī)或地面目標(biāo)實施進(jìn)攻作戰(zhàn)。甚至在應(yīng)對導(dǎo)彈飽和攻擊上，激光炮艇機(jī)也會成為一種新的手段。高能激光武器能夠解決多批次目標(biāo)交戰(zhàn)的問題，只要幾秒就能解決一個目標(biāo)，并轉(zhuǎn)入下一個目標(biāo)。更重要的是，激光武器打擊精度可以精確摧毀某個武器裝備的關(guān)鍵部位，如導(dǎo)彈燃料、戰(zhàn)斗部等，一旦被擊中就可摧毀目標(biāo)。同時激光武器打擊敵方目標(biāo)對自己的附帶損傷也較小。

前景展望

目前研制的激光武器功率還不足以將敵方飛機(jī)驅(qū)趕出空域，但能夠致燃其雷達(dá)和電子設(shè)備。美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心的空間退役飛行員岡津格聲稱，“近期可能開展能夠致燃空空和地空導(dǎo)彈傳感器的下一代激光武器的研發(fā)和外場實驗，而不再僅僅是致盲。未來五年內(nèi)，將在運(yùn)輸機(jī)和轟炸機(jī)上安裝功率超過150千瓦的激光器”。

截止目前，美軍已經(jīng)初步研制出以陸、海、空基裝備為平臺的多種類型的激光武器?？栈脚_的機(jī)載激光器經(jīng)過幾十年的發(fā)展，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)并已進(jìn)行多次試驗測試，近期有可能進(jìn)入實戰(zhàn)應(yīng)用。AC-130J作為第一款裝備激光武器的炮艇機(jī)是美國空軍空基激光武器發(fā)展的急先鋒，其將成為一種攻防兼?zhèn)?、高效費(fèi)比、優(yōu)勢明顯的新概念武器。激光武器一旦發(fā)展成熟，將會嚴(yán)重威脅無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、彈道導(dǎo)彈、地面防空裝備、指揮控制系統(tǒng)、衛(wèi)星等裝備的生存，并對未來作戰(zhàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。