葉肖甫

摘要：由于激光武器具有攻擊速度快、成本低、靜默抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，使得固體戰(zhàn)術(shù)激光武器得到了飛速發(fā)展。本文介紹了美國典型固體戰(zhàn)術(shù)激光武器系統(tǒng)的研究進(jìn)展和試驗(yàn)情況，并對固體戰(zhàn)術(shù)激光武器的發(fā)展方向進(jìn)行了分析，以期對激光武器系統(tǒng)的研發(fā)提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：固體戰(zhàn)術(shù)激光武器 自適應(yīng)光學(xué) 光學(xué)相控陣

高能激光器通常是指單脈沖能量大于1000焦耳、持續(xù)時(shí)間內(nèi)輸出激光功率不小于10000瓦特的脈沖激光器，或輸出激光平均功率達(dá)10000瓦特的連續(xù)激光器。按照激光武器的毀傷效果，激光武器分為功能性毀傷激光武器和摧毀性激光武器。對目標(biāo)的部分功能進(jìn)行毀傷，使其作戰(zhàn)效能降低的激光武器稱為功能性毀傷激光武器，即軟殺傷激光武器；對目標(biāo)或其關(guān)鍵部位直接毀傷，使其喪失全部作戰(zhàn)效能的激光武器稱為摧毀性激光武器，即硬殺傷激光武器。按照裝載平臺(tái)，激光武器可以分為車載、艦載、機(jī)載或星載激光武器，適用于不同的作戰(zhàn)環(huán)境。

高能激光武器可以利用高功率激光束直接殺傷目標(biāo)，具有速度快、命中精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。高能固體激光武器依靠電激勵(lì)，可以重復(fù)使用，彈倉容量大，不用像常規(guī)炮彈那樣需要制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和維護(hù)。高能固體激光武器單次作戰(zhàn)費(fèi)用低，是一種綠色武器系統(tǒng)。固體戰(zhàn)術(shù)激光武器可以攻擊多種目標(biāo)，包括無人機(jī)、戰(zhàn)車、橡皮艇、火箭彈、炮彈、迫擊炮彈等。另外，激光武器不使用炮彈之類的固體物質(zhì)，可以更好地被利用于在人群密集區(qū)域的防御，不會(huì)像傳統(tǒng)防空炮的子彈，在掉落地面時(shí)引起人群恐慌。此外，激光武器還可以對付小型地面目標(biāo)，以及用于維和或防止騷亂，而不像槍炮那樣容易引起人們的注意，在短距離內(nèi)達(dá)到有效的威懾，且不會(huì)有火炮的巨響聲[1]。

激光武器先期是以攻擊和防御中遠(yuǎn)程火箭彈、導(dǎo)彈為主，后來隨著軍事需求的變化和激光武器技術(shù)發(fā)展的限制，現(xiàn)主要攻擊目標(biāo)為低空飛行的無人機(jī)等低、小、慢目標(biāo)。比如，目前美國海軍激光武器系統(tǒng)以無人機(jī)為主要目標(biāo)，以巡邏艇發(fā)射的火箭彈、導(dǎo)彈以及小船為次要目標(biāo)[2]。

根據(jù)無人機(jī)的分類[3]，目前激光武器反無人機(jī)的有效作用距離選定為10千米左右是合理的。鑒于目前激光武器發(fā)展的技術(shù)水平，以及目前對低、小、慢反無人機(jī)的迫切需要，激光武器反無人機(jī)可以適當(dāng)縮短有效作用距離至2千米～3千米，適用于對付小型無人機(jī)和近短程無人機(jī)。

近年來，美國對激光與典型目標(biāo)的相互作用的物理和熱動(dòng)力機(jī)理進(jìn)行了大量的理論和試驗(yàn)研究，研制了多種高能激光武器演示系統(tǒng)，在外場試驗(yàn)中多次成功擊落迫擊炮彈、無人機(jī)、車輛和船只等戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)，為高能激光武器的進(jìn)一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

一、美國高能固體戰(zhàn)術(shù)激光武器發(fā)展現(xiàn)狀

1.艦載激光武器系統(tǒng)

美國雷聲公司研制的海軍艦載激光武器系統(tǒng)采用了非相干合成的方法，將六個(gè)5.5千瓦特的IPG商用光纖激光器合成，激光功率為33千瓦特。

艦載激光武器系統(tǒng)最初的作戰(zhàn)目標(biāo)是火箭彈、炮彈、迫擊炮彈及無人機(jī)。但隨著無人機(jī)威脅的日益加大，該系統(tǒng)的主要作戰(zhàn)任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榉礋o人機(jī)和快艇。艦載激光武器系統(tǒng)還可用來防御如小船、便攜式防空系統(tǒng)和浮動(dòng)水雷等其他威脅。另外，在交戰(zhàn)前，也可利用其光學(xué)傳感器提高對潛在威脅目標(biāo)的識(shí)別能力和監(jiān)控距離，以確定目標(biāo)意圖，從而為作戰(zhàn)決策提供重要依據(jù)。

艦載激光武器系統(tǒng)于2007年開始研制，2008年完成艦載激光武器系統(tǒng)集成，2009年在加利福尼亞州中國湖海軍空戰(zhàn)中心飛機(jī)分部開展了陸基試驗(yàn)，成功地實(shí)現(xiàn)了5次反無人機(jī)試驗(yàn)。

2010年5月24日，在加利福尼亞州圣尼古拉斯島的一處海岸陸地上進(jìn)行的艦載激光武器系統(tǒng)演示試驗(yàn)中，在距離3.2千米處，摧毀了2架時(shí)速482千米的無人機(jī)。這是在海洋環(huán)境下艦載激光武器系統(tǒng)首次對無人機(jī)的摧毀演示，如圖1所示。

本次試驗(yàn)的亮點(diǎn)是擊落四架無人機(jī)、擊毀一條目標(biāo)小船。這次試驗(yàn)艦載激光武器系統(tǒng)克服了試驗(yàn)環(huán)境中大風(fēng)、吸收、散射、湍流等困難，是激光武器發(fā)展的一座非常重要的里程碑，試驗(yàn)表明以光纖激光器為作戰(zhàn)光源的艦載激光武器關(guān)鍵技術(shù)取得了重要突破。

2012年起，艦載激光武器系統(tǒng)被安裝在“杜威號(hào)”驅(qū)逐艦前方甲板上，在2012年7月至9月的試驗(yàn)中，它成功擊落了三架典型威脅的無人機(jī)目標(biāo)。

2013年4月，艦載激光武器系統(tǒng)集成在“龐塞號(hào)”兩棲戰(zhàn)艦上，編號(hào)為AN/SEQ-3，如圖2所示[4]。

2014年8月底，安裝在位于波斯灣的美國第5艦隊(duì)的“龐塞號(hào)”上的艦載激光武器系統(tǒng)，試驗(yàn)其在濕熱、灰層和鹽霧等海洋條件下的適應(yīng)性。2014年11月，美國海軍公布的視頻顯示擊毀了一架掃描鷹無人機(jī)，引爆了一枚火箭彈，燒毀了一艘堅(jiān)固的氣墊船。在惡劣天氣、高濕度和沙塵暴的條件下，艦載激光武器系統(tǒng)仍工作正常[5]。

2017年7月，美國海軍利用安裝在浮動(dòng)前進(jìn)平臺(tái)USS Ponce（AFSB I 15）的艦載激光武器系統(tǒng)進(jìn)行演示試驗(yàn)，在波斯灣成功擊落一架無人機(jī)[6]。

美國海軍下一步的計(jì)劃是將武器系統(tǒng)的輸出功率提升到50千瓦特～100千瓦特。

2.移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)

美國陸軍將耐用的光束控制系統(tǒng)集成到重型擴(kuò)展型機(jī)動(dòng)戰(zhàn)車上，在高能激光技術(shù)演示項(xiàng)目中進(jìn)行反迫擊炮彈目標(biāo)的低功率試驗(yàn)。2012年，美國陸軍利用高能激光推進(jìn)計(jì)劃的成果將高能激光技術(shù)演示轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)式高能激光演示。移動(dòng)式高能激光演示的性能將支持固體激光技術(shù)過渡到導(dǎo)彈與空間計(jì)劃執(zhí)行局的探索項(xiàng)目，該局有相關(guān)反迫擊炮彈和無人機(jī)的任務(wù)。

2012年，在美國陸軍空間與導(dǎo)彈防御司令部后續(xù)合同支持下，波音公司將繼續(xù)開發(fā)車載定向能系統(tǒng)，以提高反迫擊炮彈和無人機(jī)的作戰(zhàn)能力。

在移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)第二階段高功率測試合同支持下，波音公司在移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)上安裝了10千瓦特商用光纖激光器，并留有后繼安裝更強(qiáng)激光的選擇，減小了將來安裝更強(qiáng)激光的風(fēng)險(xiǎn)。endprint

波音公司定向能系統(tǒng)副總裁兼項(xiàng)目主管邁克·里恩說：“波音公司移動(dòng)式高能激光演示項(xiàng)目采用最先進(jìn)的固體激光技術(shù)，確保陸軍現(xiàn)在和將來擁有以光速防御反火箭彈、炮彈、迫擊炮彈和無人機(jī)的能力，高功率測試代表該革命性的定向能系統(tǒng)邁出了非常重要的一步。”

移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)由波音公司和陸軍共同開發(fā)，該后繼合同將支持后面三年的開發(fā)和測試。在2013年采用高功率固體激光進(jìn)行野外測試[7]。

2014年10月，波音公司和美國陸軍在佛羅里達(dá)恩格林空軍基地已經(jīng)驗(yàn)證了移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)在海洋環(huán)境條件下的能力，成功對付了一系列飛行目標(biāo)，如圖3所示。

波音公司定向能系統(tǒng)主管戴夫·德?lián)P說：“在佛羅里達(dá)強(qiáng)風(fēng)夾雜雨霧的天氣條件下，用10千瓦特移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)作戰(zhàn)，是迄今為止最有挑戰(zhàn)性的。正如2013年在新墨西哥白沙靶場和2014年春天在恩格林空軍基地驗(yàn)證的一樣，移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)是可靠的，在不同環(huán)境條件下能夠連續(xù)捕獲、跟蹤和摧毀一系列目標(biāo)，驗(yàn)證了定向能系統(tǒng)潛在的軍事應(yīng)用價(jià)值。”

在最近的演示中，移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)采用10千瓦特高能激光器，安裝在Oshkosh軍用戰(zhàn)車上，該演示系統(tǒng)是首個(gè)移動(dòng)式高能激光系統(tǒng)，運(yùn)用于反火箭彈、炮彈、迫擊炮彈。

波音公司定向能系統(tǒng)主管戴夫·德?lián)P說：“利用移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)類似的能力，波音公司正在演示定向能技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)有動(dòng)能攻擊武器，并且顯著降低每次攻擊的成本。僅僅花費(fèi)柴油機(jī)的成本，激光系統(tǒng)就可以不斷發(fā)射，而不用花費(fèi)昂貴的彈藥和額外的人力?！?/p>

經(jīng)過兩輪演示驗(yàn)證，波音公司取得了所有既定的目標(biāo)，成功擊落了150個(gè)飛行目標(biāo)，包括60毫米迫擊炮彈和無人機(jī)。下一步移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)將安裝50千瓦特或60千瓦特激光器，演示反迫擊炮彈和無人機(jī)的能力[8]。美國陸軍打算采用洛·馬公司60千瓦特光纖激光器，通用原子公司希望采用其研制的高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)激光器，波音公司希望采用自己研制的50千瓦特和100千瓦特激光器，并且改進(jìn)熱管理和電源子系統(tǒng)。

3.先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)

洛·馬公司采用光譜合成方式研制的先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)。2015年3月，洛·馬公司演示了最新的先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)。在幾秒鐘內(nèi)，燒穿了1.6千米外的一輛小型Ford F-150皮卡車的引擎蓋，并損壞了發(fā)動(dòng)機(jī)[9]，如圖4所示。

2017年9月，先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)在白沙靶場試驗(yàn)，成功擊落了5架無人機(jī)，顯示了在無聲無息中擊落敵方無人機(jī)的能力，如圖5所示[10]。

先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)內(nèi)部為30千瓦特的快速激光演示倡議激光器。2013年，快速激光演示倡議實(shí)現(xiàn)了30千瓦特激光器出光演示。

先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)是在區(qū)域反彈藥激光武器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。區(qū)域反彈藥激光系統(tǒng)成功進(jìn)行了外場試驗(yàn)，精確擊中了海上目標(biāo)和小型空中目標(biāo)[11]。

區(qū)域反彈藥裝備的是10千瓦特光纖激光器，是機(jī)動(dòng)的陸基激光系統(tǒng)，用來保護(hù)高價(jià)值的軍用設(shè)施，包括對付前沿陣地逼近的火箭彈和無人機(jī)[12]。

2017年3月，洛克馬丁開發(fā)的光纖激光系統(tǒng)的激光功率達(dá)到了58千瓦特，電光效率達(dá)到43%，光束質(zhì)量接近衍射極限，創(chuàng)造了同類激光世界紀(jì)錄，該系統(tǒng)計(jì)劃在享茨維爾進(jìn)行60千瓦特功率的試驗(yàn)[13]。

激光與傳感器系統(tǒng)高級(jí)研究員羅伯特·阿夫扎爾博士說：“我們已經(jīng)開發(fā)了激光功率足夠強(qiáng)、重量足夠輕、體積足夠小、性能足夠可靠的激光系統(tǒng)，可以部署在任何陸?？辗烙鶓?zhàn)術(shù)平臺(tái)上?！?/p>

激光武器是對傳統(tǒng)動(dòng)能武器的一個(gè)補(bǔ)充，在將來，可以有效防御無人機(jī)群和大批次的火箭彈和炮彈。美國陸軍計(jì)劃于2023年部署其先進(jìn)激光武器[13]。

2017年洛·馬公司從空軍研究實(shí)驗(yàn)室獲得2639萬美元的合同，正在研制適合機(jī)載的激光武器，計(jì)劃2018試驗(yàn)該技術(shù)[10]。

4.海上激光演示系統(tǒng)

海上激光演示系統(tǒng)采用美國聯(lián)合高功率固體激光項(xiàng)目支持的由諾·格公司研制的15千瓦特板條激光器模塊。

2011年，海上激光演示系統(tǒng)安裝在美國海軍自衛(wèi)試驗(yàn)艦上，驗(yàn)證了防止水面艦艇和船員受到小船攻擊的能力。

2011年4月，海上激光演示系統(tǒng)在加利福尼亞州外海的圣尼古拉斯島附近海域試驗(yàn)，在幾秒鐘內(nèi)使一艘1.6千米外遙控移動(dòng)的無人駕駛小船引擎著火，成功擊毀小船[14]（如圖6所示）。

2011年，這次為期3天的試驗(yàn)，共發(fā)射激光35次。海上激光演示系統(tǒng)承受住了2.44米浪高、25節(jié)（12.8米/秒）風(fēng)速及雨霧等，創(chuàng)造了定向能武器的多個(gè)第一。海軍激光系統(tǒng)第一次安裝在退役的“斯普魯恩斯”級(jí)驅(qū)逐艦上進(jìn)行海上試驗(yàn)，并第一次與艦上雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)連接，電激勵(lì)激光系統(tǒng)第一次在海上運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上發(fā)射激光[15]。

2009年3月，諾·格公司用其研制的7臺(tái)15千瓦特板條固體激光器，通過相干合成，獲得了光束質(zhì)量小于3的105千瓦特激光束。2015年年底，諾·格公司簽訂研制激光武器演示系統(tǒng)項(xiàng)目合同[16]。

2015年12月報(bào)道，諾·格公司將研制150千瓦特激光武器演示系統(tǒng)，裝在美國海軍自衛(wèi)試驗(yàn)艦上。研制經(jīng)費(fèi)從5.3千萬美元增加到9.1千萬美元，研制周期為34個(gè)月，分為三個(gè)階段：第一階段系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，第二階段組裝和地面試驗(yàn)，第三階段安裝在自衛(wèi)艦上進(jìn)行海上試驗(yàn)[17]。

5.自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)包括三個(gè)部分：第一，諾·格公司承研自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)激光炮在航空中的效果研究，研制光束控制系統(tǒng)將激光導(dǎo)向目標(biāo)；第二，波音公司承研激光吊艙研究與開發(fā)項(xiàng)目，研制安裝在戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)上的吊艙，用于驅(qū)動(dòng)和冷卻激光器；第三，洛·馬公司承研適用于下一代緊湊型環(huán)境的改進(jìn)激光系統(tǒng)，使敵方目標(biāo)失效。洛·馬公司正在集中開發(fā)緊湊高效的激光器，以滿足尺寸、重量和功耗的限制。endprint

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃在2021年前在戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行激光系統(tǒng)試驗(yàn)。

洛·馬公司激光武器系統(tǒng)高級(jí)研究員羅伯·阿夫扎爾博士表示：“我們已經(jīng)證明了我們有能力使用定向能量抵御來自地面的威脅，而作為自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)的一部分，我們期待將來的空中測試?！盵18]

諾·格公司開發(fā)自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)的STRAFE光束控制系統(tǒng)，安裝在空軍戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)術(shù)吊艙中。STRAFE通過收集作戰(zhàn)環(huán)境下的數(shù)據(jù)，加強(qiáng)了解在超音速條件下的航空-光學(xué)干擾。這些工作將在加州洛村雷東多海灘和新墨西哥州科特蘭空軍基地完成，預(yù)計(jì)2021年8月31日前完成[19]。

6.高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)

美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局的高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)的目的是開發(fā)150千瓦特的高能激光系統(tǒng)，體積重量比現(xiàn)有相同功率激光系統(tǒng)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。具體目標(biāo)是體積3立方米，重量功率比小于5千克/千瓦特，重量大約為750千克。降低體積重量可以使戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)、加油機(jī)和無人機(jī)等戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)搭載高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)，防御或者攻擊地面威脅。與陸基系統(tǒng)相比，高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)將顯著增大作戰(zhàn)距離。

將固體激光的高能量傳輸技術(shù)與液體激光高效的熱管理技術(shù)相結(jié)合，高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)較之前的高能激光系統(tǒng)具有兩大優(yōu)點(diǎn)：首先，結(jié)構(gòu)緊湊且重量輕，可以搭載在戰(zhàn)斗機(jī)等戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)上；其次，熱管理通過增加駐留時(shí)間極大提高了高能激光發(fā)射的功率[20]。

按照美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局預(yù)計(jì)，高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)的研制將分為五個(gè)階段完成：第一，對諧振腔、激光增益和系統(tǒng)熱特性進(jìn)行技術(shù)論證和關(guān)鍵技術(shù)演示；第二，研制和試驗(yàn)15千瓦特、17千瓦特集成了供電單元和熱管理單元的激光模塊；第三，完成150千瓦特激光器的詳細(xì)設(shè)計(jì)，啟動(dòng)建造工作；第四，在地面試驗(yàn)中演示驗(yàn)證150千瓦特高能激光系統(tǒng)的性能；第五，把高能激光器集成到試驗(yàn)飛機(jī)，在飛行試驗(yàn)中，演示驗(yàn)證150千瓦特高能激光系統(tǒng)的機(jī)載自防御性能[22]。

15千瓦特樣機(jī)試驗(yàn)成功后，進(jìn)行全尺寸150千瓦特高能激光武器系統(tǒng)制造和演示，最終150千瓦特高能激光將集成在指定飛機(jī)上，演示主要的性能參數(shù)。

2015年5月，高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)進(jìn)行了一系列外場試驗(yàn)，演示了足夠的激光功率和光束質(zhì)量。政府驗(yàn)收的接受標(biāo)志著該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段已經(jīng)結(jié)束，開始了更有挑戰(zhàn)性的在白沙靶場進(jìn)行的反火箭彈、炮彈、車輛和有代表性的地空導(dǎo)彈試驗(yàn)。2015年7月，由美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局和美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室共同出資，將高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)集成到陸基激光武器系統(tǒng)演示項(xiàng)目已經(jīng)開始。后繼的外場試驗(yàn)?zāi)康氖鞘瓜到y(tǒng)能夠滿足軍方將來改進(jìn)、試驗(yàn)或轉(zhuǎn)化為實(shí)際使用。2016年1月，通用原子公司開始150千瓦特級(jí)激光實(shí)驗(yàn)，并且希望美國空軍特戰(zhàn)司令部將來在武裝直升機(jī)上也安裝該激光武器系統(tǒng)。美國空軍特戰(zhàn)司令部司令布拉德利·海托爾德中將說：“激光技術(shù)已經(jīng)成熟，可以用于AC-130空中炮艇上了。我想在AC-130空中炮艇上裝備高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)的原因是AC-130空中炮艇發(fā)射動(dòng)能武器時(shí)，所有人都知道你在那里?！?/p>

負(fù)責(zé)通用原子公司激光項(xiàng)目的副總裁邁克爾·佩里認(rèn)為，提供機(jī)載激光的電源和冷卻激光系統(tǒng)是集成面臨的主要挑戰(zhàn)。通用原子公司希望在其研發(fā)的噴氣式“捕食C”復(fù)仇者無人機(jī)上裝備高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)。實(shí)戰(zhàn)試驗(yàn)將在白沙靶場進(jìn)行，并對一系列空中目標(biāo)開火[20]。

除了海軍的項(xiàng)目之外，通用原子公司還瞄準(zhǔn)了波音公司研制的陸軍移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)項(xiàng)目，但是陸軍傾向于采用洛·馬公司的60千瓦特光纖激光器來改進(jìn)移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)。另外，空軍研究實(shí)驗(yàn)室對吊艙激光武器也很感興趣[21]。

二、美國高能固體戰(zhàn)術(shù)激光武器發(fā)展趨勢

從美國高能固體激光武器發(fā)展的現(xiàn)狀分析，高能固體激光武器出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢：

1.不同技術(shù)體制多途徑發(fā)展高能固體激光器

美國陸軍高能激光技術(shù)項(xiàng)目包括三個(gè)推進(jìn)領(lǐng)域：固體激光器開發(fā)、光束控制系統(tǒng)開發(fā)、實(shí)驗(yàn)室和外場試驗(yàn)。第一個(gè)推進(jìn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了聯(lián)合高功率固體激光項(xiàng)目，由高能激光聯(lián)合技術(shù)局和各軍種共同資助，其目標(biāo)是要開發(fā)性能、體積和重量適合于未來戰(zhàn)術(shù)高能激光武器系統(tǒng)的固態(tài)激光技術(shù)，最重要的性能參數(shù)是平均輸出功率、光束質(zhì)量、電光效率和運(yùn)行時(shí)間[24]。這個(gè)項(xiàng)目成功將固體激光功率從約1千瓦特提高到100千瓦特級(jí)，其中包括諾·格公司的相干合成激光器和達(dá)信公司采用等比放大的薄鋸齒形陶瓷Nd：YAG板條激光器。

后繼的耐用電子激光倡議項(xiàng)目專注于開發(fā)新一代固體激光器，使其更適合外場使用的軍用陸基、機(jī)載和艦載戰(zhàn)術(shù)平臺(tái)[23-24]。

耐用電子激光倡議由陸軍、空軍及高能激光聯(lián)合技術(shù)辦公室共同給予經(jīng)費(fèi)支持，中標(biāo)的合同商都有滿足耐用電子激光倡議要求的不同途徑，包括洛·馬公司的光譜合成光纖激光器、雷聲公司的平面波導(dǎo)MOPA激光器、諾·格公司的主動(dòng)鎖相的高功率摻鐿光纖放大器陣列、通用原子公司的分布增益激光器、波音公司的薄片激光器。

美國通用原子公司利用固體激光的高能量傳輸技術(shù)與液體激光高效的熱管理技術(shù)研制高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)150千瓦特的高能激光系統(tǒng)。

從以上分析可以看出，美國采用板條激光器、光纖激光器、平面波導(dǎo)激光器、高能液體激光器等技術(shù)體制，采用等比放大、非相干合成、相干合成、光譜合成等技術(shù)途徑開發(fā)高能固體激光系統(tǒng)。

2.武器系統(tǒng)平臺(tái)多樣化以及與戰(zhàn)術(shù)平臺(tái)的適應(yīng)性研究

針對高能激光武器與戰(zhàn)術(shù)平臺(tái)的適應(yīng)性研究是未來激光武器的發(fā)展趨勢，關(guān)系到激光武器系統(tǒng)究竟能否走出實(shí)驗(yàn)室，達(dá)到實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用。移動(dòng)式高能激光演示系統(tǒng)和先進(jìn)試驗(yàn)高能激光系統(tǒng)是陸基車載激光武器，艦載激光武器系統(tǒng)和海上激光演示系統(tǒng)是艦載激光武器。2017年，美國洛·馬公司與空軍簽訂了研制適合機(jī)載的激光武器合同，意欲安裝在F-35戰(zhàn)斗機(jī)上。美國空軍正追求在噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)和美國特種部隊(duì)的AC-130J幽靈武裝直升機(jī)上。通用原子公司希望將高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)裝備在其研發(fā)的噴氣式“捕食C”復(fù)仇者無人機(jī)上[25]。陸基和艦載激光武器已經(jīng)進(jìn)行了一些理論和實(shí)踐研究，如進(jìn)行了海洋和沙漠環(huán)境條件下的性能測試和打靶試驗(yàn)。如何克服大氣湍流，尤其是如何克服機(jī)載平臺(tái)的邊界層湍流的影響將是未來研究的重點(diǎn)。2015年10月，洛·馬公司在商用飛機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行航空自適應(yīng)航空-光學(xué)光束控制的試驗(yàn)[26]。神劍的光學(xué)相控陣樣機(jī)采用超快優(yōu)化算法，有效“凍結(jié)”了大氣湍流，完美修正了在亞毫秒內(nèi)的靜態(tài)光學(xué)像差，而且光學(xué)相控陣可以有效克服機(jī)載激光系統(tǒng)飛機(jī)平臺(tái)周圍邊界層湍流的影響[27]。endprint

3.分階段循序漸進(jìn)發(fā)展激光武器系統(tǒng)

由于高能激光器功率、光束質(zhì)量、體積以及重量達(dá)不到預(yù)先計(jì)劃的要求，盡管開展了光譜測試等試驗(yàn)評(píng)價(jià)研究，但外場毀傷評(píng)估還存在技術(shù)難題，激光武器的發(fā)展應(yīng)分階段實(shí)施，逐步走向?qū)崙?zhàn)化。

美國陸軍首先啟動(dòng)了高功率固體激光項(xiàng)目，以平均功率和光束質(zhì)量為主要目標(biāo)，逐步提高激光功率和光束質(zhì)量，后來啟動(dòng)的耐用電子激光倡議項(xiàng)目更加適合武器平臺(tái)為主開發(fā)激光系統(tǒng)，先從實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)再走向外場試驗(yàn)。

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室的自我防護(hù)高能激光演示系統(tǒng)的目標(biāo)是150千瓦特以上，目前才達(dá)到60千瓦特級(jí)別。以美國空軍吊艙激光武器需求為主要牽引，美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局啟動(dòng)了高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)項(xiàng)目，同樣采取了分階段實(shí)施的辦法[22]。

美國海軍將分三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)艦載激光武器部署：近期重點(diǎn)發(fā)展60千瓦特～150千瓦特光纖和板條固體激光器，以執(zhí)行近距防御性作戰(zhàn)（約1.6千米）為主，主要打擊目標(biāo)包括光電傳感器、小型艦船、無人機(jī)、火箭彈等；中期（2022年前）發(fā)展300千瓦特～500千瓦特固體激光武器，增強(qiáng)作戰(zhàn)距離，具備16千米級(jí)攔截水面及空中目標(biāo)能力；遠(yuǎn)期（2025年后）發(fā)展兆瓦特級(jí)自由電子激光武器，具備摧毀超聲速巡航導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈能力[28]。目前，美國海軍激光武器系統(tǒng)以無人機(jī)為主要目標(biāo)，以巡邏艇發(fā)射的火箭彈、導(dǎo)彈以及小船為次要目標(biāo)。

三、結(jié)語

美國不同技術(shù)途徑的固體激光功率從數(shù)千瓦特發(fā)展到100千瓦特級(jí)，固體戰(zhàn)術(shù)激光武器系統(tǒng)從陸基車載，發(fā)展到海軍艦載，空軍機(jī)載固體激光武器系統(tǒng)也已成雛形。盡管100千瓦特級(jí)是軍方的目標(biāo)和工業(yè)部門追求的里程碑，但是幾萬瓦特的固體激光武器演示系統(tǒng)已經(jīng)驗(yàn)證了其對付近程無人機(jī)和迫擊炮彈的能力，固體戰(zhàn)術(shù)激光武器逐步走向野外實(shí)戰(zhàn)化。采用不同技術(shù)途徑發(fā)展高功率激光器，分階段實(shí)施固體激光武器系統(tǒng)的研制很有必要。

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（作者單位：成都外國語學(xué)校）endprint