摘要：? ? ? 未來戰(zhàn)爭正朝著快捷化、 低成本、 無人化方向飛速發(fā)展， 新概念激光武器的研發(fā)也逐漸實現(xiàn)了技術(shù)上的突破， 近年來的演示驗證也屢見報道。 本文介紹了激光武器涉及的高能激光器技術(shù)、 光束控制傳輸技術(shù)及高效毀傷技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展制約因素， 探討了致眩/致盲、 亞音速巡航導(dǎo)彈攔截、 空空/空地導(dǎo)彈攔截、 彈道導(dǎo)彈/高超飛行器攔截、 反衛(wèi)星作戰(zhàn)等典型作戰(zhàn)模式， 并對激光武器未來的發(fā)展趨勢進行了分析預(yù)測。

關(guān)鍵詞：? ? ?激光武器; 高能激光器; 光束控制; 高效毀傷; 作戰(zhàn)模式; 新概念武器

中圖分類號：? ? ? TJ95文獻標(biāo)識碼：? ? A文章編號：? ? ?1673-5048（2020）02-0025-07

0引言

1960年， 美國科學(xué)家Maiman成功研制出世界上第一臺激光器——紅寶石激光器。 此后， 經(jīng)過近60年的發(fā)展， 激光以其優(yōu)異的指向性、 單色性和相干性， 在各行業(yè)得到了深入研究與廣泛應(yīng)用。 特別是國防軍事領(lǐng)域激光武器的研發(fā)部署， 更是各軍事強國激烈角逐的焦點。 作為新概念武器之一， 激光武器與常規(guī)武器相比具有效費比高、 反應(yīng)速度快、 打擊精度高、 攻擊距離遠、 發(fā)現(xiàn)即毀傷等能力[1-2]， 因此， 其具有重大的軍事價值與戰(zhàn)略意義。 美國、 俄羅斯， 以及以德國、 英國為代表的歐洲國家都投入了大量的研發(fā)專項資金， 已在地基、 空基和?；脚_開展了多項驗證性試驗， 測試了多款戰(zhàn)術(shù)型激光武器， 均取得了較為滿意的結(jié)果[3-4]， 但由于各關(guān)鍵技術(shù)不成熟， 至今還沒有一款真正意義上可實戰(zhàn)化應(yīng)用的激光武器列裝。

本文從高能激光器、 光束控制傳輸技術(shù)及高效毀傷技術(shù)方面論述了激光武器的關(guān)鍵技術(shù)， 基于激光器功率的發(fā)展， 重點分析了未來激光武器的典型作戰(zhàn)模式， 并探討了未來激光武器的發(fā)展趨勢。

1激光武器關(guān)鍵技術(shù)

1.1高能激光器技術(shù)

1.1.1化學(xué)激光器

化學(xué)激光器是高能激光武器研究中技術(shù)最為成熟的一類激光器， 也是目前唯一可實現(xiàn)單口徑、 MW級平均功率輸出， 同時具有較高光束質(zhì)量的激光器。? 美國機載激光武器系統(tǒng)（如圖1所示）選用的正是化學(xué)激光器， 并成功完成了機載反彈道導(dǎo)彈的演示驗證。

化學(xué)激光器的缺點也較為明顯， 主要表現(xiàn)為其在低腔壓下運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣直接排放到大氣環(huán)境非常困難， 需要龐大的輔助排氣系統(tǒng)， 而且排放的氣體會對大氣環(huán)境造成污染， 這就導(dǎo)致了化學(xué)激光器系統(tǒng)體積、 重量較大， 直接限制其機載化應(yīng)用的進程。

1.1.2高能固體激光器

固體激光器以塊狀晶體或陶瓷材料為增益介質(zhì)，? 由于塊狀增益介質(zhì)體積大、 儲能多， 固體激光器不僅可以通過單級或多級放大獲得大功率激光， 也可以通過光束合成技術(shù)實現(xiàn)更高功率的輸出， 是實現(xiàn)單口徑百千瓦級輸出武器系統(tǒng)的重要可選光源。

高能固體激光器的缺點是系統(tǒng)熱管理難、 大功率輸出時難以長時間保持高光束質(zhì)量， 這也是該類激光器未來需要重點攻克的技術(shù)難題。

目前， 通過光束合成技術(shù)， 100 kW級的固體激光器已經(jīng)成功實現(xiàn)[5]， 但由于其光束質(zhì)量較差， 系統(tǒng)體積較大， 電光效率低于30%， 因此并沒有進行武器樣機的集成試驗。 近年來報道的車載、 艦載固體激光毀傷小型艦艇、 無人機等目標(biāo)的演示驗證都是基于數(shù)十千瓦級的固體激光器開展的。

1.1.3高能光纖激光器

高能光纖激光器是以摻稀土元素光纖為增益介質(zhì)的一類新型固體激光器， 其優(yōu)點為電光效率高、 光束質(zhì)量好、 熱管理也相對簡單、 環(huán)境適應(yīng)性強等。 目前， 高功率光纖激光系統(tǒng)的電光轉(zhuǎn)換效率可達40%以上， 轉(zhuǎn)換效率的提升， 有效減小了對冷卻系統(tǒng)的要求， 進而優(yōu)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊性及體積重量， 使其適合搭載于各種戰(zhàn)術(shù)移動平臺。

獲得高功率光纖激光系統(tǒng)的技術(shù)途徑之一為非相干功率合成。 2014年美國在“龐塞”號軍艦上展出的33 kW LaWS系統(tǒng)（如圖2所示）， 2016年德國萊茵金屬公司展出的50 kW高能激光防空系統(tǒng)等， 均是基于該技術(shù)的演示系統(tǒng)。

為彌補功率合成光束質(zhì)量下降的問題， 近年來各大研究機構(gòu)開展了相干合成和光譜合成方面的研究。 針對這兩項技術(shù)， 美國分別在2016年和2017年實現(xiàn)了17.5 kW和60 kW的功率輸出[6]。

1.1.4堿金屬蒸氣激光器

堿金屬蒸氣激光器（DPAL）， 顧名思義， 是以堿金屬原子蒸氣為增益介質(zhì)， 獲得高功率近紅外激光的一類光源系統(tǒng)。 堿金屬蒸氣介質(zhì)主要以銣或銫為主。

航空兵器2020年第27卷第2期王海濤： 激光武器關(guān)鍵技術(shù)及典型作戰(zhàn)模式分析DPAL是目前公認(rèn)的最具有實現(xiàn)兆瓦級功率輸出的激光系統(tǒng)， 兼顧氣體激光器高輸出功率和固體激光器優(yōu)秀光束質(zhì)量的雙重優(yōu)點， 同時其以循環(huán)流動的金屬蒸氣為工作介質(zhì)， 可實現(xiàn)高效散熱， 對熱管理系統(tǒng)要求較低。 且DPAL的泵浦源為大功率半導(dǎo)體激光器， 這使得其具備單口徑功率定標(biāo)放大能力[7]。 DPAL還具有實現(xiàn)輕小型化的潛力， 為了實現(xiàn)機載化應(yīng)用， 美國導(dǎo)彈防御局期望DPAL系統(tǒng)未來的功重比能夠突破5 kg/kW， 實現(xiàn)2 kg/kW。 近年來， DPAL技術(shù)取得了快速發(fā)展， 2016年美國利弗莫爾實驗室實現(xiàn)了大于30 kW的銣激光輸出。

DPAL激光系統(tǒng)也存在固有缺陷， 例如堿金屬原子化學(xué)性質(zhì)活潑， 如何有效防止激光腔的腐蝕和污染具有較大難度; 高壓腔運行可能會惡化光束質(zhì)量。 同時， 其輸出功率的提高嚴(yán)重依賴于半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展。

1.2光束控制傳輸技術(shù)

高能激光武器實現(xiàn)高效毀傷作戰(zhàn)效果的前提是激光束能夠精確照射至目標(biāo)靶面， 并在目標(biāo)被照射部位維持一定的時間， 以積累足夠的能量。 因此， 保證激光傳輸?shù)姆€(wěn)定性， 提高照射的精確性， 是研發(fā)激光武器必須關(guān)注的問題。

激光武器的作戰(zhàn)過程主要為： 由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的高能激光通過窗口附面層高速流場、 常規(guī)大氣流場、 目標(biāo)附近高速流場（高速飛行目標(biāo)）， 最后輻照至目標(biāo)特定位置。 根據(jù)上述作戰(zhàn)過程， 光束控制傳輸系統(tǒng)需要具備以下能力特征： 首先， 為了應(yīng)對飛行目標(biāo)， 發(fā)射系統(tǒng)需要具備持續(xù)變焦能力， 以保持照射點光斑尺寸始終最小; 其次， 高速流場、 大氣傳輸過程中對光強分布的畸變影響需要進行校正補償; 最后， 需要一套精確跟瞄系統(tǒng)來確保輻照光斑能夠持續(xù)穩(wěn)定地輻照目標(biāo)區(qū)域。

美國空軍研究實驗室（AFRL）實施的SHiELD項目（如圖3所示）的一個子課題就是光束控制和航空效應(yīng)研究[8]。 該項目重點開展對發(fā)射炮塔邊界層氣流干擾以及湍流、 熱暈等大氣效應(yīng)的光束控制及補償技術(shù)。 此外， 由AFRL和美國國防高級研究計劃局（DARPA）聯(lián)合洛克希德-馬丁公司進行的“航空自適應(yīng)航空光學(xué)波束控制項目”[9]， 旨在研究如何采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)以及空氣動力學(xué)和氣流控制技術(shù)來有效補償突出飛機機身的激光發(fā)射炮塔周圍的極端湍流效應(yīng)。

光束控制傳輸技術(shù)是機載激光武器的關(guān)鍵部件， 直接影響激光武器的作戰(zhàn)使用效果。 為了實現(xiàn)精確打擊， 必須要保持高精度的跟蹤瞄準(zhǔn)， 并以優(yōu)良的光強分布輻照目標(biāo)， 因此， 光束控制傳輸技術(shù)就成為激光武器系統(tǒng)總體不可或缺的一部分。

1.3強激光大氣傳輸技術(shù)

激光在大氣傳輸過程中， 根據(jù)與各種大氣分子、 氣溶膠粒子等的相互作用類型， 可以分為線性和非線性大氣效應(yīng)。 對于線性效應(yīng)， 激光束受路徑上大氣環(huán)境的影響， 但是大氣環(huán)境本身并不會受到激光的影響， 這類效應(yīng)主要有吸收、 散射、 湍流等效應(yīng); 而對于非線性效應(yīng)， 高能激光束作用于大氣環(huán)境改變其性質(zhì)， 然后又受其反作用， 導(dǎo)致激光束在傳輸過程中產(chǎn)生畸變， 常見的非線性效應(yīng)有熱暈效應(yīng)和等離子體效應(yīng)等。

通常情況下， 為了減小大氣線性效應(yīng)引起的能量衰減、 光強隨機起伏、 光束擴展等不利因素， 除了增加發(fā)射功率外， 目前最常用的方法是選取合適的激光波長， 使其位于大氣傳輸窗口范圍內(nèi)， 同時采用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)進行相位畸變補償。 當(dāng)發(fā)射功率提升到一定水平時， 非線性效應(yīng)就會產(chǎn)生， 在弱非線性條件下， 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的補償尚可提供有限的光束改善， 隨著非線性效應(yīng)的加劇， 這種補償作用就會受到極大限制， 這主要是因為經(jīng)補償后的光束反而會加劇大氣氣溶膠粒子對激光束能量的吸收， 使得非線性作用等更為嚴(yán)重。

1.3.1短脈沖激光技術(shù)

連續(xù)激光在傳輸過程中會對大氣分子進行持續(xù)加熱， 產(chǎn)生嚴(yán)重的大氣熱暈效應(yīng)， 利用脈沖激光可有效減弱熱暈效應(yīng)的影響。 數(shù)值分析表明： 短脈沖脈寬短， 與大氣作用的時間遠小于大氣吸收其能量形成熱透鏡的時間， 在熱暈效應(yīng)還未形成時， 激光脈沖就已經(jīng)平穩(wěn)地通過了吸收介質(zhì)， 可有效避免熱暈效應(yīng)的產(chǎn)生。 但對于短脈沖， 特別是超短脈沖而言， 單脈沖能量有限， 單純增大其能量會導(dǎo)致峰值功率過高， 進而擊穿空氣形成等離子體效應(yīng)。 對于這種問題， 目前有兩種解決途徑： 一是采用多脈沖序列， 通過選取合適的發(fā)射頻率來提高傳輸能量[10]; 二是利用等離子通道來進行激光傳輸， 這種方法目前還處于初始研究階段[11-12]。

1.3.2光束合成技術(shù)

光束合成技術(shù)是利用數(shù)個孔徑同時發(fā)射多束激光， 匯聚于目標(biāo)平面上。 根據(jù)合成光束的相位關(guān)系， 光束合成可以分為相干合成和非相干合成。

相干合成要求精確控制各路光束的相位、 波長以及偏振狀態(tài)， 利用多孔徑激光陣列在遠場的相干疊加實現(xiàn)高功率激光傳輸。 激光相控陣技術(shù)可極大減小系統(tǒng)體積重量， 通過擴展相干光源的數(shù)量大幅提升輸出功率， 而且各路光束相位的控制可實現(xiàn)對激光大氣傳輸效應(yīng)的有效補償。 作為未來強激光傳輸?shù)闹匾芯糠较?，激光相控陣技術(shù)目前在全電高精、 高速、 大角度掃描等方面仍面臨眾多技術(shù)難題。

非相干合成與相干合成相比， 沒有各路光束的相位鎖定、 偏振匹配等要求， 其僅需各路光束能夠同時聚焦于同一目標(biāo)區(qū)域即可， 從而克服單光路功率有限的短板， 實現(xiàn)大功率輻照。 系統(tǒng)簡單、 魯棒性高是該技術(shù)的優(yōu)點， 其主要表現(xiàn)在輻照目標(biāo)的功率密度受到限制， 這是由于每路光束使用的是各自的光束定向器， 指向穩(wěn)定性易受大氣效應(yīng)的影響， 使得目標(biāo)上合成光束的尺寸時刻在變化， 且隨著傳輸距離的增加， 長時光斑平均直徑顯著增大。 在實用化方面， 美國LaWS系統(tǒng)、 德國戰(zhàn)術(shù)激光演示系統(tǒng)都是基于非相干合成技術(shù)。

1.4高效毀傷技術(shù)

本質(zhì)上， 激光與材料相互作用的過程是電磁場與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的共振及能量轉(zhuǎn)換。 通過對能量的吸收、 積累與轉(zhuǎn)化， 目標(biāo)會相應(yīng)地產(chǎn)生熱力學(xué)效應(yīng)、 等離子體效應(yīng)等， 據(jù)此， 激光對目標(biāo)的毀傷方式可分為熱燒蝕毀傷、 激波毀傷和輻射毀傷[13]。

熱燒蝕毀傷在輻照激光能量較高時表現(xiàn)為對材料的熔融乃至汽化， 并由此在材料表面形成凹坑或者穿孔， 甚至?xí)a(chǎn)生材料內(nèi)部溫度高于表面溫度的現(xiàn)象， 這時， 由內(nèi)而外產(chǎn)生的高壓作用超過材料彈性閾值時， 便會發(fā)生結(jié)構(gòu)性的毀傷效果。 當(dāng)輻照激光能量較低時， 雖不能對材料造成直接的毀傷， 卻可以通過加熱軟化效應(yīng)來改變其屈服強度、 拉伸強度等物理特性。 對于導(dǎo)彈等飛行目標(biāo)而言， 抗拉抗壓強度的下降， 會使其在飛行氣動應(yīng)力的作用下變形或者解體。 目前而言， 熱燒蝕毀傷是激光武器系統(tǒng)最主要的攻擊手段。

激波毀傷的熱積累過程相對要弱很多， 是高能脈沖激光特有的毀傷方式。 由于高能脈沖具有很高的峰值功率， 當(dāng)其與目標(biāo)材料相互作用時， 會在其表面形成等離子層， 等離子層向外噴射對靶面形成一個反向沖擊力， 并產(chǎn)生稱為壓縮加載波的沖擊波向靶內(nèi)傳播， 隨著激光功率的下降， 還會產(chǎn)生一個壓縮加載波， 兩者疊加形成激波。 經(jīng)目標(biāo)自由面反射后轉(zhuǎn)換為拉伸應(yīng)力， 當(dāng)力的大小達到材料的損傷閾值時， 就會產(chǎn)生斷裂破壞。

輻射毀傷的前提也是等離子體的產(chǎn)生， 但該毀傷方式主要利用了等離子體輻射的紫外線和X射線， 主要對目標(biāo)的易損電子元器件造成電離毀傷。 對導(dǎo)彈來說， 最易受到輻射毀傷的是其導(dǎo)引頭， 而導(dǎo)引頭作為導(dǎo)彈的“眼睛”， 一旦受到致盲毀傷， 失去精確制導(dǎo)能力， 那么導(dǎo)彈只能依靠慣性飛行， 大大降低了其戰(zhàn)場威脅。

由以上分析可知， 激光的毀傷效應(yīng)與激光功率（密度）是密切相關(guān)的。 不同數(shù)量級的功率密度， 對應(yīng)的輻照毀傷效應(yīng)如表1所示[14]。

2典型作戰(zhàn)模式分析

2.1致眩/致盲作戰(zhàn)

隨著軍事高科技的不斷發(fā)展， 紅外成像制導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)成為精確制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展主流， 其中典型代表為美國的AIM-9X紅外凝視成像空空導(dǎo)彈， 其采用面陣凝視成像體制， 具有靈敏度高、 空間分辨率高、 抗干擾能力強等優(yōu)點， 是目前戰(zhàn)場干擾對抗技術(shù)需要研究的主要作戰(zhàn)對象。

定向紅外對抗系統(tǒng)可以實現(xiàn)對導(dǎo)引頭的干擾致眩和毀傷， 主要取決于聚焦到導(dǎo)彈紅外導(dǎo)引頭上的激光功率密度。

對紅外導(dǎo)引頭的致眩是通過注入超出紅外導(dǎo)引頭能承受的輻射強度的激光信號， 使導(dǎo)引頭的傳感器不能正常工作， 影響導(dǎo)引頭的控制和工作狀態(tài)。 致眩干擾需要的激光功率為瓦級。

對紅外導(dǎo)引頭的致盲是利用功率較高的定向激光束直接燒毀敵方導(dǎo)彈的紅外探測器， 但即使激光功率達不到熱破壞的程度， 光電器件也會出現(xiàn)類致盲效應(yīng)。 出現(xiàn)致盲后， 器件的探測能力要經(jīng)過一段時間（秒級）才能恢復(fù)到原來的水平， 期間探測器失去探測功能。

2.2激光毀傷亞音速巡航導(dǎo)彈

巡航導(dǎo)彈體積小、 重量輕， 可由多種平臺發(fā)射， 突防能力強， 美國近兩年研制的JASSM-ER和遠程反艦導(dǎo)彈LRASM， 智能化程度較高。 但巡航導(dǎo)彈的固有弊端——亞音速飛行， 為激光武器實施有效地空攔截提供了較長的時間窗口， 而且最有利于激光攻擊的部位為其最前端的制導(dǎo)系統(tǒng)。 當(dāng)制導(dǎo)系統(tǒng)受到高能激光輻照時， 很容易造成光電裝置傳感器的永久性損傷， 喪失制導(dǎo)能力， 此后依靠慣性飛行， 喪失作戰(zhàn)能力。

在巡航導(dǎo)彈亞音速飛行狀態(tài)下， 從末段10 km處開始實施攔截， 有40～50 s的時間窗口。 此時， 數(shù)十千瓦級的激光功率， 聚焦光斑小于100 mm， 10 s內(nèi)基本可以完成對10 km范圍內(nèi)巡航導(dǎo)彈導(dǎo)引裝置、 發(fā)動機和殼體的燒蝕甚至燒穿破壞[15]。

目前已報道的激光武器原理樣機驗證試驗， 大部分輸出功率都在數(shù)十千瓦量級范圍內(nèi)， 例如美國部署于?；脚_的LaWS系統(tǒng)、 機載平臺的SHiELD系統(tǒng)、 地基平臺的HELMD系統(tǒng)（如圖4所示）， 均獲得了較為理想的實驗結(jié)果。

2.3激光毀傷空空/地空導(dǎo)彈

對來襲的空空導(dǎo)彈和地空導(dǎo)彈進行自衛(wèi)攔截作戰(zhàn)的激光武器， 其部署平臺主要為戰(zhàn)斗機， 且發(fā)展的更高目標(biāo)是具備近距空戰(zhàn)能力以及對地面目標(biāo)的打擊能力。

由于空空/地空導(dǎo)彈的飛行速度快、 飛行時間比較短， 機載激光武器需要在較短的時間內(nèi)完成目標(biāo)的捕獲與跟蹤， 并實施快速有效打擊。 激光武器毀傷空空/地空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)樣式一般有自衛(wèi)方式和它衛(wèi)方式兩種。

導(dǎo)彈在飛行過程中， 其探測系統(tǒng)始終正對著目標(biāo)， 彈軸大部分時間也都指向目標(biāo)， 激光容易照射導(dǎo)彈頭部， 因此自衛(wèi)作戰(zhàn)模式下， 導(dǎo)引頭是容易被毀傷的關(guān)鍵部位。 實驗驗證， 對于光電/雷達導(dǎo)引頭探測器的毀傷功率密度一般在105? W/cm2量級[16]。 同理， 它衛(wèi)方式作戰(zhàn)時， 激光武器可以優(yōu)選對導(dǎo)彈彈體進行硬殺傷， 使彈體結(jié)構(gòu)強度劇減， 從而使導(dǎo)彈在機動過載狀態(tài)下解體， 或者引爆戰(zhàn)斗部的裝藥， 或者發(fā)動機內(nèi)的燃料， 徹底摧毀導(dǎo)彈。 對于工作狀態(tài)下的導(dǎo)彈發(fā)動機， 有實驗驗證的毀傷閾值為103? W/cm2量級[16]。 根據(jù)美國政府機構(gòu)和工業(yè)集團的研究結(jié)果， 該量級的激光武器也可開展對有人駕駛飛機的作戰(zhàn)。

2.4激光毀傷彈道導(dǎo)彈/高超飛行器

彈道導(dǎo)彈的飛行彈道包括助推段、 自由飛行段和再入段。 助推段的彈道導(dǎo)彈飛行速度慢、 紅外輻射特性明顯、 目標(biāo)體積大、 遠離本土， 是攔截的最有利階段， 但該段攔截時間窗口僅有1～5 min， 因此， 以光速作戰(zhàn)的激光武器是攔截助推段彈道導(dǎo)彈的最佳選擇。 助推段的攔截可以由兆瓦級高功率戰(zhàn)略機載激光武器完成， 毀傷方式為熱燒蝕破壞和軟化破壞， 攻擊部位為彈頭和發(fā)動機。

迄今為止， 只有美國機載激光武器系統(tǒng)（ABL）完成了對彈道導(dǎo)彈的攔截試驗[17]， 但其武器系統(tǒng)本身存在的許多缺陷大大限制了助推段激光武器攔截技術(shù)的發(fā)展。 目前， 發(fā)展方向是將小型電激光器集成進高空無人機去執(zhí)行助推段攔截任務(wù)[18]。 實現(xiàn)這種高空無人機載激光武器的關(guān)鍵是激光器， 其要求激光器的功率密度是1～2 kg/kW， 這樣產(chǎn)生1 MW功率的激光器僅重1～2 t， 這是無人機可以承載的重量。 而要將激光器的功率密度從目前的30～40 kg/kW降至1～2 kg/kW， 短期內(nèi)是難以實現(xiàn)的。 從作戰(zhàn)距離上說， 對彈道導(dǎo)彈助推段的攔截應(yīng)在500 km之外， 這對光束控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。

由于高超聲速巡航導(dǎo)彈的受載飛行段與彈道導(dǎo)彈的助推段所面臨的作戰(zhàn)條件極為相似， 且其巡航高度在20～40 km， 目前常規(guī)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)攔截存在一定困難， 因此也可采用機載激光武器對其實施攔截[19]。

2.5激光毀傷衛(wèi)星

激光武器攻擊衛(wèi)星主要是以高強度激光在一定時間內(nèi)照射衛(wèi)星殼體， 進而造成太陽能電池板摧毀、 表面熱控制材料破壞、 衛(wèi)星天線損毀等熱損壞[20]。 由于衛(wèi)星所處的空間沒有介質(zhì)進行熱傳導(dǎo)和熱對流， 因此輻照熱量的擴散只能通過輻射， 而相比另外兩種方式， 輻射的散熱速率是最慢的。 這樣， 激光束的能量很容易在衛(wèi)星上積累而使其溫度升高， 以至損壞其部件。

在作戰(zhàn)距離上， 反衛(wèi)星與反彈道導(dǎo)彈基本一致， 或大于后者的作戰(zhàn)距離， 考慮到地球表面大氣的密度隨著高度的增加而減小， 從15 km以上直到太空， 只有相當(dāng)于總量1/8的大氣。 因此， 如果機載激光武器系統(tǒng)在這一高度以上進行攻擊， 則基本可以避免近地各種大氣效應(yīng)而引起的能量衰減和光束畸變等問題[21]。 因此對激光武器的輸出功率需求也在兆瓦量級， 光束質(zhì)量接近衍射極限[15]。 可保守認(rèn)為， 只需要在反彈道導(dǎo)彈的激光武器系統(tǒng)上稍微有所提升即可實施反衛(wèi)星作戰(zhàn)。 而且衛(wèi)星的飛行軌道通常都是固定的， 在衛(wèi)星到達特定區(qū)域之前， 機載激光武器系統(tǒng)即可提前準(zhǔn)備， 伺機發(fā)射激光; 載機也可與衛(wèi)星同步飛行， 延長其攻擊時間。

3激光武器未來發(fā)展趨勢

3.1固體激光器成為主流研發(fā)光源

固體激光器具有輕便、 小巧、 無污染、 可連續(xù)發(fā)射、 光束質(zhì)量好等優(yōu)點， 且該類激光器能夠按比例放大到高功率， 可以方便地裝備各種平臺以應(yīng)用于實戰(zhàn)，? 是最具潛力的激光武器光源方案。

目前發(fā)展的固體激光器主要有兩大類： 晶體型和光纖型固體激光器。 從目前的研發(fā)進度和試驗結(jié)果來看， 這些固體激光武器系統(tǒng)功率都在幾十千瓦， 且都有成功擊落目標(biāo)的試驗記錄。 另外， 近幾年美國空軍加大了無人機的研發(fā)力度和采購數(shù)量， 未來很可能以無人機搭載高功率固體激光武器的方案來替代目前的機載激光武器項目。

3.2激光武器系統(tǒng)集成度進一步提升

固體激光武器雖然是最有前景的技術(shù)方案， 但目前輸出功率大都在100 kW以下， 離實用的最低目標(biāo)功率還有差距; 另外， 即使激光器達到要求的功率， 但是搭載到飛機、 艦船等各個平臺后又會涉及到平臺的能源管理、 熱處理及與平臺的通訊、 控制系統(tǒng)匹配等一系列問題。 因此， 從當(dāng)前激光武器相關(guān)的主要研發(fā)項目來看， 進一步提升功率、 集成度仍然是主要的技術(shù)發(fā)展方向， 如何改善能源、 熱管理、 冷卻等技術(shù)依然是激光武器系統(tǒng)后續(xù)發(fā)展的難點。

3.3搭載平臺/遂行任務(wù)不斷延伸

激光武器搭載平臺從地基、 ?；?戰(zhàn)術(shù)飛機， 已經(jīng)開始向無人機平臺進行發(fā)展。 為了適應(yīng)這些平臺， 小型化、 集成化、 通用化是激光器未來發(fā)展的必然趨勢。 隨著這些技術(shù)的發(fā)展突破和新型激光系統(tǒng)的研發(fā)， 隨之而來的是高能激光武器在戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷的拓展。 搭載平臺的多樣化， 必然會拓展激光武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場應(yīng)用領(lǐng)域， 進而遂行多類型的打擊任務(wù)， 例如作戰(zhàn)模式將由近程防御任務(wù)逐步擴展至遠程攻擊， 作戰(zhàn)目標(biāo)也將逐步由戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)擴展至戰(zhàn)略目標(biāo)。

4結(jié)束語

本文在對激光武器關(guān)鍵技術(shù)分析的基礎(chǔ)上， 重點研究了五種典型的作戰(zhàn)模式， 并提出未來激光武器的技術(shù)及作戰(zhàn)應(yīng)用的重點發(fā)展方向， 為戰(zhàn)術(shù)激光武器的早日型號化提供理論支撐。 下一步， 將通過定量和定性綜合研究的方法， 對不同作戰(zhàn)模式下， 激光武器各關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進行評估， 并根據(jù)目前的技術(shù)成熟度分析預(yù)測未來的發(fā)展態(tài)勢， 為關(guān)鍵技術(shù)的突破發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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Abstract： The war in the future is developing towards the? fast， lowcost and unmanned direction. The research on the new concept laser weapons has gradually achieved a breakthrough in technology along with the demonstrations frequently reported in recent years. The research status and development constraints of highenergy lasers technology， beam control transmission technology and highefficiency damage technologies involved in laser weapons are introduced. The typical battle modes， such as laser dazzling/blinding， subsonic cruise missile interception， airtoair /airtoground missile interception， ballistic missile/hypersonic vehicle interception and antisatellite battle are discussed. Finally， the future development trends of laser weapons are analyzed and predicted.

Key words：? laser weapon; highenergy laser; beam control transmission; highefficiency damage; battle mode; new concept weapon