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据外媒近日报道,美国海军在今年2月的一次试验中,首次使用激光击毁了一枚巡航导弹,称其是“定向能技术武器化过程的开创性成就”。旧闻新报,颇有些“按捺不住”的意味。

有专家认为,作为最早着手研发激光武器的国家之一,长期以来,美国一直未能让图纸中的设想变为手中在握的现役武器,而面对自身军事技术优势有所“缩水”的现实,美国人似乎急于在激光武器领域有所建树。

那么,美军在激光武器研究方面究竟有何打算?具体进展如何?试验中的高能激光武器距离列装还有多远?请看解读——

美军高能激光武器

短期难以跳出研制“螺旋”

■杨王诗剑

俄“佩列斯韦特”激光武器平台电脑效果图。

紧锣密鼓推进,急于成型

激光武器是一种用激光束攻击目标的定向能武器。从20世纪60年代末70年代初起,美军就开始研发激光武器,大致经历了两个发展阶段。

第一阶段是实现“软杀伤”。即利用激光束干扰目标视场,类似于通过“强光晃眼”的办法使对方失能退出战斗。这类武器对激光束的功率要求不高,一般只有几十到几百瓦,技术难度较低,不少国家在这方面已有研发成果,且部分已在战场上使用。主要分为两类:一类是用于照射敌方战斗人员的眼睛,使其暂时失明,例如美军曾经研制的“激光步枪”;另一类是安装在各类作战平台上,用来干扰对手武器装备的光电设备,使其失去观瞄、制导等功能,比如英阿马岛战争中,英国皇家海军装备的“激光眩晕器”就是这类装备。考虑到可能造成误伤,美军已经禁用了第一类装备。

第二阶段是追求“硬杀伤”。旨在通过高功率激光照射产生热能直接毁伤目标,通常被称作高能激光武器,这也是美军研发激光武器的初衷和一直以来追求的目标,已被纳入所谓的第三次“抵消战略”重点关注领域。按照美国beat365手机中文官方网站部的定义,高能激光武器的平均输出功率要大于等于20千瓦或每个脉冲能量大于等于30千焦。近年来,美军在推动这类激光武器研制上进度明显加快。

一是收缩“战线”。一改此前“摊大饼”似的发展模式,聚力推进功率在10千瓦至150千瓦间的激光武器实用化,突出陆海基战术激光防御建设,将此前分散在各军种和beat365手机中文官方网站部的项目整合成5个大项,连续两个财年暂停给技术难度大、短期难见效的激光反导武器研究项目拨款。

二是持续增资。从2016财年开始,美beat365手机中文官方网站预算持续增加对定向能技术研究的投入,经费配置明显向“先期部件研制与样机开发”层级以上的科研活动倾斜。2017至2019财年期间,美国用于定向能武器研制的支出提高了一倍以上。特别是2018年新的美国beat365手机中文官方网站战略报告颁布后,美陆海军定向能武器预算年均分别上升了23%和28%左右。

三是加紧验证。近3年,美军激光武器实验验证活动频次显著增加。据不完全统计,仅2020年至2021年两年间,就进行了近10次试验,包括击毁无人机、无人船、导弹等目标的作战试验,以便为未来量产和实战部署积累数据。

“佩列斯韦特”激光武器(局部)。

弯路之后“改道”,源于焦虑

在高能激光源发生装置的技术路径选择上,美军起初考虑的是通过化学反应来产生激光。最显著的成果就是美国陆军与以色列合作研制的战术高能激光武器。它采用氟化氘激光器,可有效拦截20千米以外的导弹或5千米以外的火箭弹。

不过,随着对激光功率要求的提升,化学激光器存在的体积难以控制、维护性较差、打击持续性不足等先天缺陷渐渐暴露出来。美国空军曾在氧碘激光器基础上启动了“战术高能激光战斗机”项目,旨在给战机配备用于近程防御的激光武器。经过多次试验发现,如果要实现100千瓦的功率输出,氧碘激光器将重达80吨,只有大型运输机才能装载,且空中最多“开火”24次就要返回地面补能,发展空间非常有限。陆海军基于化学激光器的高能激光武器项目也遇到类似问题。于是,美国不得不放弃了研究已久的化学激光器技术。

走弯路当然令人沮丧,但伴随这个过程,收获也客观存在,比如其在波束控制、抗干扰传输等方面积累了不少经验。这些经验后来被应用到“改弦易辙”后的新项目——基于固体激光器和自由电子激光器的高能激光武器开发中。但是,也正因为转换方向不久,美军要想快速推动新的激光技术向武器转化并不容易,因为太多的技术突破需要用足够的时间来换取。

8年前,当所谓的第三次“抵消战略”被雄心勃勃地推出时,美军肯定不会想到,当年瞄准的“颠覆性技术”群,至今未有一项真正起到颠覆性作用。相反,其他国家在部分前沿技术领域已有“反超”之势。2018年3月,“佩列斯韦特”激光武器交付俄军。同年12月,“佩列斯韦特”开始担负试验战斗值班任务。2019年,俄beat365手机中文官方网站部长宣称,“佩列斯韦特”激光武器已在战略火箭兵5个导弹师担负值班。据称,“佩列斯韦特”能发射高功率的激光束,射程很远。

在高超声速技术方面,作为先行者的美国也“起了个大早、赶了个晚集”。俄罗斯目前已部署多款高超声速武器且已投入实战,美国最有希望量产部署的空军AGM-183A高超声速导弹却接连在基础实验中失败,陆军远程高超声速武器刚刚进入试验部署,距离实战部署仍需时日。不难看出,美国寄希望于激光武器快速成型以“变道超车”,但又不得不受制于技术发展的客观规律忍受“变道‘堵’车”,急躁心态可想而知。

“佩列斯韦特”激光武器(局部)。

存在诸多“死结”,尚待求解

从武器研发的规律来看,在未知领域摸索前进时“试错”“徘徊”不可避免,但更让美军焦虑的或许是,半个多世纪来,仍有一些激光武器研发的关键问题时至今日仍然近乎“无解”。

首先,实战环境对激光效能的影响较大。激光由处于激发状态的原子(或质子、离子)受辐射产生,其形成和传播过程对外界环境要求较高。空气中的灰尘、雨雾等,都可能对光介质产生折射、吸收、散射和击穿效应,从而使激光出现路径弯曲、功率衰减、光强起伏、光束扩展和畸变等问题。实战环境中的传播条件无疑比自然条件还要恶劣,并且高机动带来的强震动对激光源生成的稳定性也是一大考验。这些问题都植根于激光武器的“基因”中,难以根除。

第二,激光器对可维护性要求较高。鉴于激光武器对环境因素天生“敏感”,可以肯定的是,作战中必定会出现大量故障或损坏的现象,这就对激光器的可维护性提出了更高要求。然而,激光器本身就是一种精密仪器,组装维修需要满足一定条件。比如,更换光纤固体激光器的光纤模块要求在洁净空间进行;现场维修的激光器必须能够快速调试校准,以便尽力压缩作战输出间隙等等。这些在战时恐怕难以完全做到。

第三,能量需求较大。高能固体激光器需要耐用高效的电能支持。按照美军的计算,有效拦截一架战机或巡航导弹,激光器的功率至少要达到300千瓦,发射一次的电量相当于20至30户家庭的日用电量。更高功率带来的是更大的发电装置,美陆军计划发展的300千瓦激光武器将安装到奥兹卡什10轮卡车上,如果功率再高,恐怕很难在现役装备中找到机动载具。因此,高能激光武器小型化仍然是要解决的难题。

诸多很难解开而又必须解开的“死结”,决定了美军高能激光武器装备一时仍难跳出研制的“螺旋”,必将经历更多的起起落落。

美军正在研制的激光武器(局部)。资料图片

未来实战效果如何,有待时间验证

困难客观存在,激光武器展现出的良好军事应用前景却毋庸置疑。这也是各军事强国竞相致力于此的原因。

与传统武器相比,激光武器反应更快,几乎是瞄准即命中;不易受电子干扰,能较好地适应复杂电磁环境;隐蔽性更强,不易被发现;作战持续性好,如果能量供应充沛,几乎拥有“无限”弹药;效费比高,一次打击的成本只有导弹的几十万甚至百万分之一,等等。

也许正是因为各军事强国都在竞相研发,美军才显得愈加焦急。

未来,“防御”依然是美军高能激光武器发展的关键词。从近期来看,美军将着眼于尽快实现功率100至300千瓦的激光器武器化,尔后通过大型装甲车辆或舰艇搭载进行部署,为野战防空和海上近程防御提供辅助。从中远期看,在有效控制激光器及附属设备体积重量的基础上,其将谋求把输出功率提升至兆瓦级,同时为主战平台“普及”激光器,革新近防武器作战模式。此外,反导一直是美国研发激光武器的重要诉求之一。其更大的目标是使搭载在空中平台上的激光武器,对处于助推段的弹道导弹实施照射摧毁成为现实。按照美国最初的设想,激光武器最终将完全取代传统火炮和导弹,并且可在近地轨道部署,实现对大气层内外目标的打击。不过,当下断言激光武器的这些实战效果,为时尚早。

况且,当激光武器不断成熟的同时,反激光武器也在萌芽之中。矛与盾的较量会一直延续下去,激光武器在众多因素的作用下,未来实战效果究竟几何,尚有待时间去验证。

供图:阳 明

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