戰術激光武器技術的發展動向與分析＊

李朝榮 李 永 樂洪宇

（空軍駐錦州地區軍事代表室 錦州 121000）

1 引言

戰術激光武器適用于多種作戰任務，如防空、區域壓制、空對空和空對地攻擊等。在未來戰場上所面臨的最大危險是各種精確制導武器的攻擊，而精確制導武器50%以上采用光電制導裝置。激光武器可以通過致盲傳感器和使導引頭整流罩炸裂等手段，破壞精確制導武器的導引頭和氣動外形，使其偏離目標。還可以提前引爆其戰斗部或燒毀其殼體。激光武器對精確制導武器的攔截是一個連續多階段過程，包括在遠距離上致盲導引頭的光電部分，中距離上使導引頭整流罩炸裂，近距離上燒毀其殼體等。本文就激光干擾致盲、激光防空反導、發展動向、發展分析等，作進一步的研究和探討［1］。

2 激光干擾致盲

這類裝置主要用于干擾和致盲敵方的光電傳感器和敵方官兵的眼睛，還可用于干擾紅外制導導彈的定向紅外干擾系統。例如，美、英、俄等國家的激光干擾致盲技術已基本經成熟［2］。

1）美國在激光干擾與致盲武器的研制方面已經有了成熟的技術，并已具備部署能力。典型的系統有：

·美國陸軍AN／PLQ－5型激光對抗系統（LCMS），該系統是洛克希德·桑德斯公司研制的便攜式多功能激光系統，采用閃光燈泵浦固體激光器，重約19kg，可以安裝在M－16A3步槍或偵察車上。能暫時致盲人眼，探測和干擾光電傳感器。

·美國海軍陸戰隊“軍刀”（Saber）203激光照明器，該裝置由空軍菲利浦實驗室研制，用于照明、致盲和瞄準目標。該裝置采用鎳鎘電池供電，工作波長為670nm，功率400mW，有效照明距離300m，重1.5磅，每枚電池可連續運行30min，100m處的光斑尺寸可在1～10m之間變化。

·美國陸軍手持式激光“致眩器”（Dazer），美陸軍導彈司令部支持，聯合－信號軍用激光產品公司研制。步兵肩扛式發射，重9kg。它采用金綠寶石激光器，工作波長為700～815nm，用于探測和干擾敵方火控系統。

·美國三軍定向紅外干擾（DIRCM）系統，目前美國三軍正分別開展以脈沖二氧化碳激光器或固體激光器為紅外干擾源的定向紅外干擾系統研制計劃，準備裝備在飛機、艦艇或軍車上，用以干擾敵方紅外制導導彈。系統包含一個威脅告警接收機和一臺捕獲跟蹤器，可時及報警并告知來襲導彈方向，然后使激光束瞄準導彈的導引頭進行干擾，令其偏離預定的攻擊方向。目前已有樣機產品，并進行了飛行試驗。

2）英國的“復仇女神”（Nemsis）定向紅外干擾系統，美國諾思羅普·格魯曼公司為英國國防部研制。可用于干擾敵方的近程紅外制導導彈，提供主動防御。初期裝備系統將采用非相干紅外源，后續型號改用激光器。英國研發的激光致眩器（Laser Dazzel Sight）由工業用激光器或軍用激光測距機、指示器應急改裝而成。可對飛行員的視覺進行干擾甚至致盲，有效距離達5kg。

3）前蘇聯的激光致盲武器已有多種樣機，并在飛機、艦船和坦克等裝甲車輛上進行了演示驗證。據西方國家聲稱，它們的飛行員曾多次遭到蘇聯驅逐艦上發射的激光束照射，1987年美海軍偵察機副駕駛員視力被干擾10min，同年瑞典SAAB35“龍”式戰斗機駕駛員被暫時致盲。

3 激光防空反導

戰術激光武器以光速輸送強輻射能破壞目標，在幾十公里的射程上不必修正目標運動引起的前置量，轉移火力靈活、迅速（小于1s），可多目標攻擊，是精制導武器的克星。激光武器的核心部分是激光器，另外還包括目標探測、瞄準和跟蹤系統，信號處理系統，射速光學控制裝置，伺服能源系統和波前校正裝置等。其殺傷機理有致盲和致傷兩種。致盲利用激光能量使光敏元件失靈，所需能量較低，燒毀硫化鉛的能量密度為5.4×10－3J／cm2；致傷利用很高的激光能量燒毀目標，燒穿彈道導彈殼體至少需要10000～20000J／cm2。

例如，美國和以色列合作研制的車載鸚鵡螺戰術高能激光武器，用以攔截火箭彈、遠程防御系統漏網的戰術彈道導彈、巡航導彈、反輻射導彈、無人機、固定翼飛機和直升機等多種目標。它使用兆瓦級氟化氘中紅外先進化學激光器，對32km外發射的導彈，激光器可在20km或更遠處使導彈的導引頭失靈。如果是火箭彈則可在5km以遠處將其擊毀。鸚鵡螺激光武器系統裝在布雷德利戰車或重型越野車上，裝填一次燃料可進行50次射擊，小型化后還可上艦或直升機。該系統可與美國的戰區高空區防系統（THAAD）、PAC－3愛國者和中程擴展防空系統等導彈防御系統協同作戰。

4 發展動向

1）波音公司為美軍激光武器項目開發自適應光學系統。美國波音公司網站2011年11月15日報道：波音公司11月中旬從美國國防部高能激光器聯合技術辦公室（HEL－JTO）獲得了一份為期15個月的后續合同，將繼續開發高功率自適應光學系統并應用于高能戰術激光系統，合同金額未透露［3］。

傳統的自適應光學系統最初用于天文望遠鏡，風或大氣湍流會干擾恒星及其他天體發出的光波波前，自適應光學系統可對這些擾動進行修正。與此類似，高功率自適應光學系統能夠將大氣擾動對激光束的影響減至最低，從而提高照射到目標上的激光能量。據波音公司官員介紹，這種自適應光學系統具有體積小、重量輕的特點，能夠延長戰術激光武器的射程，提高輸出功率。

近日，波音公司與合作伙伴科學應用國際公司（SAIC）完成了系統開發的第一階段，在實驗室環境下完成了自適應光學系統的設計、制造和試驗。根據新合同，該團隊將把自適應光學系統集成到美國陸軍的高能激光技術演示器（HEL TD）中進行試驗。為了適應戰術環境，這種高功率自適應光學系統將采用先進的超高速處理和傳感器技術。系統使用一種信標照射器和可變形反射鏡來實現所需的高速大氣補償和高能激光性能。

2）萊茵金屬公司試驗激光武器系統。法國《航宇防務》2011年11月22日報道：萊茵金屬公司近日在瑞士試驗場演示了將激光武器與先進防空系統結合的作戰能力，試驗中，高能激光武器成功擊落了無人機［4］。

在澳克森布登試驗場公布的激光發射視頻中，國際客戶可以看到兩個具有不同性能參數的激光武器演示器。其中，10千瓦激光武器集成到了由厄利空公司的“空中衛士”3火控組件和“空中盾牌”火炮炮塔組成的防空系統中。這種激光武器采用模塊化設計，激光能量可調節，由兩個5kW激光武器組件組成，可用于C－RAM，對抗來襲火箭彈、炮彈和迫擊炮彈的威脅，還可用于防空，對抗無人機等目標。1kW激光武器安裝在了TM 170型車輛上。在試驗中，1kW激光武器演示器成功擊沉了一艘移動橡皮艇（模擬敵快艇），并證實了從安全距離外有效摧毀簡易爆炸裝置、壓制未爆炸武器的能力。

3）英國測試新型防暴激光致眩器。Gizmag網站2012年1月6日綜合報道：2011年夏季英國各地發生暴亂，導致多個地區淪為廢墟。暴動發生時，常規的防暴手段對數量占絕對優勢的人群來說基本無效。鑒于此，各國警方開始尋求一種新的群體控制手段，如改變戰術并使用一種新的非致命武器，以替代當前使用的“泰瑟”槍和催淚瓦斯［5］。

英國光電安防系統公司（Photonic Security Systems）開發出了SMU 100激光致眩器，這種新型防暴裝置能夠使暴徒暫時失明而無法繼續作惡。SMU 100最初的用途是打擊索馬里海盜（BAE也開發出了類似系統），而英國暴亂發生后，項目開始將群體控制作為主攻方向。這種肩扛式激光致眩器可發射閃爍式激光束，光束截面直徑為3m，可使500m以外的目標暫時失明，作用距離遠大于催淚瓦斯和“泰瑟”槍。在致眩器的照射下，人眼會產生類似于直視太陽后突然轉向別處的強烈視覺效果，因而無法繼續攻擊性的行為。

目前，某國警方正在對SMU 100進行野外試驗，以驗證這種激光致眩器能否在野外有效工作，以及致眩過程是否會對人體產生其他影響。如能通過英國內政部的健康檢查，SMU 100將開始面向各國警方銷售，其單價約為39000美元。

4）諾斯羅普·格魯曼公司向美軍交付第2.5萬套光電激光系統。諾斯羅普·格魯曼公司網站2012年1月30日報道：諾斯羅普·格魯曼公司近日交付了第2.5萬套光電激光系統，以支持美國士兵作戰使用。該公司自“伊拉克自由行動”開始向美軍交付這類系統［6］。

光電激光系統可使士兵在安全距離監視、識別和應對目標，有助于減少附帶損傷。美軍目前部署的這類系統包括輕型激光指示測距機和Mark VII、Mark VIIE激光目標定位器等便攜式系統，M1“艾布拉姆斯”人眼安全激光測距機和用于“斯特萊克”裝甲車的瞄準一體化測距機等車載系統，以及用于“阿帕奇”直升機的目標捕獲指示裝置等機載系統。

5）美軍推出最新強電磁波束非致命武器。美國《防務新聞》2012年3月11日報道：美軍日前公布了一種最新的非致命武器——一種看不到，聽不到，聞不到的強電磁波束。該波束叫做“主動拒絕系統”，是一種最安全的非致命武器。當人被它擊中時，會產生難以承受的，突然的灼熱感，因此會本能地立即逃離。其射頻為95kMHz，穿透深度每英寸僅為0.4mm，射程可達1000m（0.6英里）。其開發過程已超過15年，曾于2010年部署在阿富汗，但從來沒有在現場使用過。這種非致命武器可用于驅散暴徒、安全檢查、封鎖區域、基礎設施保護等各種各樣的場合［7］。

6）諾斯羅普·格魯門公司展示針對反艦巡航導彈的軍用固態激光器。諾斯羅普·格魯曼公司網站2012年5月2日報道：諾斯羅普·格魯曼公司近日展示了其首個下一代高能固態FIRESTRIKE激光器產品，以滿足尺寸和重量以及堅固耐用的需求。測試表明，這種激光可以使反艦巡航靶彈的外殼和關鍵部件燃燒［8］。

該激光稱為伽瑪（Gamma），使用“板”式架構，類似諾斯羅普·格魯門公司以前的高功率激光器。其功率為13.3萬千瓦，連續發射時間超過1.5小時，性能穩定，光束質量超過了設計目標，完成了初步試驗。

伽馬的性能相當于或超過了以往板式激光器，但真正的進步是在軍用平臺應用中的包裝和固化。這里的“板式激光器”指具有增益介質，或有原子光源的高功率固態激光器，板的大小約為一個顯微鏡載片。

伽瑪的設計目標之一是減少FIRESTRIKE激光器的體積和重量。成品激光器的重量減少到227kg（500磅），體積收縮到0.58m×1m×0.3m，大小約為兩個微波爐。

伽馬激光器減少了內部光學元件的數量，同時，新的安裝技術消除了振動敏感性。伽瑪激光器的關鍵部件已經過了振動、沖擊和熱測試，達到了設計目標。

伽瑪可與其他構件結合，形成更大功率的激光系統，如諾斯羅普·格魯門公司的105千瓦聯合高功率固體激光器。這種特點意味著它們可以保持良好的光束質量，或將能量集中在遠距離上。伽瑪激光器測試的光束質量指標為1.4，超過了1.5的設計目標。諾斯羅普·格魯曼公司還在繼續努力改進，因為完美的光束質量為1。由于光束質量好，13.3kW伽瑪激光器的亮度也高于設計目標，這意味著它可以遠距離集中更多的能量。

殺傷力測試用了一個短距離伽瑪鏈，以此來模擬一艘海軍艦艇上幾個鏈的激光武器能量能達到幾英里，結果證實激光產生的能量達到了預期目標。反艦巡航靶彈的測試組件包括BQM－74靶彈的外殼、和其他代表關鍵內部元件的部件。

諾斯羅普·格魯門公司2008年宣稱，以FIRESTRIKE激光器為骨干的近距激光武器系統結合了先進的光電和／或紅外傳感器，可用于主動防御，進攻性精確打擊和增強態勢感知能力等軍事用途。

7）MBDA公司高能激光武器輸出功率達到40kW。法國《航宇防務》2012年9月13日報道：近日，MBDA德國分公司對一種高能激光武器演示樣機進行了發射試驗，其輸出功率達到了40kW，創造了光纖激光器光束合成功率的世界記錄［9］。

在試驗中，MBDA公司使用這種高能激光武器跟蹤目標并進行了發射，演示了系統在幾秒鐘內燒穿迫擊炮彈外殼的能力，并在幾秒鐘內使用40kW光束燒穿了40mm厚的鋼板。在前幾次試驗中已經演示過的目標跟蹤能力也在本次試驗中成功進行了重現。試驗證明，MBDA公司的高能激光武器演示樣機可將多個光纖激光器的輸出光束精確、低損耗地合成在一起，且合成光束具有較高的光束質量，能夠快速、可靠地摧毀目標。

據MBDA公司介紹，高能激光武器能夠精確命中遠距離目標，具有使用成本低、附帶毀傷小的特點，能夠在作戰任務過程中應對傳統和非對稱威脅，為部隊提供防護。該公司自2008年起開始對這種激光武器進行試驗。2011年，系統在確保高光束質量的前提下實現了10kW的輸出功率。2012年9月和10月間，MBDA公司將繼續對系統進行進一步測試，并首次完成高能激光武器從探測空中目標到將其摧毀的整個作戰流程，試驗地點是WTD 52靶場。

5 發展分析

戰術激光武器技術的發展趨勢：新型高能激光器、通用化激光器、繼續研發自由電子激光器［10］。

1）新型高能激光器。新型高能激光器主要有固體（熱容）激光器、電化學氧碘激光器以及光纖激光器等。

·固體熱容激光器主要采用具有一定熱容量的固體激光介質，使激射時間和冷卻時間分開，緩解了熱管理問題。閃光燈抽運的固體熱容激光器功率已達萬瓦以上，二極管抽運固體熱容激光器也能夠在1s內產生30kW的平均功率。

·電化學氧碘激光器主要通過電化學過程解決了普通氧碘化學激光器的燃料重復使用問題，使其體積和重量大大降低。例如，美空軍研制用于戰術機載防空的電化學氧碘激光器。

·高功率光纖激光器是一種以高功率多模二極管為抽運源、以雙包層光纖結構為激光增益介質的激光器。英國已研制出高光束質量的千瓦級光纖激光器，美國軍方認為這種光纖激光器具備裝備戰斗機的潛力。

隨著二極管抽運固體激光器實現高平均功率輸出，發展高效率的二極管激光器成為節能的重要手段之一。例如，美國研發的超高效率二極管源SHEDS計劃，可是二極管激光器的電光效率由50%提高到80%。

2）通用化激光器。隨著緊湊型化學激光器技術和新型節能高能激光技術的發展，可實現激光武器系統的緊湊化和多種戰術平臺的通用化。例如，美國研發的高光束質量的150kW輕量激光器，其質量功率比小于5kg／kW。美國國防部將高功率固體激光器和半導體激光器作為今后戰術高能激光武器發展的重點，并同時向小型運輸機和戰斗機、艦船以及地面車輛等平臺上推廣，使其成為三軍通用裝備。

3）繼續研發自由電子激光器。自由電子激光器從原理上與傳統激光器有很大不同，它是利用電子束與電磁波通過抽運電磁場的相互作用，經受激發射放大短波長輻射。自由電子激光器的寬范圍選擇波長的能力是固體激光器或化學激光器難以達到的。它不僅在軍事上成為公認的海上高能激光武器系統的最合理候選激光器，而且在其他方面如工業和科學研究領域也有廣泛的應用。

6 結語

隨著新型高能激光器、通用化激光器、自由電子激光器的不斷研制和開發，其技術越來越成熟，戰術激光武器（小型的固體激光器）可廣泛用于艦載、車載、機載等，對來襲目標實施有效的光電干擾和致盲，使其偏離；而大型化學激光武器（自由電子激光器）可艦載、機載（大型飛機），發射強光，可直接摧毀來襲目標，能更有效地防空反導，保護自身目標的安全［11］。

［1］任國光.高能激光武器的現狀與發展趨勢［J］.激光與光電子學進展，2008（09）：62－69.

［2］任國光，黃裕年.機載激光武器的發展現狀與未來［J］.激光與紅外，2005（05）：309－314.

［3］波音公司為美軍激光武器項目開發自適應光學系統［J］.每日防務快訊，2011，11（21）.

［4］萊茵金屬公司試驗激光武器系統［J］.每日防務快訊，2011，11（25）.

［5］英國測試新型防暴激光致眩器［J］.每日防務快訊，2012，01（11）.

［6］諾斯羅普·格魯曼公司向美軍交付第2.5萬套光電激光系統［J］.每日防務快訊，2012，02（01）.

［7］美軍推出最新強電磁波束非致命武器［J］.每日防務快訊，2012，03（14）.

［8］諾斯羅普·格魯門公司展示針對反艦巡航導彈的軍用固態激光器［J］.每日防務快訊，2012，05（08）.

［9］MBDA公司高能激光武器輸出功率達到40kW［J］.每日防務快訊，2012，09（19）.

［10］劉志春，蘇震，袁文，等.激光反導武器的最新動向與分析［J］.激光與紅外，2009（09）：914－917.

［11］宋亞萍，劉莉萍.激光反導與導彈反激光措施綜述［J］.激光與紅外，2008（10）：967－970.