淺析激光武器在反無人機作戰中的運用

2024年初，美國海軍與胡塞武裝在紅海地區交火后，暴露出諸多問題，其中最引人注意的便是關于如何應對無人機防空，為解決高額的無人機防空成本，激光武器很早便被提及卻始終未能落地。實際上，自20世紀70年代，美國的激光武器就初具雛形且迅速發展，美空軍在1973年實施了激光擊落靶機的實驗，并著手發展機載激光實驗室；美海軍的目標是發展用于防御反艦的戰術防空高能激光武器系統，并于1973年用激光摧毀低空、亞音速橫向飛行的“陶”式反艦導彈；美陸軍在1976年利用激光擊落了時速186.5km的無線電遙控靶機。

從近幾場高端戰爭來看，“火力即是真理”的認識似乎不再可靠，如何增加戰爭的效費比越來越成為各國的主論調，因此無人武器以其廉價的成本和高額的回報受到廣泛運用。如何延續低成本作戰的同時摸索出反制低、慢、小無人機的舉措，是當今謀戰備戰的重點。在此背景下，激光武器因其攻擊速度快、瞄準精度高、攔截距離遠、轉向靈敏度高、抗干擾能力強等優點，被視為一種對抗小型無人機進攻的最優解。本文從激光武器的戰術運用層面出發，結合其他國家的發展現狀，分析出激光武器在應對無人機進攻時可能發揮的作用。

激光武器技術特點

激光武器是利用定向發射的激光束來直接毀傷目標或使之失效的定向能武器。美、俄、以等一系列發達國家都在該項目研究上投入了巨額資金，但受限于技術難度大、研究費用高，現在的激光武器仍未達到最初設想的那樣順利替代傳統防空力量。

激光武器主要分為戰術激光武器與戰略激光武器兩類，具有快速部署、靈活機動、精確打擊和抗電磁干擾等優異性能。打擊無人機時，激光武器通過發射高能激光束輻照在目標表面，促使無人機被照射處表面結構狀態及材料的特性發生變化，出現升溫、膨脹、熔融、斷裂或氧化反應，導致遭受輻照的電子元器件出現不同程度的損傷，最終導致無人機失去作戰效能或偏離打擊航跡，實現防御無人機的目的。

激光武器發展現狀

激光武器作為全新概念的武器，一直以來都是世界各軍事強國研究和發展的重點，并由于其獨特的優勢，廣泛應用在地基反導、近距防空、空中反導等方面。本節主要從多個國家角度對具有反無人機能力的激光武器發展現狀進行歸納。

美國

美國長期以來致力于激光武器的研發，已成功將激光武器應用于海、陸、空等領域。

陸軍方面，目前其“定向能機動近程防空系統”（M-SHORAD）已被安裝在“斯特賴克”A1型8×8裝甲車，如圖1所示。該系統功率50kW，可大幅提升美陸軍近程防空作戰能力，計劃于2025年后大規模列裝。同時，美陸軍還正在推進“間接火力保護能力-高能激光”（HEL-IFPC）項目。該項目研制的激光武器功率250-300kW，光束威力足以摧毀巡航導彈，美陸軍計劃在2024年將其部署至作戰部隊。

海軍方面，激光武器項目包括“固體激光器技術成熟化”（SSL-TM）；“增強型高能激光系統”（RHEL）；“海軍光學炫目干擾器”（ODIN）；“高能激光與光學殺傷監視系統”（HELIOS）。這些激光武器功率在60-150kW不等，目前除HELCAP之前，其他激光系統均已進行了上艦測試，但真正進行作戰艦艇安裝的是ODIN系統。ODIN激光武器系統是一款低功率激光武器系統，旨在通過投射炫目激光束來致盲敵方目標。美海軍計劃使用ODIN系統來破壞和打擊水面艦艇、無人機甚至一些反艦導彈上的光電設備。根據計劃，美海軍將在8艘導彈驅逐艦上安裝ODIN系統，增強驅逐艦的分層防御能力，目前已完成3套裝艦部署，如圖2所示。

空軍方面，目前主要推進“高能液體激光區域防御系統”（HELLADS）項目。該激光武器項目功率150kW，其尺寸和重量僅為目前相似功率激光器的十分之一，將用來攔截炮彈、導彈等目標，目前尚未開展機載射擊試驗。此外，美空軍還正進行“自衛高能激光演示樣機”（SHiELD）項目。該激光武器項目初步設計功率幾十千瓦，計劃2024財年進行50kW全系統測試，預計2030年該系統具備實戰能力。

以色列

2014年，以色列首次對外展示了“鐵束”（Iron Beam）激光武器系統。該系統屬于100kW級別激光武器，包括一個防空雷達、一個指揮控制單元和兩個高能激光系統，可以安裝在各種車輛上，主要用于對抗來襲火箭彈、炮彈及無人機。2022年，以色列國防部稱該系統在第一批測試中成功擊落了無人機、迫擊炮和反坦克導彈等目標。如圖3所示。

據以色列國防部稱，“鐵束”系統可在發射后的4-5s內摧毀7km內的空中目標，在地勢狹長的加沙地帶能夠很好的實現低空域的空中封鎖。但目前其使用功率僅有幾十千瓦，隨著性能和功率的提高，其攔截能力還能更進一步。

俄羅斯

2018年，俄總統普京發表國情咨文時公布了幾款重量級新型武器，其中包含“佩列斯韋特”（Peresvet）激光武器。俄專家表示，“佩列斯韋特”主要有以下三個特點：一是攻擊速度為光速，是當前全球最快的武器系統；二是直線聚能高，可聚集超強的“直線”能量，照射衛星、洲際導彈或有/無人機；三是干擾能力強，具備對敵致盲的效果。2019年12月，Peresvet正式服役并在5個戰略導彈師部署，主要擔負戰略導彈系統的保護工作，成為世界上第一款正式服役的戰斗激光系統。2020年5月，據俄媒報道，俄羅斯Peresvet激光系統在敘利亞南部擊落了一架以色列無人機，這也是該激光武器首次應用于戰場。Peresvet設計圖如圖4所示。

巴爾瑙爾（Barnaul）第35導彈師Peresvet激光武器部署陣地衛星圖像如圖5所示。

英國

“龍火”（DragonFire）激光武器是由英國與多個企業于2017年提出并聯合研發的第一款對空高功率定向能激光武器系統。2024年1月19日，英國防部宣布在赫布里底群島首次通過高功率射擊成功摧毀了空中目標，并有望在5至10年內實現部署，如圖6所示。

激光武器主要局限性

隨著激光武器在戰場上的優勢凸顯，各國也在不同程度上加快激光武器的研發和部署進度，然而相比其自身獨特的作戰優勢，激光武器自身也有一定的劣勢和局限性。

受氣象影響明顯，無法全天候作戰。大氣對激光武器的主要影響可歸結為四種物理現象：吸收、散射、湍流和熱暈。其中，大氣吸收和散射都會消弱激光能量，通常統稱為大氣消光或大氣衰減；而湍流和熱暈會導致光束畸變，從而降低光束質量。在多云、陰雨、大雪和霧霾天氣時，其作戰距離會大大縮減，作用時的反應時間也會相對延長。

武器能耗大，機動性受到很大限制。類似子彈的口徑不同，功率越大的激光武器威力越大，也需要更加龐大的能量供應和更加復雜的能源管理設備。如何保證能量供應的同時協調好體積與功率也是一項嚴峻的問題。

機械結構復雜，不易維修保養。美國陸軍近年向美國多個司令部部署了幾部10kW級激光武器并進行了“作戰評估”，但相關人員反饋稱激光武器難以保養，非常容易損壞。據息，美國非洲司令部獲得的4部高能激光武器通常只有一部能正常運作。

激光武器反無人機作戰分析

在對抗傳統防空力量時，無人機往往能起到出奇制勝的效果，而激光武器的部署，有望補全防空作戰在無人機領域的空缺。本節針對激光武器實戰過程中的特點，設想典型空防場景，總結其在反無人機作戰時的具體優勢，最后歸納了作戰架構以及體系流程。

無人機作戰新特點

從近年來世界范圍內爆發的局部戰爭和武裝沖突來看，無人作戰裝備實戰運用戰果顯著，顯現出一些嶄新特點，引起各國軍隊普遍關注。只有從作戰運用特點入手，制定出針對性的防御反制措施，才能實現“對癥下藥”。

一是運用樣式多元，使用規模范圍不斷擴大。無人裝備作為新質作戰平臺和傳統武器裝備的替補，正在從過去戰場的配屬角色加速向主戰角色轉變。納卡沖突中，阿塞拜疆軍隊使用從以色列采購的TB-2察打一體無人機、“哈洛普”自殺無人機和自主改裝的安-2無人機對亞美尼亞軍隊實施攻擊，對沖突結局產生了重要影響，如圖7-9所示。而無人機除擔負偵察監視等傳統作戰任務外，現在也能夠廣泛執行火力引導、毀傷評估、定點清除、對地（海）打擊、電子戰等多種作戰任務。作戰樣式也出現諸如“忠誠僚機”、“蜂群戰術”和“自殺攻擊”等變革，可以說無人機所扮演的角色愈加豐富，參與的領域也更為多元。

二是體系支撐性強，輔助提升整體作戰效能。無人機與傳統裝備協同作戰，發揮自身獨特作戰優勢，顯著提高整體作戰能力。俄烏沖突中，美俄等國軍隊均重視發揮無人機情偵監能力，并將其與現有戰場態勢感知鏈路相結合。比如與炮兵部隊構建“偵察-火力”系統，提升打擊精度。即通過遠程操控無人機深入高烈度地區實施偵察或遠距跟蹤敵時敏目標，及時將目標類型及坐標信息發送至戰場指揮所，達到引導炮兵分隊實施快速精準打擊的目的。如果能夠對該引導力量進行“致盲”，則能大大降低遭受打擊的風險。

三是作戰效費比高，對傳統強弱實力觀念產生沖擊。隨著無人裝備技術擴大使用和成本下降，無人裝備的制造也轉向便捷與低廉，展現出了極高的效費比。2023年8月27日，烏軍用CorvoPPDS無人機對俄西部庫爾斯克軍用機場發動了一次空襲，摧毀了4架蘇-30SM、1架米格-29、2部“鎧甲”以及1部S-300防空系統預警雷達，如圖10所示。據悉，該無人機的機體、主翼、垂直尾翼均采用涂蠟硬紙板制成，造價僅幾百美元，如圖11所示。

總的來看，無人機在近些年的運用十分頻繁，戰術戰法的創新也在推動其向低成本高回報的方向發展。傳統的防空火力反應時間長，打擊成本嚴重不對等；電子戰設施在面對愈發智能的集群戰術也逐漸顯現頹勢，不難看出，激光武器以其低成本、多頻次、高效率的攻擊形式正契合于當下所面臨的反無人機難題。

激光武器反無人機作戰優勢

激光武器可以使用軟殺傷、硬毀傷或結合打擊的方式，對來襲的偵察無人機實施遠距致盲、攻擊無人機進行硬毀傷，以達到迅速發現、及時處理、奪取制空的目的，激光武器在無人機打擊時的優點主要體現在以下三個方面：

光速毀傷目標，靈活轉變攻擊對象。激光武器是借由激光束實施攻擊的，其光速攻擊的特性能夠減少被敵方規避的概率，命中率高。通過調節武器功率、照射時間和打擊位置，可以實現致盲、燒蝕、熔斷等不同毀傷效果，達成不同的作戰目的。如果來襲目標較多，激光武器還能借助其無裝填、無備彈的特性，在1s內迅速轉移攻擊目標，只要能夠實現穩定供能，其防空火力就能連續覆蓋，體現出強大的持續作戰能力。

彈藥消耗量低，作戰效費比高。激光武器普遍采用電源供電，發射時僅靠消耗電力即可形成攻擊力，以“鐵束”激光武器為例，每次射擊僅需2美元。在面對成本同樣極低的無人機作戰仍能表現出較高的效費比。

陣地不易暴露，部署機動靈活。激光武器在攻擊時相比傳統防空武器具備更低的噪聲影響和更快的準備速度，一旦瞄準，瞬間發起攻擊，敵方難以辨別攻擊來源及陣地所在位置。很大程度上實現了陣地的保護，即可多次照射攻擊，可靠性高。如果實現了激光武器的車載或快速拆收，則能在戰場上具備一定的生存能力，激光武器的最小配置單元為“指揮控制系統+照射打擊系統”，每個該型單元都能獨立應對多組無人機的來襲，可在場景中靈活部署。

激光武器反無人機作戰體系架構

按照作戰意圖和計劃不同，依照現代防空體系基本組成及職能，激光武器反無人機作戰體系架構規劃如下：

（1）偵察探測系統：主要包括空中預警、地面警戒雷達、無線電技偵、對空搜索等系統以及情報報送設備構成，通過多種手段盡可能早的發現、識別、確認敵無人機平臺。

（2）指揮控制系統：由各級指揮所及其控制的雷達、光電探測跟蹤系統、計算機和通信設備組成。

（3）照射打擊系統：主要由激光武器的各系統和武器操作人員構成。

（4）毀傷評估系統：在打擊完成后，根據探測數據，分析打擊效果，決定是否需要進行輪次打擊或補充打擊。

（5）勤務保障系統：保障上述人員及系統的生存和保證任務的完成。

激光武器反無人機作戰流程

根據激光武器反無人機作戰場景，典型作戰流程分為以下5個階段：

（1）作戰部署階段。防御方根據自身防空力量組成，按照敵方作戰力量進行激光武器配置部署。

（2）偵察探測階段。通過偵察探測系統對敵無人機進行發現、識別、跟蹤，并將目標信息及時、準確、連續地上報至指揮控制系統，為指揮決策提供參考。

（3）任務分配階段。指揮控制系統對各渠道獲取的空中情報進行判明，作出威脅評估，選定作戰方案，對照射打擊系統下達指令。

（4）目標毀傷階段。敵無人機進入射距內后，操作人員控制跟蹤瞄準系統鎖定目標，控制激光光束系統選用合適功率后進行照射打擊。

（5）效果評估階段。由指揮控制系統判斷敵無人機威脅程度，并決定是否進行輪次打擊和補充打擊，必要時也可向指揮控制系統請求其他防空力量的協助。

綜合激光武器反無人機作戰體系架構及流程如圖12所示。

結語

無人機以及蜂群作戰是組成分布式殺傷的關鍵一環，能否實現見招拆招是決定未來戰場走向的關鍵，作為應對主要無人機戰法的“最優解”，激光武器在服役前仍有一段不短的路要走。

一是通過完善武器架構，實現高功率能量循環。化學激光器由于各種缺陷難以部署列裝進行戰術應用；自由電子激光器電光轉化效率低、后勤保障要求高；板條和薄片激光器系統無法徹底解決持續輸出大功率高質量光束的問題；而光纖激光器熱管理簡單、電光效率高、單纖光束質量高，有很大希望用于提高激光武器的輸出功率。2022年9月，洛克希德·馬丁公司向美國防部交付的300kW級HEL- SI激光器，采用了“光譜光束組合架構”，通過將幾個不同波長的激光發射器輸出疊加在一起，以形成一個單一的強光束，是目前實現高功率激光輸出的最佳方案。

二是突出艦載平臺優勢，完善防空反導體系。相比于空基和陸基平臺，艦載平臺具有良好的適裝性，現役的大型水面艦艇能為激光武器提供足夠的電源功率、安裝空間和制冷能力，具有較好的信息保障能力，可根據任務需求靈活選擇激光器類型。艦載平臺良好的通視性也方便激光武器的作戰使用，海上環境特點為抑制激光的熱暈效應起到了天然冷卻劑的作用，海上相對較弱的大氣湍流更有利于激光束的傳輸。海軍激光武器系統（LaWs）是美國國防部首次部署并批準用于作戰的激光武器，該型激光武器較好地彌補了艦艇防空反導體系的短板，為應對低價值、非對稱目標提供低成本、軟硬傷兼備、可持續作戰的隱蔽攻擊手段。美2023財年預算將劃撥3550萬美元作為“激光武器系統族”（NFLoS）專項資金，加快艦載激光武器發展。未來，在“弗吉尼亞”級攻擊核潛艇和下一代主力驅逐艦上裝備300-600kW級的高能激光武器系統的計劃也將取得突破。預計2025年后，美海軍將實現裝備1MW級的高能激光武器，具有應對20km范圍內的光電傳感器、小型船只、炮彈、無人機、反艦導彈、彈道導彈襲擾的能力。

三是不斷向小型化、強殺傷力方向發展。當前國際環境的背景下，戰爭形式主要是小規模的局部戰爭。激光武器因為其體積龐大裝載困難，無法滿足機動性的要求，尤其對于陸基、空基的武器系統都對尺寸重量等要求都極為嚴格，其小型化的需求十分迫切。相比于傳統武器，激光武器的打擊效果依舊有限，目前的激光武器功率大多在30-100kW范圍內，想要實現穩定的強毀傷效果，體積與功率的平衡務必取得進展，激光武器的殺傷力也將能在未來的發展中得到較大提升。