123:激光武器概論

機械仙國 123:激光武器概論

年世界上首臺激光器問世以來，高能激光武器因其攻擊速度快、瞄準精度高、不受

電磁干擾等特點而得到了長足的發展。本文主要介紹了美國天基、地基、機載、艦載以及戰術激光

武器的發展概況及其后續試驗計劃，表明美國已經初步具備各類激光武器的全面發展與部署能力；

分析了高能激光器和光束定向器等關鍵技術，總結出美國正加快機載戰區導彈防御激光武器和陸基

戰術防空激光武器工程化和武器化的發展趨勢，最后提出了對發展我國激光武器的幾點意見。

關鍵詞：高能激光武器、天基激光武器、機載激光武器、地基激光武器、艦載激光武器、戰術激光

武器、高能激光器、光束定向器激光技術是

年代初發展起來的高新技術。由于激光具有高亮度（即高功率）及方向

性、單色性和相干性好等特點，因此，從

年世界上首臺激光器在美國問世以來，人們就想利用

激光作武器和其它軍事應用。近年來，隨著激光技術的迅速發展，激光已廣泛地用于軍事上，從戰

術武器、常規武器到戰略武器，陸海空各軍兵種都裝備了與激光有關的武器，少數軍事大國則一直

致力于發展激光武器尤其是高能激光武器。

激光武器是利用高能量密度射束替代常規子彈的武器，在武器裝備發展歷程中是繼冷兵器、火

器和核武器等之后又一個重要的里程碑，將是適應

世紀信息化高技術戰爭的、具有劃時代意義的

新一代主戰兵器。它從作戰性能上主要分為低能激光武器和高能激光武器。高能激光武器又叫強激

光武器或激光炮，與其它武器相比，具有攻擊速度快、瞄準精度高、不受電磁干擾等特點。到目前

為止，高能激光武器的研究已有三十多年，國外在激光武器研究方面已取得長足進展，而其中美國

的發展最為突出，其大量關鍵技術已取得突破，并陸續研制了多種平臺的、多種類型的激光武器樣

機，并開展了一系列試驗。

的天基激光武器是美國彈道導彈防御局支持發展的戰略防御激光武器系統，主要用部署在

空間平臺上的激光器攔截、摧毀處于助推飛行中的戰略導彈和其它各種空間在軌衛星。美國將天基

激光武器作為國家導彈防御系統和戰區導彈防御系統的重要組成部分，最終目標是要在空間

里軌道上部署

顆攜帶有高能激光武器的衛星，有效射程為

公里，構成覆蓋全球的

天基激光武器系統。每顆衛星長

米，直徑

米，重

千克，星上一次儲備的能量可以滿足

個目標的需要。

公司開始研制“阿爾法”天基化學激光武器（SBL），

年功率達百萬瓦級。

使用氟化氘激光器，波長

微米，采用圓柱增益發生器技術，出口光束直徑

米。后來，又制定

和實施了高空氣球試驗計劃（HABE）和“阿爾法／大型先進反射鏡計劃”綜合試驗計劃（ALI）。

日，美軍成功地進行了兆瓦級“阿爾法”化學激光器與光束定向器的地基綜合試驗。

目前美國已經在一定程度上掌握了建造天基激光演示器的技術。按照計劃，預計

年前可生產出

用于地面試驗的全尺寸綜合試驗系統，

年試驗發射首臺星載演示器樣機，

年演示在軌攔截

模擬彈道導彈的能力。但由于經濟和技術原因，

日，美國國防部導彈防御局宣布撤

銷天基激光綜合飛行實驗計劃辦公室，中止了

空間實驗演示計劃，而將天基激光計劃定位在技

術（發展）階段，不再進行曾計劃要作的（空間）實驗。、

地基激光武器是美國戰略防御計劃中反衛星選用的主要手段，它能夠對衛星上的特定瞄準點進

行精確的、長時間（100

秒）的照射，并積累足夠的激光能量使衛星的關鍵部件由于熱損傷而降低

效能或被摧毀。

美國在

年曾對航天飛機、探測火箭進行了多次地基激光“高精度跟蹤試驗”。

月，在白沙導彈靶場利用氟化氘“中紅外先進化學激光器”（MIRACL）和“低功率化學激光

器”（PCL）進行了反衛星試驗，引起了世界范圍的廣泛關注。

月，美國利用“低功率大

氣補償實驗”（LACE）衛星進行了跟蹤試驗。“海石”光束定向器利用低功率跟蹤激光成功地跟蹤了

這顆衛星。目前美國正進行低功率下一體化的光束控制演示試驗，高功率激光的傳輸試驗和衛星的

易損性研究。這些試驗和研究表明美國激光反衛星技術已接近實用化，預計

年將初步建成具備

反衛星作戰能力的地基激光武器系統。

年美國國防部戰略防御計劃局提出了“機載激光武器計劃”（ABL），它是美國空軍目前正

在積極推進的助推段戰區彈道導彈攔截方案，是其聯合多層戰區導彈防御（TMD）研究的一部分。

它主要用來摧毀處于助推段飛行的戰區彈道導彈，同時還具有攻擊低軌道衛星、戰斗機和巡航導彈

等目標的能力。

采用氧碘化學激光器，波長

微米，激光器單模塊功率為

萬瓦，多模塊組合功率

達幾百萬瓦。

年完成了對機載平臺——一架波音

飛機的改裝工作，安裝了復雜的激

光和跟蹤設備并進行飛行測試。

月，美國機載激光系統進行了首次試飛，成為世界上第一

架機載激光定向能戰機。按計劃，美國

年將進行攔截演示試驗，

年改裝出

架作戰使用

型機載激光飛機，屆時將具備全面作戰能力。

美國海軍的艦載激光武器主要是用激光武器攔截反艦導彈。

年開始實施“海石（Sealite）

計劃”，采用連續波兆瓦級氟化氘激光器，波長

微米。

年代初，該激光器與孔徑為

米的“海石”光束定向器一起被安裝在白沙導彈靶場作為高能激光系統試驗設施（HELSTF），

代末成功擊落了亞音速靶機和超音速導彈。海軍現在著手研制自由電子激光器（FEL），而氟化氘激

光器和“海石”光束定向器已成為陸軍白沙導彈靶場高能激光系統試驗設施的重要組成部分。

美國從

年開始開發戰術激光武器，其中最早的“鸚鵡螺”（Nautilus）激光武器是一項美

國和以色列戰術激光武器聯合計劃，旨在發展地面戰術高能激光防空武器系統（THEL）。

戰術激光武器使用

萬瓦氟化氘中紅外先進化學激光器（MIRACL）和“海石”光束定向器

（SLBD），發射孔徑

米，對于從

公里遠處發射的導彈，激光器可在

公里遠處使導彈探測

器失靈，對無制導火箭可在

公里以遠將其摧毀。

年美國陸軍利用白沙導彈靶場高能激光系統

試驗設施的氟化氘中紅外先進化學激光器（部分功率）成功摧毀了兩枚俄制“喀秋莎”火箭。

年美以簽署協議，聯合開發小型化機動型的戰術高能激光武器系統（MTHEL），計劃

成演示試驗。預計以色列將在

年內部署實戰系統，美國也將在進一步提高系統機動性和殺傷力

后，用于近程防空。

世紀，美國高能激光武器發展計劃進行了較大調整，各種試驗安排也產生了變化。一是

國防部的三項高能激光計劃縮減為兩項，中止了

空間演示計劃，加強了機載激光武器（ABL）

和戰術激光武器計劃研制，使之盡可能在

年前走上戰場；二是加快了向高效能第二代激光器（特

別是固體激光器

SSL）轉移的步伐，從

年起各軍種開始實施“聯合高功率固體激光器計劃”；

三是加強了對未來激光武器系統的新技術和關鍵技術的基礎性研究工作。

月導彈防御局接管

計劃，對

進行重新評估，調整了其任務和技術發展路

線。將

納入國家導彈防御計劃，成為導彈防御局最優先計劃之一，并將研制時間延長，攔截試

驗推遲，預計

年演示改進后的武器系統，最后向導彈防御局提供一架飛機(Block

關于戰術激光武器試驗計劃，一是在

年將由陸軍在白沙導彈靶場進行

MTHEL（美以聯合

發展）演示試驗。

是原來

的轉型，主要改進是把

系統尺寸縮小

80％，目標是

要建造一個能在行進中作戰、容易部署的戰術模塊化激光器，能裝入

運輸機；二是

年美國特種作戰司令部管理的戰術機載激光武器（ATL）先期概念技術演示計劃將進行地面/飛行試

驗，它采用新型

技術，首次使激光武器系統成為高度機動和自封閉的系統；三是計劃于

年完成研制試驗的空軍戰術機載激光武器計劃，目標是以噴氣戰斗機（F－35）和無人機為作戰平臺，

發展能定標到

千瓦、基于

技術支持的激光武器系統。

美國海軍的主要任務是開發兆瓦級的自由電子激光器(FEL)，預計

年達到

千瓦，

2009年實現兆瓦級

FEL，屆時將裝備于航空母艦和驅逐艦上。同時，海軍已經開始在白沙導彈靶場進行

一系列試驗，用中紅外先進化學激光器（MIRACL）對付各種靶機和巡航導彈，開發并驗證高能激光

武器與巡航導彈交戰的跟瞄算法。

高能激光武器主要由高能激光器、光束定向器及作戰平臺等組成，光束定向器由大口徑發射系

統和精密跟蹤瞄準系統組成。高能激光武器的研究涉及高能激光器、大口徑發射系統、精密跟蹤瞄

準系統、激光大氣傳輸及其補償、激光破壞機理、激光總體技術等關鍵環節和技術。以下主要介紹

高能激光器和光束定向器中涉及的關鍵技術。

高能激光武器的核心部分是高能激光器，用來產生高能激光束。主要指標有三個：波長、能量

（或功率）和運轉方式。

（1）波長。波長選擇的依據主要是大氣對光的衰減。由于大氣分子和其中懸浮的固態、液態微

粒（稱為大氣氣溶膠）對光具有吸收和散射作用，造成激光能量的損失，這種損失與波長密切相關。

作為高能激光武器，其激光器的工作波長應選擇位于高透過率的波段范圍（即大氣窗口）內。

（2）能量。激光器的輸出能量（或功率）越高越好。盡管至今已研制出幾百種激光器，但能夠

輸出高能量（或功率）激光且波長處于大氣窗口內的激光器，到目前為止卻只有幾種，即：氧碘

（COIL）、氟化氘（DF）化學激光器、二氧化碳氣體激光器、自由電子激光器、二極管泵浦固體激

光器（DPL）、準分子激光器。

（3）運轉方式。激光運轉方式是指激光器的輸出可以是連續或脈沖的，對于脈沖輸出，還存在

脈沖寬度、重復頻率的不同。運轉方式對于激光武器之所以重要，是因為不同的運轉方式對目標的

毀傷效果以及激光武器的使用有很大差異。連續激光具有較低的功率，因而不能立即引起破壞，達

到目標的破壞值可能需要幾秒鐘的時間。在這樣長的時間里，光束的抖動會使光斑偏離目標點，不

利于武器效能的提高，當目標采取適當的對抗措施時，這一問題尤為突出。

研制具有足夠大功率、光束質量好、大氣傳輸性能佳、破壞靶材能力強、適于作戰使用的高能

激光器，是實現高能激光武器的關鍵，也是各國長期探索研究的目標。

光束定向器由大口徑發射系統和精密跟蹤瞄準系統組成，它是與激光器匹配的一個重要部件。

（1）發射系統。發射系統是將激光器產生的激光束定向發射出去，并應用自適應補償矯正（或

消除）大氣效應對激光束的影響，以保證將高亮度的激光束聚焦到目標上，形成功率密度盡可能高

的光斑，以便在盡可能短的時間內達到最佳的破壞效果。為此，必須采用主鏡直徑足夠大的大口徑

發射望遠鏡，并可根據目標的不同距離對次鏡進行平移，以起到調焦的作用。

（2）跟蹤瞄準系統。用于使發射望遠鏡始終跟蹤瞄準飛行中的目標，并使光斑鎖定在目標的某

天才一秒：m.2mcn