激光武器:半在匣中半出鞘

“龍火”激光武器系統。

DE M-SHORAD系統。

“鐵束”激光武器防空系統。

“阿波羅”激光武器系統。
今年1月,萊茵金屬公司與MBDA德國分公司確認,在一季度聯合成立海軍激光武器系統合資企業,將已通過實戰化測試的相關激光演示系統儘快轉化爲可實戰部署的裝備。
無獨有偶,也是在今年1月,“龍火”激光武器系統繼去年被英國國防部證實通過關鍵安全認證後,擬正式啓動集成在45型驅逐艦上的工程設計。
多國先後在激光武器領域展開研發並取得成果的背後,是現代戰場需求的強勁牽引與驅動。當今戰場上,來自無人機“蜂羣”、火箭彈等低成本武器的威脅日增,傳統的防空系統對此或無力應對,或應對效費比很低。此種情況下,伴隨着相關科技的進步,激光武器正加速從實驗室走向戰場,並對現代戰爭中的攻防格局產生影響。
成爲各國研發熱點
去年6月,俄羅斯在一個靶場上組織的新一代反無人機激光系統測試引發外界關注。這次活動中,共有來自多個俄企的8種激光武器接受了測試。其中,既有便攜式移動設備,也有固定式高功率系統。
多個此類項目同時展開研發,在一定程度上體現了該國對激光武器的重視,也折射着該國大力發展激光武器的決心。
激光之所以能武器化,源於其獨特的物理特性,如能量高度集中、方向性強、可光速傳播等。通過持續照射目標,激光產生的高溫燒蝕,能像切割焊槍一樣熔穿無人機機翼或火箭彈殼體,還能通過產生等離子體雲,破壞目標內部的電子元件。即使是一些較低能量的激光束,也可通過精確照射敵方光電偵察設備,使其瞬間致盲或失效。
與導彈等傳統防空武器相比,激光武器能以很低的成本實現對多類目標的可持續防禦。據英國國防部公開的數據,“龍火”激光武器系統單次攔截成本僅約10英鎊。
廣闊的發展前景、明顯的成本優勢,吸引着各國紛紛在這方面加大投入,展開技術驗證,力推其儘快達到實戰部署水平。
美國在這方面可謂多管齊下。美海軍的SONGBOW項目,企圖在400千瓦級脈衝光纖激光器研發方面取得突破,並用以應對高端威脅;美陸軍的DE M-SHORAD項目,核心是將50千瓦級激光器集成在中型突擊車上,爲步兵班組提供新的伴隨防空能力。
俄羅斯、英國、以色列、澳大利亞等國的激光武器研發進展較快,並取得一定成果。
俄羅斯較有代表性的激光武器是2018年列裝的佩列斯韋特以及佩列斯韋特的升級版“尋釁者”,後者轉向側重低空防禦。
英國推進的激光武器研發項目中,“龍火”激光武器系統有一定代表性。該項目的研發時間可追溯到2017年。去年11月,“龍火”激光武器系統在一個靶場成功擊落多架高速無人機,驗證了其打擊空中高速目標的能力。另外,英國還在測試功率爲15千瓦的斯文頓車載激光武器,並展開對機載激光武器的概念研究和可行性評估。
以色列的激光武器以“鐵束”系列爲主,如“鐵束-450”“鐵束-250”以及Lite Beam等。目前,該國的相關公司還在研發機載版和艦載版的“鐵束”高能激光防空系統。
澳大利亞EOS公司研發的“阿波羅”100千瓦級激光武器系統正在測試中,僅依靠內置電源,它就可連續摧毀多架中型無人機。據稱,該激光武器系統採用集裝箱式設計,可攔截距離3千米的無人機,致盲15千米外的無人機光學傳感器。目前,該激光武器系統已獲得北約成員國訂單。
“解題”思路各不相同
當前,各國發展激光武器,大多是爲了應對能實施飽和攻擊的低成本目標。由於面臨的壓力不同,擁有的工業能力與科技水平也不同,各國在這方面的“解題”思路以及發展重點、進度也各不相同。具體來說,體現爲以下幾種情況。
定位有所區別,有的突出“滿足當下需要”,有的“聚焦未來戰場”。以美海軍的HELIOS艦載防禦系統和以色列投入實戰的“鐵束”激光武器防空系統爲例,二者偏重於滿足當下的戰場需要,旨在有效應對無人機、火箭彈等威脅,形成即時可用的防禦能力。美海軍的SONGBOW項目,着眼的是應對高超聲速武器等,目前還處於技術攻關階段。
體量差異明顯,大型激光武器是發展主體,小型激光武器研發有所突破。一方面,不少國家都想獲得高能激光武器系統,其激光生成和冷卻系統體積通常很大,因此需要依託驅逐艦、重型戰術卡車等大型平臺部署。另一方面,一些國家對戰術級激光武器的需求較爲迫切,由於此類武器所用功率較小,可以實現輕型化並搭載於一些小型平臺上。如美陸軍在“斯特瑞克”裝甲車上集成50千瓦級激光器,俄羅斯研發的“手杖”激光步槍,就是激光武器小型化的不同體現。
進度各不相同,大多處於測試階段,部分已經投入使用。總的來說,“聚焦未來戰場”的激光武器,由於需破解的技術難題較多,基本上處於測試階段。一些爲“滿足當下需要”研發的激光武器,則半在匣中半出鞘。這些激光武器有效毀傷距離大多在數千米至數十千米之間,主要用於打擊小型低成本目標,如各型無人機、火箭彈、迫擊炮彈以及小型水面快艇等。其中,以色列的首套“鐵束”激光武器防空系統,前不久正式交付其防空部隊,步入實戰部署階段。美海軍則對搭載在普雷布爾號驅逐艦上的HELIOS系統進行了首次海上動態跟蹤測試,並計劃在今年對其攔截小型船隻的能力進行評估。
“光之刃”需繼續打磨
儘管發展勢頭強勁,但激光武器距離大規模實戰部署還有一段距離。要想充分發揮其效用,激光武器的研發仍需攻克一系列技術難關,主要體現在以下幾個方面。
消除複雜氣象環境對激光武器使用產生的影響。是否具有全天候作戰能力,是衡量武器裝備性能高低的重要標準之一。激光束在大氣中傳播時,會受到濃霧、暴雨、大雪、沙塵及大氣湍流的影響,導致能量衰減、光束髮散。例如,美陸軍在中東部署的DE M-SHORAD系統,在沙塵暴天氣下效能顯著下降。今後激光武器的發展,如果解決不了這一難題,就意味着在很多時候,激光武器無法進行有效作戰,特別是作爲攔截武器時,其作戰效能會大打折扣。
提升在野戰環境中使用的可靠性。激光武器是集光學、機械、電子、控制於一體的複雜系統,任何一個環節出現問題,都可能“差之毫釐,謬以千里”。因此,要讓激光武器實現大規模部署和高效運行,就必須在近似實戰的環境中,對其進行多維度“淬火”,評估其在極端條件下運行的可靠性,並不斷簡化操作流程,使其深度融入後勤鏈條和作戰體系。
在功率、重量、體積與平臺機動性之間尋找更高層面上的平衡。對激光武器來說,提升功率以便應對類型更多的快速目標,是發展的必然。但功率的提升往往伴隨着能耗、散熱量及系統體積重量的增加,這與當前各類作戰平臺普遍追求輕量化、緊湊化發展方向相背離。因此,今後激光武器的發展,勢必會在提升作戰功率的同時,努力在更高層面上達到重量、體積與平臺機動性之間的新平衡。
值得關注的是,相關技術的突破正在爲破解這些難題提供新的可能。
近年來,自適應光學技術的發展,在這方面提供了新的思路,其通過實時校正大氣擾動,可使激光束在大氣中遠距離且高效傳輸。高能量密度電池和高效熱管理技術的日趨成熟,也爲解決上述矛盾提供了條件。此外,人工智能的融入,也有望助力激光武器發展,使其更快識別目標,並按威脅程度進行排序,提升打擊目標的效能。
總之,今後激光武器的發展將轉向環境適應性、系統可靠性、全壽命週期經濟性等綜合性能的較量。這柄“光之刃”能否在持續的技術突破與實戰檢驗中越磨越亮,讓我們拭目以待。(塗一可 宋可暘)




