海軍艦載激光武器系統示意圖

近期美國艦艇實施艦載激光反導試驗的消息，在媒體上引發了不小的反響。在火炮、導彈等動能、化學能武器主宰水面艦艇一個多世紀后，激光這種新型的定向能武器開始嶄露頭角。在今年4月4日，美國國會研究局還發布名為《海軍艦載激光武器》的報告，探討了未來海軍艦載激光武器如何應對來自水面、空中及彈道導彈的潛在威脅，以及激光武器對于海軍艦船設計與采購的影響等。可以看出，海軍大國的艦載激光武器已經進入緊鑼密鼓的發展階段。

美海軍的“激光武器”愿景

美國會研究局認為，艦載激光武器不僅將影響未來美海軍艦船能力與資金需求，還將影響美國軍用激光工業基礎及現有的艦用防衛武器工業基礎。美激光武器已形成攻擊近程空中和水面目標的作戰能力，未來數年即將裝艦應用。再過數年，更強大的艦載激光武器裝艦后可消滅10海里內的威脅目標。2014年夏，美海軍“龐塞”號兩棲船塢登陸艦搭載固態激光原型系統進行艦載激光武器的試驗，美海軍希望2018財年設定艦載激光武器采購框架，2020或2021財年形成初始作戰能力。

相比于現有艦船防御系統（導彈或艦炮），艦載激光武器性價比更高，艦艇自衛能力更強。艦載激光武器可能將改變海軍戰術、艦船設計并加入艦載武器的采購計劃，實現“改變游戲規則”的技術轉變，其影響堪比20世紀50年代反艦導彈的問世。

美國會考察的核心問題是：是否批準或修改研發艦載激光武器的投資水平，是否向國防部和海軍提供艦載激光武器研發與采購計劃的建議。考慮到資金緊張，是否向其中優勢相對明顯的類型資源傾斜；另外艦載激光武器對于海軍艦艇設計與采購將帶來何種影響。

艦載激光武器發展坎坷

1978年5月，美海軍艦載激光方面的專家利用40萬瓦的氟化氘化學激光器，在皮卡斯特拉諾試驗場成功的摧毀了4枚低空亞音速橫向飛行的陸軍“陶”式反坦克導彈，從而證明了激光攔截高速運動小型目標的技術可行性和戰術優勢。但此后美國激光武器始終沒有研制出一套實用的系統。

2011年4月20日，美國防部負責采辦與技術的副部長弗蘭克?肯德爾發言時稱：“定向能是一種總是差五年就成功的技術。”事實上，近期海軍激光研究取得的進展使人們再次相信，實用化激光武器將很快實現。2011年4月6日，美海軍利用安裝在驅逐艦上的海上激光演示系統成功摧毀了一艘小船，盡管此次試驗非常重要，但是這并不代表激光武器已經準備好交付艦隊，而是更側重于對光束控制而非對激光器功率的測試。此外，使1艘小船失效和攔截1枚反艦導彈是完全不同的，真正實用的激光武器還非常遙遠。

艦載激光武器有特殊要求

與常規武器相比，激光所具有的光速傳播、方向性好、相干性好等特點，從而具有快速、精確、不受電磁干擾、效費比高等獨特性能。不過激光武器系統還存在一些局限性，如系統對環境的適應性差。對海軍而言，海上大氣條件、交戰目標、平臺適應性等，都是艦載激光武器必須考慮的因素。

海面上大氣比較潮濕，直接影響光束的傳輸效果。1989年2月，美海軍利用該激光器在白沙導彈靶場，進行了高能激光擊落模擬超聲速低空反艦導彈的試驗，驗證了激光武器在針對橫向飛行目標的作戰有效性。但上世紀90年代以后，隨著固體激光器和自由電子激光器技術的興起，化學激光器的優勢不復存在。海軍最終放棄化學激光器，因為這類激光器的波長“在海上無法傳播較遠距離”。

作戰目標類型也是艦載激光武器必須考慮的重要因素。艦載激光武器的潛在目標包括：光電探測器、小型艦艇、裝甲車輛、火炮、直升機、無人機、有人駕駛飛機、反艦巡航導彈、彈道導彈等。對付不同的目標需要的激光功率水平也不同，對付無人機只需要幾十至幾百千瓦，而用于彈道導彈防御，功率至少要達到兆瓦級。

交戰模式也直接影響激光武器的打擊效能。激光束在瞄準迎頭來襲目標時，激光束將使其穿過的空氣溫度迅速升高，反過來會使光束無法聚焦，最終使激光器無法摧毀目標。

美海軍艦載激光武器接近實戰化

目前，美海軍正通過“激光武器系統”、“海上激光演示系統”和“自由電子激光”這3個項目，分別以光纖激光器、板條固體激光器和自由電子激光器為基礎發展艦載激光武器。

“激光武器系統”(LaWS)是從2008年開始研制的一套海軍激光武器系統。系統采用模塊化光纖激光器作為光源，總功率達32千瓦，主鏡口徑0.51米，系統集成在MK15“密集陣”艦載近程防空系統上。早在2009年6月，美海軍就利用LaWS成功摧毀了5架無人機。2010年試驗表明對無人機攔截距離達到3.2千米，驗證了光纖激光器用于海上實戰的可行性，同時表明，美軍已經具備利用成熟激光器，快速集成實用武器的能力。

“海上激光演示系統”(MLD)利用7個15千瓦摻釹釔鋁石榴石固體板條激光器，合成產生了105千瓦的激光光束。MLD系統安裝在退役驅逐艦的甲板上并于2011年4月6日完成了演示試驗，首次從海上移動平臺發射激光束，克服大氣傳輸、海浪、武器平臺和目標平臺之間的運動等障礙，最終摧毀了1.6千米外的無人充氣摩托艇。

“自由電子激光”(FEL)項目始于20世紀80年代，最初作為一項基礎科學項目。2010年9月，海軍正式授予波音公司FEL樣機的設計臺同。2011年1月，500千伏電壓自由電子激光器試射，比原計劃提前9個月。美海軍目標是：2015財年前完成100千瓦自由電子激光的演示驗證；2016～2020財年研制兆瓦級自由電子激光。

艦載激光武器實用化還需幾年？

美海軍認為，光纖激光和固體板條激光都存在缺陷，很難成為艦載激光武器。而未來重點是自由電子激光器技術，最終目標是建造一臺兆瓦級自由電子激光器。這一功率將是LaWS系統功率的30倍，足夠摧毀大多數高速巡航導彈和反艦彈道導彈。

自由電子激光具有波長可調諧的特性。這在海上環境中尤其重要，因為激光器必須能夠適應由于空氣中濕度的變化而引起的大氣條件的變化。但是調節兆瓦級自由電子激光器的波長很困難，不過在2～3個不同波長范圍內調節還是有可能的。

艦上應用對自由電子激光武器提出了巨大的挑戰：首先，兆瓦級功率需要在工程開發和科學領域取得很多突破。如開發更好的電子發射槍，改進電子加速器，制造更好的光學設備以及光束控制系統，然后是尺寸問題。自由電子激光器的典型尺寸大概有30米長，無法安裝在現有巡洋艦和驅逐艦上，航母和兩棲攻擊艦可能擁有足夠空間來安裝自由電子激光器，但不具備足夠的電力來支持兆瓦級自由電子激光器。再加上熱管理問題以及航母和攻擊艦都是高價值目標，海軍可能不會考慮航母或兩棲攻擊艦作為海上激光武器的平臺。再者就是效率問題。自由電子激光器的效率約為10%，即產生1兆瓦激光功率需要10兆瓦電能，其中90％的電能變成廢熱。最后是安全問題。自由電子激光器的波長覆蓋x射線到微波波段，這意味著必須對自由電子激光器進行屏蔽以保護艦員。

研究經費受到限制也對美海軍激光武器發展產生重要影響。2011年6月17日，美國參議院武裝部隊委員會曾指示海軍終止自由電子激光項目。如果國會最終確定取消自由電子激光項目，美海軍定向能武器計劃將出現真空。（作者 查長松 劉江平 稿件來源：《當代海軍》雜志）

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