01 激光武器，強在何處？
美軍近年來大力推進高能激光器研發(fā)工作，同時開展了多個激光武器技術(shù)演示驗證項目。“激光機動近程防空”項目主要研制50千瓦級激光武器，用于保護師、旅級戰(zhàn)斗隊免受無人機、旋翼飛機和迫擊炮的威脅。“間接火力防護能力-高能激光器”項目則研發(fā)300千瓦級激光武器，主要保護固定/半固定陣地免受無人機、旋翼飛機、固定翼飛機、迫擊炮和巡航導(dǎo)彈的威脅。 激光器以受激輻射作為內(nèi)在的運行機理，由泵浦源、增益介質(zhì)以及諧振腔三個部分組成，因其輸出的激光具有較強的指向性、單色性以及相干性，而能夠以極高的能量密度實現(xiàn)超遠距離的發(fā)射，并對光斑區(qū)域內(nèi)的物體，造成精確的毀傷與破壞。對比來看，傳統(tǒng)的火炮武器在對移動目標(biāo)進行遠距離定點破壞時，往往會因炮彈較長的飛行時間而喪失最佳的戰(zhàn)機，但激光武器則不然，當(dāng)目標(biāo)被制導(dǎo)系統(tǒng)鎖定后，激光會以3×105 km/s的速度，在極短時間內(nèi)對目標(biāo)實施打擊。此外，激光武器還能夠?qū)嶋H的攻擊范圍控制在光斑覆蓋的極小范圍之中，在保證戰(zhàn)果的同時避免對于非戰(zhàn)斗人員的殺傷，并提高能量的利用效率，降低發(fā)射成本。此外，中心波段位于紅外或者紫外波段的激光無法被目測發(fā)現(xiàn)，具有極佳的隱蔽性，使得被攻擊一方難以構(gòu)筑有效的防御體系。 圖1 基于激光武器的未來戰(zhàn)場概覽( 圖源：Nationalinterest.org) 02 激光武器的掣肘：電能，還是電能 洛馬公司在公開的新聞平臺上表示，該公司在能源領(lǐng)域進行了大規(guī)模的投資，并通過與華盛頓州奧韋格市研究團隊的深入合作提高了激光武器系統(tǒng)的能量利用效率，有效降低了武器系統(tǒng)的運輸及布置難度，使其更加貼近戰(zhàn)場需求。 眾所周知，激光存在兩種具體的輸出形式：脈沖及連續(xù)激光。脈沖激光擁有更高的峰值功率，能夠在一個極窄的時間窗口內(nèi)對輻照區(qū)域?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的毀傷及破壞，因此深受現(xiàn)代高精度加工領(lǐng)域的青睞。而連續(xù)激光則依靠較高的輸出功率，直接實現(xiàn)極高能量的持續(xù)輸運。而洛馬公司所發(fā)布的聲明中提到，該激光武器以300千瓦的輸出功率實現(xiàn)了連續(xù)波的輸出。 若僅以圖2所示的武器系統(tǒng)概念圖來進行分析，很難想象該系統(tǒng)能源供應(yīng)模塊的布置方式。考慮到該系統(tǒng)采用了車載發(fā)射平臺，體積有限的車廂在搭建了激光系統(tǒng)、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)以及導(dǎo)航系統(tǒng)等戰(zhàn)術(shù)打擊模塊后，如何安置得下一塊能夠支撐武器系統(tǒng)長時間運行的電池，這一點似乎比激光器如何實現(xiàn)超高功率輸出更值得思考。在電池電量有限的情況下，單個激光武器系統(tǒng)在完成一次攻擊后便在短時間內(nèi)失去了其戰(zhàn)略價值，甚至?xí)适У钟罄m(xù)攻擊的能力。盡管該團隊聲明在武器系統(tǒng)的能量利用率方面實現(xiàn)了一定的提高，但從根本上來說，在能源供應(yīng)技術(shù)未實現(xiàn)突破飛躍之前，該武器仍然受到電池存儲電能有限的技術(shù)掣肘。此外，過大的運行功率也對電能供應(yīng)系統(tǒng)的散熱模塊提出了要求，該系統(tǒng)是否一并實現(xiàn)了散熱技術(shù)的突破，不得而知。 圖2 洛馬公司公布的激光武器概念圖(圖源：optics.org) 03美國的戰(zhàn)略野心 洛馬公司在聲明中表示，該公司此次交付給美軍的武器系統(tǒng)，僅僅是高能激光系統(tǒng)的一個微型放縮，相較于傳統(tǒng)的大型裝置而言，這一系統(tǒng)的集成度相對較高，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的戰(zhàn)略布置。而據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人批露，該系統(tǒng)將作為對基于高能激光武器的火力防衛(wèi)體系(IFPC-HEL)的拓展，被整合入相關(guān)項目中進行實驗室及現(xiàn)場測試。 洛馬公司高級產(chǎn)品解決方案的副總裁Rick Cordaro在接受采訪時表示，該公司所研發(fā)的高能激光武器系統(tǒng)，只要擁有充足的電能供應(yīng)，就可以實現(xiàn)幾乎無限火力的戰(zhàn)略支援，從而控制戰(zhàn)局的發(fā)展態(tài)勢。此次該公司推出的300千瓦激光武器系統(tǒng)，不僅更“輕巧”，容易被戰(zhàn)車布置在關(guān)鍵位置，還搭載了優(yōu)秀的光學(xué)自適應(yīng)系統(tǒng)，將更有信心面對大氣湍流等惡劣氣象狀況。 今年七月，Northrop Grumman（諾斯洛普·格魯門，諾格）公司所設(shè)計的激光武器樣機順利通過美國國防部驗收的新聞。諾格公司設(shè)計的高能激光樣機，同樣能夠達到300千瓦高功率激光的輸出。結(jié)合洛馬公司和諾格公司的武器交付新聞，我們能夠看出美國軍方在高能激光武器研發(fā)領(lǐng)域的野心，以萬瓦級激光武器作為標(biāo)桿和基礎(chǔ)，不斷拓展兆瓦級激光武器的理論架構(gòu)，使軍用激光武器系統(tǒng)最終實現(xiàn)超高功率激光輸出，優(yōu)先搶占技術(shù)高地。 但是，作為一種優(yōu)勢和缺陷都較為明顯的裝備，激光武器還有很長的路要走。在目前階段激光武器，仍然無法取代主流武器裝備的戰(zhàn)略地位，對激光武器的定位，也應(yīng)放在戰(zhàn)略防衛(wèi)手段中的一個可靠備選方案上。若只是一味追求高功率的激光輸出，而不論相關(guān)模塊的配套設(shè)計，不考慮系統(tǒng)能量利用效率的優(yōu)化，那么激光武器系統(tǒng)在未來的防衛(wèi)體系中的作用，將變得十分雞肋。而若是真正想要將激光系統(tǒng)設(shè)計為一種戰(zhàn)略打擊手段，除了激光放大、光束耦合以及光學(xué)自適應(yīng)等光學(xué)相關(guān)技術(shù)要繼續(xù)實現(xiàn)突破，能源保障模塊的優(yōu)化設(shè)計也應(yīng)被放在同等重要的戰(zhàn)略高度，繼續(xù)進行大量的資金及人才投入。 理性客觀看待之余，我們不得不保持警惕。借用劉慈欣的《球狀閃電》中的一段話結(jié)束本文：“那些可怕的東西，可能有一天會落到你的同胞和親人的頭上，落到你懷中嬰兒嬌嫩的肌膚上，而防止這事發(fā)生的最好辦法，就是搶在敵人前面把它造出來！孩子，這就是我所能給你的祝福了。”
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