激光武器在防空反导中的发展趋势探析

李宗良 姜为学 邓钦

（空军空降兵学院 广西 桂林 541003）

摘要：随着激光技术的日益成熟和未来防空作战环境越来越严峻，激光武器逐渐体现出了在现代防空反导作战中的明显优势和特点。文章阐述了激光防空武器的特点及作战毁伤机理，指出激光防空武器相对其他防空武器更适合防空反导作战，分析了国外激光防空武器的发展现状，并对激光防空武器发展趋势进行了探讨。

关键词：激光武器，防空反导，发展趋势

A Study on the Development Trend of the Laser Air Defense

Weapon for Air Defense and Antimissile Operation

Li Zong-liang Jiang Wei-xue Deng Qin

（Air Force Paratrooper College，Guilin 541003，China）

Abstract：With the development of laser technology and more and more serious air defense condition faced，laser weapon has predominance in performance for air defense and antimissile operation. this paper sets forth the characteristics of the laser air defense weapons and the operational mechanism of damage，and point out that the laser air defense weapon is more adapt to anti-missile air defense operations than other air defense weapons，and analyses the foreign air defense weapons development，and explore and analyses of the development trend of the laser air defense weapon in the future.

Keywords：laser weapon，Air defense and antimissile operation，Development trend

引言

2010年5月底，美国雷声公司在加利福尼亚州沿海的一个海军武器试验场上，向3.2千米以外，以480km/h飞行的4架无人机射击，无人机瞬间被打成“火球”，这进一步引发了各国对如何在未来战争中运用激光武器的关注。激光武器是以光速将高能量激光发射到目标表面，通过毁伤导引头等关键部位，或穿透飞行物壳体，将其击落、引爆战斗部、燃料，使其空中爆炸等，在转瞬之间完成毁伤任务，它可以有效地对抗包括飞机、导弹、制导弹药在内各种空中威胁，特别在防空反导方面，它以快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，必将成为未来防空反导的新宠。

1 激光武器的特点及原理

1.1 激光武器的特点

激光武器是定向能武器的一种，它拥有传统防空武器无法比拟的许多优点。

（1）反应速度快。激光武器的系统反应时间是从发现目标至目标稳定跟踪（即可以对目标射击）。激光防空武器光束以每秒30万千米的速度传播，假设目标距离30千米，从发射到命中仅需万分之一秒。由于激光防空武器能从远距离以光束输送电磁能并以直线攻击目标，无需计算提前量，因此，能为武器系统发现、识别、瞄准目标赢得时间，可以有效地对付现在正在向超声速方向发展的空袭兵器。

（2）抗干扰能力强。由于激光武器以电磁波的形式向目标传递聚焦能量，而且通常采用光电跟踪器或激光雷达作为配套的目标跟踪系统，较少或不依赖雷达，因此可在电磁环境中工作，不受外界电磁波的干扰。

（3）拦截率高。激光武器可以在较远距离上使光学制导武器的传感器致盲，在中等距离上使导引头头罩碎裂，而在近距离内可以破坏飞机、导弹的壳体。所以对一个威胁目标可以在不同距离上进行多次射击，提高拦截概率。

（4）作战效费比高。相对一次性使用的导弹，激光武器可重复使用，费用低廉。例如，一发爱国者导弹约60万至70万美元；一发毒刺导弹3万美元。而化学激光武器发射一次仅耗费1000至2000美元，近几年发展的固体激光器将更加便宜。因此，用激光武器来对付低空飞行器，如无人机、巡航导弹，精确制导炸弹特别是近程火箭弹是最合适的。

1.2 激光武器的毁伤机理

激光武器的杀伤效应是一种热毁伤过程，它依靠自身产生的强激光束，在目标表面产生极高的功率密度，使其受热、燃烧、熔融、雾化和汽化，并产生暴震波，导致人员伤亡、目标损坏。包括非致命性毁伤（软杀伤）和致命性毁伤（硬杀伤），具体可以分为烧蚀效应、激波效应和辐射效应。烧蚀效应是指激光照射目标时，其巨大能量转化为热能，使目标表面汽化，蒸汽高速向外膨胀，同时将一部分液滴甚至固态颗粒带出，从而使目标因表面形成凹坑或穿孔而遭破坏；激波效应是指当目标材料汽化向外喷射时，在极短的时间里能给目标以极大的反冲作用，在目标内产生激波使之断裂；辐射效应是指目标表面因激光照射汽化而形成等离子体云，等离子体一方面对激光起屏蔽作用，另一方面又能够辐射紫外线甚至X射线，破坏目标内部电子元件，使目标丧失作战效能。

2 激光武器的发展近况

鉴于激光武器的重要作用和地位，世界上发达国家都投入了巨额资金，制定了宏大计划，组织了庞大的科技队伍开发激光防空武器，先后研制成功了车载、机载、舰载、天基等激光武器。

2.1 车载激光武器

车载激光武器是把激光器装在坦克和各种特种车辆上，用来攻击敌人的坦克群或者火炮阵地。1983年，美国陆军开始研制“魟鱼”车辆激光。该系统可以装在长方形的盒子里并固定于M1坦克炮塔旁边，作为战车的附加武器与普通25毫米机枪及反坦克导弹配合使用，可摧毁敌方的潜望镜、夜视仪等。美国和以色列于1995年开始联合研制车载战术激光武器“鹦鹉螺”系统。该系统由激光器、指示跟踪系统、火控雷达和指挥中心4个主要部分组成，其指挥控制中心可同时跟踪15个目标，激光束照射5秒钟即可摧毁目标，有效射程10千米，如果配以强大的电力支持，也可用于攻击飞机。2000年6月6日，美国在试验中利用“鹦鹉螺”激光武器成功击落了“喀秋莎”火箭弹，在8月底又同时击落了2枚“喀秋莎”火箭弹。俄罗斯也研制了车辆搭载型高能激光武器。德国也成功研制了防空激光武器，安装在豹2坦克上，可破坏10千米内来袭的战斗机、直升机、巡航导弹等，并可致盲20千米或更远的光电系统。

2.2 机载激光武器

机载激光武器是把激光武器装在飞机上，用来击毁敌机或者从敌机上发射的导弹，也可攻击地面或者海上的目标。为了拦截敌方上升段的弹道导弹，美国正在开发研制机载激光武器，该武器运用了百万瓦级（MW）化学激光，并同时搭载固体激光器和化学激光器。1983年5月31日至7月25日，美国空军机载500kW激光炮，先后在两个月的时间里，把从A-7海盗战斗轰炸机向它发射的5枚响尾蛇空空导弹击毁，同年12月又击落了模拟巡航导弹飞行的靶机。

2002年7月18日，美国研制出第一架激光攻击机：YAL-1A，该型机由一架波音747-400F改制而成，该型机装有固体和化学激光器，是美国机载激光（ABL）发展计划的重要内容。2004年12月3日进行了由洛马公司空间系统部研制的、ABL关键设备——引导激光束摧毁目标的光束控制/火力控制系统（BCFC）的“首次飞行”。2007年3月，美国导弹防御局在加州海滨完成了首次机载激光器瞄准系统的飞行发射试验。2007年5月，机载激光器飞机第一次完成了被动跟踪垂直机目标的试验，对一架处于加力状态并高速垂直爬升的F-16战斗机进行了定位、截获、瞄准和跟踪，此次试验室机载激光器飞行试验中的一个重要阶段。2007年9月，在完成了用低能激光器进行的飞行模拟攻击试验后，波音公司随即开始在机载激光器飞机上安装高能化学激光器。2008年5月，美国波音公司在新墨西哥州的空军基地首次成功进行了C-130H飞机机载高能化学激光发射试验。

2.3 舰载激光武器

舰载激光武器是把激光武器装在各种军用舰船上，用来摧毁来袭的飞机和接近海面的巡航导弹、反舰导弹，也可以攻击敌人的舰只。1971年，美国启动了其高能激光计划，目的是发展用于水面舰船防御反舰导弹的高能激光技术。1978年3月，美国海军利用氟化氘（DF）化学激光器和光束定向器构成的武器级实验性高能激光系统成功地截获和拦截了以低空、高亚音速横向飞行的4枚“陶”式导弹。1987年，两次在典型作战距离上快速、致命地击毁了以低空、亚音速、横向方式飞行的BQM-34型靶机；1989年2月，在典型作战距离上成功地摧毁了一枚以低空横向方式飞向该系统附近一个目标的“汪达尔人”（Vandal）导弹。1992年，美国海军完成了高能激光武器舰载安装的可行性研究。1994年，美海军进行了用激光拦截迎头飞行的苏制“冥河”导弹的“自防御演示”试验，旨在研究和评估高能激光系统用于舰船自卫、对付迎头飞行的真实威胁目标的作战效能。2000年，美军航母上装备了“目标”-1和“目标”-2两种型号的舰载激光武器。“目标”-2的平均输出功率20～100kW，而“目标”-1的输出功率已达到2～5MW，具备了近程反导的能力。20世纪90年代初，苏联的1艘万吨级基洛夫巡洋舰上已装备了氟化氘（DF）高能激光武器，它可击毁10km处的掠海导弹，试验中用它击落了模拟美国巡航导弹的亚音速无人机。实战使用的英国舰载低能激光武器，采用人工瞄准，发射蓝色激光脉冲，其激光能量可使光电传感器过载，使人眼致盲，有效作用距离达5km。

2.4 天基激光武器

天基激光武器是把激光器与跟踪瞄准系统集成到一个卫星平台上而构成的一种部署在空间的定向能武器，主要用于在全球范围内摧毁刚刚飞出地球稠密大气层的助推段弹道导弹。天基激光武器的激光器项目设计在700～1300千米的高度部署20～40颗卫星，每颗卫星将携带捕获、跟踪和瞄准系统以及高能激光器。捕获、跟踪和瞄准系统使用低功率目标照明器，工作方式类似于机载激光系统。高能激光器射程3000千米以上，储存的燃料能与大约100个目标交战。美国一直十分重视这种武器的发展，目前已将其作为国家导弹防御系统的重要组成部分。该计划目前由美国弹道导弹防御局主管，美国空军参与该计划的管理并将最终接管该计划。美国正在积极研究一种反战略导弹的天基“阿尔法”化学激光器。目前，该武器中氟化氢化学激光器已在百万瓦级功率水平获得高质量输出光束，并已研制出4米直径、主动控制的多面组合镜，还可将其定标放大到更大尺寸，并实施了“阿尔法大型先进反射镜计划综合试验”计划。苏联曾在载人飞船与空间站上开展一系列激光武器反卫星试验，1981年3月，曾使1颗美国卫星完全失效。

3 激光防空武器的发展趋势

激光武器作为一种先进的防空反导装备在未来战争中的使用是一种必然，在现在激光防空武器发展的基础上，以后激光防空武器将朝着减小体积和重量、降低大气损耗、提高作战武器系统化的方向发展。

（1）减小体积和重量。激光器的体积和重量决定了激光武器系统的机动性。未来激光武器既要有能担任国土防空反导及防天任务的高能大型激光武器作为区域防空力量，又要有小型化的、轻便的能伴随野战部队行进的野战防空激光武器作为直接防空力量。目前，美国利佛莫尔国家实验室，已成功研制出平均输出功率达到100千瓦的固体激光器，已接近可以应用的级别。大功率固体激光器的出现，将极大地缩小激光器的体积和重量，扩展激光防空武器的作战效能和应用场合。

（2）降低大气损耗。大气损耗是目前制约激光防空武器射程的主要原因，激光功率越高，大气损耗越严重。因此，有人提出先用低强度高重复频率的先行光束来驱除光路上的气溶胶粒子，然后发射强激光，还有人提出加装自适应光学系统，降低大气损耗，使更多的能量投射到目标上，缩短激光武器的作战时间。

（3）提高作战武器系统化。未来作战是系统与系统、体系与体系之间的对抗。激光武器将与现有各种防空武器系统配合使用，弥补现有防空武器性能上的不完善和火力配置空缺，组成一个多层次、多功能、多位一体的高效能防御、进攻武器系统。这种系统化的多层防空火力网，可使防空、反导总的理论拦截率提高到99%。

4 结束语

激光防空武器以其独特的优越性受到越来越多国家的青睐，随着各国激光防空武器的不断研制和开发，激光防空武器的技术水平和性能将越来越高，它必将成为未来防空反导战场上的一把利器。

参考文献

[1] 阎吉祥. 激光武器[M]. 北京：国防工业出版社，1996.

[2] 姬寒珊，秦致远，赵东新. 国外激光武器发展的经验与前景[J]. 激光与光电子学进展，2006，（5）：14-19.

[3] 王大海. 美国激光武器发展分析[J]. 光电技术应用，2008（2）：1-2.

作者简介：李宗良（1973—），山东平度人，讲师，主要从事光电探测、目标识别等方面的研究。