飞行的激光炮

高功率激光武器不仅是防御性武器，可用于战略防御、战区防御和战术防空，而且是进攻性武器，特别适用于反导弹、反卫星，以及精确打击和非致命打击。激光武器以光速攻击目标的独特本领，将导致未来战场发生革命性变化，使之成为21世纪最主要的新概念武器之一。

美国国防部和美国空军认为，机载战术激光武器比车载激光武器更加机动灵活，是快速发展的一种新概念武器，可作为致命武器和非致命武器打击战略、战术目标。机载战术激光武器作为致命武器，可打击低空飞行的巡航导弹、掠海飞行的反舰导弹和近程弹道导弹，而作为非致命武器，可导致各种地面雷达、武器装备上的传感器、通讯天线和电缆失效。研究表明：机载战术激光武器能够在40秒内损伤3个导弹发射架、30个轮胎、11副天线、11个光电器件、4门迫击炮、5挺机关枪或22名士兵。

2008年5月12日，美国成功进行了“先进战术激光武器”的首次地面激光发射试验。该激光武器系统由高能化学激光器及其C－130H载机组成。试验在新墨西哥州科特兰空军基地进行。此举标志着美国国防部弹道导弹防御局机载激光武器计划的“先进战术激光武器”，达到了一个新的高度。这架装有高能激光器的C－130H运输机，被命名为“空中激光炮艇”。今年，它将对典型地面目标发射激光光束，以验证其作战效能。

美军研制先进战术激光武器的目的，是以很小的发射功率摧毁、损伤目标或使目标失效，为地面战场作战或城市作战等提供支援。例如，在3千米以上的距离使地面移动车辆停止行驶，因为其发射的激光光束可以穿透车辆发动机盖，使发动机温度升高而无法正常工作。

先进战术激光武器具有高度战术机动作战能力，其与众不同的性能包括：1、高功率激光光束以光速攻击目标，瞄准射击不需要提前量，具有瞬时杀伤性；2、激光光束发射不产生后坐力，因此可以迅速改变射击方向，而且射击速度高，能够在短时间内打击多个目标；3、激光光束具有小的发散角和好的方向性，通过聚集将激光集中在很小的区域，从而精确打击目标的某个部位，例如光学传感器等；4、激光光束具备多波长输出，并且不受电磁干扰。

组成与作战

先进战术激光武器系统由C－130H运输机、作战指挥管理系统、氧碘化学激光器、红外探测监视系统和光束与火力控制系统组成，由4名人员操作和控制。激光武器系统重20吨，作战距离14.5千米，作战时间10－12秒；发射宽度约10厘米的激光光束，每次发射持续3－5秒，每次发射间隔1－2秒；射击100次后，需要补充燃料进行维护保养。

先进战术激光武器系统的主承包商是波音公司、诺斯罗普·格鲁门公司和洛克韦尔公司。波音公司负责C－130H飞机的改装、整个机载激光武器系统的总体设计。诺斯罗普·格鲁门公司负责研制氧碘化学激光器，洛克韦尔公司负责研制光束与火力控制系统。作为先进战术激光武器作战平台的C－130H运输机，则由洛克希德·马丁公司提供。

先进战术激光武器系统产生杀伤力的主要组件是氧碘化学激光器，它用于产生高功率、连续波的激光光束。其基本工作原理是：将高浓缩的过氧化氢同氢氧化钾发生反应，生成激发氧分子，然后，以超声速将激发氧分子送进一个类似于火箭发动机的燃烧窒，再通过一个特殊形状的喷管将碘气注入，由此产生的激发碘发射出红外线光的光子。这些光子只不过是为激光器提供“弹药”而已，光子还必须通过激发装置发射出去。激光器的激发装置被称为“光束导向器”，它实际上是由计算机控制的一面镜子。这面镜子能够在一秒钟内数千次地调整自己的形状，以修正大气层对激光光束远距离传输产生扰动而造成的偏差。

氧碘化学激光器与传统的武器如此不同，其优势也很明显：一是化学燃料介质能够有效储存能量和产生百万瓦级的连续输出功率；二是激光光束发射的波长度短(1.315um)，不容易被大气吸收，既减少了激光在大气层中传输的衍射效应，亦增强了激光光束与目标之间的相互作用，因此更容易在大气层中传输；三是在激光光束的形成过程中，释放了大部分过剩热量，大大减少了腔内热效应和激光抖动，非常易于产生高质量的激光光束。

氧碘化学激光器重5.443吨，发射功率几十千瓦，可在V－22倾转旋翼机、CH－47和H－53直升机等多种作战飞行平台上使用。为了减轻重量和便于安装、拆卸，氧碘化学激光器采用组件模块化结构。其模块化装置采用了钛、塑料和复合材料。美国国防部弹道导弹防御局和国防高级研究计划局正在联合开发二极管泵浦式液氧激光器，一旦这种激光器研制成功，将使氧碘化学激光器的重量只有原来的1／10。

为防止氧碘化学激光器排出的热化学物质被敌方的预警侦察系统监测到，使C－130H运输机免遭敌方防空拦截系统的攻击，氧碘化学激光器排出的有毒气体被收集到一个低温吸附真空泵的容器中进行中和，因而不向大气排放有毒气体。这种创新的氧碘化学激光器，使先进战术激光武器首次成为高度机动和自封闭的系统。

在先进战术激光武器系统中，担负对目标测距、跟踪、瞄准、大气补偿，以及调整和定向激光束任务的是光束与火力控制系统。该系统是可收放、伸缩式的，安装在C－130H运输机的机身底部。它由旋转炮塔、跟踪照射激光器、信标照射激光器和空中自适应光学修正系统组成。

安装在机头的旋转炮塔，由球形转塔和滚转外壳组成，直径约1.27米，重约3000千克。塔内有望远镜主镜光束引导仪，并安置了激光透过率极高的半球形窗口。跟踪照射激光器的核心是吊舱式二氧化碳主动测距激光器。信标照射激光器是固体激光器。先进战术激光武器在作战时，发射的激光光束要穿过稠密大气层，由于大气湍流的作用，会使激光传输中发生偏转效应，需要空中自适应光学修正系统对大气扰动的影响进行适时校正，以补偿激光在传输中发生的光学畸变。

在介绍了先进战术激光武器的基本结构后，再来看看这一武器系统是如何作战的。

首先，由安装在C－130H运输机头部、尾部和机身两侧的6个360°视场的红外探测传感器搜索、发现地面目标，将目标信息传送给作战指挥管理系统。由作战指挥管理系统根据红外目标信息判断目标的性质，进行目标分配和坐标变换，然后指令机身顶部吊舱内的二氧化碳主动测距激光器和机头炮塔中的主望远镜瞄准目标。

二氧化碳主动测距激光器发射波长1.06um的低功率激光光束，照射并锁定目标，建立初始跟踪，并计算出目标的距离、速度、移动方向和攻击目标的地点，同时测量大气层的状态，将相关数据返回到主望远镜。

随后，跟踪照射激光器确定目标的特定瞄准点，信标照射激光器发射高功率激光光束，传感器测量氧碘化学激光器的高功率激光束要经过的大气路径以及激光光束与目标之间的大气扰动，并且进行适时控制和修正光束畸变。根据数据处理计算机的计算结果，将光束预畸变信号送至可变形反射镜，调整可变形反射镜

的形状，以补偿激光光束在传输过程中可能遭遇到的大气扰动。

通过跟踪照射激光器和信标照射激光器发射的激光光束照射目标，利用反射光和成像传感器对目标进行成像，取得目标的外形和易损部位，并将精确跟踪、瞄准参数提供给光束与火力控制系统。

最后，作战指挥管理系统根据捕获目标的准确位置，发出攻击命令，启动氧碘化学激光器。由氧碘化学激光器发射的波长1.315um的高功率激光光束，按照信标照射激光器提供的激光路径，经过反射镜聚集后，通过光束与火力控制系统定向，攻击地面目标。激光光束在选定的目标瞄准点上保持足够长的时间，使目标被摧毁或失效。

进展与比较

先进战术激光武器计划2005年开始研制，现在已进入第四个年头，2007财年的预算是2亿美元。2010年完成全部试验任务后，进入全面采办阶段。

2007年12月，美国波音公司将高功率氧碘化学激光器安装到C－130H运输机上，从此，“飞行的激光炮”诞生了。2008年1月15日，美国空军科学技术顾问委员会在弗吉尼亚举行的会议上，同意空军部长批准的在2008年继续进行“空中激光炮艇”战术激光武器的研究。

2006年8月，先进战术激光武器在墨西哥州科特兰空军基地的空军实验室进行了“空中中继反射镜系统”的外场试验。2007年初，空军论证了空中中继反射镜系统参与拦截巡航导弹作战的可行性，计划2010年进行提高该系统中继高功率激光拦截巡航导弹的试验。洛克希德·马丁公司称，如果减轻系统的重量，将于2009年首飞的“高空飞艇”可能成为中继反射镜的高空飞行平台。

众所周知，美国国防部弹道导弹防御局的另一关键项目是“机载激光武器”，它是美国国家导弹防御体系中的主要组成部分。机载激光武器是以波音747－400F宽体客机改装的YAL－1A飞机为作战平台，对在助推段飞行的射程在600千米以下的弹道导弹实施拦截。机载激光武器的氧碘化学激光器由6个模块组成，每个模块为中型面包车大小。按照美国国防部弹道导弹防御局的计划，2008年初，完成第一套“机载激光武器”的装机集成工作，2008年12月进行首次近程弹道导弹拦截试验，2009－2010年进行中、远程弹道导弹(包括洲际弹道导弹)拦截试验，随后正式部署部队。

先进战术激光武器和机载激光武器作为美军最重要的两个机载激光武器系统，两者的主要区别有哪些呢?归纳起来有以下几个方面：

1、作战目标不一样。先进战术激光武器主要攻击3千米以上距离的地面移动车辆和通讯目标；而机载激光武器主要攻击在助推段飞行的射程在600千米以下的弹道导弹。

2、两种武器系统的氧碘化学激光器的发射功率不一样；先进战术激光武器为几十千瓦，机载激光武器为1兆瓦。

3、先进战术激光武器是高度机动和自封闭系统，不向大气排放有毒气体，有毒气体被收集到一个低温吸附真空泵的容器中-而机载激光武器则采用常规气体引射器。

4、作战平台和武器系统的重量不一样，先进战术激光武器重20吨，而机载激光武器为40－50吨。

5、C－130H运输机在作战和机动时，先进战术激光武器通过保持瞄准线对准目标，快速控制反射镜使激光束转到选定的路径上，而光束与火力控制系统将瞄准点保持在目标上。先进战术激光武器将充分利用载机的现有设施，如“光束导向器”将使用C－130H运输机的主舱口，而监视系统通过前舱口探测目标。由于先进战术激光武器射程短，因而受大气扰动的影响比机载激光武器要小。

难题犹在

2006年，美国总审计署在对先进战术激光武器的研制进行评价后认为，该武器项目中的氧碘化学激光器、目标跟踪、大气补偿、透射光学部件、激光扰动控制和作战指挥管理系统已接近或达到成熟阶段，但仍然存在事先没有估计和认识到的难题。

美国空军指出，先进战术激光武器最终成为一种有效的武器系统，不仅取决于关键技术的全面突破，还取决于它的实际作战能力、生存能力和支援保障能力。到目前阶段，先进战术激光武器还存在不少难题急待解决。

1、先进战术激光武器系统的作战平台是C－130H运输机，由于载机的机身大，目标明显，而且难以进行伪装，非常容易受到敌方防空拦截系统的攻击，因此使用的风险大。在作战时，由于受到激光波长的限制，先进战术激光武器很难有效攻击C－130H运输机尾部视场内的地面目标。

2、由于先进战术激光武器系统在飞行环境中的作战性能无法在地面试验，控制大气扰动的光束与火力控制系统难以全部补偿大气等诸多因素对激光光束质量的影响。而且，氧碘化学激光器产生激光气流的排放口会受到大气压力的影响，大气压力会在气流中形成反压力，从而破坏激光光束的质量，使激光光束在距离远的地方聚集时发生损失。因此，需要加快研制出调整激光光束与目标之间大气扰动的湍流控制系统。

3、先进战术激光武器系统中的氧碘化学激光器使用的化学燃料消耗非常快。在化学燃料中，氢氧化钾是有毒物质，而且危险，到目前为止，在武器装备中尚没有使用过，因此C－130H运输机上储存和运输它的设备面临着挑战。

4、氧碘化学激光器还需要进一步减轻重量，使其在C－130H运输机上能够自由操作。此外，由于大气污染越来越严重，大气层对激光光束造成的影响比设计指标要高，而且影响激光光束在目标瞄准点上的停留时间，这也是氧碘化学激光器需要解决的难题之一。

责任编辑　兆　然

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