舰载固态激光武器的应用|激光武器_新浪财经

转自：学习时报

　　近年来，来自无人机“峰群”及新型反舰导弹等空中目标的“饱和”式威胁日趋严峻，各国海军迫切需要更加低廉、高效的舰载防御武器。为破解这一难题，军事强国将目光投向曾一度“期望值”大幅降低的固态激光武器（也称固体激光武器）系统，强调将继续加强该型武器的研发和运用，引发广泛关注。

　　激光，是一种自然界原本不存在的、因受激而发出的光，它具有单色性、相干性、方向性、聚焦性和高能量强度等特点。激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。激光机理最初提出者是爱因斯坦。1960年在加利福尼亚州马里布的休斯研究实验室，美国科学家西奥多·梅曼（Theodore Maiman）设计和建造了一台小型的激光发生器。他将闪光灯线圈缠绕在指尖大小的红宝石棒上，产生了第一束激光，由此开启了世界激光时代。此后，激光开始运用于工业、医学、科研等领域，并逐步进入军事领域，最成熟的装备就是各类激光测距仪。

　　由于激光具有“热效应”，可以用来切割破坏金属等坚固物体，相比常规武器，激光武器具有很多优点，主要表现在速度快、机动灵活、精度高、效费比高等。激光束以光速（30万公里/秒）射向目标，它比普通枪弹每秒钟0.7公里的速度快40万倍，比导弹的速度快10万倍，不需要提前量，就能把能量高度集中的光束以光速直接射向目标。激光是方向性最好的光，它几乎是一束平行的细光，其发射角极小，几乎为零。激光具有高方向性，可将聚焦的狭窄光束精确地对准某一方向，选择攻击目标群中的某一目标，甚至击中目标上的某一脆弱部位。百万瓦级氟化氚激光武器每发射一次费用约一两千美元。与之相比，“爱国者”防空导弹每发为30万—50万美元，“毒刺”短程防空导弹每发为2万美元左右，在面对大量廉价的自杀式无人艇、无人机时，可极大地降低作战成本。

　　因此，从作战使用角度看，激光武器具有较高的效费比。另外，目前新型反舰导弹都已经较多地采用了被动红外/热成像制导，或者是雷达/红外混合制导，已经对舰艇上传统的电子干扰有了“免疫力”。而激光武器能较有效地破坏对方红外传感器，使其丧失作战能力。正是因为发现了激光武器在军事领域的高效及低成本运用前景，早在20世纪60年代美国就已秘密开展激光武器的研制。

　　由于具有高密度能量和高方向性等特点，激光武器也被列入定向能（束能）武器类别。选择激光武器首先要选择激光器，按照激光光源划分，激光武器主要分为二氧化碳激光武器、化学激光武器、固体激光武器（含光纤）和自由电子激光武器等。美国海军在激光武器研发上起步较早，从发展过程来看，20世纪60年代至2000年左右，美国海军舰载激光武器的研发重点曾是二氧化碳激光武器和化学激光武器。虽然当时取得了一定的成果，但在测试中发现：二氧化碳激光武器功率提升速度较慢，不能满足需求；化学激光武器体积大、后勤保障管理复杂，而且化学激光武器可产生有毒物质，对舰员生存造成威胁。为此，美国海军决定中止该项研发。2000年后，美国海军改以固态激光器为主要发展方向。

　　固态激光器被称为新一代激光武器光源，主要是利用固体材料（通常是掺杂有特殊离子的晶体或玻璃）作为增益介质，有以下优点。

　　一是全电工作，战场保障相对简单。固态激光器的能源供给是靠电力，在战场环境中可使用高性能储能电池或发电机进行供电。与化学激光器相比，固态激光器在存储、运输和操作使用方面更安全，可维护性更好，操作程序更简单，更适合战场使用。而舰艇本身就是与电力密不可分的金属组合体，可提供充足的电源，没有污染性，不会对舰艇人员产生伤害。可以说，固态激光器相对于其他类别的激光器更能满足海军的作战需求。

　　二是作战效费比高。固态激光器消耗的是电能，作战运行成本极低。以电驱动的激光武器为例，假设输出功率为10万瓦，电光转换的插头效率按10%计算，单次作战出光10秒仅耗电3度，消耗成本几乎可忽略不计。作战时只要有充足的电能供给就具有足够的“弹药”储备，这将大大增加武器系统的持续作战时间。

　　有研究称，现有水面舰艇在应对低成本无人机和反舰导弹时存在两大关键限制，即弹药储备有限和成本交换比不利。激光武器恰好可以弥补这些缺点。它不需要弹药，只要有充足的电力供应，理论上就能无限制地反复发射。激光武器的发射成本基本只取决于电力价格，根据发射功率的不同，平均每次发射成本为1—10美元，远远低于对手的无人机或导弹。舰载激光武器的潜在优势还包括可以快速交战、能对抗高机动性反舰导弹。目前，外军侧重于研发数十至百千瓦功率量级实用性较强的战术激光武器，主要用于对付无人机等低空小型目标，未来逐渐向数百千瓦和兆瓦级发展，主要用于对付巡航导弹及海基反导作战。其作战效能也由干扰损伤目标光电传感器，向破坏摧毁目标壳体结构方向发展。

　　从一些军事强国的实践来看，有些激光武器系统已经安装在现役舰船，并将持续完善。例如，“高能激光和一体化光学眩目监视”（HELIOS）系统，是首个在一个武器系统中集成了3种战斗功能的激光武器。第一种功能是“硬杀伤”，通过一种光纤组合激光器，可快速发射60—150千瓦的高能激光束，令敌方小型舰船或无人机瘫痪或毁坏。第二种功能是“软杀伤”，使用功率较低的激光，使敌方无人机上的光电/红外传感器“目眩”，精确瘫痪敌方情报监视侦察设备，适用于执行一些高敏感任务。第三种功能是除了“软、硬”杀伤外，利用相关光学系统收集舰艇周围广大区域的情报监视侦察信息，与“宙斯盾”战斗系统共享，使舰船获得更强的态势感知能力。

　　还有一种30千瓦左右的低功率激光拦截系统“海军光学眩目拦截器”（ODIN），主要用于摧毁敌方情报监视与侦察（ISR）无人机，能在远程、超远程的距离上致盲敌方无人机监视系统。此外还能在近距离上对抗某些舰载观瞄系统（反轻型舰艇）。ODIN系统包括光束导向器（望远镜、光学器件、快速转向镜）、低功率激光器、传感器（粗轨道、精细轨道、ISR成像）、网络交换机和控制终端。根据公开信息，下一步将提高该系统的可靠性和可操作性，并支持人工进行ODIN交战的建模和模拟。