梁晉平

激光武器是一種日趨成熟的定向能武器，具有反應(yīng)迅速、不受外界電磁干擾、轉(zhuǎn)移火力快、作戰(zhàn)效費比高等特點。機載激光器(ABL)計劃是美國防部導(dǎo)彈防御局正在大力推進的彈道導(dǎo)彈“多層防御”體系的重要組成部分，也是目前美國投資最大、進展最快的定向能武器計劃。ABL以波音747－400F飛機改裝而成的YAL-1A型飛機為平臺，以安裝在機頭轉(zhuǎn)塔的兆瓦級激光器為武器，對處于助推段的彈道導(dǎo)彈實施攔截。彈道導(dǎo)彈的助推段飛行時間通常不到30秒，ABL使用以光速傳播的高能激光束實施攔截，無疑是最佳的方案。五角大樓還認為，它是目前“最成熟”的助推段攔截手段。

ABL如何擊毀導(dǎo)彈

ABL系統(tǒng)由載機、被動紅外傳感器、高能激光裝置、光束控制／火控系統(tǒng)、作戰(zhàn)管理與指揮控制系統(tǒng)組成。載機YAL－lA由波音747-400F寬體客機改造而成。激光殺傷裝置目前由6個高能氧碘化學(xué)激光器模塊組成。光束控制／火控系統(tǒng)的核心部分是一個直徑3米，重約5000千克的飛行轉(zhuǎn)塔。該轉(zhuǎn)塔裝在飛機的頭部，由球形轉(zhuǎn)塔和滾轉(zhuǎn)外殼組成，轉(zhuǎn)塔內(nèi)有1．5米孔徑的望遠鏡光束引導(dǎo)儀和高透過率窗口。

ABL是一種能夠獨立進行目標(biāo)探測并實施“外科手術(shù)式”攻擊的武器系統(tǒng)，飛行高度為12千米以上，激光射程為300～580千米。該系統(tǒng)用360°視場的被動式紅外傳感器探測導(dǎo)彈尾焰，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后改用波長1．06微米的多光束激光器跟蹤目標(biāo)，通過主望遠鏡進行觀察以獲得良好的跟蹤數(shù)據(jù)；火控系統(tǒng)快速計算出敵方導(dǎo)彈的發(fā)射位置和未來走勢，隨后發(fā)射信標(biāo)激光、測量光束將要經(jīng)過的大氣路徑，并補償校正：然后，波長1．3微米的高功率激光束經(jīng)過反射鏡聚焦后，射向目標(biāo)導(dǎo)彈的燃料箱，激光束在目標(biāo)上的光斑約有籃球大小，使得導(dǎo)彈溫度急劇升高，持續(xù)數(shù)秒后，導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)被徹底破壞。

由于導(dǎo)彈處于助推段，導(dǎo)彈碎片和彈頭很可能落回敵方領(lǐng)土。美方由此認為，一旦ABL系統(tǒng)投入使用，敵方就會懾于其作戰(zhàn)威力，而不敢隨意發(fā)射具有大規(guī)模殺傷能力的彈道導(dǎo)彈——因為導(dǎo)彈一旦遭到攔截，首先遭到打擊的會是自己。

ABL發(fā)展到什么程度

ABL計劃的起步

1994年5月，隸屬空軍裝備司令部的菲利普研究所提出機載激光武器方案：以波音747－400型寬體客機為平臺，安裝氧碘化學(xué)激光器。1996年11月，ABL計劃正式啟動。該計劃最初由美國空軍管理，2001年10月移交給美國防部的彈道導(dǎo)彈防御組織(即現(xiàn)在的導(dǎo)彈防御局)，但具體實施仍然由空軍負責(zé)。ABL計劃的工程研制由波音、洛克希德·馬丁和TRW公司(現(xiàn)已由諾斯羅普·格魯曼公司收購)聯(lián)合實施。其中，波音公司負責(zé)提供系統(tǒng)載機、研發(fā)作戰(zhàn)管理部分、負責(zé)系統(tǒng)集成，洛·馬公司開發(fā)光束控制和火控系統(tǒng)，諾·格公司負責(zé)研制氧碘化學(xué)激光器、為系統(tǒng)提供地面支持。

按照美國軍方最初的計劃，ABL系統(tǒng)應(yīng)于2003年底、2004年初進行首次導(dǎo)彈攔截試驗；2006年生產(chǎn)出首批3架ABL飛機，具備初始作戰(zhàn)能力；2008年生產(chǎn)出7架ABL飛機，具備全面作戰(zhàn)能力。由于技術(shù)和資金問題，該計劃數(shù)次修訂和調(diào)整，導(dǎo)彈防御局與主承包商波音公司三次重新制定了殺傷性攔截試驗方案，研制進度不斷推遲。按照最新規(guī)劃，ABL系統(tǒng)將于2008年進行首次攔截短程彈道導(dǎo)彈的試驗，這比原計劃推遲了5年。

ABL計劃的發(fā)展歷程

盡管ABL研制進度不斷推遲，但仍在穩(wěn)步推進中，取得了一系列里程碑式的重大進展。

1998年6月，TRW公司設(shè)計的幾十萬瓦級單個激光模塊成功進行首次地面出光試驗，出光持續(xù)了5秒鐘，據(jù)說輸出功率超過設(shè)計值10％。這次試驗被認為是ABL計劃的重要里程碑，標(biāo)志著機載激光武器向?qū)嵱没~出了一大步。在光束控制／火控系統(tǒng)研究方面，ABL小組又先后突破了可變形反射鏡、大帶寬控制回路等技術(shù)難關(guān)。2000年1月，波音公司開始著手改造第一架ABL載機。

2000年4月，美國國防部會同空軍、彈道導(dǎo)彈防御局及有關(guān)研制單位，對ABL計劃進行了最終的設(shè)計審查，并認為其技術(shù)風(fēng)險已可以接受，并正式確定了ABL的結(jié)構(gòu)設(shè)計。這意味著該計劃將從設(shè)計階段步入硬件制造階段，從研究子系統(tǒng)轉(zhuǎn)到研究和組裝整個系統(tǒng)。

2002年7月～12月，第一架機載激光器樣機YAL-1A進行了數(shù)次適航飛行試驗，檢驗經(jīng)過改造后飛機的性能，之后飛抵愛德華茲空軍基地。2004年10月，洛·馬公司交付了機載激光器的最后一個分系統(tǒng)——飛行轉(zhuǎn)塔。

2004年底，一度處于困境的ABL計劃又取得了2個重大進展，即“第一束光試驗”和“首次飛行試驗”，為計劃注入了一針強心劑。2004年11月，兆瓦級化學(xué)激光器通過了地基發(fā)射實驗，即“第一束光試驗”。6個氧碘化學(xué)激光器模塊聯(lián)接起來，安裝在YAL-1A原型機上，并發(fā)射了一束激光，盡管試驗只持續(xù)了1秒鐘。此后，機載激光器先后進行了50多次激光發(fā)射。2004年12月，YAL－1A載機安裝ABL光束控制系統(tǒng)后，在愛德華茲空軍基地進行了“首次飛行試驗”。試驗僅持續(xù)了22分鐘，就因告警信號燈故障而提前結(jié)束。12月9日，ABL再次進行飛行試驗并取得成功，試驗持續(xù)了2小時31分。

2005年初，美國導(dǎo)彈防御局曾為ABL本年度的發(fā)展定下2個目標(biāo)：一是在愛德華茲空軍基地的系統(tǒng)綜合實驗室里進行激光器全功率試驗：二是在載機上完成光束控制／火控系統(tǒng)中的低功率無源系統(tǒng)飛行試驗，包括對所有傳感器進行檢查和收集各種擾動數(shù)據(jù)。在已進行的機載激光器地面試驗中，基礎(chǔ)設(shè)計方面沒有發(fā)現(xiàn)任何問題，激光器內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)流動的幾何結(jié)構(gòu)也不需要改變。試驗的重點仍是如何達到所需的功率水平和持續(xù)照射時間。

ABL計劃的未來規(guī)劃

根據(jù)計劃，波音公司將從2006年夏季到2008年初，完成第一套ABL殺傷性高能激光器的裝機集成工作。2008年12月將進行首次短程彈道導(dǎo)彈攔截試驗，隨即開始攔截中、遠程彈道導(dǎo)彈的試驗。美空軍ABL計劃主任透露，在2008年底完成殺傷性攔截試驗之后，將立即開始所謂的“擴展攔截試驗”，在2009～2010年進行包括洲際彈道導(dǎo)彈目標(biāo)在內(nèi)的攔截試驗。第二架ABL飛機的性能及用途的研究將從2007年開始，正式采購安排在2009年。

ABL面臨的主要問題

進度和費用問題

盡管ABL計劃幾年來取得了一系列進展，但由于計劃費用不斷攀升、進度一再推遲，還是引起了國會、軍方和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和擔(dān)憂。2002年，導(dǎo)彈防御局對計劃做出重大調(diào)整。然而，由于技術(shù)上的困擾和資金的削減，試驗

計劃仍不斷推遲。在國會和總審計署的質(zhì)疑聲中，導(dǎo)彈防御局在2004年和2005年兩次對ABL計劃做出重大調(diào)整，進一步降低了ABL的目標(biāo)、延長了樣機的研制時間。計劃的推遲使該計劃的費用嚴重超支。美國總審計署2005年5月發(fā)布的報告中指出，ABL計劃的研制費用已從空軍最初預(yù)算的11億美元增加到了36億美元。2004～2009財年，導(dǎo)彈防御局還將投入35億美元進行ABL的研發(fā)。

盡管如此，ABL的完成進度和最終研制費用仍是不確定的。即使是該計劃的熱衷支持者也對此深表憂慮，擔(dān)心計劃費用有可能達到令人難以想象的程度?？倢徲嬍鹫J為，ABL計劃拖期和費用超支的主要原因，一是該計劃未進行充分規(guī)劃，對研制中的復(fù)雜性估計不足；二是過快地進行樣機研制，在部分分系統(tǒng)未經(jīng)充分試驗之前就貿(mào)然進行系統(tǒng)集成，三是制造特殊部件和軟件系統(tǒng)的研發(fā)耗資、耗時巨大。預(yù)計今后20年，ABL的花費將高達110億美元以上，大大超過最初估計的62億美元。

面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

(1)機載激光器的重量。這是ABL計劃面臨的最關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一，因為飛機的機艙容積和運載能力有著嚴格的限制，而激光器功率又不能降低。機載激光器由6個中型面包車大小的氧碘化學(xué)激光器模塊組成，總重量達40～50噸。采用鈦、新型塑料和復(fù)合材料后，目前的機載激光器模塊已比1996年演示的基本模塊輕巧了不少。其他技術(shù)措施還包括：用氘化燃料取代過氧化氫燃料；在燃料中加入可提高激光器性能的化學(xué)物質(zhì)，改進燃料流速、提高激光器真空度，從而減輕激光器器件的重量。導(dǎo)彈防御局正在與國防高級研究計劃局聯(lián)合開發(fā)二極管泵浦式液氧激光器，希望機載激光器重量能減少為原來的1／10。

(2)提高照射到目標(biāo)的激光能量，增加照射時間。激光器目前只能以80％的功率工作1秒鐘。批評人士認為，目前只進行了地面試驗，一旦把激光器放到空中，那么濕氣、空氣擾動等許多因素都會干擾光束的質(zhì)量，而自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備可能難以完全補償這些因素的影響。

(3)冷卻技術(shù)?；瘜W(xué)激光武器停止發(fā)射后，必須排出熱的化學(xué)物質(zhì)，散發(fā)出的熱信號很容易被敵方監(jiān)測到，使自己成為敵方防空武器的靶子。此外，化學(xué)激光武器還需要裝滿化學(xué)藥品的悶罐車為它“加油”，把這種裝有易燃、有毒化學(xué)物質(zhì)的悶罐車拖入戰(zhàn)區(qū)是非常危險的，很容易被引爆。近年來，ABL的研制重點已放到固體激光器上，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)更緊湊、能量更高。據(jù)美國《新科學(xué)家》雜志2005年8月報道，最新的激光系統(tǒng)已經(jīng)小到可以安裝在噴氣式戰(zhàn)斗機上，這種新激光系統(tǒng)樣機將固體激光器的高能量密度與液體激光器的熱處理方式結(jié)合起來，能發(fā)射功率1千瓦的激光光束。

(4)激光器載機。有反對者指出，波音747飛機機體龐大、目標(biāo)明顯、難以偽裝，因此使用風(fēng)險大，而且激光器和飛機集成的復(fù)雜性也比預(yù)先估計得要高。

飛行試驗問題

ABL系統(tǒng)的試驗不是傳統(tǒng)類型的飛行試驗。如果不了解所有分系統(tǒng)的性能，掌握這一復(fù)雜系統(tǒng)的整體性能是幾乎不可能的。目前的最大問題是，ABL不是作為一個完整的系統(tǒng)交付給空軍基地進行試驗的，空軍飛行試驗中心的傳統(tǒng)試驗計劃模式不適合這類機載激光器的試驗。因此，從組織試驗部隊到設(shè)計詳細的安全程序都沒有經(jīng)驗可循。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，美國的ABL計劃已經(jīng)取得了長足的進步。美空軍還在考慮擴展這一激光武器系統(tǒng)的任務(wù)。目前，美導(dǎo)彈防御局已經(jīng)制定了彈道導(dǎo)彈防御助推段方案的篩選辦法，2008年將同時進行機載激光器殺傷攔截試驗和動能攔截器(KEI)的攔截試驗。屆時，國防部可能由于資金問題而不得不放棄其中一個。此外，反對甚至要求馬上取消ABL計劃的呼聲從未停止過?？梢哉fABL計劃仍然前途未卜。不過，有一點不容置疑，即使國防部最終放棄ABL計劃而發(fā)展KEI，在ABL發(fā)展歷程中所取得的技術(shù)進步也將大大推動美國定向能武器的發(fā)展。