陳京生,李 清,吳 紅,孫葆森,張 濤,張鵬飛,費(fèi)卓鑫,阮斯?jié)?/p>

(1.中國兵器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所, 北京 100089;2.北方材料科學(xué)與工程研究院寧波所,浙江 寧波 315103; 3.新鄉(xiāng)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453003;4.中國北方工業(yè)有限公司,北京 100053)

0 引言

激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。據(jù)《市場調(diào)研公司》網(wǎng)2022年11月發(fā)布的2022年度全球定向能武器報告稱,全球定向能源武器市場預(yù)計(jì)將從2021的36.6億美元增長到2022年的44億美元,復(fù)合年增長率為20.33%。2026年,定向能武器市場預(yù)計(jì)將達(dá)到96.4億美元,復(fù)合年增長率為21.69%[1]。

激光作為戰(zhàn)術(shù)武器,有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先,它可以用光速飛行,可以快速擊中目標(biāo)。另外,它可以在極小的面積上、極短的時間里集中超過核武器100萬倍的能量,還能靈活地改變方向,沒有發(fā)射性污染。激光武器不需攜帶彈藥,只要電能足夠,理論上就有無限的彈藥。因此其作戰(zhàn)成本和安全性均優(yōu)于傳統(tǒng)武器。與常用的攔截導(dǎo)彈相比,激光武器每次攔截成本低,并且能夠?qū)C(jī)載激光平臺定位在云層上方,從而能夠在敵方區(qū)域內(nèi)或邊界附近與火箭交戰(zhàn),克服天氣限制和大氣干擾。

目前,美國激光武器水平處于領(lǐng)先地位,成熟技術(shù)為100 kW,在研300 kW,中期500～600 kW,遠(yuǎn)期兆瓦級。美國在研究大功率的艦載激光防空武器系統(tǒng),在DDGX下一代驅(qū)逐艦計(jì)劃中,準(zhǔn)備在2035年以后裝備600 kW級艦載激光防空武器系統(tǒng)。俄羅斯、德國、以色列緊隨其后,其他國家如英國、日本、韓國、印度等國也在開展高能激光武器的研究。隨著激光武器關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,未來激光武器的功率將達(dá)到500～600 kW甚至兆瓦級,將在陸、海、空、天基平臺上獲得應(yīng)用。

1 世界相關(guān)國家激光武器發(fā)展情況

1.1 美國

美國激光武器研究主要集中在幾大國防制造公司,如波音公司、洛克希德·馬丁公司和諾斯魯普格魯曼公司等。這些公司為美國陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、空軍、海軍和太空軍等軍兵種研發(fā)不同的激光武器,并在相關(guān)裝備上進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

2006年,波音導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(MDS)在美國空軍C-130H運(yùn)輸機(jī)基礎(chǔ)上,根據(jù)先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光(ATL)計(jì)劃創(chuàng)建第一架機(jī)載激光戰(zhàn)機(jī)。該飛機(jī)搭載高能化學(xué)激光器、作戰(zhàn)管理和光束控制子系統(tǒng)。2007年測試之后,國防部開始ATL的全面開發(fā),ATL支持戰(zhàn)場和城市作戰(zhàn)任務(wù)[2]。

2006年6月,美國的機(jī)載激光(ABL)計(jì)劃在兩年內(nèi)投入使用。ABL采用世界上第一個兆瓦級激光武器系統(tǒng),在地面實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了毀傷威力。該系統(tǒng)以光速自主探測、跟蹤和摧毀所有類型的敵對彈道導(dǎo)彈。該高能激光器的合作伙伴包括主承包商波音公司、諾斯羅普·格魯曼公司(Northrop Grumman)和洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin)[3]。

2008年10月,諾斯羅普·格魯曼公司向美國空軍交付了第一條高功率固態(tài)激光器生產(chǎn)線。15 kW Vesta Ⅱ可移動裝置是聯(lián)合高功率固態(tài)激光器(JHPSL)計(jì)劃的產(chǎn)品,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能夠擊落火箭和導(dǎo)彈的武器。Vesta Ⅱ是基于該公司2006年推出的Vesta的改型。固態(tài)激光武器的總體架構(gòu)將使激光器更緊湊、更堅(jiān)固、更易于部署、更易于使用[4]。

2009年,波音公司首次演示驗(yàn)證了配備可以擊落無人機(jī)的激光復(fù)仇者(Laser Avenger,見圖1)。測試在新墨西哥州白沙導(dǎo)彈靶場進(jìn)行,使用的是安裝在一輛通常裝備毒刺防空導(dǎo)彈的軍用悍馬車上的1 kW固態(tài)激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在保護(hù)部隊(duì)安全的同時消除無人機(jī)的威脅,還可對付簡易爆炸裝置(IED)和未爆彈藥(UXO)[5]。

圖1 裝配在軍用悍馬車上的激光復(fù)仇者

激光復(fù)仇者也被設(shè)計(jì)安裝在飛機(jī)的背面站臺,擁有高達(dá)10 kW功率的紅外激光器,旨在擊落飛行中的無人機(jī)。為了做到這一點(diǎn),波音公司設(shè)計(jì)了一個非常復(fù)雜的跟蹤系統(tǒng),該系統(tǒng)可以捕捉到在中低高度移動的極小物體。美國陸軍還開始試驗(yàn)使用靜態(tài)激光炮塔來防御巡航導(dǎo)彈和其他飛行彈丸。這些技術(shù)都在測試中,并為擊落巡航導(dǎo)彈和來襲彈道導(dǎo)彈鋪平道路。這項(xiàng)技術(shù)可以適應(yīng)空中、海上等的不同需求[6]。

2009年3月,諾斯羅普·格魯曼公司在美國軍方聯(lián)合高功率固態(tài)激光器 (JHPSSL)計(jì)劃第3階段演示中使用電激光器產(chǎn)生出105 kW的激光束。這樣能量的“武器級”激光器將能夠從陸地、海上和空中平臺上摧毀巡航導(dǎo)彈、火箭彈和炮彈。該公司可擴(kuò)展模塊化系統(tǒng)使用每個約15 kW的“激光放大器鏈”——7個組合起來產(chǎn)生105 kW 的單光束?？偝掷m(xù)時間超過85 min。該系統(tǒng)還可以容納第8個激光鏈,可將激光功率增加到120 kW。模塊化設(shè)計(jì)可以直接將激光武器系統(tǒng)擴(kuò)展到任務(wù)所需的功率水平以用于各種用途,包括針對空中、海上和陸基平臺的部隊(duì)保護(hù)和精確打擊任務(wù)[7]。

2011年4月,美國海軍研究辦公室報告稱,固態(tài)激光武器已在測試中成功地使一艘小型目標(biāo)船失效,從而使其更接近作戰(zhàn)能力。諾斯羅普·格魯曼公司開發(fā)的海上激光演示驗(yàn)證器(MLD)安裝在海軍測試艦“保羅·福斯特”號,首次與船舶的雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)集成,也是第一次從移動平臺向海上發(fā)射高能激光。結(jié)果表明:用于作戰(zhàn)激光武器系統(tǒng)的所有關(guān)鍵技術(shù)都足夠成熟,可以開始正式的武器系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃。固態(tài)激光武器已準(zhǔn)備好向艦隊(duì)過渡[8]。

諾斯羅普·格魯曼公司測試其最新型的火力打擊(Firestrike)固態(tài)激光器,實(shí)用的激光武器離現(xiàn)實(shí)又近了一步。 2012年5月,該公司宣布已在實(shí)驗(yàn)室完成了對其更強(qiáng)大、更堅(jiān)固的一代激光器Gamma的試驗(yàn),該產(chǎn)品與改進(jìn)的傳感器相結(jié)合,創(chuàng)造出一種通用激光組件,可提供強(qiáng)大的激光能力。諾斯羅普格魯曼公司的設(shè)計(jì)使多個Gamma“可鏈接”,產(chǎn)生100 kW的激光,重達(dá)1.5 t,需要1 MW電源供電工作[9]。

美國海軍宣布在2014財(cái)政年度在美國海軍艦船上部署固態(tài)激光武器,該激光武器系統(tǒng)(LaWS,見圖2)臨時安裝在杜威號導(dǎo)彈驅(qū)逐艦(DDG 105)上。光纖固態(tài)激光器的主要吸引力在于它能夠摧毀遠(yuǎn)距離目標(biāo)。海軍設(shè)想將其用于精確和隱蔽交戰(zhàn)以及所謂的“漸進(jìn)式殺傷”。海軍還將其作為對抗無人機(jī)、導(dǎo)彈和成群小艇的一種手段[10]。

圖2 裝配在美國海軍艦船上的LaWS

諾斯羅普·格魯曼公司一直在與五角大樓和各軍兵種就模塊化激光器進(jìn)行談判,以制造激光武器。該公司已經(jīng)通過了目前安裝在波特蘭兩棲運(yùn)輸碼頭上的150 kW激光武器系統(tǒng)演示驗(yàn)證樣機(jī)。該公司建造戰(zhàn)術(shù)激光核心模塊——高能激光器——而海軍提供熱存儲和能量存儲設(shè)備,目前參與了三個主要的激光武器項(xiàng)目:① 波特蘭上的演示驗(yàn)證器;② 與空軍研究實(shí)驗(yàn)室合作的自防護(hù)高能激光演示驗(yàn)證器;③ 與國防部合作的高能激光放大計(jì)劃,開發(fā)300 kW激光武器系統(tǒng)[11]。

洛克希德·馬丁公司的高能激光系統(tǒng)已交付給美國海軍。該武器系統(tǒng)正式名稱為“高能激光與集成光學(xué)眩光和監(jiān)視系統(tǒng)(太陽神,HELIOS)”,是一種60 kW級激光器。太陽神增強(qiáng)了該艦的整體作戰(zhàn)系統(tǒng)效能,可阻止未來威脅,并為水手提供額外的保護(hù)。太陽神正逐步向美國海軍交付,使其具有強(qiáng)大的激光武器作戰(zhàn)能力[12]。

2022年9月,洛克希德·馬丁公司宣布已向國防部交付了一臺300 kW的激光器,目前正在進(jìn)一步測試。該激光器可集成到地面車輛或艦船上的激光武器系統(tǒng),利用這些系統(tǒng)可防御火箭、火炮、迫擊炮、巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)和小型艦船等。激光器產(chǎn)生光束所需電力的最常見方法是使用電池,也可以采用發(fā)電機(jī)和其他電力手段。測試證明可以將更多的單個激光器組合成一個SBC(光譜光束組合)300 kW級激光器,并且可以增加每個通道的功率[13]。

1.2 俄羅斯

歷史上,蘇聯(lián)/俄羅斯曾著手研制過不同形式的多款性能各異的激光武器。然而,這些激光武器從來沒有從實(shí)驗(yàn)室走向戰(zhàn)場。但是,這些技術(shù)積累也為俄羅斯后續(xù)激光武器項(xiàng)目的研制提供了基礎(chǔ)。俄羅斯新一代激光武器項(xiàng)目的研制工作仍在推進(jìn)。

2022年5月,俄羅斯對外宣稱,正在烏克蘭使用一種可以燒毀無人機(jī)的激光武器“扎迪拉(Zadira)”。據(jù)稱,測試中5 s內(nèi)燒毀5 km外的一架無人機(jī)。

2019年12月,佩列斯韋特(Peresvet,見圖3)車載激光武器系統(tǒng)在俄羅斯戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)的地面機(jī)動導(dǎo)彈系統(tǒng)陣地開始正式戰(zhàn)斗值班,隨隊(duì)保護(hù)戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng),成為全球首款實(shí)戰(zhàn)部署的激光武器系統(tǒng)。據(jù)報道,Peresvet能夠使在離地球1 500 km的衛(wèi)星失明。Peresvet是俄羅斯披露的一系列先進(jìn)“末日武器”的其中之一,其關(guān)鍵部件是光學(xué)引導(dǎo)的激光系統(tǒng)[14]。

圖3 俄羅斯部署的佩列斯韋特激光武器系統(tǒng)

《耶路撒冷郵報》2022年7月報道,《太空評論》發(fā)布的一項(xiàng)公開來源調(diào)查發(fā)現(xiàn),俄羅斯正在高加索山脈開發(fā)一種新的激光系統(tǒng)卡利納(Kalina),該系統(tǒng)將使飛越俄羅斯領(lǐng)土的外國衛(wèi)星失效。Kalina項(xiàng)目于2011年啟動,目前正在建設(shè)中,其目標(biāo)是“創(chuàng)建一個使用激光對衛(wèi)星光電系統(tǒng)進(jìn)行功能抑制的系統(tǒng)”。Kalina是近年來開發(fā)的新一代俄羅斯激光系統(tǒng)。到目前為止,該系統(tǒng)已經(jīng)取得進(jìn)步,可以使軌道衛(wèi)星失明并可摧毀無人機(jī)[15]。

1.3 德國

德國激光武器主要由萊茵金屬公司和歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)研制,成熟產(chǎn)品有Skyranger 30 HEL等。

據(jù)《光學(xué)》網(wǎng)報道,歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)(MBDA)德國子公司正在開發(fā)的固態(tài)激光武器目前已達(dá)到40 kW的輸出功率,可用于擊落空中目標(biāo)。通過使用光纖激光器和自己的專利光束耦合技術(shù)來保持高光束質(zhì)量,從而產(chǎn)生了如此高的功率,這對于激光器對付遠(yuǎn)距離目標(biāo)至關(guān)重要。測試中,激光在幾秒鐘內(nèi)燒穿了40 mm厚的鋼板[16]。

萊茵金屬公司針對一系列目標(biāo)測試了其新型50 kW高能激光武器演示驗(yàn)證樣機(jī),使用光束疊加技術(shù)(BST)將激光組合在一起,將30 kW和20 kW的激光聚焦在同一個光點(diǎn)上,見圖4。這使其具有單個50 kW激光器的破壞力。按照這種組合方式,未來有望實(shí)現(xiàn)100 kW。測試表明,該系統(tǒng)可以在雪地、刺眼的陽光、冰雪和雨水中運(yùn)行,滿足激光武器系統(tǒng)的能量和冷卻要求。該公司打算建造60 kW的激光演示機(jī),以及開發(fā)移動型激光器[17]。

圖4 德國萊茵公司激光武器

萊茵金屬公司還推出了便攜式Skyranger 30高能激光器防空系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合30 mm自動加農(nóng)炮、短程防空導(dǎo)彈和高能激光來保護(hù)移動部隊(duì)。Skyranger 30 HEL是自帶傳感器的高能激光武器。這種激光器發(fā)出20 kW的光束,可以自動鎖定目標(biāo)并壓制它們。近期目標(biāo)是將這一功率提高到50 kW,在不久的將來達(dá)到100 kW[18]。

德國武裝部隊(duì)相繼推出艦載激光武器。在德國“薩克森”號護(hù)衛(wèi)艦成功地進(jìn)行了短距離和極短距離內(nèi)與無人機(jī)交戰(zhàn)測試。高能激光武器演示驗(yàn)證器為未來海軍武器系統(tǒng)鋪平了道路,該系統(tǒng)可防御無人機(jī)和無人機(jī)群,并在近距離和極近距離攻擊快艇群。該技術(shù)可擴(kuò)展以提供更高的輸出功率,使其能夠摧毀制導(dǎo)導(dǎo)彈和迫擊炮彈[19]。

1.4 以色列

以色列與美國合作,主要研制有Iron Beam和Lite Beam等激光武器。

2000年,以色列和美國研制了鸚鵡螺戰(zhàn)術(shù)高能激光反導(dǎo)武器,該系統(tǒng)依靠化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生射程較小的高能激光系統(tǒng),目的是摧毀飛行中的火箭。但后續(xù)計(jì)劃于2005年被廢棄,因?yàn)樵撓到y(tǒng)所需的大型化學(xué)儲罐使整個系統(tǒng)變得笨重,而且極易受到敵人的攻擊。這些化學(xué)物質(zhì)也具有腐蝕性和毒性。

拉斐爾(RAFAEL)公司在定向能系統(tǒng)特別是高能激光系統(tǒng)方面擁有超過30年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),研發(fā)出較為完整的高能激光武器系統(tǒng)。拉斐爾公司目前正在開發(fā)2種高能激光系統(tǒng),Iron Beam和Lite Beam。Iron Beam與以色列著名的鐵穹防空系統(tǒng)相輔相成,是一種光纖激光器系統(tǒng)(見圖5),可以光速鎖定目標(biāo),并在7 km的范圍內(nèi)在5 s內(nèi)將其摧毀。該激光器預(yù)計(jì)很快就會達(dá)到數(shù)百千瓦。下一步是繼續(xù)開發(fā)和部署初始系統(tǒng),在未來十年內(nèi)沿以色列邊境部署多個激光發(fā)射器[20-21]。LITE BEAM是一種7.5 kW的高能激光攔截器,用于對抗迷你無人機(jī)和簡易爆炸裝置和未爆彈藥等地面目標(biāo),壓制幾百米到2 km距離的目標(biāo)。第一個驗(yàn)證過的LITE BEAM原理樣機(jī)已經(jīng)可用[22]。

以色列國防部(IMOD)最近完成了一系列測試,其中機(jī)載高功率激光武器系統(tǒng)(HPL-WS)原理樣機(jī)快速連續(xù)攔截了多個空中目標(biāo)。埃爾比特系統(tǒng)公司在IMOD國防研發(fā)局(DDR&D)領(lǐng)導(dǎo)的高功率激光計(jì)劃下開發(fā)了該系統(tǒng)。以色列國防部的目標(biāo)是制造功率為100 kW的激光器,其有效射程可達(dá)20 km。該機(jī)載系統(tǒng)將在8～10年內(nèi)完成,在未來10年內(nèi),這種系統(tǒng)有望摧毀數(shù)百公里外的目標(biāo)[23]。

1.5 英國

英國積極推動激光定向能武器(LDEW)計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)龍火激光武器的應(yīng)用。

2022年7月,歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)(MBDA)領(lǐng)導(dǎo)的英國激光定向能計(jì)劃龍火(Dragonfire,見圖6)成功地開始一系列試驗(yàn),以證明這種新型激光武器的準(zhǔn)確性和威力。低功率試驗(yàn)證明,Dragonfire能夠以極高的精度跟蹤空中和海上目標(biāo)。下一步將開展跟蹤精度與高功率激光結(jié)合后的作戰(zhàn)試驗(yàn)。該試驗(yàn)使用了英國奎奈蒂克公司的低功率激光器、意大利萊昂納多公司的光束導(dǎo)向器和MBDA公司的圖像處理和控制技術(shù)[24]。

同年10月,英國國防部國防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(DSTL)對龍火進(jìn)行了第二次演示驗(yàn)證試驗(yàn)。該測試向多個不同距離的目標(biāo)發(fā)射了激光,證明該武器可以安全地控制并將高功率光束聚焦在目標(biāo)上,光束定向器的精確度非常高。龍火已經(jīng)成功地演示驗(yàn)證了高精度跟蹤目標(biāo)并保持激光束對準(zhǔn)確定目標(biāo)點(diǎn)的能力[25]。

1.6 日本

日本國防部在《2022年日本防衛(wèi)技術(shù)戰(zhàn)略(JDTS)》中將中遠(yuǎn)程高功率定向能技術(shù)列入關(guān)鍵技術(shù),包括高功率激光和微波,用于即時反應(yīng)和長時間戰(zhàn)斗,可以抵消敵人的數(shù)量優(yōu)勢,例如巡航導(dǎo)彈的飽和攻擊。日本國防部已敦促相關(guān)部門加快先進(jìn)軍事技術(shù)開發(fā),其中就包括激光武器?？陀^來說,激光武器是兼具防御和進(jìn)攻性的武器裝備,而且屬于當(dāng)下高端武器裝備行列。日本是當(dāng)下全球范圍內(nèi)數(shù)一數(shù)二的工業(yè)大國,而且本身的軍工技術(shù)和制造業(yè)也很超前,軍費(fèi)開支節(jié)節(jié)攀升,未來5年內(nèi)將國防開支提高50%以上[26],再加上美國方面提供的協(xié)助,實(shí)現(xiàn)大功率激光武器應(yīng)用難度不大。

由于戰(zhàn)斗機(jī)隱形能力的提高、導(dǎo)彈飛行高度的降低和導(dǎo)彈速度的提高,攔截導(dǎo)彈和類似武器的時間變得越來越短。日本國防部將加快研發(fā)高功率軍用激光武器,以攔截迫擊炮彈和低空飛行的敵方無人機(jī)。日本國防部在2018財(cái)年預(yù)算中包括87億日元的激光武器研究開發(fā)支出。國防部公開招標(biāo)建造陸基激光武器原型,功率定為50 kW水平,并預(yù)計(jì)在2023財(cái)年前完成技術(shù)評估[27]。

日本國防部發(fā)布請求,要求2021財(cái)政年度的國防預(yù)算達(dá)到550億美元,創(chuàng)歷史新高,其中包括33億日元的技術(shù)研發(fā)費(fèi)用于開發(fā)車載激光炮。日本國防部已與川崎重工合作,2021年對安裝在車輛上的車載激光武器系統(tǒng)進(jìn)行演示驗(yàn)證測試,以評估其摧毀無人機(jī)系統(tǒng)的能力;2023年開發(fā)高功率激光武器,最終將搭載在能夠快速移動的車輛上,以應(yīng)對無人機(jī)襲擊[28]。除了應(yīng)用于陸基車輛外,也正在研究將激光武器部署在艦船上[29]。

1.7 韓國

韓國作為世界上的科技和軍事新興國家,也將目光投向了激光武器這一前沿領(lǐng)域。目前,韓國激光防空系統(tǒng)主要是LBAAW、LBAAW Block-Ⅰ和LBAAW Block-Ⅱ。

針對朝鮮不斷發(fā)射的導(dǎo)彈,韓國正在研制一種機(jī)動車載激光武器系統(tǒng)。韓國國防部的一個研究團(tuán)隊(duì)和國防公司參與了高能激光武器的開發(fā)。韓國希望部署這種武器,以對抗朝鮮在邊境部署的導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程炮彈[30]。

在價值880億韓元(7 398萬美元)的項(xiàng)目中,韓國國防采辦項(xiàng)目管理局(DAPA)尋求完成能夠?qū)π⌒蜔o人機(jī)進(jìn)行精確打擊的Block-Ⅰ系統(tǒng)的開發(fā),并計(jì)劃在2023年前進(jìn)行作戰(zhàn)部署。該武器系統(tǒng)將采用20 kW的光纖激光摧毀近程(最遠(yuǎn)3 km)空中目標(biāo)。Block-Ⅰ系統(tǒng)于2019年9月開始開發(fā)。在針對近距離小目標(biāo)的系統(tǒng)開發(fā)完成后,將繼續(xù)對其進(jìn)行升級,以攔截更遠(yuǎn)的更大目標(biāo),如戰(zhàn)斗機(jī)和衛(wèi)星[31]。

韓國韓華公司在韓國DX Korea 2020防務(wù)展上展出韓國武裝部隊(duì)未來3種激光武器系統(tǒng)的模型。其中包括“激光防空武器Block-Ⅰ和Block-Ⅱ”系統(tǒng),這兩個系統(tǒng)都是韓華公司與韓國防發(fā)展署(ADD)合作開發(fā)的。30 kW的Block-Ⅱ系統(tǒng)的開發(fā)計(jì)劃于2030年完成,將安裝在卡車上[32]。

韓國防發(fā)展署(ADD)宣布,已開發(fā)出一種激光功率增強(qiáng)技術(shù)即光譜光束組合技術(shù)。該技術(shù)將不同波長的多個激光組合成一個光束。ADD將光譜光束組合技術(shù)應(yīng)用于1 kW級激光模塊,并將5個1 kW級光纖激光器集成為一個5 kW級高質(zhì)量激光模塊。光纖激光器的使用在小型化、重量、操作和維護(hù)方面具有若干優(yōu)勢。如果作為武器系統(tǒng)開發(fā),它可以用于防空,以應(yīng)對無人駕駛飛行器或?qū)椀韧{[33]。

韓國韓華集團(tuán)宣布,其已從韓國國防發(fā)展局(ADD)獲得一份價值243億韓元(2 180萬美元)的訂單,將開發(fā)一臺關(guān)鍵設(shè)備,輔助激光武器瞄準(zhǔn)幾公里之外飛行的無人機(jī)。未來幾年里,韓華集團(tuán)將研發(fā)放大激光束的輸出量與行程的設(shè)備樣機(jī)。韓國政府還資助韓國原子能研究院開發(fā)反無人機(jī)系統(tǒng)。2025年之前,將研發(fā)出一套完整的反無人機(jī)系統(tǒng),可以探測、識別、分析、壓制和調(diào)查非法無人機(jī)[34]。

韓國已經(jīng)測試了用于軍用飛機(jī)的本土反導(dǎo)彈系統(tǒng),以對付敵方便攜式地對空導(dǎo)彈。定向紅外對抗(DIRCM)系統(tǒng)使飛行器能夠通過發(fā)射激光束來致盲來襲導(dǎo)彈,它極大縮短了反應(yīng)時間,使飛機(jī)能夠近距離防御便攜式地對空導(dǎo)彈。韓國自2014年以來,一直在研發(fā)DIRCM。2018年,該系統(tǒng)通過了初步開發(fā)測試[35]。

1.8 印度

印度近年來也在研究激光武器技術(shù)。早在2008年,印度聯(lián)合服務(wù)機(jī)構(gòu)(USI)發(fā)表的一項(xiàng)由印度空軍進(jìn)行的研究提到了定向無限制射線槍陣列(DURGA I),并指出該項(xiàng)目進(jìn)展甚微。

2017年,印度國防研究與發(fā)展組織(DRDO)測試了安裝在卡車上的1 kW激光武器。據(jù)報道,該激光器擊中了250 m外的目標(biāo)[36]。

2020年,DRDO展示了一臺100 kW的車載式氣體激光器,名為ADITYA,它采用的氣體是甲苯,發(fā)射器孔徑0.7 m,能在0.8 km和2.5 km的距離內(nèi),可對目標(biāo)造成一定的損傷。

印度媒體報道稱,DRDO執(zhí)行的國家項(xiàng)目包括短期、中期和長期目標(biāo),并與國內(nèi)私營部門合作開發(fā)功率高達(dá)100 kW的定向能武器。DRDO已開發(fā)出兩個反無人機(jī)定向能系統(tǒng)。其中一個配備10 kW的激光器,能夠在2 km的范圍內(nèi)擊中空中目標(biāo);另一個帶有2 kW的激光器,能夠打擊1 km內(nèi)的目標(biāo)。從官方報道來看,目前印度軍方的高能激光器達(dá)到10 kW水平。

據(jù)《防務(wù)新聞》報道稱,DRDO已向印度國防部尋求1億美元,以開發(fā)一種高功率激光武器。該項(xiàng)目被稱為DURGA Ⅱ(定向無限制射線槍陣列II)。印度陸軍將獲得100 kW的輕型定向能系統(tǒng)。DRDO表示,DURGA Ⅱ目前處于概念階段。該組織正在開發(fā)和改進(jìn)各種激光產(chǎn)生技術(shù),使用固態(tài)、光纖和化學(xué)激光器進(jìn)行防御和進(jìn)攻。DURGA Ⅱ?qū)⑴c陸基、海基和空基平臺集成。

2 國外激光武器標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

伴隨著激光技術(shù)的發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)化工作也在同步進(jìn)行。世界部分國家和標(biāo)準(zhǔn)組織制定并制定了大量關(guān)于激光技術(shù)和激光器標(biāo)準(zhǔn),包括國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(EN)、美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)、美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(ASTM)、英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(BS)、德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(DIN)、法國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(NF)、美國機(jī)動車工程師協(xié)會(SAE)、美國電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)、韓國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(KSB)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(JIS)、美國軍隊(duì)(MIL)、北約(STANAG)等,不完全統(tǒng)計(jì)見表1。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在保護(hù)在制造環(huán)境中使用激光時可能接觸激光的個人,規(guī)定政策和程序以確保產(chǎn)品開發(fā)和測試中的激光安全[37],例如ANSI Z136.1《激光器的安全使用》、MIL-STD-1425《軍用激光器和相關(guān)支持設(shè)備的安全設(shè)計(jì)要求》、MIL-HDBK-828《激光靶場安全》、STANAG 3606《軍用激光安全》等。

表1 國外激光標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)計(jì)

由于激光武器是近二十多年才迅速發(fā)展起來的技術(shù),世界不同國家仍處在研發(fā)、驗(yàn)證試驗(yàn)階段,實(shí)際裝備服役甚少。因此大部分頒布的標(biāo)準(zhǔn)主要涉及激光、激光器件、激光安全、激光器等領(lǐng)域,關(guān)于激光武器系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)還未見公開頒布,但是從頂層文件以及相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)能看出國外建立了包括保密管理、安全設(shè)計(jì)、安全試驗(yàn)等一系列激光武器標(biāo)準(zhǔn)體系[38]。

以美國為例,美國國防部指令DOD I 5210.61專門對高能激光需要保密的信息進(jìn)行分類;DOD I 6055.15提出為定向能源系統(tǒng)建立獨(dú)特的健康、安全和監(jiān)督計(jì)劃,以保護(hù)人員和設(shè)備,同時建立特定軍種的激光安全審查程序,對作戰(zhàn)、作戰(zhàn)訓(xùn)練或出于國家安全利益分類的所有激光以及相應(yīng)等級的激光進(jìn)行系統(tǒng)安全審查。

美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1425定義了軍用設(shè)備和相關(guān)支持設(shè)備的安全設(shè)計(jì)要求,這些設(shè)備在其設(shè)計(jì)中采用了激光系統(tǒng)。這些要求是控制由激光輻射直接引起危害的最低要求。

MIL-HDBK-828包含評估和推薦激光靶場安全程序時應(yīng)遵循的一般和詳細(xì)指南,旨在作為軍事作戰(zhàn)訓(xùn)練和試驗(yàn)靶場安全使用激光系統(tǒng)的指南,適用于所有國防部成員靶場和所有在非國防部控制的靶場上進(jìn)行的激光作戰(zhàn)。

MIL-STD-882《系統(tǒng)安全》要求所有軍用激光開發(fā)計(jì)劃應(yīng)包括一個全面的系統(tǒng)安全計(jì)劃,以識別和控制正在開發(fā)的特定激光武器特有的所有危險。

美國海軍指令OPNAVI 5100.27提出激光設(shè)計(jì)要求檢查表,適用于能夠產(chǎn)生激光輻射的所有設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、使用和處置,包括激光光纖和系統(tǒng)支持設(shè)備。發(fā)射激光輻射的定向能武器和其他高能激光系統(tǒng)受該指令的要求約束。

3 結(jié)論

低功率激光武器已經(jīng)投入使用。未來激光武器將繼續(xù)朝著高功率、模塊化、小型化發(fā)展,建議我國集中行業(yè)優(yōu)勢力量,加快發(fā)展陸、海、空、天基平臺的高功率戰(zhàn)術(shù)激光武器,趕超世界先進(jìn)水平。

關(guān)注國外激光武器標(biāo)準(zhǔn),做好激光武器以及關(guān)鍵部件的標(biāo)準(zhǔn)先期研究工作,開展設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、安全等標(biāo)準(zhǔn)研制,規(guī)范我國激光武器的設(shè)計(jì)與制造,為國家本土安全和防御提供保障。