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【远望周刊第三期--机载激光武器研究进展专刊】——附pdf全文下载【远望周刊第三期--机载激光武器研究进展专刊】点击阅读全文下载pdf格式目录一、机载激光武器系统概述（一）概念与起源（二）作战优势与特点（三）问题与攻关二、机载激光武器系统发展情况（一）美国机载激光武器发展规划（二）国外机载激光武器项目简介三、机载激光武器系统关键技术体系（一）高功率小型化固态激光器技术（二）光束控制发射技术（三）强激光自适应光学技术（四）动目标高精度捕获跟瞄技术（五）机载激光武器系统装机一体化技术四、加速机载激光武器系统走向实战应用的措施与建议（一）转变思维模式是机载激光武器系统持续发展的基础（二）跨领域深度合作是机载激光武器系统走向成熟的必由之路（三）创新驱动是推进机载激光武器系统走向实战化的关键附录：参考文献汇编 1 美国空军2020年之前将实现激光武器机载化 2. 美空军发展激光武器的两个方向3. DARPA“亚瑟王神剑计划”：机载激光炮个头小功率大4. 美国激光武器的未来5. 机载激光武器作战设想6. 中美俄角力激光武器新战场中俄仍落后于美国7. 美空基激光反导计划:将机载激光武器”试验台改成高空长航时无人机8. 美空军战斗机和无人机将在2020年前发射机载激光武器颠覆未来作战模式的空中利剑——机载激光武器系统一、机载激光武器系统概述（一）概念与起源机载激光武器系统是一种搭载于航空平台的新型定向能武器系统，它通过投射高能激光至目标易损部位并驻留一定时间，产生烧蚀效应、激波效应和辐射效应，从而实现对目标的毁伤，可用于实施拦截助推段弹道导弹、反卫星、防御巡航导弹/空空导弹/地空导弹以及对地面目标实施精确打击等作战任务，目前已成为国际军事装备发展热点。

机载激光武器系统具有响应快速、攻击灵活、毁伤精确、抗电磁干扰、效费比高、无弹药挂载量限制等优点，在未来战争中，机载激光武器系统将成为空对空、空对地以及空对天攻击和导弹防御的作战利器，不仅会给未来战争作战模式带来重大变化，也将对未来战争的战略、战术运用产生一系列革命性影响。

机载激光武器系统起源于1976年美国空基激光实验室项目（ALL）。

ALL使用NKC-135作为载机，使用CO2激光器，波长为10.6μm。

1979年，ALL的激光器输出功率已经达到了456kW并可维持8s，经过处理后从武器系统输出功率达到380kW，可在1km外的目标上实现100W/cm2的能量密度。

ALL项目进行了11年，在各次试验中共击落5枚AIM-9B响尾蛇空空导弹和1架BQM-34A火峰靶机。

ALL在试验中解决了激光武器实用化工程中的高能激光输出、高精度跟踪等问题，但大气湍流与大气的热不均匀问题没能得到解决，到目前为止仍然是棘手问题。

后来的ABL项目中，载机飞行高度调整为平流层，也未完全解决此项问题。

同时期，前苏联的A-60激光反导/反卫星实验平台，也使用CO2激光器，波长10.6μm。

第一架A-60样机以伊尔-76MD为原型机加以改造，并于1981年升空试飞。

美国机载激光武器（ABL）是第一个面向作战使用的机载激光武器项目，是美国导弹防御局弹道导弹防御系统的重要组成部分，该项目开始于1994年，主要用来寻找、跟踪和击毁处于助推段的弹道导弹，是一种能独立进行目标探测并实施多目标攻击的机载激光武器系统，主要用于拦截敌方助推段弹道导弹，使携带核、生、化弹头的碎片落在敌方区域，迫使攻击者放弃自己的行动，起到有效的遏制作用。

ABL项目研发长达16年，耗资超过50亿美元后终被终止。

但通过实施ABL项目，美国在激光器技术、能源制备和光束控制等领域均取得了很大进展，以此为基础牵引出了美国先进战术激光器项目（ATL）、DARPA持久项目（Project Endurance）等一批项目研究与验证，为新型机载激光武器的发展和应用奠定了坚实基础。

（二）作战优势与特点机载激光武器系统具备颠覆未来作战模式及战略、战术运用的潜力，相对于传统机载动能武器系统具备代差优势，在作战能力的突出优点主要包括：1．主动导弹防御。

未来空战中，战机有可能面对数枚多模制导空空导弹的攻击，传统被动防御手段存在失效的可能，机载激光武器系统可以弥补被动防御的不足，对来袭导弹实施攻击，将其击毁或令其失效，使作战飞机具备主动防御的能力，在未来空战中占据主动权。

2．毁伤光速到靶。

传统动能武器毁伤主要依赖弹药破片的动能进行目标毁伤，攻击到达目标存在时间延时，攻击到达目标的过程存在诸多不确定性，需要对目标的运动进行判断估计，不能保证100%的攻击命中率。

而机载激光武器主要通过向敌方目标易损部件定向投射高能激光达到定向毁伤的目的，毁伤光速到靶。

3．灵活攻击。

传统动能武器发射后难以改变瞄准的目标，转向不灵活。

机载激光武器通过对进入攻击范围的目标实施2~3秒的定向攻击，即可完成打击，拦截多目标时可迅速变换攻击对象，灵活地对付多个目标。

还可以采用集群攻击，集中火力在2~3秒内同时对同一目标发起集火攻击，使毁伤效果增加。

4．可控精准毁伤。

传统动能武器的毁伤效果不可精确控制，在地区摩擦中往往难以精准控制毁伤效果，机载激光武器的毁伤效果可控，可以攻击敌方作战飞机的探测器、天线、雷达、声呐，击落敌方侵权无人机，对敌方侦查力量实施精准打击，在不造成敌方人员伤亡的前提下，发挥震慑敌方心理、毁伤敌方侦查设备的作战效果。

5．持续作战能力。

传统动能武器投入战场的弹药数量、重量往往受到运载平台的搭载能力限制，特别是对于机载平台，弹药的数量将限制可攻击目标的个数，不能够连续作战。

机载激光武器无弹药挂载量限制，可通过空中加油的方式为机载战术激光武器提供弹药补给，相对于传统动能武器具有弹药无限的潜力，因而可以具备较强的持续作战能力。

6．抗电磁干扰。

未来空中战场将面对严酷的电子战环境，敌方电子战战机发出的电磁干扰可能使我方战机的雷达失效，传统动能武器往往依赖雷达制导，因此存在无法发动攻击的可能。

机载战术激光武器系统主要依靠光电探测分系统捕获、跟踪、瞄准目标，敌方无法利用电磁干扰手段降低机载激光武器的毁伤效能。

7．高效费比作战。

机载激光武器直接将毁伤能量投射于目标易损部位，仅间接消耗作战飞机平台的油料，每次攻击所消耗的代价远低于传统动能武器，每次攻击可以控制在数十美金以内。

这种极高的效费比在战争中可以极大地减轻国家经济负担，同时给敌方造成极大的财政消耗。

鉴于机载激光武器系统突出的作战能力，美、俄等军事强国均投入了大量的科研力量与经费对其展开研究，其中美国在其五代机计划中明确提出加入战术激光武器系统，还在发展平台通用性好的吊舱式激光武器系统。

随着机载战术激光武器系统各项关键技术逐渐成熟，具备快速响应、精确打击、攻防兼备作战能力，代差优势明显的机载激光武器系统也将装备于未来各型作战飞机平台。

（三）问题与攻关目前，现有机载激光武器系统距离正式装备军队仍有一定距离，在作战使用、平台一体化、关键技术等方面仍存在较大的问题，以下方向有待开展研究攻关：1．作战使用问题目前机载激光武器系统性能与作战需求差距大，无法实现有效部署。

以ABL为例，在朝鲜半岛的最佳部署距离为375km，但系统有效攻击距离为80km，此时部署将使ABL深入朝鲜战略纵深95km，无法在保证自身安全的条件下完成作战任务。

而对于机载战术激光武器系统，其有效攻击距离一般较短（10km以内），从捕获、跟踪、瞄准、攻击再到毁伤的时间链长度要求必须长于来袭目标的到达时间，结合作战使用开展系统时间链分析就尤为必要。

ABL部署示意图2. 机载激光武器系统与平台一体化问题机载激光武器系统要正常工作，首先要实现与载机平台一体化集成问题。

需要综合考虑载机平台所能提供的空间、载重、供电、散热等约束，保障激光武器高效稳定工作并减小激光武器对载机影响，需要对机载激光武器系统的体积、重量、能源供应、热管理等方面实施系统优化。

尽管美国在ABL项目、ATL项目实施过程中实现了机载激光武器系统装机一体化技术，积累了一体化工程经验，但其采用的是COIL化学激光器，而今后机载激光武器系统必将采用电驱动固体激光器，这方面仍有待开展相关研究。

3．关键技术瓶颈问题强激光自适应光学技术是远距离激光武器的核心技术。

ABL毁伤激光的波前受到光学元件的热畸变，大气湍流与热晕效应，窗口附面层像差远距离大气路径湍流效应的影响，波前产生畸变，造成到靶功率密度急剧下降，造成攻击距离难以达到设计目标的1/3的结果。

因此目前技术水平下，强激光自适应光学技术瓶颈仍有待新的突破。

高精度动目标捕获跟瞄方面，ABL系统在白杨靶场的试验中曾出现无法锁定目标，毁伤激光无法发射攻击的情况。

机载激光武器系统对动目标的跟踪瞄准精度优于3μrad，这是保证到靶光斑功率密度水平的最基本的指标要求。

此外，机载激光武器系统性能还受到系统可靠性、能量转化效率、质量体积等因素限制，因此未来还需要在共光路/共模技术（CPCM）、功率-体积/重量比、固体激光器电光转化效率方面开展技术攻关。

二、机载激光武器系统发展情况（一）美国机载激光武器发展规划1.美国空军研究实验室三阶段研发计划美空军更关注在战斗机上装备激光武器，但与运输机和轰炸机相比，安装在战斗机上的激光器组件需要更紧凑。

目前，空军研究实验室（AFRL）已制定一份3阶段研发计划：(1) 研制功率达几十千瓦的“自保护高能激光演示器”（SHIELD）防御系统，计划2020年进行演示验证；(2) 研制具有100千瓦功率的远程防御系统，计划2022年进行演示验证；(3) 研制具有300千瓦功率的攻击系统，能够远程毁伤敌方飞机和地面目标。

该实验室主任托马斯·马赛罗奥少将特别指出，这3个系统都将安装于现役飞机的武器吊舱或飞机其他外挂点，不会像航炮或雷达那样完全集成到飞机机体中。

这意味着采用雷达隐身技术的F-35或F-22飞机将无法在不损失隐身性能的情况下挂装激光器。

美空军还在讨论未来几十年内将300千瓦激光器集成到战斗机中的可行性。

2.隐身战斗机机载战术激光武器计划2014年8月，美国空军研究实验室（AFRL）提出隐身战斗机机载战术激光武器计划，通过用保形相控阵武器系统代替光束控制转塔，减少高速战术飞机的阻力并保持其低可探测性，配装于隐身战机。

AFRL 正寻找可开展光束控制系统的集成验证企业，该光束控制系统基于采用相对成熟技术的光纤激光器阵列。

同时，空军研究实验室还想获取用于全保形机载战术激光武器的成熟技术。

在该项目的光纤激光器和光束控制计划中，AFRL计划研究光纤激光器功率调整、为增大功率而进行的多光束合成，以及用低能耗电子光束控制代替高能耗万向炮塔。

根据发布的公告，美国空军研究实验室计划研究“高功率光纤激光器如何通过网络离散阵列望远镜进行分布，以产生超紧凑的激光系统”。