高能激光武器的现状与未来

2010年5月，美国 加利福尼亚州海 军试验场的舰载 激光器在战舰雷 达系统控制下， 成功摧毁了距离 3.2km外，以 480km/h速度飞行 的无人机
固体激光器输出功率已达武器级 （100千瓦）
比之传统化学激光器， 固体激光器将走向小 型化模块化和通用化， 提高激光武器的的机 动性和可靠性。固体 激光器功率超过100千 瓦，已经对化学激光 器的ATL项目构成了竞 争压力
四、结束语
一旦技术上的进步可 以用于军事目的并且 已经用于军事目的， 它们便立刻几乎强制 地，而且往往是违反 指挥官的意志而引起 作战方式上的改变甚 至变革 —恩格斯《反杜林 论》
人类的战争在经历了冷兵器战争时 代、热兵器战争时代、机械化战争 时代后，进入了信息化战争时代。 随着科技和工业水平的不断提高， 如今在陆地、海洋、空中、外太空 都出现了高能激光武器的身影。激 光武器这个以光速投射毁伤能力的 新概念武器的大规模使用必将改变 现有的战争模式,对世界的政治格 局产生深远影响
机载先进战术激光武器（ATL）计划
ATL由美国国防部特种作 战司令部资助，于2002年 启动，总耗资高达20亿美 元。该系统装在C-130等 飞机平台上，用于精确打 击地面目标及巡航导弹。 ATL采用高功率COIL激 光器，激光束波长1.315 微米，输出功率可达1兆 瓦，射程20km。
机载先进战术激光武器 （想象图）
谢谢观赏
A-60机载激光武器试验机
（三）中国高能激光武器
1963年12月16日，毛泽东在 听取国务院副总理兼国家科 学技术委员会主任聂荣臻汇 报十年科学技术规划时强调 指出：“死光，要组织一批 人专门去研究它。要有一小 批人吃了饭不做别的事，专 门研究它。没有成绩不要紧。 军事上除进攻武器外，要注 意防御问题的研究，也许我 们将来在作战中主要是防御。 进攻武器，比原子弹的数量 我们比不赢人家。战争历来 都需要攻防两手，筑城、挖 山洞都是防嘛。”
激光武器的特点
Ⅰ高速度，激光以光速进行传输，从激光器出口到目标的时 间可以不计，争取了作战时间 Ⅱ反应灵敏，激光器射出的光束质量近于零，可在短时间内 对不同方向的来袭目标进行打击 Ⅲ命中精度高，激光武器是将能量汇聚成很细的光束准确的 对准某一方向射出 Ⅳ杀伤力可控，可通过调整和控制激光武器发射激光束的时 间或功率以及射击距离来对不同目标分别实现非杀伤性警 告，功能性损失，结构性破坏 Ⅴ抗电子干扰能力强，激光武器射出的是激光束，现有的电 子干扰手段对其不起作用
陆军战术高能激光武器(THEL)计划
美国和以色列曾于1995年 联合研制一种战术高能激 光武器“鹦鹉螺”，用于 对付战术火箭之类目标的 硬杀伤激光武器。这种激 光武器由氟化氘化学激光 器、火控系统、激光束定 向器等组成，能对付10km 以内的战术飞行目标。 1996年2月在白沙导弹靶 场，“鹦鹉螺”成功击落 2枚飞行中的BM-21“冰雹” 火箭弹
美国陆海空三军联合研制 高能固体激光器
（二）俄罗斯高能激光武器
在美国启动ALL项目的同 时，苏联也针锋相对的启 动了类似的A-60项目，以 期具备机载激光武器的能 力。A-60项目总共生产了 两架样机，第一架于1981 年首飞，另一架则在1991 年。A-60于美军的ALL最 大的不同在于，其激光发 射器在飞机的前段，而不 是在飞机的背部上方。A60的激光具体型号不详， 应为气体激光器
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武器的相关技术的实验平台，最初选用的高能激光器为二 氧化碳激光器。 1981年，美国空军在波音NKC-135运输机上安装了一台二 氧化碳激光器，激光束功率380千瓦，持续时间5秒。 1981-1983年，ALL进行了多次打靶实验，成功击穿了 BQM-34型无人靶机，并成功摧毁了AIM-9B“响尾蛇”空空 导弹的导引头。1983年，ALL项目下的400千瓦二氧化碳 激光器成功拦截了5枚“响尾蛇”导弹，使其制导系统失 效，导弹全部偏离了预定方向。报道称，ALL有能力产生 持续8秒的456千瓦激光束。但是二氧化碳激光器体积大， 安装使用和维护非常不方便，当时所能达到的功率较低、 有效拦截距离不足5km，且没有适当的作战需求，于是 ALL项目于1984年停止
THEL作战想象图
BM-21“冰雹”
THEL项目由于激光束毁 伤效果降低，且系统体积 庞大，战场生存能力低， 于2005年被美国陆军放弃。 这个项目放弃后， 美军转而研制移动式战术 高能激光武器（MTHEL）。 随后波音公司研制出“激 光复仇者”，采用固体激 光器和“悍马”地盘，机 动能力强、系统体积小， 更受美军方亲睞。2009年 5月，“激光复仇者”进 行了移动激光武器系统的 能力测试，击落了一架无 人机，这标志着该系统取 得重大进展
目前北京、上海、绵阳、安徽、长沙方面已根据总装 的需求开始在进行战术防空及舰载激光炮的装备成型的高 级工程发展阶段进行研究。计划在2015年左右初步具备量 产化
据悉，2009年9 月，在新疆天山 某基地进行了实 弹测试，在距离 激光炮6～9千米 之外成功拦截来 袭的两枚81式 122毫米火箭炮
81式火箭弹
空基激光器（ABL）计划
ABL是由波音公司、诺斯普罗-格鲁曼 公司及洛克希德-马丁公司为美国导弹 防御局（MDA）研发的一种定向能武器。 1996年ABL正式启动，主要用于拦截 400km的、处于助推段的弹道导弹，是 美国国家导弹防御系统（NMD）的一个 组成部分。
高功率化学氧碘激光器（COIL）
随着上世纪80年代美国星战计划的登台，中国也在上 世纪８0年代中期秘密地把研制高能激光武器上马，并为 之投入了大量的资金、人力。中国在高能激光器的研究陆 续进行了二氧化碳激光器、中红外线化学激光和高能脉冲 X射线激光等实验。
中国工程物理研究院(CAEP)、上海光机所在内的中国 的好几家国防军工研究所企业的工程师，已经完成了针对 “舰载激光炮”系统原型部件的试验，另外安徽光学精密 机械研究所也提供了部分光学观瞄设备。整个试验设备的 总体积的大小和一辆江西五十铃大小类似。这种大小的高 能激光武器适合装配在大型军舰上，发射的超高能激光束
波音公司研制的“激光复 仇者”固体激光发射车
舰载激光武器
1977年，美国海军氟 化氘兆瓦级中波段红 外化学激光器 （MIRACL）研制成功， MIRACL 的光学谐振腔 长9m，光束面积为 324c㎡ ，连续输出功 率为2.2MW，是美国最 大的高功率激光器
MIRACL激光照射装置
“海石”光束定 向器发射镜是直 的，主要部件有： 激光器、压力恢 复系统、燃料供 给装置、光束定 向器
第二：力学破坏，蒸汽高 速喷出时，对目标物体会 产生强大的反冲作用，这 使得在目标物体内部形成 激波，激波传到目标物体 的背面，产生强大的反射。 外表面的激光与背面的激 光对目标物体形成前后夹 击，使目标物体变形破裂。 所以即使没被烧蚀摧毁， 也会因为受力学破坏而严 重影响其技术性能
第三：辐射破坏： 当激光照射到目 标物体表面时， 被汽化的物质会 被电离成等离子 体云，等离子体 云辐射出紫外线 和X射线，对目标 物体造成损伤
激光武器分类
低能：激光致盲武器 激光主动拒止武器
高能：波长在1.06~10.6微米 输出功率1~10兆瓦
激光致盲武器等低能武器专门针对人眼, 会造成人眼永久性失明,而遭到世界人权 组织极力反对,把该武器化为不人道武器 之列
ZEUS 激光系统
一、毁伤机理
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俄罗斯激光武器
第一：热作用破坏， 只要激光功率足够 高，被激光照射的 目标物体局部会瞬 间汽化，当持续汽 化很强烈时，材料 蒸汽高速喷出，同 时将部分凝聚态颗 粒或液滴一起冲刷 出来，从而造成凹 陷甚至穿孔
◎激光器技术 ◎导弹跟踪技术 ◎大气补偿技术 ◎传输光学器件技术 ◎光学镀膜技术 ◎抖动控制技术 ◎高能激光束管理技术
为此美国国防部已经取消了研制第二架试验样机的经费， 并把该计划从作战原型样机项目降级为试验平台项目 （ALTB）。
虽然ABL项目受到质疑，但其各种基础激光 技术的研制工作丝毫没有受到影响，相关 研究仍在继续进行。2009年8月，YAL-1用 低功率的大气补偿激光器模拟攻击了一枚 助推段的弹道导弹。2010财年，美国国防 部划拨了1亿美元预算经费给ABL，维持相 关技术的进一步发展。 2010年2月11日，YAL-1成功拦截并摧毁了 一枚助推阶段弹道导弹。这是激光武器首 次摧毁助推阶段的弹道导弹，这标志着历 时15年耗资50亿美金的机载激光武器终于 取得了重大进展。
COIL系统由六个模块组成，每个模 块与一辆SUV大小相当，重达 6500磅（约3000kg) 特点： ①将化学能直接转换成激光 ②输出的激光波长丰富 ③高功率、高能量激光输出 基于以上优点，化学氧碘激 光器成为美国空基激光器项目 的主要选择
ABL鼻部转塔
虽然ABL试验取得了一定的成功，但一直以来ABL就面临 资金和技术两方面的挑战。美国国会总审计局认为ABL面临7 项技术难题：
摘要
激光武器在现代战争中发挥越来越重要的 作用，高能激光武器虽然尚未大规模投入 应用,但是呈现出蓬勃发展的态势, 一旦投 入到大规模应用势必改变现有的作战样式, 对各国产生不可估量的影响。本文论述了 现阶段激光武器毁伤机理，介绍了各国高 能激光发展现状和未来发展趋势
1960年梅曼等人制成第一台红宝石激 光器 ，从此人们就希望把光制成武器。 在乔治·卢卡斯的著名科幻电影《星球大 战》中便有激光剑的设想，不过这种设想 在今天看来仍然遥不可及。激光剑虽然尚 不能实现，但激光武器却早已成为各国科 研人员的重要研究方向
二、各国高能激光武器现状分析
（一）美国高能激光武器 美国作为冷战后唯一的超级大国，在其 强大的科研体系和先进的工程制造业基 础支撑下，引领着激光武器技术发展的 方向为激光武器军事应用做出了开拓性 的工作。其在研激光武器项目数量甚至 超过其他国家所有之和
空基激光武器实验室（ALL）计划
• 1976年，美国空军启动了ALL项目，以此为研究空基激光
三、激光武器未来的发展分析
目前的先进高能激光器已经较接近实战化应用， 但仍有一些不足：




目前的激光器体积仍然较大，系统集成度低，这使得 搭载平台机动能力下降，战场生存能力大大降低 目前很多激光器都是化学激光器，其使用的化学燃料 都是剧毒物质，不易保存，且需要专门的后勤供应 由于光线在空气中传播受空气透明度影响很大，所以 激光武器在雨、雾等恶劣气象条件下使用会大大降低 射程 激光器透镜系统工艺复杂，价格昂贵