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據(jù)美國“臨界點(diǎn)”網(wǎng)站5月5日報(bào)道稱，美國空軍5月4日宣布，美空軍已于4月23日成功進(jìn)行了“自衛(wèi)用高能激光演示樣機(jī)”(SHiELD，簡稱“神盾”)激光武器試射試驗(yàn)，美軍稱“神盾”激光炮在試驗(yàn)中擊落了飛行中的多枚導(dǎo)彈，該系統(tǒng)最終將安裝在軍機(jī)上使用。美空軍少將威廉·庫利稱：“此次試驗(yàn)代表美軍定向能武器系統(tǒng)以及針對敵軍威脅的防御手段已向前邁出一大步”。那么美軍這種“神盾”機(jī)載激光炮究竟性能如何?又會對未來空戰(zhàn)樣式構(gòu)成怎樣影響?

“神盾”激光炮可快速攔截導(dǎo)彈

據(jù)美國“臨界點(diǎn)”網(wǎng)站5月5日報(bào)道稱，美空軍研究實(shí)驗(yàn)室(簡稱AFRL)4月23日在位于新墨西哥州的美國陸軍白沙導(dǎo)彈靶場成功完成了“神盾”激光炮的試射任務(wù)，試射中擊落了飛行中的多枚導(dǎo)彈(但未透露擊落導(dǎo)彈的具體種類和型號)。

▲美空軍于4月23日在白沙導(dǎo)彈靶場，成功完成了“神盾”機(jī)載激光炮的陸基打靶測試，成功擊落了飛行中的多枚導(dǎo)彈，圖為首次公開的“神盾”激光炮照片。

根據(jù)美空軍公開的低分辨率照片來看，測試用的“神盾”激光炮安裝在一個(gè)類似小型天文臺的轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)塔則置于一輛平板拖車上。與美軍此前測試的重型車載激光武器相比，“神盾”的外形差別并不大，未來要滿足機(jī)載需求，估計(jì)還要大幅縮小尺寸。盡管美空軍并未公開“神盾”激光炮的具體類型，但外界猜測光纖激光器(指利用摻有稀土元素的玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，屬于第3代激光技術(shù)，光電轉(zhuǎn)換效率高，可產(chǎn)生高穩(wěn)定性、高功率的激光束)的可能性較大。

報(bào)道還稱，“神盾”激光炮項(xiàng)目于2016年啟動，美空軍在2017年與著名“軍火巨頭”——洛克希德-馬丁(簡稱洛-馬)公司簽訂設(shè)計(jì)合同。巧合的是，就在同一年，洛-馬公司剛向美國陸軍交付了一套60千瓦級的光纖激光武器系統(tǒng)用于地面測試，其在激光武器研發(fā)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累較為豐富。

▲除洛-馬公司外，美陸軍一架“阿帕奇”武直于2017年搭載雷錫恩公司研發(fā)的激光炮吊艙進(jìn)行首次試射，光束成功命中1.4千米外的目標(biāo)坦克上，展示了未來武直使用激光武器的可能性。

按系統(tǒng)設(shè)計(jì)，“神盾”最終將安裝在固定翼軍機(jī)上，作為主動防御系統(tǒng)可快速擊落多枚來襲的敵軍空空或地空導(dǎo)彈，從而大幅提升美機(jī)的戰(zhàn)場生存能力。“神盾”機(jī)載激光系統(tǒng)主要由3部分組成，包括激光炮、瞄準(zhǔn)用火控系統(tǒng)以及為前兩大系統(tǒng)提供能源的外掛吊艙。AFRL還介紹了“神盾”將具備的多種優(yōu)點(diǎn)，包括打擊精度高、可實(shí)時(shí)命中目標(biāo)(無需計(jì)算提前量)、沒有彈藥數(shù)量限制、飛行員可同時(shí)攻擊多個(gè)目標(biāo)等。

美曾改裝波音747載45噸激光炮

能研發(fā)出類似科幻電影中的“神盾”激光炮，對于美空軍來說并非空穴來風(fēng)，他們在機(jī)載激光武器研發(fā)方面積累有豐富經(jīng)驗(yàn)。早在1976年，美空軍就已啟動代號“空基激光試驗(yàn)室”(ALL)的研究項(xiàng)目。1981年，美空軍在一架NKC-135運(yùn)輸機(jī)上安裝了光束波長為10.6微米的二氧化碳激光器，輸出功率可達(dá)380千瓦，最大射程超過1公里，截至1984年項(xiàng)目終止前，NCK-135在各項(xiàng)試驗(yàn)中共擊落5枚“響尾蛇”空空導(dǎo)彈和一架“火蜂”無人靶機(jī)。ALL項(xiàng)目在試驗(yàn)中解決了機(jī)載激光武器實(shí)用化工程中的高能激光輸出、高精度跟蹤等關(guān)鍵問題，但大氣湍流與大氣熱不均勻問題未能解決。

▲早在1981年，美空軍就將一架NCK-135運(yùn)輸機(jī)改為機(jī)載激光武器試驗(yàn)機(jī)，安裝一門二氧化碳激光炮。圖為該機(jī)試飛照片，可見機(jī)背上方的激光武器轉(zhuǎn)塔。

冷戰(zhàn)結(jié)束后，美空軍機(jī)載激光武器項(xiàng)目一度沉寂，直到1996年才再次啟動了“機(jī)載激光”(簡稱ABL)武器項(xiàng)目，該項(xiàng)目是美國彈道導(dǎo)彈防御體系的重要組成部分，主要用于搜尋和摧毀處于助推段的敵軍彈道導(dǎo)彈任務(wù)。美空軍ABL項(xiàng)目罕見動員了美國國內(nèi)三大“軍火巨頭”聯(lián)合參與——波音公司負(fù)責(zé)改裝載機(jī)平臺(由一架波音747-400F貨機(jī)改裝而來)，諾斯羅普-格魯曼公司負(fù)責(zé)提供兆瓦級的氧碘化學(xué)激光炮，最后由洛-馬公司負(fù)責(zé)提供光束控制及火控系統(tǒng)。按照設(shè)計(jì)，每架ABL攻擊機(jī)搭載的化學(xué)燃料足夠進(jìn)行20次高功率照射攔截彈道導(dǎo)彈或40次低功率照射攔截戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，每次照射時(shí)長3至5秒。

編號為YAL-1A的原型機(jī)于2002年7月成功首飛，機(jī)上搭載的兆瓦級氧碘化學(xué)激光炮全系統(tǒng)重達(dá)45噸，其中毀傷激光器部分由6個(gè)互聯(lián)模塊組成，每個(gè)模塊都重3噸，體積相當(dāng)于一輛SUV大小，負(fù)責(zé)為布置于機(jī)頭位置的激光炮塔供能，5秒鐘發(fā)射的高能激光束能量足夠讓一戶普通美國家庭使用超過1小時(shí)。

▲YAL-1A原型機(jī)搭載的氧碘化學(xué)激光炮全系統(tǒng)重達(dá)45噸，當(dāng)時(shí)只有波音747貨機(jī)是較為理想的改裝平臺，其激光炮塔主要位于機(jī)頭位置。圖為YAL-1A的彩色剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

YAL-1A的作戰(zhàn)步驟分為探測目標(biāo)(利用廣域紅外探測系統(tǒng)全方位探測助推階段的彈道導(dǎo)彈尾焰)、跟蹤目標(biāo)(探測到導(dǎo)彈后，利用主動測距激光系統(tǒng)鎖定并照射目標(biāo)，火控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，火控計(jì)算機(jī)同時(shí)調(diào)整鏡面，準(zhǔn)備補(bǔ)償光束在攻擊路徑上的大氣擾動等)和毀傷目標(biāo)3部分。進(jìn)入毀傷階段后，氧碘激光炮會向彈道導(dǎo)彈發(fā)射高能激光束，將光束聚焦于導(dǎo)彈表面的瞄準(zhǔn)點(diǎn)(如導(dǎo)彈燃料箱)上，燒穿外殼，點(diǎn)燃內(nèi)部燃料，以此方式摧毀導(dǎo)彈。

2009年8月至2010年2月，YAL-1A先后進(jìn)行了多次空中攔截試驗(yàn)，成功擊落2枚80公里外、處于助推段飛行的彈道導(dǎo)彈，還對另外7枚靶彈進(jìn)行了試驗(yàn)性攔截(并未摧毀)。盡管試驗(yàn)取得一定成果，但YAL-1A最終未能達(dá)到美空軍“能在167公里外成功摧毀彈道導(dǎo)彈”的目標(biāo)，也沒有達(dá)到設(shè)想的攻擊射程和毀傷效果。ABL項(xiàng)目遂于2011年12月取消，YAL-1A原型機(jī)也在2014年9月被拆毀。

▲YAL-1A原型機(jī)上的氧碘化學(xué)激光炮輸出功率可達(dá)兆瓦級，曾成功擊毀過2枚飛行中的彈道導(dǎo)彈，左小圖為激光炮透鏡特寫，右小圖為原型機(jī)擊落的目標(biāo)圖案(7次成功照射，2次成功摧毀)。

仍需解決諸多技術(shù)難題

盡管ABL項(xiàng)目貌似以失敗告終，但實(shí)際上為美空軍后續(xù)機(jī)載激光武器的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。按AFRL此前公布的機(jī)載激光武器的發(fā)展路線圖顯示：2016年美軍主要以地面測試大于10千瓦級的高能試驗(yàn)型高能激光武器(入門級)為主，2022年計(jì)劃在F-15等4代戰(zhàn)機(jī)上試驗(yàn)加裝大于10千瓦級的HEL吊艙(中級)為主，2029年左右將在6代機(jī)上加裝大于100千瓦的HEL武器(全功能)進(jìn)行測試。

▲按計(jì)劃，美空軍將于2021年在F-15戰(zhàn)機(jī)上測試“神盾”激光炮，屆時(shí)F-15可能世界上首種搭載激光武器的戰(zhàn)斗機(jī)。圖為游戲《皇牌空戰(zhàn)7》中，F(xiàn)-15使用激光炮吊艙的視頻截圖。

在采用了技術(shù)更先進(jìn)、可靠性更高的固態(tài)光纖激光器后，“神盾”項(xiàng)目目前進(jìn)展較為順利，美空軍計(jì)劃提前于2021年在F-15戰(zhàn)機(jī)上進(jìn)行首次空中試射。按美軍設(shè)想，除能滿足基本自衛(wèi)功能外，未來6代機(jī)搭載的進(jìn)攻型激光武器功率可達(dá)3兆瓦，最大射程600公里，每次照射時(shí)間為3至5秒，一架戰(zhàn)機(jī)可連續(xù)攻擊40次才能滿足未來空戰(zhàn)“大殺器”的需求。但該目標(biāo)短期內(nèi)仍需解決諸多技術(shù)難題，最終能否實(shí)現(xiàn)，仍需人們拭目以待。

▲藝術(shù)家繪制的美軍六代機(jī)使用激光武器摧毀目標(biāo)示意圖。