高能激光武器 编者按:本文发表于美国《联合部队季刊》2012 年, 作者为美国海军陆战队少校亚伦?安杰尔。 作者介绍了美军在 激光武器发展方面取得的进展,设想了激光武器用于部队防 护的性能优势,以及投入实战前的技术挑战。他还指出,高 能激光武器尽管是高度精确的,但仍然存在附带伤害,需要 加以关注。编译本文仅供参考。 当前,激光常常被用于引导精确制导弹药摧毁敌目标, 试想一下,如果激光指示器的能量足够大,就能在不使用传 统弹药的情况下直接使目标丧失功能,这也就是高能激光武 器。与传统弹药相比,高能激光武器摧毁目标的速度更快、 精度更高、隐蔽性更强,且广泛适用于地面、天空、海洋和 太空等各种作战空间。防御性高能激光武器能够击毁间瞄武 器发射的弹药,如火箭弹、炮弹和迫击炮弹等,以及飞行器、 水面舰艇、车辆甚至是弹道导弹。攻击性高能激光武器能够 执行空中作战支援甚至战略突袭任务。在未来战争中,高能 激光武器将装备于联合作战部队的各个单位,显著增强军事 目标、民用基础设施和居民的防护能力。 高能激光武器的定义 通常来说,功率超过 1 千瓦的激光器才被称为军用高能 激光。目前绝大多数正在发展、测试的战术级军用激光器功 率都在几十至 100 千瓦之间,而战略级应用功率可能高达数 千千瓦。事实上,功率不足 1 瓦特的激光指示器在 1 秒钟之 内就能对人类眼睛造成永久伤害,而平均输出功率在 0.3~1 千瓦之间的激光器则普遍应用于工业切割。相比之下,以上 几个例子中激光器的功率要远远低于目前正在接受测试的 军用高能激光器,这也从另一个方面说明军事应用级高能激 光具备巨大的潜在杀伤和破坏能力。高能激光的另一种通用 衡量标准取决于其单一脉冲的能量是否超过 30 千焦耳。实 际上,强度超过每平方厘米 0.2~0.4 焦耳的激光脉冲只需要 10 纳秒就会对人类皮肤造成灼伤, 而对于没有装甲防护的飞 行器和导弹, 每平方厘米 10 千焦耳的激光照射可在 0.2 秒内 对其结构造成破坏。 在强大辐射和脉冲能量作用下,高能激光可以在作战行 动执行后数秒内对目标产生强大热效应。理想的交战时间为 2~4 秒,在某些情况下,高能激光可能只需要不到 1 秒钟的 时间就能实现预期的效果。在如此短暂的交战时间内,高能 激光能够: (1)引爆目标内部的高性能爆炸物。一旦其内部高性 能炸药受热超过自点火温度或是燃料温度超过燃点,目标自 爆而被摧毁; (2)击穿目标关键部位表层(如飞机机翼、水面舰艇 外壳或者车辆轮胎) ,使目标遭到严重破坏或是失去重要作 战能力; (3)点燃目标关键部位或是外表,至少起到暂时干扰 作用; (4)通过暂时或永久破坏目标传感器使其光学或控制 系统失效。 总而言之,无论是引爆、击穿、灼烧或致盲目标,高能 激光的热效应都能在极短时间内对目标造成严重破坏。 此外,高能激光的速度优势也超越了绝大多数传统武器 系统和弹药。以光速运行的高能激光几乎只需要“零飞行时 间”就对目标造成破坏。这种几乎同步摧毁目标的作战能力 实际上剥夺了敌人所有的反应时间。因此,高能激光在固定 的时间周期内能够比传统武器系统攻击更多目标。 高能激光另一显著优势是远程精确性。精确是激光的本 质属性,其在外科手术中的应用已经充分说明了这一点。如 果将在手术室中的医疗激光器的输出功率放大并将其置于 战场上,所谓的“外科手术式打击”就将被赋予全新的意义。 然而,对在广阔战场空间不断移动的目标实施外科手术式精 确打击还需要同样高度精确的瞄准设备。为了解决这个难 题, 诸如高分辨率激光雷达和高功率相控阵发射/接收模块等 先进装备正处在研制和开发之中,用以增强远程发现、识别 和追踪目标的精确性。 最后,高能激光武器的隐蔽性还能在战场上产生强大心 理影响。大多数激光处在肉眼看不到的频谱范围内,这使得 敌人即便在遭到高能激光武器打击后,可能也无法立即发现 是谁用什么样的手段实施了攻击。事实上,当目标发觉受到 激光照射时,可能已经没有任何时间做出规避反应了。为了 减轻激光武器的威胁,目标可能会有意识地采取一些措施, 包括不断变换速度、高度和姿态;采取反击行动;或者是机 动到隐蔽位置等。然而,即使认识到高能激光武器的威胁, 但由于高能激光武器在 “发射” 时不会产生任何烟雾或闪光, 敌人可能也无法发现其具体的部署方向和位置,因而难以有 效执行规避行动。 激光武器的应用前景 同时具备高速、精确和隐蔽三大特性,高能激光武器应 用于未来战场的趋势已不可逆转。