歷時(shí)近16年之久的機(jī)載激光器計(jì)劃 資料圖

 

 據(jù)國外媒體報(bào)道，美國防部正計(jì)劃為高空長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)裝備結(jié)構(gòu)緊湊的電能激光器，用以擊落彈道導(dǎo)彈。從上世紀(jì)90年代開始，美軍正式啟動(dòng)了機(jī)載激光器（ABL）計(jì)劃，旨在以改裝的波音747飛機(jī)為平臺(tái)，裝備兆瓦級(jí)的化學(xué)氧碘激光器，實(shí)現(xiàn)助推段導(dǎo)彈防御。奧巴馬政府上臺(tái)后經(jīng)過評(píng)估，認(rèn)為ABL計(jì)劃存在技術(shù)難度大、研制經(jīng)費(fèi)上漲以及進(jìn)度不斷延遲等一系列風(fēng)險(xiǎn)，于2012年取消了該研制計(jì)劃。盡管如此，美軍仍不舍激光反導(dǎo)這一作戰(zhàn)概念的潛在優(yōu)勢(shì)，孜孜探索更加可行的激光反導(dǎo)方案。

 

機(jī)載激光武器用于反導(dǎo)的探索由來已久

 

幾十年來，美國對(duì)助推段導(dǎo)彈防御的探求可謂“情有獨(dú)鐘”。究其主要原因是助推段飛行的彈道導(dǎo)彈速度較慢、導(dǎo)彈尾焰紅外特征信號(hào)強(qiáng)，易被探測(cè)和攔截，并且擊落的導(dǎo)彈殘骸碎片都落在敵國境內(nèi)，不會(huì)給防御方帶來任何的附帶損傷。但是，助推段防御的發(fā)展難度極大，首先需要在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效預(yù)警、探測(cè)；另外，還需要在敵方導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)周邊部署攔截武器實(shí)施攔截，做到這兩點(diǎn)無論從技術(shù)上，還是從戰(zhàn)術(shù)上都是很難實(shí)現(xiàn)的。

 

機(jī)載激光武器作為新概念武器，在導(dǎo)彈防御攔截作戰(zhàn)方面具有巨大理論優(yōu)勢(shì)：一是反應(yīng)速度快。由于激光以光速傳播，速度非常快，從激光器出口傳輸?shù)侥繕?biāo)的時(shí)間可以不計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)不同方向的多個(gè)來襲目標(biāo)實(shí)施連續(xù)打擊。因此機(jī)載激光武器非常適合攔截快速運(yùn)動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)或突然出現(xiàn)的目標(biāo)。二是使用成本低。高能激光器每次射擊持續(xù)的時(shí)間為3-5秒，每次射擊所耗費(fèi)的化學(xué)燃料為1000美元，即便射擊40次摧毀一枚導(dǎo)彈，總計(jì)成本也就約40000美元，遠(yuǎn)低于一枚造價(jià)動(dòng)則上百萬美元的反導(dǎo)導(dǎo)彈的價(jià)格。三是打擊精度高。激光武器能將能量匯聚成很細(xì)的光束準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)某一方向射出，從而可選擇殺傷來襲目標(biāo)群中的某一目標(biāo)或射中目標(biāo)上某一部位，而對(duì)其他目標(biāo)或周圍環(huán)境無附加損害或污染。

 

美國空軍早在20世紀(jì)70年代就開展了利用機(jī)載高能激光武器攔截導(dǎo)彈的研究。1983年7月25日，美空軍曾用安裝在NKC-135型波音-707噴氣式客機(jī)上的激光武器擊毀了從A-7型“海盜式”戰(zhàn)斗轟炸機(jī)上發(fā)射的5枚“響尾蛇”空空導(dǎo)彈。1992年，美國防部戰(zhàn)略防御計(jì)劃局提出了機(jī)載激光器計(jì)劃，旨在研制能夠攔截和摧毀助推段的敵方戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的激光武器。1994年，美空軍飛利浦實(shí)驗(yàn)室與洛克威爾和波音公司牽頭的兩個(gè)小組簽訂了2100萬美元的合同，對(duì)機(jī)載激光武器系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。

 

美軍的機(jī)載激光器計(jì)劃于1996年11月正式啟動(dòng)。機(jī)載激光器系統(tǒng)是以改型的波音747-400F飛機(jī)作為發(fā)射平臺(tái)（代號(hào)YAL-1A），以產(chǎn)生高能激光的化學(xué)氧碘激光器為核心，配置跟蹤瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和光束控制與發(fā)射系統(tǒng)，利用激光作為能量直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。按照美國軍方最初的計(jì)劃，機(jī)載激光器系統(tǒng)應(yīng)于2003年底、2004年初進(jìn)行首次導(dǎo)彈攔截試驗(yàn)；2006年生產(chǎn)出首批3架ABL飛機(jī)，具備初始作戰(zhàn)能力；2008年生產(chǎn)出7架ABL飛機(jī)，具備全面作戰(zhàn)能力。

 

一度“步步為贏”的機(jī)載激光器計(jì)劃

 

進(jìn)入21世紀(jì)，小布什政府推動(dòng)的導(dǎo)彈防御戰(zhàn)車呈現(xiàn)出高歌猛進(jìn)之勢(shì)，ABL計(jì)劃也隨之取得了多項(xiàng)“步步為贏”的進(jìn)展，一度令美國軍政界對(duì)其發(fā)展充滿期待。早在2000年4月，美國國防部會(huì)同空軍、彈道導(dǎo)彈防御局及有關(guān)研制單位，對(duì)機(jī)載激光器計(jì)劃進(jìn)行了最終的設(shè)計(jì)審查，認(rèn)為其技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)可以接受，并正式確定了機(jī)載激光器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)架。

 

2002年7月至12月，第一架機(jī)載激光器樣機(jī)YAL-1A進(jìn)行了數(shù)次適航飛行試驗(yàn)，檢驗(yàn)經(jīng)過改造后飛機(jī)的性能。2004年11月，兆瓦級(jí)化學(xué)激光器通過了地面發(fā)射試驗(yàn)，即“第一束光試驗(yàn)”。同年12月，YAL-1A載機(jī)安裝機(jī)載激光器光束控制系統(tǒng)后，在愛德華茲空軍基地進(jìn)行了“首次飛行試驗(yàn)”。2007年8月23日，載有激光器的波音-747飛機(jī)完成飛行測(cè)試。試驗(yàn)表明，該飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)能完成攔截彈道導(dǎo)彈的所有任務(wù)，五角大樓導(dǎo)彈防御局長(zhǎng)、空軍中將亨利 奧貝林稱該試驗(yàn)是機(jī)載激光器計(jì)劃中的“關(guān)鍵里程碑”。2008年9月7日，安裝在飛機(jī)上的兆瓦級(jí)“化學(xué)氧碘激光器”首次出光，出光時(shí)間僅為幾分之一秒。同年11月26日，安裝在載機(jī)上的“化學(xué)氧碘激光器”在地面上通過光束控制系統(tǒng)和安裝在飛機(jī)頭部的炮塔首次發(fā)射激光。

 

2009年是ABL計(jì)劃“無限風(fēng)光”的一年，同時(shí)也是該計(jì)劃接近尾聲的一年。這一年2月12日，美國導(dǎo)彈防御局載機(jī)上安裝的兆瓦級(jí)高能“化學(xué)氧碘激光器”成功進(jìn)行了多次長(zhǎng)時(shí)間出光，每次發(fā)出殺傷激光束的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3秒。此后，該機(jī)將繼續(xù)進(jìn)行一系列地面試驗(yàn)，逐步達(dá)到摧毀助推段彈道導(dǎo)彈所需要的激光束能量水平，為2009年底即將進(jìn)行的首次導(dǎo)彈武器攔截試驗(yàn)鋪平道路。4月21日，一架搭載了波控/火控系統(tǒng)和高能量激光器的波音747-400F飛機(jī)在愛德華茲空軍基地完成了功能檢查飛行。這架飛機(jī)已經(jīng)確認(rèn)為適航，預(yù)計(jì)導(dǎo)彈攔截演示將在年內(nèi)進(jìn)行。波音公司副總裁兼ABL項(xiàng)目主任邁克爾 瑞恩表示，“隨著ABL計(jì)劃回到飛行階段，我們將會(huì)對(duì)ABL系統(tǒng)所能提供的前所未有的速度、流動(dòng)性、精度和殺傷力進(jìn)行演示。”8月10日，美國波音公司及其工業(yè)伙伴和美國導(dǎo)彈防御局合作，對(duì)機(jī)載激光器（ABL）進(jìn)行了首次飛行中的模擬攔截試驗(yàn)，用替代型高能激光對(duì)一枚帶有試驗(yàn)設(shè)備的靶彈進(jìn)行了模擬攔截。這次試驗(yàn)對(duì)ABL計(jì)劃來說可謂又一“重要里程碑”。

 

在取得上述一系列成功的背后，美國在機(jī)載激光項(xiàng)目上也付出了巨大代價(jià)。自ABL項(xiàng)目啟動(dòng)以來，其費(fèi)用一漲再漲，直至項(xiàng)目終止僅僅制造了一架用于試驗(yàn)的原型機(jī)，但投入的經(jīng)費(fèi)幾乎接近原計(jì)劃（約11億美元）的5倍。而按照美國政府問責(zé)辦公室2009年初的評(píng)估，若按原定計(jì)劃完成ABL的研發(fā)，項(xiàng)目最終總費(fèi)用將超過80億美元。不僅如此，根據(jù)美國軍方的預(yù)測(cè)，ABL投產(chǎn)后的采購單價(jià)也將高達(dá)10-15億美元。屆時(shí)在美國空軍最昂貴武器裝備排名榜中，ABL將僅次于B-2A“幽靈”隱身轟炸機(jī)（單價(jià)超過20億美元）而位居第二。

 

ABL項(xiàng)目終止或?yàn)楹罄m(xù)計(jì)劃換來新生

 

經(jīng)過多年努力，ABL計(jì)劃面臨的眾多技術(shù)難題正逐步得到解決，然而ABL項(xiàng)目取得的這些成就并沒能改變自身的命運(yùn)，從2010年起該項(xiàng)目就逐漸開始走下坡路，直至2011年12月被美國國防部下令終止。2010年3月，美國政府問責(zé)辦公室（GAO）發(fā)布的評(píng)估報(bào)告稱，ABL所涉及的七項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)沒有一項(xiàng)是完全成熟的。

 

ABL所采用的是化學(xué)氧-碘激光器（COIL），與先前美國研究的其他類型激光器相比，具備效率高（可達(dá)40%）、輸出功率強(qiáng)（可達(dá)兆瓦級(jí)）、技術(shù)相對(duì)最為成熟等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在眾多技術(shù)缺陷，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大笨重，只有波音747之類的大型飛機(jī)才能搭載；每次出擊均需專門補(bǔ)充激光化學(xué)燃料（約14噸），使用維護(hù)繁瑣復(fù)雜，費(fèi)用居高不下；化學(xué)燃料易燃、劇毒、有腐蝕性，并且需向外排出有害廢氣，危及飛機(jī)和機(jī)組人員安全等。這導(dǎo)致目前技術(shù)條件下要將ABL投入實(shí)戰(zhàn)部署仍面臨相當(dāng)多的困難。

 

另外，ABL載機(jī)是由民用波音747貨機(jī)改裝而來，機(jī)體龐大，速度慢，機(jī)動(dòng)性差，各種目標(biāo)信號(hào)特征明顯，因而在自身防護(hù)上存在先天不足。然而，由于ABL進(jìn)行反導(dǎo)作戰(zhàn)時(shí)的實(shí)際攔截距離有限（理想情況下對(duì)固體和液體燃料導(dǎo)彈的最大射程分別為300千米和600千米，實(shí)際遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到），加上敵方導(dǎo)彈發(fā)射地點(diǎn)通常距邊界有一定縱深，要充分發(fā)揮自身作戰(zhàn)效能必須盡可能靠前部署，而各種遠(yuǎn)程甚至超遠(yuǎn)程空空/地空導(dǎo)彈現(xiàn)已大量裝備使用，因此一旦ABL投入戰(zhàn)場(chǎng)，其生存力將會(huì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

 

2012年2月14日，名噪一時(shí)的美國ABL“機(jī)載激光器”項(xiàng)目原型機(jī)YAL-1A（一架經(jīng)過特別改裝的波音747-400F運(yùn)輸機(jī)）在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地完成了最后一次告別飛行。此次謝幕飛行之后，專家們拆除了這架飛機(jī)上的特種設(shè)備，運(yùn)載平臺(tái)靜靜地停放在有“飛機(jī)墓地”之稱的第309航空航天技術(shù)裝備維護(hù)和修理大隊(duì)（AMARG）所在地。從此，歷時(shí)近16年、總耗資超過50億美元的ABL項(xiàng)目最終畫上句號(hào)。盡管ABL項(xiàng)目已經(jīng)被終止，但通過實(shí)施該項(xiàng)目，美國在激光器技術(shù)、能源制備和光束控制等領(lǐng)域均取得了很大進(jìn)展，這為其新型機(jī)載激光器的研發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

 

近年來，美國導(dǎo)彈防御局一直在尋求可由高空無人機(jī)攜帶的新一代機(jī)載激光器。據(jù)澳大利亞每日航天網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，盡管無人機(jī)載激光反導(dǎo)計(jì)劃目前已經(jīng)有所更新，但技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)挑戰(zhàn)仍然存在。美導(dǎo)彈防御局局長(zhǎng)、海軍中將詹姆斯 敘林稱，這一次導(dǎo)彈防御局將采取“漸進(jìn)、分步和以知識(shí)為基礎(chǔ)的方式”。為降低風(fēng)險(xiǎn)，目前在地面試驗(yàn)中所用的激光器功率為150千瓦級(jí)的電能激光。直到2018年-2019年，導(dǎo)彈防御局再開始備選方案審查，到時(shí)將選取最有前景的技術(shù)。然后，“低功率激光驗(yàn)證器”大約將在2021年試飛。

 

美國戰(zhàn)略與預(yù)算評(píng)估中心激光專家和倡導(dǎo)者馬克 岡辛格爾稱，用于裝備激光的無人機(jī)的技術(shù)將在五年時(shí)間內(nèi)進(jìn)行研發(fā)。最重要的一點(diǎn)可能是，導(dǎo)彈防御局的概念不是美國空軍機(jī)載激光器的回歸。“其概念是要將無人機(jī)和定向能兩方面成熟的軍事技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，創(chuàng)造一個(gè)具有兩方面優(yōu)勢(shì)的新型武器系統(tǒng)。”