與傳統(tǒng)武器相比,激光武器具有快速、精確、不受電磁干擾、效費比高等獨特優(yōu)勢,被視為“改變作戰(zhàn)規(guī)則”的未來武器,其軍事應用價值一直備受軍事大國的青睞和重視。1月,美國諾斯羅普·格魯曼公司披露了與美國海軍研究局簽訂的“激光武器系統(tǒng)驗證機”(LWSD)項目合同細節(jié),該合同于2015年10月正式簽署。根據(jù)該合同,諾·格公司將為美國海軍研制150千瓦艦載激光武器演示樣機,這標志著美國海軍向艦載激光武器實用化又邁出重要一步。
資料圖:美軍在”阿利·伯克“級導彈驅(qū)逐艦”杜威“號導彈驅(qū)逐艦上(USS Dewey DDG-105)安裝的激光武器技術(shù)演示系統(tǒng)??梢灾苯訌?rdquo;密集陣“近防武器雷達或其他設備獲取目標。
一、“激光武器系統(tǒng)驗證機”項目主要情況
美國海軍“激光武器系統(tǒng)驗證機”項目將分三個階段實施,持續(xù)時間34個月。
第一階段合同總金額約5300萬美元,計劃2016年10月前完成,主要開展技術(shù)方案設計工作;
第二階段包括組件、集成和系統(tǒng)級試驗,以及風險降低,第二階段后期將開展地面試驗以驗證光束控制系統(tǒng)和“戰(zhàn)術(shù)激光核心模塊”的性能;
第三階段計劃研制出150千瓦級、在仿真環(huán)境中具備演示能力激光武器樣機。美國海軍計劃2018年將該激光器樣機安裝在“自防御試驗艦”上,開展摧毀快速攻擊艇、無人機及光電探測器等試驗。技術(shù)成熟后,美國海軍計劃將該激光器安裝在“阿利·伯克”級導彈驅(qū)逐艦"阿利·伯克"號(USS Arleigh Burke DDG-51)上,2025年前具備初始作戰(zhàn)能力。諾·格公司證實,“激光武器系統(tǒng)驗證機”將不使用固體板條激光器技術(shù),而是選用自行研發(fā)的光纖激光器方案,這是因為光纖激光器具備更高的光電轉(zhuǎn)化效率。
二、美國海軍艦載激光武器發(fā)展情況
資料圖:美國海軍“龐塞”號兩棲船塢運輸艦(USS Ponce LPD-15)上安裝的“激光武器系統(tǒng)”(LaWS)(紅圈處)
目前,美國海軍正通過“激光武器系統(tǒng)”、“海上激光演示系統(tǒng)”和“自由電子激光”這3個項目,分別以光纖激光器、板條固體激光器和自由電子激光器為基礎發(fā)展艦載激光武器。
“激光武器系統(tǒng)”(LaWS)采用模塊化光纖激光器作為光源,總功率達到33千瓦。2014年8月,美海軍在部署于波斯灣的“龐塞”號兩棲船塢運輸艦(USS Ponce LPD-15)上安裝了該激光武器,進行為期1年的試驗。LaWS完成一系列實彈射擊試驗,摧毀了無人機和快艇等多個目標,驗證了激光武器在強風、高溫、潮濕等惡劣海洋環(huán)境下的作戰(zhàn)性能。
“海上激光演示系統(tǒng)”(MLD)利用7個15千瓦摻釹釔鋁石固體板條激光器,合成產(chǎn)生105千瓦激光束。MLD系統(tǒng)安裝在退役驅(qū)逐艦甲板上,2011年4月,MLD首次從海上移動平臺發(fā)射激光束,克服大氣傳輸、海浪、武器平臺和目標平臺之間的運動等障礙,最終摧毀了1.6千米外的小艇。
“自由電子激光器”(FEL)是美國海軍獨有的激光武器項目。該激光器采用電力驅(qū)動,同時具有輸出功率高和波長可調(diào)(以適應不同環(huán)境下的最佳大氣傳輸窗口)兩大優(yōu)點,使其非常適合在海上特殊作戰(zhàn)環(huán)境中使用,這正是美國海軍選中自由電子激光器的原因。但自由電子激光器的研制并不順利,由于其技術(shù)極為復雜,到目前為止,其實驗室樣機輸出功率僅達到14千瓦,遠低于期望的100千瓦,更不要提最終希望達到的兆瓦級,并且其實驗室樣機體積極其龐大。為了降低開發(fā)兆瓦級自由電子激光器的風險,2011年3月,美國海軍決定暫緩該計劃,把精力先集中到固體激光器上,以便以最快的速度把一種定向能武器引入艦隊。
資料圖:美國海軍“龐塞”號兩棲船塢運輸艦(USS Ponce LPD-15)上安裝的“激光武器系統(tǒng)”(LaWS)
三、美國海軍艦載激光武器應用前景
從美軍目前激光武器發(fā)展情況看,海軍將可能成為三軍種中第一個部署激光武器的軍種。這不僅僅是因為海軍長期推進激光武器的發(fā)展,而且因為艦船容易解決載重、熱管理和電力等問題。未來20年,美國海軍激光武器將進入快速發(fā)展、全方位部署與實戰(zhàn)應用階段。
一是光纖和固體板條激光器可能成為最先上艦的激光武器系統(tǒng)。由于“自由電子激光器”體積過于龐大,難以與現(xiàn)有艦艇平臺集成,而且目前一直處于將功率從10千瓦提升到100千瓦的技術(shù)攻關(guān)階段,難以在短期內(nèi)實現(xiàn)艦載部署。在目前預算削減背景下,美國海軍須制定一項更加明確、經(jīng)濟上可以承受的激光武器發(fā)展戰(zhàn)略?;谶@些考慮,美海軍將放緩“自由電子激光器”的研發(fā),重點發(fā)展光纖和板條固體激光器等短期內(nèi)可實現(xiàn)實戰(zhàn)部署的激光武器。目前,33千瓦級光纖激光器已開始上艦試驗,150千瓦級光纖激光器也將在2018年開始海上試驗,就技術(shù)成熟度而言,光纖激光器將可能成為首型具備實戰(zhàn)能力的武器系統(tǒng),執(zhí)行近程防御任務。
二是美國海軍將分階段實現(xiàn)艦載激光武器實戰(zhàn)化。美國海軍將分三個階段實現(xiàn)艦載激光武器部署:近期(2017年前)重點發(fā)展60~150千瓦光纖和板條固體激光器,以執(zhí)行近距防御性作戰(zhàn)(約1.6千米)為主,主要打擊目標包括光電傳感器、小型艦船、無人機、火箭彈等;中期(2022年前)發(fā)展300~500千瓦固體激光武器,增強作戰(zhàn)距離,具備16千米級攔截水面及空中目標能力;遠期(2025年后)發(fā)展兆瓦級自由電子激光武器,具備摧毀超聲速巡航導彈和彈道導彈能力。
三是艦載激光武器實用化仍須攻克較多技術(shù)瓶頸。艦載激光武器在用于實戰(zhàn)前,必須解決新型艦船設計、放大功率時如何保持或提升光束質(zhì)量及各系統(tǒng)集成等問題。在搭載平臺方面,由于艦載激光武器電力消耗極大,能否搭載該型武器主要取決于艦艇供電和冷卻能力。目前,美國海軍現(xiàn)役水面艦艇中,只有“提康德羅加”巡洋艦、DDG-51“阿利·伯克”號導彈驅(qū)逐艦具備在作戰(zhàn)條件下搭載略高于100千瓦激光武器能力。為此,美軍已開始利用2.5萬噸“圣·安東尼奧”級兩棲登陸艦研究下一代兩棲登陸艦技術(shù),將充分考慮電能供應和可利用的內(nèi)部空間,從而有效搭載高能激光武器。