雷射武器是一種定向能武器，利用強大的定向發射的雷射束直接毀傷目標或使之失效。它是利用高亮度強雷射束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機、飛彈、衛星和人員等目標的高技術新概念武器。強雷射武器有著其它武器無可比擬的優點，強雷射武器具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉移迅速、不受外界電磁波干擾、持續戰鬥力強等優點。西方先進國家都在積極發展強雷射武器。雷射武器經過30多年的研究，已經日趨成熟並將在今後戰場上發揮越來越重要的作用。
雷射武器具有攻擊速度快、轉向靈活、可實現精確打擊、不受電磁干擾等優點，但也存在易受天氣和環境影響等弱點。雷射武器主要指高功率強雷射武器，它是一種利用雷射束摧毀飛機、飛彈、衛星等目標或使之失效的定向能武器。按搭載的載體不同，雷射武器可分為：艦載式、車載式、機載式、地基式、星載式（天基）雷射武器系統。
美國《突發防務》網站刊登消息稱，由美國洛克希德·馬丁公司研製的LANCE高能雷射武器已經交付美軍用於測試。據悉，這是一種以吊艙形式安裝在戰鬥機上的機載雷射武器，主要用於在空戰中攔截敵方來襲的空空飛彈。這是美國空軍第一種可以裝備在戰鬥機上的高能雷射武器，被認為是可以改變未來空戰形態的顛覆性武器。那麼，這套武器系統具有什麼特點呢？它將裝備在哪些飛機上？它離實戰還有多遠？
據媒體消息稱，由美國洛克希德·馬丁公司研製的LANCE高能量雷射武器，已經交付美軍用於測試
洛·馬公司研製的LANCE雷射器屬於一種戰術防禦雷射武器，它是美國空軍實驗室主要的「自衛高能雷射演示樣機」（SHiELD）項目的一部分，該項目啟動於2015年，是由美空軍研究實驗室主導研製的機載雷射武器系統，目的是為戰鬥機提供對抗敵機、空空飛彈或地空飛彈的手段。
SHiELD項目包含三個重要組件：洛·馬公司負責開發的基於下一代緊湊環境的改進型雷射器（LANCE）、波音公司負責開發的雷射吊艙（LPRD）、諾·格公司負責開發的光束轉塔控制系統（STRAFE）。
美國機載雷射定向能武器研製計劃
基於下一代緊湊環境的改進型雷射器（LANCE）
洛·馬公司多年來致力於固體目光纖雷射武器的技術研發。2017年3月16日，洛·馬公司為美國陸軍完成了60KW級光束組合光纖雷射器的設計、開發和演示。這種雷射武器外形緊湊，採用多層電介質（MLD）衍射光柵高功率光纖雷射光譜合成技術，在測試中產生了58千瓦的單光束，打破了這種雷射器的世界紀錄。與此同時，在地面測試期間，一種被稱為演示雷射武器系統（DLWS）的代表性雷射器已經在新墨西哥州的白沙飛彈靶場成功擊落了多枚空射飛彈。
LANCE雷射武器的功率與洛·馬公司為美國陸軍研製的60KW級雷射器為同一量級的產品。這無疑是一個令人吃驚的數據，雷射武器的體積和質量對其系統的整體性能有很大的影響。未來戰場更加強調作戰力量的隱蔽性和突然性，雷射反導武器平台的輕型、小型化是未來戰爭的基本要求。尤其是對機載雷射武器而言，美國空軍實驗室對其的技術標準要求一直都是減小體積、重量、耗能和提升反介入/區域拒止能力。LANCE雷射武器的出現，標誌著美國在機載雷射武器實用化技術上已經邁進了一大步。
雷射吊艙（LPRD）
SHiELD項目的第二個組件是波音公司負責開發的雷射吊艙（LPRD），其功能主要是為雷射武器供電及提供冷卻散熱。2019年，波音公司在空軍F-15戰鬥機上安裝了一個用於飛行測試的 「自衛高能雷射演示樣機」吊艙模型，以測試振動、重力及其他環境因素對武器性能的影響。2021年8月，該吊艙模型還在阿諾德工程發展中心得4英尺跨音速風洞中進行了嚴格的測試，不僅是測試它的空氣動力學性能，更重要的是要解決超音速飛行中機載高能雷射武器氣動光學效應研究，這是機載雷射武器面臨的重大挑戰之一。據報導，此次風洞試驗開展順利，試驗數據初步顯示新的氣動流場設計可「顯著改善」雷射發射光束質量，為SHiELD項目順利轉入試飛測試階段奠定了基礎。
SHiELD項目的第二個組件是波音公司負責開發的雷射吊艙（LPRD），其功能主要是為雷射武器供電及提供冷卻散熱
光束轉塔控制系統（STRAFE）
諾·格公司負責開發的光束轉塔控制系統（STRAFE），簡單來說，它的作用是將雷射束指向目標，相當於飛彈武器的火控系統。因為，實戰中戰鬥機可能面臨來自不同方向的多個飛彈威脅，理想情況下，SHiELD應具備覆蓋飛機周圍全空域的多目標連續打擊能力。早在2015年，洛·馬公司就研發了一套可向飛機上、下空間任何方向發射雷射航空自適應光束控制轉塔系統，並利用一架達索獵鷹10商用噴氣飛機作為搭載平台，將其安裝於上下穿過飛機機體的升力風扇空間，進行了測試試驗。
這種雷射武器的關鍵技術之一就是高精度複合控制，要求光束轉塔控制系統能夠實現對來襲飛彈目標的快速實時高精度目標跟蹤和對準。目前的空空飛彈，如AIM-120，速度已經達到4馬赫，戰鬥機卻以音速/亞音速飛行，平台和目標間的大速度大角度相對運動容易引起目標跟蹤滯後甚至丟失。要求系統信號檢測靈敏，目標捕獲跟蹤和聚焦發射處理與控制精度高、動態範圍大、實時性強、反應速度快、智能化好。系統應能經受住飛機顛簸和加速過載，並能對飛機的各種運動帶來的光線偏折而引起視覺誤差，受熱輻射影響會降低紅外成像探測信噪比，產生圖像模糊、抖動甚至畸變等一系列氣動光學效應進行補償。
基於以上分析可以看出，這套SHiELD雷射武器系統的技術難度是非常高的，空軍實驗室將定向能雷射擊落敵對超音速飛彈所涉及的技術挑戰描述為「巨大」。這也導致其進度的延期。2021年2月，美國空軍實驗室曾宣布即將接收的波音公司研製的吊艙組件，並希望在2021年7月之前獲得剩餘的組件，但一直延期到不久前才交付。
美國空軍期望到2030年左右，能發展出300kW級的機載高能雷射武器，並將其安裝到第六代戰鬥上
遊戲規則改變者？
據美國「動力」網站「戰區」欄目介紹，有跡象表明LANCE（「長矛」）的功率可能會低於100千瓦。除了非常小巧輕便外，與其他以前的雷射武器相比，「長矛」還降低了能源要求，這是戰鬥機機載雷射器的關鍵考慮因素。洛克希德·馬丁公司已經在概念圖中展示了F-16戰鬥機攜帶的吊艙。該吊艙位於機腹的中心線掛點，體積小於目前F-16常用的中心線油箱。
軍事專家表示，如果這種雷射武器吊艙能安裝在戰鬥機上，那麼安裝在其他作戰飛機和保障飛機上更不成問題。這類雷射武器吊艙成熟後，首先能提高這些飛機的生存能力。特別是對於大型飛機來說，它既可以直接摧毀來襲飛彈，也能用來高效率干擾紅外製導飛彈。「當然這種提高也是有限度的。因為來襲飛彈並不總是位於雷射器的照射方位內，對來襲飛彈的探測、預警也是一個問題」。專家介紹說，目前很多直升機都裝備了基於雷射器的定向紅外干擾系統，也就是通過低功率雷射干擾來襲飛彈的紅外導引頭。這種系統在實戰中發揮了很大作用，但是並不能應對所有來襲飛彈。
其次，雷射武器的裝備將使視距內空戰變得更危險。這種雷射器如果能擊落飛彈，未來也能在空戰直接損傷甚至擊落對方戰機，或者對敵方飛行員造成傷害。這將進一步增加視距內空戰的危險性。
第三，雷射武器的運用將會對未來戰鬥機的設計思想產生影響。由於雷射武器具備大範圍射擊、「發現即命中」的特點，且目前還沒有較好的反制和對抗措施，這將使戰鬥機的機動性在近距空戰中的作用進一步降低。專家認為，如果雷射器能在5年內完全成熟，將進一步放寬新一代戰鬥機對機動性、敏捷性的要求。
實用尚需時日
從「長矛」的發展歷程來看，它的進展並不順利。2017年底，美國空軍研究實驗室就表示將在2021年前在戰鬥機上測試雷射武器。但技術突破並沒有那麼容易。美國空軍曾宣布，將雷射武器吊艙進行飛行測試的時間推遲到2023年。這種延遲「既歸因於技術困難，也歸因於新冠肺炎疫情導致的工作放緩」。專家認為，目前數十千瓦的車載和艦載雷射武器基本成熟，並已經裝備部隊。例如美國海軍的「雷射炫目攔截器」主要用於攔截無人機或干擾飛彈。但功率更大的數百千瓦和兆瓦級雷射武器的發展還面臨一些局限。
首先是增大射程有難度。雷射在大氣層中的衰減比較大，特別是在有水汽、沙塵的情況下。即便功率更大的地面戰術防空雷射武器能達到幾百千瓦，但仍然受限於觀瞄裝置的瞄準精度。其次，雷射武器雖然能「發現即命中」，但想要「命中即摧毀」尚有不足。現有的雷射武器要想有效殺傷目標，需要對目標以足夠大的功率持續穩定地照射數秒。這就要保證控制系統能穩定瞄準跟蹤並較長時間照射目標的某個固定位置。美國海軍承認，雷射武器殺傷效率取決於「聚焦在相同點上的時間」，這在瞄準機動目標時絕非易事。
最後，雷射武器在供電熱量管理方面還需要突破。美國用於滿足50千瓦雷射系統的電機，在熱量管理和冷卻方面存在重大挑戰，其中輸入系統2/3的能量都被轉化為熱量從而浪費掉，只有1/3的能量以雷射的形式輸出。美國諾斯羅普·格魯曼公司研製陸基雷射器時，就因為相關技術問題連續發生起火故障而退出競標。美國海軍裝在「龐塞」號和「波特蘭」號兩棲艦上的30千瓦和150千瓦高能雷射系統需在發射間隙為電池充電，由此導致難以連續作戰。這些問題對於受到體積和重量限制的機載雷射武器而言就更為明顯。
本文來源：兵工科技快訊，環球時報
長三角G60雷射聯盟陳長軍轉載