美空军典型激光武器“自卫高能激光演示样机”分析

中国航空报讯：机载激光武器搭载于航空平台，可用于拦截助推段弹道导弹、反卫星、防御巡航导弹/空空导弹/地空导弹以及对地面目标实施精确打击等任务，具有响应快速、攻击灵活、毁伤精确、抗电磁干扰、效费比高、无弹药挂载量限制等优点。现阶段美早已经启动和开展了多个基于固体激光体制的机载激光武器研发项目，且已经取得一定进展。其中“自卫高能激光演示样机”项目最具代表性。美空军一份解密文件显示，美空军将定向能武器视为“下一代空中优势”项目中的一项核心能力，该解密文件明确提出“自卫高能激光演示样机”项目研究。

项目背景

美空军研究实验室定向能局于2015年启动“自卫高能激光演示样机”（SHiELD）项目，由诺·格公司、洛·马公司和波音公司联合研发，旨在研发和演示以战斗机平台自防御为目的、以空空导弹或地空导弹等空中威胁目标为打击对象的机载紧凑型战术激光武器系统，技术成熟度要求6级。目前主要针对美第四代战机研制吊舱式机载激光武器，未来将研制集成至第六代战机内部的内置式机载激光武器。

基本情况

“自卫高能激光演示样机”主要包括气动集成吊舱子系统（LPRD）、光束控制子系统（STRAFE）和高能激光子系统（LANCE）三个子系统。其中，气动集成吊舱子系统由波音公司负责，该吊舱安装于战术战斗机，主要为激光器提供安装空间、对激光器进行供电和冷却；光束控制子系统由诺·格公司负责，集成于吊舱结构子系统中，可在地面和空中跨声速飞行场景下进行目标捕获、跟踪、瞄准和打击性能演示；高能激光子系统由洛·马公司负责，集成于吊舱结构子系统中，主要研发结构更紧凑的轻量化高能激光器，并负责系统飞行测试和演示。工作重点将针对飞机平台约束，聚焦于提高出光效率，减小体积、重量和功耗，获得接近理想的光束质量，并关注机载环境下突出的过载和气动效应问题。该激光器可能安装在F-16/15战斗机吊舱（体积与副油箱相当）内。美预算文件显示，2016~2022财年该项目共投入约2亿美元。

主要进展

2017年9月，美空军研究实验室定向能局授予洛马公司一份为期5年，总金额约2632万美元的合同，用于设计、开发和生产“自卫高能激光演示样机”项目的高功率光纤激光武器。这是推进防御型机载激光系统走向成熟的重要一步。

2019年，波音公司成功开展第一阶段F-15战机吊舱挂载激光武器飞行试验（未携带内部子系统），以测试振动、重力及其他环境因素对武器性能的影响。同年，洛马公司首次完成

“自卫高能激光演示样机”的地面替代演示样机“验证机激光武器系统”（DLWS）测试，在新墨西哥州白沙导弹靶场上空成功击落了多枚飞行中的导弹，验证了对空空导弹的打击能力。

2021年2月底，波音公司向美空军研究实验室交付吊舱子系统。2022年2月，洛·马公司取得作战光源技术重大突破，初步建立机载轻量紧凑型光源的设计标准，并向美空军交付高能激光子系统。该高能激光子系统是洛马公司迄今为止制造的同类功率中最小、最轻的高能激光器（采用光谱合成技术实现光纤激光器重量功率比每千瓦1.5~2千克）。该项目原计划2021年进行的第二阶段机载测试飞行试验由于技术风险和疫情影响推迟至2023年，该阶段测试将在战术战斗机上试验集成了高能激光子系统的全尺寸激光武器样机，开展亚声速/超声速飞行测试，确认高能激光子系统与其他子系统的工作协调性、机载电池的功率提供能力，尤其是确定激光器是否会过热而需附加热管理措施。美空军计划2024财年进行50千瓦全系统测试，预计2030年该系统具备实战能力。

观点

与陆基、海基高能激光武器相比，机载高能激光武器由于平台搭载空间有限、供能有限、振动等技术挑战，发展进度相对较慢。以“自卫高能激光演示样机”项目为例，该项目主要涉及轻量紧凑型激光器、跨声速航空光学效应抑制、敏捷、紧凑、大口径并适应飞行环境的光束定向器以及导弹动目标捕获、跟踪、对准、毁伤等关键技术。

目前在国外发展态势上，美国处于明显领先地位，开展了基于运输机、战斗机等平台搭载的激光武器研究，涵盖了化学激光器、光纤激光器等多种类型，正在持续推进深化演示验证和部分成果实装转化；在发展模式上，美国以现有海上或地面高能激光武器或现有机载激光指向系统为基础开发机载高能激光武器。机载激光武器系统将成为空对空、空对地以及空对天攻击和导弹防御的作战利器，不仅为未来作战模式带来重大变化，而且将对未来战争的战略、战术运用产生革命性影响。