美軍鐳射武器突破: 洛克希德50KW鐳射成功試射, 中國該如何防禦？

1月23日，洛克希德馬丁公司的官網上釋出了一條鐳射武器突破的新聞，從機動短程防空系統定向能攔截器 （DEIMOS） 系統中獲得了第一束足功率的極光，驗證了鐳射器的光學效能引數與系統設計引數。

洛克希德馬丁公司的DEIMOS系統是一種堅固耐用的戰術鐳射武器系統，可以整合到Stryker戰車中，為美國陸軍具有挑戰性的機動近程防空 （M-SHORAD） 任務提供強大的定向能能力。

美軍鐳射武器突破： 洛克希德50KW鐳射究竟有多厲害？

DEIMOS鐳射武器是一種將戰術鐳射武器安裝在斯特瑞克裝甲車上的機動近程防空 （M-SHORAD） 鐳射武器系統，最關鍵的武器系統是一臺50KW的固體鐳射器，洛克希德·馬丁公司在1月23日的新聞稿中表示，已經成功的獲得了第一束合格的鐳射。

新聞稿同時稱這種50千瓦級鐳射武器系統帶來了另一個關鍵部件，有助於確保美國陸軍擁有分層防空能力。DEIMOS是根據之前鐳射武器的成功經驗量身定製的，可以負擔得起滿足陸軍更大的防空和導彈防禦現代化戰略。

DEIMOS未來將在軍隊中扮演重要角色，洛克希德·馬丁公司旨在研製一種能擊落無人機系統、旋翼飛機、火箭、火炮和迫擊炮的機動鐳射系統。用於保護師、旅級戰鬥隊免受無人機、旋翼飛機和迫擊炮的威脅

鐳射武器的功率：究竟是個什麼概念？

按美軍的標準，100KW屬於戰術鐳射武器，而50KW連戰術鐳射武器的標準都沒有達到，當然這也不是說不能用，比如攔截無人機以及其他機動小目標並不需要大功率鐳射武器，甚至有20~30KW的成熟鐳射武器也是具有實用價值的：

攔截小型無人機：20~50KW；

攔截迫擊炮彈或小型火箭彈：100KW；

攔截炮彈與高速導彈：100~300KW以上

上述的鐳射摧毀功率並沒有一個標準，一般的操作方式是功率不夠時間來湊，簡單的說就是跟隨目標持續瞄準射擊，多照射一會，只要目標吸收足夠的熱量就會被摧毀，目前全球各國的戰術鐳射武器已經接近成熟，以如下幾個為典型代表：

美國陸軍與海軍的戰術鐳射武器

美國陸軍同時開展多個鐳射武器技術演示驗證專案，包括“鐳射機動近程防空”和“間接火力防護能力-高能鐳射器”。前者主要研製50千瓦級鐳射武器，用於保護師、旅級戰鬥隊免受無人機、旋翼飛機和迫擊炮的威脅；

“間接火力防護能力-高能鐳射器”的目的是研發300千瓦級鐳射武器，主要保護固定/半固定陣地免受無人機、旋翼飛機、固定翼飛機、迫擊炮和巡航導彈的威脅。

美國海軍的戰術鐳射武器則以AN/SEQ-3（XN-1 LaWS）為代表，這是艦載型鐳射武器的典型應用，早在2014年就已經實現了30KW的打靶應用，將一艘被快艇拖拽的靶船上放置的目標擊得粉碎，看起來相當震撼。

但各位也知道了，這個功率只是戰術鐳射的入門，LAWs目前已經達到了60~100KW的水平，將被部署在瀕海戰鬥艦或阿利伯克級 驅逐艦上，用於摧毀快速攻擊艇、無人機、有人駕駛飛機和反艦巡航導彈等。

LAWs未來的目標是達到300KW，縮短目標照射時間，在更惡劣的條件以及更遠的距離上攔截目標，保護驅逐艦不被快速攻擊艇、無人機、有人駕駛飛機和反艦巡航導彈襲擊。

以色列鐵束鐳射武器系統

2022年4月15日，以色列國防部發布訊息稱，以色列國防部和拉斐爾先進防禦系統公司（Rafael ）成功結束了對能夠攔截導彈和無人機的鐵束鐳射系統的系列測試。該系統成功在設定的各場景下截獲了無人機、迫擊炮彈、火箭彈和反坦克導彈。”以色列國防部長本尼·甘茨稱，反導彈防禦鐳射系統的首輪成功測試是“一個全球性突破”。

這就是以色列著名的戰術鐳射武器“鐵束”，於2010年首次披露，2014年兩相新加坡航展，以色列一直希望“鐵束”戰術鐳射武器可以補充“鐵穹”防空導彈的不足，在近距離攔截導彈與火箭彈，因為在距離過近的情況下，“鐵穹”武器系統會來不及攔截，而鐵束則剛好可以補盲。

2016年時“鐵束”的功率已經達到“幾十千瓦”級別，2020年的一份報告稱，鐵光束最大有效射程可達7公里，可以在雙發後四秒左右摧毀導彈、無人機和迫擊炮彈，功率可能已達到100千瓦級別。2022年12月6日，美國武器製造商洛克希德·馬丁和以色列承包商拉斐爾合作，基於以色列已經在研製鐵束鐳射技術，開發出一種功率高達300KW的高能鐳射武器系統。

中國沉默獵手為代表的戰術鐳射武器系統

“沉默獵手”是我國研製的一種鐳射攔截系統，功率在30KW級別，看著與前面幾種武器完全不在同一個級別，但這是全球最早投入實戰的戰術鐳射武器，多年以前就已經出口沙特。

“沉默獵手”是中國保利集團對外銷售的產品，2017年參加了阿布扎比國際防務展，其標註的功率為30千瓦，最大射程四千米，其鐳射器可在800米距離燒穿5層2毫米厚的鋼板，1000米距離可燒穿5毫米厚鋼板。

這是出口版本的資料，國內版本不得而知，按出口版與國內版的差別，一般國內自用版功率會更高，並且在2017年，保利集團也表示將要開發更高功率的版本，用於攔截迫擊炮和火箭彈等目標。

除了美國、以色列和中國以外，俄羅斯與西方多國等都投入了大量研究，未來的戰術鐳射武器將會迎來一波大的發展，這種武器成本低、效率高、部署方便且沒有二次傷害（高炮炮彈會爆炸，近防武器會有流彈問題），因此得到了全球各國的青睞。

美軍走了超級彎路：ABL鐳射武器

原子受激輻射產生的光，簡稱為鐳射，原理是原子中的電子在吸收能量（能量可以來自光子或者電子）後從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級時所釋放的以光子的形式放出的能量，這就是鐳射的由來。

這種被激發出來的光子束其光子光學特性高度一致，空間相干性非常好，允許鐳射可以聚焦到一個非常小的點，使得能量高度集中，並且保證鐳射束在很遠的距離上準直，發散角度很小。另外時間相干性也非常好，可以發射光譜非常窄的光。時間相干性特徵還可以產生超短脈衝具有廣譜但持續時間短至飛秒的光。

鐳射器看著很複雜，但種鐳射器基本都會有如下三個組成部分：

“激發來源”（pumping source）

：又稱“泵浦源”，把能量供給低能級的電子，激發使其成為高能級電子，能量供給的方式有電荷放電、光子、化學作用等；

“增益介質”（gain medium）

：被激發、釋放光子的電子所在的物質，其物理特性會影響所產生鐳射的波長等特性；

“共振腔”（optical cavity/optical resonator）

：是兩面互相平行的鏡子，一面全反射，一面半反射。作用是把光線在反射鏡間來回反射，目的是使被激發的光多次經過增益介質以得到足夠的放大，當放大到可以穿透半反射鏡時，鐳射便從半反射鏡發射出來；

根據“增益介質”的區別，鐳射器件可以分為液體鐳射器、氣體鐳射器和固體鐳射器，早期鐳射武器曾在化學氣體鐳射武器上下苦功，折騰出了戰略級鐳射武器，但這種鐳射武器體積大到實在是非常感人，一架波音747甚至都只能勉強裝下。

波音ABL鐳射武器

ABL是執行該計劃的團隊，這個專案的真正名稱是波音

YAL-1

機載鐳射試驗檯，這是美國空軍戰略導彈初段攔截計劃的關鍵專案之一，其計劃是使用退役的波音747-200加裝兆瓦級機載鐳射武器，在敵方國境線外飛行對正在上升段飛行中的洲際導彈執行攻擊，將其擊毀在敵方領土上。

這是反導攔截中最完美的攔截時刻，因為上升段速度慢目標大（彈頭尚未分離），並且還在敵國境內，比較容易摧毀，這種任務無法用導彈完成，只能有兆瓦級戰略鐳射武器才能做到，YAL-1顯然最恰當不過。

YAL-1識別度極高，波音747客機的整個機鼻部分被切割，安裝了反射鏡直徑為1。5米的鐳射炮塔和防護裝置，機腹以及機身也都使用了耐高溫材料，另外，這架客機還被安裝有當時美國最先進的雷達通訊系統，最終改進之後的波音747飛機飛行高度為15000米，單次加油的航程超過18小時。

該機最重要的鐳射武器系統最大功率達3兆瓦，最大射程600公里，最快每3秒就可以發射一次，可同時對三枚彈道導彈進行攻擊，並且和防空導彈動輒上百萬美元的昂貴价格相比，鐳射武器系統發射一次僅需花費1000美元。

美軍最初對YAL-1機載鐳射系統制定了兩套方式，第一種為戰備模式，在這種情況下，兩架鐳射飛機為一個小隊，三個小隊組成一個小組，輪流進行戰備巡航任務，而在實戰模式下，一個鐳射飛機作戰群就有七架飛機，最少也是兩個作戰群同時出動，除此之外，還帶有大型加油機提供後勤保障，戰鬥機提供安保任務。

計劃很完美，但現實很骨感，2007年，YAL-1飛行測試中擊落了兩枚試驗導彈，似乎效果還不錯，但該計劃在2010年開始就被大量削減資金，2011年12月專案被取消，2012年2月14日改裝的這架747-200進行了最後一次飛行，抵達亞利桑那州圖森市的戴維斯-蒙森空軍基地，之後於2014年9月被報廢。

原因是多樣的，除了化學化學

氧碘鐳射器

的體積太過龐大與效率問題，還有發射間隔過長以及鐳射束瞄準問題，美軍評估了YAL-1機載鐳射系統無法解決這些問題。而且會使已經消耗50億美元的計劃嚴重超支，美軍戰略鐳射武器重點已經轉向電鐳射武器，因為化學鐳射武器需要機組人員裝載化學燃料，這才戰時是無法想象的。

目前無論是戰術還是戰略級鐳射武器，大都轉向了電鐳射器，上文也基本說了各種目前在發展的鐳射器，下面再來了解下鐳射的瞄準與毀傷原理，其實和各位想象的還是有些不一樣：

鐳射的毀傷有三種方式，第一種是直接的熱破壞，這是最簡單直接的，因為鐳射束本來就是高能量，第二種是力學破壞，高溫會導致材料高速蒸發，對目標形成反衝，對目標造成結構破壞，第三則是輻射破壞，因為高溫會導致材料形成等離子體並可能產生X射線與紫外線，這些波段的輻射對目標有一定的損傷。

另外連續鐳射和脈衝以及皮秒與飛秒級鐳射的毀傷方式有些差別，一般連續鐳射會造成爆炸性效果，而飛秒級鐳射則會在目標上打出一個洞來，而微秒或納秒級鐳射則介於兩者之間，它在表面造成衝擊效果更好一些。

因此針對不同的目標應該使用不同的打擊方式，比如洲際導彈的彈頭，其外表覆蓋了抗燒蝕材料，鐳射很難燒蝕，因此比較適合納秒級，在及表面造成衝擊，破壞其氣動外形，在大氣層中翻滾解體。

而對於反艦導彈，則可以採用皮秒級給其打個洞，直接讓其腦死亡，或者乾脆來各連續鐳射加熱效應讓其表面材料被破壞，繼而失去氣動效果而在高速中解體。

射程與瞄準：這是鐳射武器實用化最大的難題之一

鐳射武器是有射程的，因為鐳射也會發散，計算方法挺簡單，當目標距離鐳射光源處的距離發散面積，在精確瞄準允許的時間範圍內的平均功率是否能造成目標足夠破壞的極限距離，就是其射程，如果瞄準可以持久一點，那麼射程可以更遠一些。

雖然射程必須考慮大氣、陰雨以及懸浮顆粒與水汽等影響，但瞄準比這要複雜1000倍，因為瞄準在考慮大氣擾動、陰雨以及懸浮顆粒與水汽後必須考慮鐳射對通道加熱效應，因為通道上的大氣分子與各種雜質與水分子被加熱後會產生熱效應，這不僅會增加光損失，而且折射率也會改變，另外為了讓目標能獲得更高的熱能，還得持續瞄準，這簡直就時反人類的要求。

除了這些外在因素以外，鐳射武器的觀瞄系統必須克服自身的誤差、平臺運動和振動的誤差、持續執行裝置材料變性以及控制系統的誤差等等。

之所以要求那麼變態是因為鐳射武器不像發射炮彈，抵達目標後會爆炸二次毀傷，鐳射不會，一旦失的就是零毀傷，所以要100%瞄準，而且鐳射武器由於其特性射程特別遠，少說數千米，多則上百千米甚至更高，所以對觀瞄系統的要求是極端變態的。

延伸閱讀：中國該如何防禦？

鐳射的防禦，很多朋友認為很簡單，用塊鏡子反射回去不就得了？但很可惜這個答案是錯的，有朋友回答沒有100%反射率的鏡子，確實沒有，但如果真知道了對方的鐳射武器發射波段，我方製造一個能將對方鐳射武器波長反射回去的鏡子是可以的，只是很可惜，人家是保密的，而鏡子不會對所有波段的反射都是很高，有的甚至會完全吸收！

因此對於鐳射的防禦還是需要一些方法，前文的以色列鐵束防禦特別提到了迫擊炮彈，其原因是迫擊炮彈比較好攔截，因為它速度低並且不旋轉，鐳射攔截的照射點不變，所以比較容易被引爆，而普通線膛炮速度高並且旋轉就會將能量分散，因此讓武器轉起來也是一種防禦手段。

對於鐳射對導彈感測器的致盲，此前南華早報曾報道我國科學家發明出一種塗料，能在鐳射抵達時變色改變透光率阻止鐳射損傷導彈導引頭，這也是一種不錯的思路。

突破硬殺傷的鐳射武器的攔阻，可以用極端散熱模式來實現，比如攻擊鐳射武器的導彈，在其彈頭與彈體表面設定液冷模式，這種在短時間內將鐳射傳達的熱量吸收並堅持到導彈將鐳射武器摧毀也是一種方式。

最好的防禦還是進攻，擁有比敵方更強大的鐳射武器是更好的防禦，我國一開始走的就是固體鐳射的路線，在固體鐳射方面研究上走在全球前列，並且在武器級固體鐳射有相當深入的研究，只是我國在這方面公開資料極少，但鐳射武器的水平不會比美國弱！