美軍ABL激光戰(zhàn)機(jī)

　機(jī)載激光

美國空軍第一架機(jī)載激光武器以波音747-400F為平臺，隸屬于美國空軍愛德華茲空軍基地，編號00-0001。由導(dǎo)彈防御局(MDA)、美國空軍 與波音公司、洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司合作研制。該飛機(jī)裝載了功率強(qiáng)大的高能COlL化學(xué)激光器，用于摧毀處于助推段的彈道導(dǎo)彈。

機(jī)載激光器系統(tǒng)的主要部件是：傳感器系統(tǒng)(被動紅外傳感器)；高能激光器裝置(COIL化學(xué)激光器)i瞄準(zhǔn)與跟蹤系統(tǒng)(光束控制)。激光器主要有5 部，即主動測距系統(tǒng)激光器(ARS)、跟蹤照明激光器(TILL)、信標(biāo)照明激光器(BILL)、替代高能激光器(SHEL)和高能COlL化學(xué)激光器。 主動測距系統(tǒng)激光器是一部低功率CO2激光器，其作用是捕獲目標(biāo)，測量ABL飛機(jī)到靶目標(biāo)的距離。跟蹤照明激光器是一部低功率二極管泵浦的固體激光器(solid laser)，作 用是跟蹤靶目標(biāo)，利用反饋到機(jī)載激光飛機(jī)傳感器上的光信號計(jì)算目標(biāo)的速度、高度和方向。信標(biāo)照明激光器是一部低功率二極管泵浦固體激光器(solid laser)，它是激光束控制 系統(tǒng)的一部分，能夠?qū)⒏吣芗す饩劢沟竭_(dá)目標(biāo)上。替代高能激光器也是一部低功率激光器，用于模擬高能激光的作戰(zhàn)特性，主要用于試驗(yàn)。高能COlL化學(xué)激光器 能夠產(chǎn)生兆瓦級殺傷激光，由6個模塊組成，每個重約918千克，預(yù)定射程為400千米。

機(jī)載激光系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用

ABL系統(tǒng)利用被動紅外傳感器探測目標(biāo)，用CO2激光照射目標(biāo)，建立起粗跟蹤。然后跟蹤照明激光器將激光對準(zhǔn)照射到導(dǎo)彈上，隨后引導(dǎo)信標(biāo)激光和殺傷主 光束。信標(biāo)照明激光束對殺傷光束所要經(jīng)過的大氣路徑進(jìn)行測量，收集飛機(jī)與目標(biāo)之間的大氣信息。殺傷光束在信標(biāo)照明激光到達(dá)目標(biāo)并返回后發(fā)射。自適應(yīng)光學(xué)系 統(tǒng)根據(jù)信標(biāo)照明激光收集到的信息進(jìn)行大氣補(bǔ)償。與此同時(shí)，高能COlL化學(xué)激光器系統(tǒng)向助推段彈道導(dǎo)彈發(fā)射波長1.3微米的殺傷激光束，以摧毀目標(biāo)。除執(zhí) 行探測、跟蹤和摧毀助推段飛行的彈道導(dǎo)彈這個主要任務(wù)之外，目前考慮可能執(zhí)行的任務(wù)包括攔截地空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈和來襲飛機(jī)：攔截高空和低空飛行的巡航導(dǎo)彈 等目標(biāo)；跟蹤被擊落目標(biāo)碎片，以便為末段防御系統(tǒng)提供信息和為友軍提供告警，提高飛行高度和加長空中巡邏時(shí)間，用作通信中繼節(jié)點(diǎn)，使敵方衛(wèi)星暫時(shí)喪失功 能：圖像監(jiān)控等等。

NKC-135A激光武器試驗(yàn)飛機(jī)
 

機(jī)載激光項(xiàng)目歷經(jīng)10多年的發(fā)展，取得了一系列重大成就。

2002年，在ABL飛機(jī)上安裝了飛行轉(zhuǎn)塔、控制計(jì)算機(jī)、火力，光束控制輕質(zhì)主鏡、滿足飛行重量要求的激光模塊等硬件，完成了飛機(jī)的改裝工作。到了 2004年11月，ABL系統(tǒng)的高能激光器進(jìn)行了首次發(fā)射，并取得成功，被稱為“第一光”。12月，ABL飛機(jī)在安裝了火力，光束控制系統(tǒng)后完成了“第— 飛”。

隨后的2005年，兆瓦級COlL激光器成功地完成了它在該年度的所有關(guān)鍵階段測試，證明了它能在足夠遠(yuǎn)的距離上保持足夠的能量以摧毀處于助推段的彈道導(dǎo)彈能力。

2006年，ABL項(xiàng)目完成了跟蹤照明激光器和信標(biāo)照明激光器的地面和空中低功率發(fā)射試驗(yàn)，激光光學(xué)試驗(yàn)。

2007年，ABL飛機(jī)首次在飛行試驗(yàn)中向機(jī)載目標(biāo)發(fā)射了跟蹤激光，并收到了目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)。在該年度內(nèi)還完成了低功率階段的全部試驗(yàn)，并開始在ABL飛機(jī)平臺上進(jìn)行激光器集成。

2008年，ABL武器系統(tǒng)的所有主要部件，包括作戰(zhàn)管理系統(tǒng)，激光部件以及光束／火控系統(tǒng)均安裝完成，并進(jìn)入活化試驗(yàn)階段。

2009年4月，波音公司和美國導(dǎo)彈防御局已經(jīng)開始了ABL整個武器系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)。4月21日，飛機(jī)完成了整個武器系統(tǒng)的功能檢查飛行試驗(yàn)，并對飛 機(jī)的適航性作了檢驗(yàn)。至8月份，ABL飛機(jī)又先后成功進(jìn)行了幾次低功率激光束目標(biāo)瞄準(zhǔn)與跟蹤試驗(yàn)。原定于2009年秋季進(jìn)行的空中殺傷攔截試驗(yàn)推遲至 2010年初。

2010年1月10日，ABL飛機(jī)在加利福尼亞海軍空戰(zhàn)中心武器分部對安裝有導(dǎo)彈替代遠(yuǎn)程目標(biāo)裝置(MARTI)的靶目標(biāo)進(jìn)行了捕獲、跟蹤，交戰(zhàn)演示 試驗(yàn)。此次試驗(yàn)幾乎與中國陸基中段反導(dǎo)試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)表明，ABL系統(tǒng)已可以成功捕獲、跟蹤并擊中高速目標(biāo)。試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)為2月份進(jìn)行的空中殺傷攔 截試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。2月3日，ABL飛機(jī)首次成功擊毀了一枚固體燃料火箭。2月11日，ABL飛機(jī)從愛德華茲空軍基地起飛，在幾秒鐘內(nèi)便捕獲了一枚從海上機(jī) 動平臺發(fā)射的液體燃料短程彈道導(dǎo)彈，隨后發(fā)射高能激光將其擊毀，整個交戰(zhàn)過程不到2分鐘。在同一小時(shí)內(nèi)，ABL飛機(jī)還跟蹤并射擊了另一枚從圣尼古拉斯島發(fā) 射的固體燃料火箭(與2月3日試驗(yàn)中的靶目標(biāo)相同)，但機(jī)載激光器在目標(biāo)被摧毀前自行關(guān)閉{據(jù)報(bào)道是由于系統(tǒng)出現(xiàn)異常)。此次試驗(yàn)是ABL飛機(jī)首次成功擊 中彈道導(dǎo)彈目標(biāo)，標(biāo)志著該項(xiàng)目達(dá)到了一個新的里程碑。美國導(dǎo)彈防御局指出，激光反導(dǎo)武器的測試成功，表明美軍有能力同時(shí)打擊多個敵方發(fā)射的彈道導(dǎo)彈，而 且，與陸基和?；磳?dǎo)武器相比，ABL系統(tǒng)的性價(jià)比更高。在今后一年內(nèi)，導(dǎo)彈防御局計(jì)劃在年底前繼續(xù)進(jìn)行一系列攔截試驗(yàn)，試圖降低ABL系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)并拓展 其作戰(zhàn)能力。

從ABL的試驗(yàn)歷程來看，該計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)入到武器集成試驗(yàn)階段并取得了重大進(jìn)展。盡管如此，該項(xiàng)目仍然飽受爭議，面臨資金和技術(shù)兩方面的挑戰(zhàn)。總審計(jì)局 (GAO)認(rèn)為：激光器技術(shù)，導(dǎo)彈跟蹤技術(shù)，大氣補(bǔ)償技術(shù)、傳輸光學(xué)器件技術(shù)、光學(xué)鍍膜技術(shù)、抖動控制技術(shù)和高能激光束管理技術(shù)是ABL面臨的7 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，但目前還沒有一項(xiàng)技術(shù)是完全成熟的。其中，高功率光束管理最接近成熟，但從未在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境中經(jīng)受考驗(yàn)。光束抖動控制技術(shù)也接近成熟，但該技術(shù)的 風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)高。此外，ABL的初始設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，但設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性還未最終確定下來，因此，待原型機(jī)的初始性能完全確定下來之后才能啟動第二架飛機(jī)的研究。

由于ABL計(jì)劃研制周期長，耗資巨大、技術(shù)難度高，因而一直存在反對的聲音?，F(xiàn)任國防部長認(rèn)為ABL長期的試驗(yàn)努力幾乎沒有得到什么效果，甚至開始懷疑其到底能不能實(shí)現(xiàn)。總統(tǒng)和國防部長已經(jīng)要求暫停ABL作為作戰(zhàn)項(xiàng)目，國會也堅(jiān)持奧巴馬政 府關(guān)于導(dǎo)彈防御方面的總體戰(zhàn)略和對ABL項(xiàng)目的建議。美國2010財(cái)年國防預(yù)算中也已取消第二架ABL系統(tǒng)計(jì)劃資金。ABL項(xiàng)目的支持者為了項(xiàng)目前景將不 得不與奧巴馬政府進(jìn)行抗?fàn)帯Ｒ虼?，首次空中殺傷攔截試驗(yàn)被認(rèn)為是一個關(guān)鍵點(diǎn)，這關(guān)系到ABL的未來?，F(xiàn)在，試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，MDA將根據(jù)已取得的研究成 果來確定ABL的初始性能，根據(jù)ABL一些可用技術(shù)、資金、時(shí)間和管理能力等來考慮能否研制出具有一定作戰(zhàn)效能和合適的ABL系統(tǒng)，但已暫時(shí)放棄第二架飛 機(jī)的研制工作。因?yàn)橐惶淄暾木邆渥鲬?zhàn)能力的ABL系統(tǒng)還需要獨(dú)特的后勤支持設(shè)備，比如戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的燃料制備、存儲、運(yùn)輸設(shè)施，地面支持需求等。由此可 見，ABL的部署、作戰(zhàn)使用概念還不健全，MDA將對這些需求和概念進(jìn)行全面而充分的分析評估。在隨后的計(jì)劃中，ABL系統(tǒng)多年研究獲取的成果將會被用于 研制可負(fù)擔(dān)且具備作戰(zhàn)效能的武器，第一架ABL原型機(jī)將作為測試平臺，即被用作科學(xué)研究。

　　綜上所述，ABL計(jì)劃已經(jīng)持續(xù)了近15年，耗資超過50億美元，某些技術(shù)雖已取得突破，但問題尚未完全解決，項(xiàng)目前景堪憂。為了擺脫全球金融危 機(jī)的影響，一些部門極力挽救ABL計(jì)劃，三大承包商出于技術(shù)應(yīng)用和利益方面的考慮，都在努力爭取資金，為各自的高能激光器、戰(zhàn)場管理，光束／火控系統(tǒng)尋找 好的出路。總之，2010年年初的空中殺傷攔截試驗(yàn)雖已取得成功，但ABL反導(dǎo)系統(tǒng)在短期內(nèi)還不能擔(dān)當(dāng)起美國彈道導(dǎo)彈防御的重任。

　　“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光”系統(tǒng)(ATL)

“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光”(ATL)是一個美國國防部先進(jìn)概念技術(shù)演示(ACTD)項(xiàng)目，由美國國防部特種作戰(zhàn)司令部《SoCoM)資助，耗資2億美元，波音 公司為主承包商。系統(tǒng)以V－22、CH－53或C－130等飛機(jī)為平臺，主要用于防御巡航導(dǎo)彈，精確打擊地面目標(biāo)。任務(wù)重點(diǎn)是空地作戰(zhàn)，在城市或郊區(qū)環(huán)境 中開展軍事或執(zhí)法行動，可實(shí)施致命性或非致命性精確打擊。

ATL系統(tǒng)安裝的是高功率COIL激光器，總重約6噸，其輸出功率為百千瓦級，激光作用距離為5～10千米，作戰(zhàn)高度為0～1500米，可進(jìn)行 5～10次發(fā)射。作戰(zhàn)過程中，激光器從飛機(jī)腹部的一個直徑為127厘米的小孔向地面目標(biāo)發(fā)射直徑10厘米的激光束且能夠控制對目標(biāo)的破壞程度。#p#分頁標(biāo)題#e#

波音公司于上世紀(jì)90年代開始研發(fā)ATL概念，于1999年完成了封閉式20千瓦COIL激光器原型機(jī)的論證，并于2002年獲得武器系統(tǒng)研發(fā)合 同，ATL被列入國防部先進(jìn)概念技術(shù)演示計(jì)劃。2006年1月，波音公司接收了一架C-130H，對該飛機(jī)進(jìn)行必要改裝，用于攜帶高能化學(xué)激光器以及作戰(zhàn) 管理／光束控制子系統(tǒng)。2006年9月，高功率ColL激光器進(jìn)行了首次地面發(fā)射試驗(yàn)。10月，波音公司在經(jīng)過改裝的C-130H運(yùn)輸機(jī)上安裝了一臺 50瓦的低功率固態(tài)激光器作為替代品，并進(jìn)行了跟蹤地面固定和移動目標(biāo)的飛行試驗(yàn)。2007年7月，高功率COlL激光器在柯特蘭空軍基地的戴維斯先進(jìn)激 光設(shè)施中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，在超過50次的發(fā)射中驗(yàn)證了其可靠性。12月，激光器模塊被安裝到了C－130H飛機(jī)上。2008年5月，C-130H飛機(jī)上 的高能激光器首次發(fā)射，展示了穩(wěn)定的作戰(zhàn)能力。8月，C－130H飛機(jī)通過其光束控制系統(tǒng)發(fā)射了高能化學(xué)激光，完成了ATL整個武器系統(tǒng)的首輪地面測試。 2009年6月13日，ATL飛機(jī)首次在飛行中成功發(fā)射大功率激光波束，燒毀了一個地面假目標(biāo)。9月19日，ATL系統(tǒng)在白沙導(dǎo)彈靶場又一次成功擊中地面 機(jī)動目標(biāo)，在目標(biāo)上燒出了一個孔洞。這次試驗(yàn)成功驗(yàn)證了ATL瞄準(zhǔn)和攻擊地面機(jī)動目標(biāo)的能力。

機(jī)載激光器成功進(jìn)行助推段攔截試驗(yàn)，但前景依舊灰暗。

2010年2月，美國導(dǎo)彈防御局先后進(jìn)行了3次機(jī)載激光器(ABL)致命性成功地?cái)r截試驗(yàn)，其中2次分別成功攔截了位于助推段的固體燃料氣象火箭和液 體燃料近程彈道導(dǎo)彈。攔截試驗(yàn)安排在美國穆古角海軍航空作戰(zhàn)中心武器分邵位于加利福尼亞中部海岸以外的海上靶場進(jìn)行。首次試驗(yàn)是在2010年2月 3日，ABL成功攔截了一枚固體燃料的“獵狗一黑雁”氣象火箭(即安裝“獵狗”助推器的“黑雁”氣象火箭)。之所以選擇“獵狗·黑雁”氣象火箭作為目標(biāo)， 是因?yàn)檫@種火箭能夠較好地模擬國外較低成本固體燃料彈道導(dǎo)彈的威脅。2月11日，ABL先后進(jìn)行了2次攔截試驗(yàn)，其過程如下：太平洋標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間20點(diǎn)44 分，一枚近程彈道導(dǎo)彈由海上機(jī)動發(fā)射平臺發(fā)射，數(shù)秒后，機(jī)載激光器機(jī)載傳感器便探測到尚在助推段的導(dǎo)彈，并使用低能激光跟蹤目標(biāo)，隨后，機(jī)載激光器對目標(biāo) 進(jìn)行了為時(shí)1秒鐘的低能激光照射，用以對大氣擾動進(jìn)行測量和補(bǔ)償。最后，機(jī)栽激光器發(fā)射器發(fā)射兆瓦級的高能激光，對目標(biāo)導(dǎo)彈進(jìn)行照射，直至其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)失 效。當(dāng)導(dǎo)彈被摧毀時(shí)，其火箭發(fā)動機(jī)仍處在工作。在不到1小時(shí)之后，一枚“獵狗一黑雁”氣象，足箭由圣尼古拉斯島發(fā)射升空，但這次攔截中，ABL發(fā)生光束 “禾校準(zhǔn)”的故障，目標(biāo)并未被摧毀，試驗(yàn)僅取得部分成功。在攔截試驗(yàn)中，高能激光對液體燃料導(dǎo)彈的殺傷能力超出了預(yù)計(jì)。激光停留在目標(biāo)上的時(shí)間幾乎只有預(yù) 計(jì)時(shí)間的一半，就完成了對目標(biāo)的毀傷。相對而言，高能激光對付固體燃料導(dǎo)彈時(shí)，其照射時(shí)間要長一些。目前分析人員仍在調(diào)查第三次攔截試驗(yàn)中“光速未校準(zhǔn)” 故障的原因。盡管在第三次攔截中，目標(biāo)未被摧毀，但導(dǎo)彈防御局的官員認(rèn)為，基本試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)都已經(jīng)達(dá)到，即ABL能夠用于打擊助推段的導(dǎo)彈，具備在一次任務(wù)中 與多個目標(biāo)交戰(zhàn)的能力。

盡管激光試驗(yàn)取得了絕大部分的成功，但機(jī)載激光器的未來卻依舊灰暗。2009年，國防部長蓋茨堅(jiān)決壓制了制造全新機(jī)載激光系統(tǒng)樣機(jī)的請求，并批評了類 似系統(tǒng)。蓋茨對議員說，如果機(jī)載激光器要沿著伊朗的邊界飛行，以擊落伊朗尚處于助推段的導(dǎo)彈話，那么需要配備10～20架ABL飛機(jī)，每架價(jià)格將達(dá)到15 億美元，每架ABL飛機(jī)的使用費(fèi)用達(dá)到1億美元。2010年的2次試驗(yàn)共花費(fèi)3000萬美元，雖然美國防部擁有足夠的資金至少再進(jìn)行3次類似的試驗(yàn)，但卻 未有任何明確的時(shí)間表進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)。此外，該計(jì)劃的管理權(quán)也將很快從導(dǎo)彈防御局轉(zhuǎn)移到國防部國防研究與工程的主管那里，對此，前國防部官女認(rèn)為，這種 動向意味著機(jī)載激光器計(jì)劃行將“死亡”，它未來的作用將僅限于探索使定向能武器易于生產(chǎn)和降低成本的方法，當(dāng)然，ABL計(jì)劃中所獲得的技術(shù)成果，如光學(xué)系 統(tǒng)、波束控制系統(tǒng)等，也將連福于其他定能能武器計(jì)劃。

　　ATL的試驗(yàn)歷程表明，它有可能成為先于ABL部署的激光武器。盡管如此，ATL仍然面臨一些局限和技術(shù)挑戰(zhàn)(1)ATL的殺傷目標(biāo)主要是油罐車，普 通車輛。通信節(jié)點(diǎn)等戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)，而這些目標(biāo)在采取隱蔽、反射激光束等對抗措施后，高能激光打擊效果將大打折扣。同時(shí)，ATL也受通視距離，大氣環(huán)境等條件影 響比較嚴(yán)重。(2)ATL的應(yīng)用目的是實(shí)施精確打擊，盡量減少附帶損傷，因此光束抖動控制、功率控制等技術(shù)至關(guān)重要。(3)ATL未來應(yīng)用于戰(zhàn)場還是普通 的治安行動還沒有清晰界定，它將被劃分為非致命武器還是致命武器目前沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國際社會也沒有相關(guān)法律來規(guī)范此類武器的使用。這表明，ATL的作戰(zhàn)使用概念有待進(jìn)一步規(guī)范和完善。綜上所述，按照目前的研究進(jìn)度，ATL將很快進(jìn)入采辦階段，之后的ATL研究將主要根據(jù)武器效用試驗(yàn)，研究激光束的控制、在大氣中的傳播，反對抗措施、附帶損傷情況等