车载激光武器的发展现状及应用分析
时间：2021-01-28 22:00:58 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘要：随着激光技术的日趋成熟，激光武器在光电对抗领域的优势逐渐凸显，其具有速度快、精度、费效比低等诸多优点，不断颠覆人们对传统武器的认知。高能激光武器的发展或将全面改变战场环境，改变战争形态。当结合不同战场环境时，激光武器將产生不同的作用效果，因此结合陆战平台的特有属性，依据激光武器的发展现状，对车载激光武器的发展态势进行研究、分析具有十分重要的意义。
Abstract：
With the maturity of laser technology， the advantages of laser weapons in the field of optoelectronic countermeasures are gradually highlighted. They have many advantages such as fast speed， accuracy， low cost and efficiency， which constantly overturn the cognition of traditional weapons. The development of high-energy laser weapons may overturn the battlefield environment and change the form of war. The laser weapons will have different effects after combining with different battlefield environments. Therefore， it is of great significance to study and analyze the development trend of vehicle-mounted laser weapons according to the development status of laser weapons based on the unique properties of land warfare platforms.
关键词：激光武器;车载平台;研究现状;发展态势
Key words：
laser weapons;vehicle platform;research status;development trend
中图分类号：TJ95 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）25-0204-02
0 引言
激光武器是一种利用高能激光束直接使目标毁伤或失效的定向能武器。随着军事技术的发展以及越来越多灵活机动的新兴“低慢小”武器的引入，激光武器快、准、稳的诸多优点得以展露，逐渐成为武器研究的热点问题。受到战场环境制约，激光光束质量会受大气影响而衰减，光斑会随着传输距离增大而发散，从而影响实际打击效果、限制打击能力。这直接导致了目前激光武器发展由中远距离硬毁伤的战略打击向近距离的战术打击倾斜。但也正是由于这一转变，使得车载激光武器成为了发展的重要方向。相较于海基、空基平台而言，陆基车载平台有着显著区别。复杂的陆战环境、灵活机动的目标、有限的平台空间等一系列问题限制着车载激光武器的发展。因此，车载激光武器的研究需要结合激光武器的发展历程和特点，梳理出陆基平台的特有属性，才能做出较好的研究分析。
1 激光武器
1.1 激光武器的主要任务
激光武器通过发射强激光能量，破坏敌方光电传感器或光学系统，使之饱和，以致彻底失效，从而极大地降低敌方武器系统的作战效能。强激光能量足够强时，也可以用来击毁来袭的导弹、飞机等武器系统。激光武器具有广泛的军事应用，包括战术任务和战略任务，平台涉及地面、海面、空中以及空间平台，对抗的目标类型也多种多样。在地面平台，激光武器主要用于炮弹、反火箭弹以及迫击炮弹，特殊行动和城市行动也可用于销毁未爆破的弹药;在海面上，舰载激光武器能防御小型船只和巡航导弹，并且舰船利用激光武器进行自卫防御，如反潜望镜、空中袭击行动等;在空中平台，载激光武器可防御弹道导弹、进行空空对抗，在远距离上可用于反无人机、战区导弹和巡航导弹;在太空领域，激光武器可用来反卫星，可用于卫星成像、光束传能等[1]。如表1所示。
综合国外已知的激光武器性状，发现随着激光功率的不同，激光武器的毁伤距离及毁伤类群都在发生变化。如图1所示。当激光功率低于1千瓦，用于近距离毁伤传感器，用于光学致盲;当功率达到数十千瓦，1～2km内对近距离空中无人飞行器毁伤，兼具一定的反火箭炮、迫击炮能力;当功率达到数百千瓦，对无人机、小型船只具备攻击能力;而当功率达到兆瓦级别，作用距离超过10km，能够对超音速反舰导弹、弹道导弹具备威胁[2]。
1.2 激光武器的发展历程
激光武器的发展是伴随着激光器的漫长发展而演变的。最早出现的是化学激光武器，将储存在化学键中的能量转化为近单色相干电磁辐射而放出能量。美国波音公司负责的ATL采用200kW的氧碘化学激光器，作战距离超过10km，2009年首次执行空—地打击实验，在6s内摧毁无人车。尽管其输出功率可达数百千瓦以上，但却难以弥补其体积庞大、机动困难、发射次数有限、化学燃料补给困难且使用中需排放有毒气等弊端，因此搭载平台难以负担化学激光器庞大的体积和重量，总体呈现逐步淘汰的发展趋势[3]。
随之而来的固体激光器让激光武器的发展迎来了曙光。采用半导体抽运，固体激光器可获得大功率、高能量、高亮度输出，具有转换效率高、小型化和稳定性好等优点，是当今世界各国战术激光武器发展的方向。固体激光器的增益介质主要有棒状、碟片、板条、光纤等几种类型。光纤更是最好的增益介质，具有光束质量好、柔软细长、转换效率高、口径小且易于组束等特点，极大地促进了相干合成技术的发展，已经广泛应用于激光武器。2015年3月洛·马公司研发的新型光纤激光器以30kW的高功率在数秒内成功摧毁1.6km外的小型卡车引擎，预示着激光武器系统的装载不再遥远[4]。
2 车载激光武器
2.1 车载激光武器的发展
激光武器的应用十分广泛。按照搭载平台不同可分为机载、舰载、车载激光武器。世界各国也争相发展多种平台的激光武器。相比之下，舰载激光武器发展最为迅速，车载激光武器因受体积、供电、散热等条件限制，发展较为缓慢。但因陆战场在战争中的重要地位，车载激光武器的研究一直是不容忽视的重要领域。
随着固体激光器关键技术的不断突破，单模光纤激光输出已达10kW，多模光纤激光器输出已达50kW，有望使车载激光武器的发展迈出坚实的一步。目前，车载激光武器已经实现了对近程火箭弹的拦截，完成对机动无人机的击落，以及高能量、高功率的持续输出，实现陆战场的基本诉求。值得一提的是，2014年中国工程物理研究院等单位研发的“低空卫士”系统在演示验证实验中成功击落固定翼、多旋翼、直升机等多种小型航空器30余架次，击落率为100%。该系统发射功率近万瓦，低空有效护卫面积为12km2，在5s内精准拦截固定翼（半径为2km、360°空域）等多种航空器，有快速、准确、无附带损伤的特点。
2.2 车载激光武器的技术局限
军事的需求推动着激光武器的发展，激光武器未来的发展将会成为改变战争形态的重要力量。但是武器的发展依赖于技术的创新，车载激光武器的发展仍然面對许多技术的瓶颈。激光光束质量严重依赖环境。在稠密的大气层中，激光能量会因大气影响衰减，发生抖动、扩散和偏移。相较于海洋和天空而言，陆战环境更加恶劣复杂，既受到大雨、大雪等多变的气候影响，同时也受到战场烟尘、人造烟雾的影响。因此需要依靠“大气窗口”，选择远距离、低损耗的有效激光波长。激光武器存在有效射程。受激光传播距离影响，距离越远，激光光束能量衰减越严重，导致照射在目标上的激光功率密度下降。尽管装甲装备对有效攻击距离要求不高，但是距离的增加，足以造成对毁伤能力的限制。车载激光武器对稳定跟瞄精度要求较大。一般需要持续对准特定区域数秒才能达到毁伤目的;面对旋转目标无法对某一点进行烧蚀，对于高速飞行目标，效果缓慢，损伤效果有限。激光器的电-光能量转换效率低。目前理想的光纤激光器的电光转换效率也不足35%。车载激光武器要想产生1000～2000kW的激光束，需要庞大的能源供应装置。一方面庞大的体积制约着机动性和实用性的刚性需求;另一方面，即便是先进的美国M1A1坦克马力也仅为1500马力，即便全部进行激光器的能源供给，也难以企及如此大的功率需求，因此提高能量转化效率是推进车载激光武器技术的重中之重[5]。
尽管车载激光武器的发展存在许多问题，但是其战略意义仍然不容忽视。要充分利用舰载，机载激光武器发展优势，结合已有成熟技术，取长补短加快发展车载平台。受车载平台的制约，短期内，光纤激光器将会成为车载激光武器短期内发展的重要依托，同时更加注重结构的模块化、体积的小巧化。同时，为达到毁伤的高效率，脉冲或复合固体激光器将成为关键技术之一。
3 总结
激光武器是激光技术在军事上最成功的应用，借助于激光束强大的能量去摧毁目标的新概念武器，将使传统武器产生巨大变革。激光武器代表着未来武器的发展方向，将彻底改变目前的战场环境和作战方式，使未来战争的形态发生翻天覆地的变化。车载激光武器是高能激光武器不可或缺的一部分，它的引入为军队提供了新型的战术武器，从而大大增强军队在现代战争中的作战能力。车载激光武器的应用会与现有的动能拦截系统对装甲装备形成多层保护体系，全面颠覆装甲装备面对导弹、无人机等新型装备的被动态势，引起未来军事的大革命。
参考文献：
[1]陈军燕，杨春才，张夏彬.美军高能激光武器发展前景综述[J].飞航导弹，2016（09）：16-20.
[2]易亨瑜，齐予，黄吉金.舰载激光武器的研制进展[J].激光技术，2015，39（06）：834-839.
[3]何奇毅，宗思光.舰载激光武器发展进展与思考[J].激光与红外，2017，47（12）：1455-1460.
[4]李怡勇，王建华，李智.高能激光武器发展态势[J].兵器装备工程学报，2017，38（06）：1-6.
[5]魏岳江.激光武器在战争中的作用[J].生命与灾害，2018（10）：22-23.
