(原標(biāo)題：美軍推進(jìn)無人機(jī)載激光反導(dǎo)計(jì)劃 從低功率激光起步)
無人機(jī)載激光武器摧毀助推段飛行的導(dǎo)彈。資料圖
據(jù)英國《飛行國際》網(wǎng)站2016年9月2日報(bào)道，美國國防部導(dǎo)彈防御局（MDA）8月底在“聯(lián)邦商機(jī)”網(wǎng)站上發(fā)布公告，尋求“用于導(dǎo)彈防御的低功率激光武器演示器”解決方案。這是該局發(fā)展高空長航時(shí)無人機(jī)載高能激光反導(dǎo)計(jì)劃的重要一步。相對于其他導(dǎo)彈防御方案，這種方案的最大意義就是可用于助推段導(dǎo)彈攔截。
助推段導(dǎo)彈防御是美軍數(shù)十年來“孜孜不倦”的追求
目前，美國已經(jīng)部署了末段和中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，但對助推段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，美國在數(shù)十年的導(dǎo)彈防御探索中一直是孜孜以求。中國航空工業(yè)集團(tuán)公司工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院高級工程師張洋解釋說：“從易摧毀性的角度來看，在彈道導(dǎo)彈3個(gè)飛行階段中，助推段是其全程飛行中最脆弱的時(shí)段，這個(gè)時(shí)候最容易被攔截。究其原因，這是由于處于助推段的彈道導(dǎo)彈彈頭與彈體沒有分離，整個(gè)導(dǎo)彈體型巨大，并且導(dǎo)彈飛行速度較慢，無法像飛行中段/末段那樣采取機(jī)動(dòng)變軌、釋放誘餌等突防措施。”
機(jī)載激光武器作為新概念武器，在導(dǎo)彈防御攔截作戰(zhàn)方面具有巨大理論優(yōu)勢：一是反應(yīng)速度快。由于激光以光速傳播，速度非常快，從激光器出口傳輸?shù)侥繕?biāo)的時(shí)間可以不計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)對不同方向的多個(gè)來襲目標(biāo)實(shí)施連續(xù)打擊。因此機(jī)載激光武器非常適合攔截快速運(yùn)動(dòng)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)或突然出現(xiàn)的目標(biāo)。二是使用成本低。高能激光器每次射擊持續(xù)的時(shí)間為3-5秒，每次射擊所耗費(fèi)的化學(xué)燃料為1000美元，即便射擊40次摧毀一枚導(dǎo)彈，總計(jì)成本也就約40000美元，遠(yuǎn)低于一枚造價(jià)動(dòng)輒上百萬美元的反導(dǎo)導(dǎo)彈的價(jià)格。三是打擊精度高。激光武器能將能量匯聚成很細(xì)的光束準(zhǔn)確地對準(zhǔn)某一方向射出，從而可選擇殺傷來襲目標(biāo)群中的某一目標(biāo)或射中目標(biāo)上某一部位，而對其他目標(biāo)或周圍環(huán)境無附加損害或污染。
事實(shí)上，助推段防御的發(fā)展難度極大，首先需要在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效預(yù)警、探測；另外，還需要在敵方導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)周邊部署攔截武器實(shí)施攔截，做到這兩點(diǎn)無論從技術(shù)上，還是從戰(zhàn)術(shù)上都是很難實(shí)現(xiàn)的。美國空軍早在20世紀(jì)70年代就開展了利用機(jī)載高能激光武器攔截導(dǎo)彈的研究。1983年7月25日，美空軍曾用安裝在NKC-135型波音-707噴氣式客機(jī)上的激光武器擊毀了從A-7型“海盜式”戰(zhàn)斗轟炸機(jī)上發(fā)射的5枚“響尾蛇”空空導(dǎo)彈。
1992年，美國防部戰(zhàn)略防御計(jì)劃局提出了機(jī)載激光器（ABL）計(jì)劃，旨在研制能夠攔截和摧毀助推段的敵方戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的激光武器。1994年，美空軍飛利浦實(shí)驗(yàn)室與洛克威爾和波音公司牽頭的兩個(gè)小組簽訂了2100萬美元的合同，對機(jī)載激光武器系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。美軍的機(jī)載激光器計(jì)劃于1996年11月正式啟動(dòng)。
1996年，美國國防部給ABL項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)撥款11億美元，用以開發(fā)實(shí)驗(yàn)整套ABL武器系統(tǒng)。ABL試驗(yàn)機(jī)YAL-1A改進(jìn)自波音747-400F運(yùn)輸機(jī)，裝載了最新研制的機(jī)載激光聚能武器，用于摧毀處于起飛助推段狀態(tài)的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈，將敵導(dǎo)彈消滅在敵領(lǐng)空/領(lǐng)土上。ABL飛機(jī)搭載的系統(tǒng)有兆瓦級的化學(xué)氧碘激光器(COIL)、紅外跟蹤/高速目標(biāo)截獲系統(tǒng)和高精度激光目標(biāo)跟蹤光柱控制系統(tǒng)。
機(jī)載激光器計(jì)劃雖好，但卻未逃脫下馬的厄運(yùn)
按照美國軍方最初的計(jì)劃，機(jī)載激光器系統(tǒng)應(yīng)于2003年底、2004年初進(jìn)行首次導(dǎo)彈攔截試驗(yàn)。2006年生產(chǎn)出首批3架ABL飛機(jī)，具備初始作戰(zhàn)能力。2008年生產(chǎn)出7架ABL飛機(jī)，具備全面作戰(zhàn)能力。但事實(shí)上，這些進(jìn)度目標(biāo)都沒有如期實(shí)現(xiàn)。然而，ABL計(jì)劃也確實(shí)取得了一些進(jìn)展。
2002年7月至12月，第一架機(jī)載激光器樣機(jī)YAL-1A進(jìn)行了數(shù)次適航飛行試驗(yàn)，檢驗(yàn)經(jīng)過改造后飛機(jī)的性能。2004年11月，兆瓦級化學(xué)激光器通過了地面發(fā)射試驗(yàn)，即“第一束光試驗(yàn)”。同年12月，YAL-1A載機(jī)安裝機(jī)載激光器光束控制系統(tǒng)后，在愛德華茲空軍基地進(jìn)行了“首次飛行試驗(yàn)”。2007年8月23日，載有激光器的波音-747飛機(jī)完成飛行測試。2010年，美國曾利用ABL樣機(jī)擊落了一枚使用液體燃料的中程彈道導(dǎo)彈，而全球最具威懾力的洲際彈道導(dǎo)彈即俄羅斯的RS-20V（北約稱其為“撒旦”），恰好使用的是液體燃料。
然而，ABL項(xiàng)目取得的這些成就并沒能改變自身的命運(yùn)，從2010年起該項(xiàng)目就逐漸開始走下坡路。2010年3月，美國政府問責(zé)辦公室（GAO）發(fā)布的評估報(bào)告稱，ABL所涉及的七項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)沒有一項(xiàng)是完全成熟的。2011年12月，ABL計(jì)劃被美國國防部下令終止。2012年2月14日，名噪一時(shí)的美國ABL項(xiàng)目原型機(jī)YAL-1A在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地完成了最后一次告別飛行。
此次謝幕飛行之后，專家們拆除了這架飛機(jī)上的特種設(shè)備，運(yùn)載平臺(tái)靜靜地停放在有“飛機(jī)墓地”之稱的第309航空航天技術(shù)裝備維護(hù)和修理大隊(duì)（AMARG）所在地。從此，歷時(shí)近16年、總耗資超過50億美元的ABL項(xiàng)目最終畫上句號。ABL之所以沒有逃脫下馬的厄運(yùn)，其原因是多方面的：
首先，ABL系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大笨重，只有波音747之類的大型飛機(jī)才能搭載；每次出擊均需專門補(bǔ)充激光化學(xué)燃料（約14噸），使用維護(hù)繁瑣復(fù)雜，費(fèi)用居高不下；化學(xué)燃料易燃、劇毒、有腐蝕性，并且需向外排出有害廢氣，危及飛機(jī)和機(jī)組人員安全等。這導(dǎo)致目前技術(shù)條件下要將ABL投入實(shí)戰(zhàn)部署仍面臨相當(dāng)多的困難。
其次，ABL載機(jī)是由民用波音747貨機(jī)改裝而來，機(jī)體龐大，速度慢，機(jī)動(dòng)性差，各種目標(biāo)信號特征明顯，因而在自身防護(hù)上存在先天不足。然而，由于ABL進(jìn)行反導(dǎo)作戰(zhàn)時(shí)的實(shí)際攔截距離有限（理想情況下對固體和液體燃料導(dǎo)彈的最大射程分別為300千米和600千米，實(shí)際遠(yuǎn)沒有達(dá)到），加上敵方導(dǎo)彈發(fā)射地點(diǎn)通常距邊界有一定縱深，要充分發(fā)揮自身作戰(zhàn)效能必須盡可能靠前部署，而各種遠(yuǎn)程甚至超遠(yuǎn)程空空/地空導(dǎo)彈現(xiàn)已大量裝備使用，因此一旦ABL投入戰(zhàn)場，其生存力將會(huì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。
美軍將“穩(wěn)扎穩(wěn)打”推進(jìn)無人機(jī)載激光反導(dǎo)系統(tǒng)
在放棄ABL計(jì)劃之后，美軍并沒有放棄激光反導(dǎo)的“念想”。美國導(dǎo)彈防御局近年來一直在尋求可由高空無人機(jī)攜帶的新一代機(jī)載激光器。據(jù)國外媒體報(bào)道，無人機(jī)載激光反導(dǎo)計(jì)劃扔面臨技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)挑戰(zhàn)。美導(dǎo)彈防御局局長、海軍中將詹姆斯•敘林稱，（相對于之前開展的ABL計(jì)劃），這一次導(dǎo)彈防御局將采取“漸進(jìn)、分步和以知識(shí)為基礎(chǔ)的方式”。為降低風(fēng)險(xiǎn)，目前在地面試驗(yàn)中所用的激光器功率為150千瓦級的低功率電能激光。直到2018年-2019年，導(dǎo)彈防御局再開始備選方案審查，到時(shí)將選取最有前景的技術(shù)。
據(jù)美國導(dǎo)彈防御局先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃執(zhí)行負(fù)責(zé)人理查德•馬特洛克（Richard Matlock）透露：為實(shí)現(xiàn)攔截助推段洲際彈道導(dǎo)彈的目標(biāo)，在為高空長航時(shí)無人機(jī)配裝高能激光武器之前，導(dǎo)彈防御局將先突破以下技術(shù)，即在遠(yuǎn)距離上建立激光束的穩(wěn)定性并確保在目標(biāo)瞄準(zhǔn)點(diǎn)上駐留足夠的時(shí)間。目前，該局計(jì)劃在2020年前開展低功率激光武器裝機(jī)試飛，2021年之前完成激光束穩(wěn)定性測試；該局將按比例提高固態(tài)激光武器的輸出能量水平，達(dá)到可用于助推段攔截的程度；低功率激光武器演示器將用來了解運(yùn)用高空飛機(jī)進(jìn)行助推段攔截這一作戰(zhàn)概念，以及對于在遠(yuǎn)距離上完成激光束瞄準(zhǔn)并保持穩(wěn)定駐留于目標(biāo)的需求。
在8月底導(dǎo)彈防御局發(fā)布的跨部門公告中，該局提出將在9月8日舉行一次低功率激光武器演示驗(yàn)證工業(yè)日。盡管目前決定采用電能固體激光武器，但究竟何種激光武器、封裝包或平臺(tái)能被用于最終的無人機(jī)概念，低功率激光武器演示器工作將幫助提供信息。該低功率激光武器演示驗(yàn)證器項(xiàng)目分為兩個(gè)階段，導(dǎo)彈防御局將在2017年授出兩份第一階段合同，并可能在第二階段工作中選擇一種或全部兩種設(shè)計(jì)繼續(xù)發(fā)展。第一階段包括為期12個(gè)月的設(shè)計(jì)工作，最終將完成技術(shù)設(shè)計(jì)審查；第二階段工作將包括設(shè)計(jì)、建造和試驗(yàn)。
2016年上半年，導(dǎo)彈防御局已向波音公司、通用原子公司、洛馬公司、諾格公司和雷神公司這5家企業(yè)各授出一份機(jī)載低功率激光武器演示器合同。按照合同，通用原子公司已在其MQ-9“死神”無人機(jī)上，利用雷神公司的MTS-C（“多光譜瞄準(zhǔn)系統(tǒng)-C”）光電/紅外轉(zhuǎn)塔，完成了精確跟蹤演示驗(yàn)證。雷神公司的MTS-B包含短波和中波紅外傳感器，而MTS-C的長波紅外傳感器使該機(jī)能夠跟蹤到“冷”的彈體或已不在助推段的彈道導(dǎo)彈。馬特洛克透露，在這次使用無源傳感器的演示驗(yàn)證之后，導(dǎo)彈防御局計(jì)劃接下來在2019財(cái)年進(jìn)行激光跟蹤試驗(yàn)。
馬特洛克明確表示，在分層的彈道導(dǎo)彈防御體系中增加助推段攔截層，將提高導(dǎo)彈防御的效能，大大減少中段攔截面臨的挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@不用處理中段和末段可能面臨的真假彈頭分辨問題。他還指出，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室和美國空軍特種作戰(zhàn)司令部正在發(fā)展他們自己的戰(zhàn)斗機(jī)載或AC-130武裝運(yùn)輸機(jī)載激光武器，但在氣動(dòng)－機(jī)械抖動(dòng)和在大氣層射擊方面面臨巨大挑戰(zhàn)；與此相比，導(dǎo)彈防御局的無人機(jī)將在遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于3.5萬英尺（約10.7千米）的高度飛行，不需要為大氣中所有的亂流情況調(diào)整激光束，因此可以使光束控制面臨的挑戰(zhàn)少一些。
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