探秘美国陆基激光防空反导武器发展，多次试射成功，击毁来袭导弹

激光武器作为地基防空武器，以远距离雷达为侦查手段攻击空中目标，包括飞机、弹道导弹和巡航导弹等，甚至打击天基目标，可有效实现国土防空反导目标。作为陆上装甲车辆的短距离防空反导武器，也可攻击反坦克导弹，打击敌方车辆等，是一种新型有效的野战防御系统。美军陆基激光反导武器目前大部分正处于研制阶段。

一、发展背景

以激光武器为代表的定向能武器具有以下特点：成本低——定向能武器发射成本远低于导弹等武器。能量密度高——能量束携带有较高的功率，如激光束的功率可达数百至数千千瓦，且截面较小，能够获得极高的能量密度。对抗困难——由于能量束具有高速、难以侦测等特点，目标难以对打击进行预警、机动。使用灵活——定向能武器无需计算弹道，噪声低、无后坐力，便于隐蔽和调整。

激光武器的这些优势契合防空反导的需求，有望成为一种有效的防空反导手段。早在上世纪90年代中期，美国、以色列就联合开展战术高能激光武器的研制，这是一种车载化学激光武器。后来，美国又相继开展机动战术高能激光、激光复仇者、区域反弹药防御系统等陆基激光防空武器研究，希望实现反巡航导弹、反火箭炮、反无人机等陆基防空功能。

早在2002年，美国高能激光联合技术办公室与三军联合启动了联合高功率固体激光器（JHPSSL）计划。该计划的目的是推动固体激光器技术发展，将功率输出只有千瓦级的实验室器件发展成为一个具有相当好光束质量的输出功率超过100千瓦级的实验室器件。

联合高功率固体激光器（JHPSSL）计划

2010年，为了满足军事上对高功率、高效、紧凑的、电驱动激光器的需求，高能激光联合技术办公室会同陆军、空军联合启动了耐用电激光器（RELI）计划，计划研制出能够集成到军用平台的25千瓦并可扩展至100千瓦、电光转换效率超过30%、光束质量为1.1～2的高能激光器。随着固体（含光纤）高能激光器技术的发展，军方和防务公司也前后启动了多项战术激光武器研究计划。

2012年，美国陆军启动了高能激光机动演示样机（HEL-MD）计划，旨在搭建一个60千瓦级光纤激光演示样机，验证对火箭弹、炮弹、迫击炮和无人机的拦截能力。

高能激光（HEL）击毁来袭火箭弹的过程

2013年底，美国陆军高能激光机动演示样机利用10千瓦的激光器进行了多次射击试验，成功摧毁了处于飞行状态下的90余枚迫击炮弹和若干架无人机。这是激光武器系统首次成功演示连续射击能力。连续射击在战术层面具有重要意义，更加贴近实战需求。2014年9月，美军又进行了风、雨、雾等天气条件下对各种空中目标实施瞄准和打击能力的作战试验。此后，美军同时推进多个项目的进行，以下是一些典型的具有反导潜在能力的项目。

二、“高能液体激光区域防御系统”（HELLADS）项目

美军目前积极推进“高能液体激光区域防御系统”（HELLADS）项目，该项目目标是研制一款150千瓦的激光武器系统，其尺寸和重量仅为目前相似功率激光器的十分之一。

“高能液体激光区域防御系统”是国防高级研究计划局的一项长期开发计划，最终目标是演示一种质量功率比小于5kg/kW(要求质量小于750kg、体积不超过2m3)、输出功率达150kW的激光武器系统，而后集成到一个野外试验平台上，演示在典型交战距离上系统对炮弹火箭弹和导弹的杀伤效果。

通用原子公司承研HELLADS项目第四阶段

2002年，DARPA启动了HELLADS项目的第一阶段研究。2005年，HEL-LADS项目进入第三阶段，因为诸多技术问题影响，该阶段一直持续到2011年初，此期间的2008年，DARPA授予达信(Tex-tron)公司2100万美元合同，研究在该公司ThinZag陶瓷固体激光器基础上，研制HELLADS系统中激光武器演示系统(DLWS)的可行性。但最终试验结果表明，ThinZag激光器当时的性能无法满足DLWS的需要。2011年初，DAPAR宣布DLWS首个激光单元模块的设计和演示验证完成，激光器单元模型输出功率超过34kW，至此HELLADS项目第三阶段结束。

2011年6月21日，美国国防高级研究计划局与通用原子公司签署了一份价值3980万美元的合同，将根据“高能液体激光区域防御系统”（HELLADS）第4阶段计划开始制造一种演示用激光武器系统（DLWS）。

HELLADS项目样机

通用原子公司表示，HELLADS旨在用于地面、海上和机载平台，在激光输出功率方面将有四种版本，分别是50千瓦、75千瓦、150千瓦和300千瓦。目前该公司正在努力将样机整合到目标平台上进行测试。

三、“利爪”激光武器系统

无人机系统技术的快速发展、蜂群作战等新型战术的兴起，深刻影响着未来空中作战样式， 络化、分布式、体系化无人机系统在攻击、侦察等方面表现出的颠覆性能力，对反无人机技术的发展提出迫切需求。

早在2015年，波音公司就公开了紧凑型激光武器系统的测试情况。当时该武器系统在西弗吉尼亚州开展地面系留无人机攻击测试，并参加美国国防部举办的“黑镖”反无人机训练，跟踪并击落一架飞行中的无人机：锁定无人机目标后，武器系统利用激光照射目标尾部，数秒后靶机尾部被击穿并起火，随后靶机尾翼等部位起火，继而坠毁，全过程约15秒。紧凑型激光武器系统在攻击时无迹可循，没有影像和声音，因此被称为“寂静打击”。

2018年，针对美国海军陆战队需求，波音开发出紧凑型激光武器系统原型机，代号“利爪”，其武器系统集成在联合轻型战术车辆上，借助车辆的柴油发电机提供电力。不久，“利爪”激光武器系统原型机在弗吉尼亚州匡提科海军陆战队基地举行的现代海军装备展览会上首次公开展示，并于今年交付。与陆军的车载定向能系统不同，“利爪”激光武器系统不是一种独立的反无人机系统，而是系统的一个重要组件。

集成在联合轻型战术车辆上的“利爪”激光武器系统

2019年7月，美国海军陆战队宣布“利爪”紧凑型激光武器系统原型机已交付使用，将很快用于反无人机任务测试。如果表现良好，“利爪”将成为美国海军陆战队反无人机体系的重要组成部分，这是美国防部批准的第一种陆基激光武器。

波音公司紧凑型激光武器系统

不同于“雅典娜”激光武器，“利爪”激光武器系统是一种紧凑式、小型模块化武器系统，重约270千克，功率范围为2到10千瓦，可以集成在作战车辆上，也可安装在支架上使用，拆卸后可由4个行李箱大小的容器收纳，两名海军陆战队员即可安装操作。“利爪”激光武器系统可由发电机或电池组提供电力，操控简单，由笔记本电脑和微软Xbox手柄控制。

“利爪”激光武器系统的主要攻击目标是I类和II类无人机，能够在数分钟内击落十余个中小型无人机目标，但对大型无人机无能为力。除反无人机功能外，“利爪”激光武器系统的设计目标还包括反导弹、致盲侦察设备等。

四、美国陆军“高能激光战术车辆验证机”(HEL TVD)

美国陆军表示，陆军目前正在研制名为“高能激光战术车辆验证机”(HEL TVD)的新型100千瓦激光系统，以防御敌人的导弹、火炮和无人机群。这种激光武器系统仍处于“预原型”阶段，计划在2022财年进行演示验证。美国陆军多年来一直致力于研究定向能激光武器的可能性，据估计，这种激光武器作战成本大大低于现有系统，每次发射成本仅30美元。

高能激光系统只需要燃料就可以完成任务，没有常规武器那样的军械后勤负担。该系统目前安装在一辆笨重的六轮卡车上，不易部署，未来其设计可能发生重大变化，以使整个系统能够部署在战术车辆上。据悉，该系统配备了一个作战管理通信、指挥和控制子系统，用于接收来自雷达的目标指示和分配数据，然后将激光束指向目标。

HEL TVD高能激光战术车辆验证计划

2019年五月，Dynetics、洛马以及罗罗公司组成的团队获得美陆军价值1.3亿美元的合同，将为其建造“高能激光器战术车辆演示样机”（HEL TVD）。HEL TVD是一项科技演示验证项目，目标是将激光器集成至陆军的“间接火力防护能力增量2”项目中，以对抗敌人的火箭弹、火炮、迫击炮、巡航导弹及无人机。目前，HWL TVD初步设计评审已经完成，即将进入系统建造阶段。

该项目在技术上将借鉴美海军和国防部长办公厅正在开展的类似项目，其最终目标是将激光器功率提升至250~300千瓦，在2024财年组建一个由4套系统组成的排级单位，实现“高能激光—间接火力防御能力”(HEL-IFPC)。

五、评价

陆基防空反导是激光武器的重要应用领域。目前来看，以“利爪”为代表的激光武器面临能量转换效率低、对电 及热管理能力需求严苛、受大气条件影响显著等问题，需要针对性开展研究，突破关键技术，提升激光武器和平台的效能。另外，激光武器系统部署在战车、飞机等平台时，面临载具震动和过载等挑战，需要开展相应的控制技术，以保证正常运行与精确瞄准、发射。

同时，随着定向能武器功率等级的提高，武器系统需要平台在短时间内提供超大输入功率，将电能转换为激光等粒子束，目前这一过程的效率尚处于较低水平。为提供足够的能量，平台的能量系统需要具有大功率输入及转换能力。另外，在瞬时高功率脉冲下，还需要维持能量系统的稳定性，以保证平台及其他系统的正常工作，这对相关技术提出了更高要求，也是未来需要面对的技术挑战。