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前不久，美国《突发防务》网站刊登消息称，由美国洛克希德·马丁公司研制的LANCE高能激光武器已经在今年2月交付美军用于测试。据悉，这是一种以吊舱形式安装在战斗机上的机载激光武器，主要用于在空战中拦截敌方来袭的空空导弹。这是美国空军第一种可以装备在战斗机上的高能激光武器，被认为是可以改变未来空战形态的颠覆性武器。那么，这套武器系统具有什么特点呢？它将装备在哪些飞机上？它离实战还有多远？

据媒体消息称，由美国洛克希德·马丁公司研制的LANCE高能量激光武器，已经在今年2月交付美军用于测试

发展背景

美国的机载激光武器研制最早始于20世纪80年代，美国早期机载激光武器的研制目的非常单纯，就是用于拦截弹道导弹，最有代表性的就是用于ABL机载激光武器项目。

目前美国激光反导的重心虽然已完全转向陆基和海基，但美国并没有停止研究机载激光武器的步伐，而是将其转向了更为务实的方向，重点是发展能够有效弥补作战飞机在主动防御、近距格斗等作战任务中的不足的战术激光系统，从在体积、重量和安全性等方面具有缺陷的化学高能激光器转向在小型轻量化、大功率输出和高光束质量方面具有优势的光纤固体激光器；机载平台方面，也从波音747这样的大型平台转为F-15战斗机这样的实际作战平台。

洛·马公司研制的LANCE激光器就属于一种战术防御激光武器，它是美国空军实验室主要的“自卫高能激光演示样机”（SHiELD）项目的一部分，该项目启动于2015年，是由美空军研究实验室主导研制的机载激光武器系统，目的是为战斗机提供对抗敌机、空空导弹或地空导弹的手段。

Shield项目包含三个重要组件：洛·马公司负责开发的基于下一代紧凑环境的改进型激光器（LANCE）、波音公司负责开发的激光吊舱（LPRD）、诺·格公司负责开发的光束转塔控制系统（STRAFE）。

美国机载激光定向能武器研制计划

基于下一代紧凑环境的改进型激光器（LANCE）

洛·马公司多年来致力于固体目光纤激光武器的技术研发。2017年3月16日，洛·马公司为美国陆军完成了60KW级光束组合光纤激光器的设计、开发和演示。这种激光武器外形紧凑，采用多层电介质（MLD）衍射光栅高功率光纤激光光谱合成技术，在测试中产生了58千瓦的单光束，打破了这种激光器的世界纪录。与此同时，在地面测试期间，一种被称为演示激光武器系统（DLWS）的代表性激光器已经在新墨西哥州的白沙导弹靶场成功击落了多枚空射导弹。

洛·马公司高管泰勒·格里芬称：“LANCE是洛克希德·马丁公司迄今为止建造的相同功率等级中最小、最轻、最高能的激光器，作为对比，它的尺寸仅仅是洛·马公司为陆军生产的激光武器的1/6”。目前还不清楚LANCE激光武器的输出功率水平处于什么等级。不过根据美国空军发布的2018年版机载激光武器路线图，第一阶段目标是发展数十KW级高能激光，演示毁伤红外制导空空导弹和传感器。可见，LANCE激光武器的功率与洛·马公司为美国陆军研制的60KW级激光器为同一量级的产品。这无疑是一个令人吃惊的数据，激光武器的体积和质量对其系统的整体性能有很大的影响。

未来战场更加强调作战力量的隐蔽性和突然性，激光反导武器平台的轻型、小型化是未来战争的基本要求。尤其是对机载激光武器而言，美国空军实验室对其的技术标准要求一直都是减小体积、重量、耗能和提升反介入/区域拒止能力。LANCE激光武器的出现，标志着美国在机载激光武器实用化技术上已经迈进了一大步。

目前，洛克希德·马丁公司正在研制基于下一代紧凑环境的改进型激光器（LANCE），并已取得了一定进展

激光吊舱（LPRD）

SHiELD项目的第二个组件是波音公司负责开发的激光吊舱（LPRD），其功能主要是为激光武器供电及提供冷却散热。2019年，波音公司在空军F-15战斗机上安装了一个用于飞行测试的 “自卫高能激光演示样机”吊舱模型，以测试振动、重力及其他环境因素对武器性能的影响。2021年8月，该吊舱模型还在阿诺德工程发展中心得4英尺跨音速风洞中进行了严格的测试，不仅是测试它的空气动力学性能，更重要的是要解决超音速飞行中机载高能激光武器气动光学效应研究，这是机载激光武器面临的重大挑战之一。据报道，此次风洞试验开展顺利，试验数据初步显示新的气动流场设计可“显著改善”激光发射光束质量，为SHiELD项目顺利转入试飞测试阶段奠定了基础。

需要指出的是，未来的飞机想要搭配这套激光武器吊舱，必须要对机载供电系统进行一定的改进。因为常规机载供电很难直接满足激光武器供电需求，需要采用独立任务电源或在机载发电机和高能激光电源之间设置储能装置，实现发电、充电和储能组合供电。储能装置必须满足机载环境要求，并具有高能量和功率密度、能快速充放电、循环使用寿命长、可靠性高等特性。这套为激光吊舱配套设计电源系统能否满足其作战需要，也是未来需要重点测试的项目。

SHiELD项目的第二个组件是波音公司负责开发的激光吊舱（LPRD），其功能主要是为激光武器供电及提供冷却散热

光束转塔控制系统（STRAFE）

诺·格公司负责开发的光束转塔控制系统（STRAFE），简单来说，它的作用是将激光束指向目标，相当于导弹武器的火控系统。因为，实战中战斗机可能面临来自不同方向的多个导弹威胁，理想情况下，SHiELD应具备覆盖飞机周围全空域的多目标连续打击能力。早在2015年，洛·马公司就研发了一套可向飞机上、下空间任何方向发射激光航空自适应光束控制转塔系统，并利用一架达索猎鹰10商用喷气飞机作为搭载平台，将其安装于上下穿过飞机机体的升力风扇空间，进行了测试试验。

激光是一种瞬间达到武器，但并非是瞬间毁伤武器。在目前的激光输出功率水平下，它的毁伤属于热烧蚀机制，即目标被高能激光照射的部位由表及里急剧升温，引起材料熔融或气化，导致目标凹陷变形等机械结构破坏，甚至烧穿壳体，进而烧坏目标内部零部件引起失控，或点燃助推器燃料箱引起爆炸等。简单来说，激光武器发起的光束，需要在被拦截目标表面稳定停留一定时间，才会对目标造成毁伤效果。

由此可知，这种激光武器的关键技术之一就是高精度复合控制，要求光束转塔控制系统能够实现对来袭导弹目标的快速实时高精度目标跟踪和对准。目前的空空导弹，如AIM-120，速度已经达到4马赫，战斗机却以音速/亚音速飞行，平台和目标间的大速度大角度相对运动容易引起目标跟踪滞后甚至丢失。要求系统信号检测灵敏，目标捕获跟踪和聚焦发射处理与控制精度高、动态范围大、实时性强、反应速度快、智能化好。系统应能经受住飞机颠簸和加速过载，并能对飞机的各种运动带来的光线偏折而引起视觉误差，受热辐射影响会降低红外成像探测信噪比，产生图像模糊、抖动甚至畸变等一系列气动光学效应进行补偿。

基于以上分析可以看出，这套SHiELD激光武器系统的技术难度是非常高的，空军实验室将定向能激光击落敌对超音速导弹所涉及的技术挑战描述为“巨大”。这也导致其进度的延期。2021年2月，美国空军实验室曾宣布即将接收的波音公司研制的吊舱这件，并希望在2021年7月之前获得剩余的组件，但一直延期到今年2月才交付。

美国空军期望到2030年左右，能发展出300kW级的机载高能激光武器，并将其安装到第六代战斗上

前景展望

美国空军定向能源局代理主任肯特·伍德称，SHiELD系统代表了迄今为止交付的最紧凑、最强大的激光武器技术。伍德的声明还表明，目前SHiELD系统正在进行“任务效用分析和兵棋推演研究”。未来测试和演示的具体目标也将由这些研究的结果决定。目前也不知道这套系统将最先装备在什么飞机上进行测试，不过洛克希德公司的泰勒·格里芬表示，他们正在考虑各种潜在的应用程序和平台进行潜在的演示和测试。

所以进展顺利的话，我们将在不久之后就看到挂载激光武器吊舱的美国F-35或F-15战斗机，在实战测试中，用激光拦截来袭空空导弹的画面。这将彻底改变未来的空战规则。

事实上，2022年1月，美国空军举行了一场战争演习，飞行员在虚拟现实战场环境中执行模拟任务，其中包括使用吊舱机载激光武器和两个未公开的“未来动能概念”。该实验旨在探索未来战场空间中定向能和动能概念（即激光武器与导弹武器）之间的协同作用。近年来，美军越来越多地利用虚拟测试环境和兵棋推演加快新武器系统的开发，帮助飞行员尽快熟悉新武器的使用环境与规则。可见，机载激光武器用于未来空战确实已经被提上了美国空军的议事日程。

美国空军期望到2030年左右，能发展出300kW级的机载高能激光武器，并将其安装到第六代战斗上，用于对视距外飞机、射程内飞行硬目标和地面硬目标的毁伤，这也许才是一直以来为大众津津乐道的“激光武器”的终极形态。

“自卫高能激光演示样机”（SHiELD）正式交付美国空军并展开测试，标志着机载激光武器的发展取得里程碑式的进展，距离其迈向实战化已经不远了。对于其未来发展，我们将持续关注。

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