美海軍固態激光武器研製進展
摘 要
美海軍希望通過艦載激光武器應對導彈和無人系統的威脅，提升艦隊自防禦能力。目前艦載固態激光武器系統已取得階段性進展，多個旨在進一步提升艦載激光武器性能的項目正在進行中。
一、研製背景
美海軍艦船通過一系列措施來防禦導彈和無人系統的攻擊。這些措施包括：通過特定方式操作艦船使其避免被敵方偵察和跟蹤；干擾或摧毀敵方定位感測器；干擾敵方感測器到武器系統的數據傳輸；主動攻擊敵方導彈發射平台（包括陸基導彈發射架、艦船、潛艇和飛機）；採取直接對抗措施應對正發起攻擊的導彈或無人系統。對導彈和無人系統的直接對抗措施包括：干擾導彈或無人系統的感測器/導航系統；使用各種誘騙手段使導彈偏離攻擊目標；使用面空導彈或密集陣近防系統擊落來襲導彈或無人系統。
通過上述措施，海軍艦隊構建起多層防禦體系，並在多個環節對敵方「殺傷鏈」進行破壞，提升成功防禦概率。儘管如此，美國仍一直在擔憂面對擁有大量先進導彈和無人系統的對手時其艦隊的生存能力。
當前，制約美海軍艦船對導彈和無人系統的防禦能力的主要關鍵因素有兩個：帶彈量和成本交換率(Cost Exchange Ratio)。前者是指海軍使用面空導彈和近防系統僅能擊落一定數量的敵方導彈和無人系統，在有限的彈藥耗盡後，艦船必須撤出戰區，到安全的地方重新裝填彈藥，並且往返需耗費大量時間。後者指的是艦船發射的防禦導彈可能比敵方的導彈或無人系統更昂貴，使防禦成本難以接受。
激光武器有望大幅改善上述問題：
1、帶彈量。激光武器由全艦電力系統供電，只要系統運轉正常、艦船有足夠燃料發電，就能持續不停地發射。即便高能激光武器短期內可能不足以摧毀來襲導彈，但有足夠能量對抗小艇和無人系統，間接減少艦上面空導彈的消耗量。
2、成本交換率。激光武器每發射一次的邊際成本不到1美元（即發電所用燃料的成本）。
二、美海軍固態激光武器研製進展
美國海軍充分利用工業界在固態激光上的顯著進步以及國防部其他部門對固態激光技術數十年的研究積累，近些年在推動高能固態激光武器的上艦部署中取得了極大進展。海軍採用逐步提升的策略發展固態激光武器，首先通過干擾或「致盲」情報/監視/偵察感測器來對抗小艇和無人系統，將來可能用於對抗導彈。
（一）近年研製進展
近年來美國海軍高能固態激光武器主要有以下研製進展。
1、2009年到2012年，海軍成功對名為「激光武器系統」（LaWS）的原型樣機進行了從陸上到艦上的一系列反無人系統試驗。LaWS激光束能量達到30千瓦。
2、2010年到2011年，海軍對另一個名為「海上激光演示」（MLD）的原型樣機進行了一系列試驗。最終安裝在艦上的該樣機成功擊毀小艇。
3、2014年8月，海軍在位於波斯灣的「龐塞」號兩棲艦上對「激光武器系統」（LaWS）進行了海上環境反無人艇和無人機集群的試驗評估。
2014年12月，海軍宣布「龐塞」號兩棲艦上的「激光武器系統」（LaWS）達到「可用」狀態。「龐塞」號兩棲艦2017年10月返回美國並退役，「激光武器系統」（LaWS）從艦上移走，被重新安裝作為陸上試驗設施，服務於後續研究項目。
（二）目前正在開展的研製項目
美海軍正致力於提升激光武器對抗水面艇和無人系統的能力，最終目標是能對抗反艦彈道導彈，研發路徑如下圖所示。
美海軍目前正在開展的項目包括：
1、固態激光技術成熟化項目（SSL-TM）；
2、增強型高能激光項目（RHEL）；
3、海軍光學眩暈（Dazzler）阻斷器項目（ODIN）；
4、海軍水面激光武器系統（SNLWS）增量1，也被稱為「集成光學眩暈與監視的高能激光」項目（HELIOS）；
5、對抗反艦巡航導彈的高能激光項目（HELCAP）。
其中前四個項目統稱為「海軍激光系統家族」（NFLOS）。在美國海軍的激光武器研發路徑規劃中，NFLOS項目和HELCAP項目，結合國防部其他部門的激光技術，將用於支持未來能力更強的激光武器的研發，即海軍水面激光武器系統（SNLWS）增量2和增量3。
固態激光技術成熟化項目（SSL-TM）
作為「激光武器系統」（LaWS）和「海上激光演示」（MLD）兩個原型樣機的後續項目，海軍啟動了固態激光技術成熟化項目，由BAE系統公司、諾格公司以及雷聲公司等分別領導的工業團隊競爭研發150千瓦艦載激光系統。該項目的技術將用於支持SNLWS增量2系統。
2015年10月，國防部宣布諾格公司在項目競爭中獲勝。下圖所示為安裝在海軍「自防禦試驗艦」上的SSL-TM系統及其部件。2018年1月，海軍宣布將在新建的兩棲艦「波特蘭」號（LPD-27）上安裝該系統。「波特蘭」號上的SSL-TM系統按計劃將於2019財年第四季度開展海試。
增強型高能激光項目（RHEL）
增強型高能激光項目（RHEL）據報道是「一種採用不同激光架構的150千瓦激光系統，具備產生更大能量激光束的潛力」。美海軍藉此探索更加緊湊和能量更強大的激光源。RHEL將為需要更強能量的「對抗反艦巡航導彈的高能激光項目」（HELCAP）提供支撐。HELCAP也被稱為RHEL的階段2。RHEL項目由通用原子公司負責，目前正在採辦/製造階段，2020財年計劃開展該系統在典型艦船振動/運動/衝擊環境下的測試。
海軍水面激光武器系統（SNLWS）增量1（HELIOS）
HELIOS項目旨在快速研發和部署一型集成了60千瓦級的激光（具備擴展到150千瓦的潛力）和眩暈器的武器系統，用於對抗無人機、小艇、情報監視偵察感測器以及作戰識別和戰損評估。
2017年6月美國海軍發布項目徵求書，經公開競爭後，2018年1月，洛克希德馬丁公司被授予1.5億美元的合同，用於在2020財年前研發、製造和交付兩套HELIOS系統，其中一套將安裝美海軍阿利·伯克級驅逐艦上，另一套用於陸上試驗。
三、美海軍固態激光武器後續研製挑戰
儘管美國海軍近年來在固態激光武器的研製上取得了長足的進步，但仍然存在一系列挑戰。例如，系統必須具備足夠的可靠性以適應艦上使用環境；光束定向器（使激光束準確對準目標的部件）要適應海洋環境（潮濕和鹽分導致的嚴苛環境）；將系統有效集成到艦船電力系統和作戰系統中。應對這些問題可能仍需要數年的研發工作，最終能否取得成功仍有不確定性。
（藍海星）
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