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美軍ABL激光戰(zhàn)機

　機載激光

美國空軍第一架機載激光武器以波音747-400F為平臺，隸屬于美國空軍愛德華茲空軍基地，編號00-0001。由導彈防御局(MDA)、美國空軍 與波音公司、洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司合作研制。該飛機裝載了功率強大的高能COlL化學激光器，用于摧毀處于助推段的彈道導彈。

機載激光器系統(tǒng)的主要部件是：傳感器系統(tǒng)(被動紅外傳感器)；高能激光器裝置(COIL化學激光器)i瞄準與跟蹤系統(tǒng)(光束控制)。激光器主要有5 部，即主動測距系統(tǒng)激光器(ARS)、跟蹤照明激光器(TILL)、信標照明激光器(BILL)、替代高能激光器(SHEL)和高能COlL化學激光器。 主動測距系統(tǒng)激光器是一部低功率CO2激光器，其作用是捕獲目標，測量ABL飛機到靶目標的距離。跟蹤照明激光器是一部低功率二極管泵浦的固體激光器(solid laser)，作 用是跟蹤靶目標，利用反饋到機載激光飛機傳感器上的光信號計算目標的速度、高度和方向。信標照明激光器是一部低功率二極管泵浦固體激光器(solid laser)，它是激光束控制 系統(tǒng)的一部分，能夠將高能激光聚焦到達目標上。替代高能激光器也是一部低功率激光器，用于模擬高能激光的作戰(zhàn)特性，主要用于試驗。高能COlL化學激光器 能夠產生兆瓦級殺傷激光，由6個模塊組成，每個重約918千克，預定射程為400千米。

機載激光系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用

ABL系統(tǒng)利用被動紅外傳感器探測目標，用CO2激光照射目標，建立起粗跟蹤。然后跟蹤照明激光器將激光對準照射到導彈上，隨后引導信標激光和殺傷主 光束。信標照明激光束對殺傷光束所要經過的大氣路徑進行測量，收集飛機與目標之間的大氣信息。殺傷光束在信標照明激光到達目標并返回后發(fā)射。自適應光學系 統(tǒng)根據(jù)信標照明激光收集到的信息進行大氣補償。與此同時，高能COlL化學激光器系統(tǒng)向助推段彈道導彈發(fā)射波長1.3微米的殺傷激光束，以摧毀目標。除執(zhí) 行探測、跟蹤和摧毀助推段飛行的彈道導彈這個主要任務之外，目前考慮可能執(zhí)行的任務包括攔截地空導彈、空空導彈和來襲飛機：攔截高空和低空飛行的巡航導彈 等目標；跟蹤被擊落目標碎片，以便為末段防御系統(tǒng)提供信息和為友軍提供告警，提高飛行高度和加長空中巡邏時間，用作通信中繼節(jié)點，使敵方衛(wèi)星暫時喪失功 能：圖像監(jiān)控等等。

NKC-135A激光武器試驗飛機
 

機載激光項目歷經10多年的發(fā)展，取得了一系列重大成就。

2002年，在ABL飛機上安裝了飛行轉塔、控制計算機、火力，光束控制輕質主鏡、滿足飛行重量要求的激光模塊等硬件，完成了飛機的改裝工作。到了 2004年11月，ABL系統(tǒng)的高能激光器進行了首次發(fā)射，并取得成功，被稱為“第一光”。12月，ABL飛機在安裝了火力，光束控制系統(tǒng)后完成了“第— 飛”。

隨后的2005年，兆瓦級COlL激光器成功地完成了它在該年度的所有關鍵階段測試，證明了它能在足夠遠的距離上保持足夠的能量以摧毀處于助推段的彈道導彈能力。

2006年，ABL項目完成了跟蹤照明激光器和信標照明激光器的地面和空中低功率發(fā)射試驗，激光光學試驗。

2007年，ABL飛機首次在飛行試驗中向機載目標發(fā)射了跟蹤激光，并收到了目標跟蹤數(shù)據(jù)。在該年度內還完成了低功率階段的全部試驗，并開始在ABL飛機平臺上進行激光器集成。

2008年，ABL武器系統(tǒng)的所有主要部件，包括作戰(zhàn)管理系統(tǒng)，激光部件以及光束／火控系統(tǒng)均安裝完成，并進入活化試驗階段。

2009年4月，波音公司和美國導彈防御局已經開始了ABL整個武器系統(tǒng)的飛行試驗。4月21日，飛機完成了整個武器系統(tǒng)的功能檢查飛行試驗，并對飛 機的適航性作了檢驗。至8月份，ABL飛機又先后成功進行了幾次低功率激光束目標瞄準與跟蹤試驗。原定于2009年秋季進行的空中殺傷攔截試驗推遲至 2010年初。

2010年1月10日，ABL飛機在加利福尼亞海軍空戰(zhàn)中心武器分部對安裝有導彈替代遠程目標裝置(MARTI)的靶目標進行了捕獲、跟蹤，交戰(zhàn)演示 試驗。此次試驗幾乎與中國陸基中段反導試驗同時進行。試驗表明，ABL系統(tǒng)已可以成功捕獲、跟蹤并擊中高速目標。試驗獲取的數(shù)據(jù)為2月份進行的空中殺傷攔 截試驗做好準備。2月3日，ABL飛機首次成功擊毀了一枚固體燃料火箭。2月11日，ABL飛機從愛德華茲空軍基地起飛，在幾秒鐘內便捕獲了一枚從海上機 動平臺發(fā)射的液體燃料短程彈道導彈，隨后發(fā)射高能激光將其擊毀，整個交戰(zhàn)過程不到2分鐘。在同一小時內，ABL飛機還跟蹤并射擊了另一枚從圣尼古拉斯島發(fā) 射的固體燃料火箭(與2月3日試驗中的靶目標相同)，但機載激光器在目標被摧毀前自行關閉{據(jù)報道是由于系統(tǒng)出現(xiàn)異常)。此次試驗是ABL飛機首次成功擊 中彈道導彈目標，標志著該項目達到了一個新的里程碑。美國導彈防御局指出，激光反導武器的測試成功，表明美軍有能力同時打擊多個敵方發(fā)射的彈道導彈，而 且，與陸基和?；磳淦飨啾?，ABL系統(tǒng)的性價比更高。在今后一年內，導彈防御局計劃在年底前繼續(xù)進行一系列攔截試驗，試圖降低ABL系統(tǒng)的風險并拓展 其作戰(zhàn)能力。

從ABL的試驗歷程來看，該計劃已經進入到武器集成試驗階段并取得了重大進展。盡管如此，該項目仍然飽受爭議，面臨資金和技術兩方面的挑戰(zhàn)?？倢徲嬀?(GAO)認為：激光器技術，導彈跟蹤技術，大氣補償技術、傳輸光學器件技術、光學鍍膜技術、抖動控制技術和高能激光束管理技術是ABL面臨的7 項關鍵技術，但目前還沒有一項技術是完全成熟的。其中，高功率光束管理最接近成熟，但從未在實戰(zhàn)環(huán)境中經受考驗。光束抖動控制技術也接近成熟，但該技術的 風險相當高。此外，ABL的初始設計已經完成，但設計的穩(wěn)定性還未最終確定下來，因此，待原型機的初始性能完全確定下來之后才能啟動第二架飛機的研究。

由于ABL計劃研制周期長，耗資巨大、技術難度高，因而一直存在反對的聲音。現(xiàn)任國防部長認為ABL長期的試驗努力幾乎沒有得到什么效果，甚至開始懷疑其到底能不能實現(xiàn)?？偨y(tǒng)和國防部長已經要求暫停ABL作為作戰(zhàn)項目，國會也堅持奧巴馬政 府關于導彈防御方面的總體戰(zhàn)略和對ABL項目的建議。美國2010財年國防預算中也已取消第二架ABL系統(tǒng)計劃資金。ABL項目的支持者為了項目前景將不 得不與奧巴馬政府進行抗爭。因此，首次空中殺傷攔截試驗被認為是一個關鍵點，這關系到ABL的未來。現(xiàn)在，試驗已經取得成功，MDA將根據(jù)已取得的研究成 果來確定ABL的初始性能，根據(jù)ABL一些可用技術、資金、時間和管理能力等來考慮能否研制出具有一定作戰(zhàn)效能和合適的ABL系統(tǒng)，但已暫時放棄第二架飛 機的研制工作。因為一套完整的具備作戰(zhàn)能力的ABL系統(tǒng)還需要獨特的后勤支持設備，比如戰(zhàn)區(qū)內的燃料制備、存儲、運輸設施，地面支持需求等。由此可 見，ABL的部署、作戰(zhàn)使用概念還不健全，MDA將對這些需求和概念進行全面而充分的分析評估。在隨后的計劃中，ABL系統(tǒng)多年研究獲取的成果將會被用于 研制可負擔且具備作戰(zhàn)效能的武器，第一架ABL原型機將作為測試平臺，即被用作科學研究。

　　綜上所述，ABL計劃已經持續(xù)了近15年，耗資超過50億美元，某些技術雖已取得突破，但問題尚未完全解決，項目前景堪憂。為了擺脫全球金融危 機的影響，一些部門極力挽救ABL計劃，三大承包商出于技術應用和利益方面的考慮，都在努力爭取資金，為各自的高能激光器、戰(zhàn)場管理，光束／火控系統(tǒng)尋找 好的出路?？傊?，2010年年初的空中殺傷攔截試驗雖已取得成功，但ABL反導系統(tǒng)在短期內還不能擔當起美國彈道導彈防御的重任。

　　“先進戰(zhàn)術激光”系統(tǒng)(ATL)

“先進戰(zhàn)術激光”(ATL)是一個美國國防部先進概念技術演示(ACTD)項目，由美國國防部特種作戰(zhàn)司令部《SoCoM)資助，耗資2億美元，波音 公司為主承包商。系統(tǒng)以V－22、CH－53或C－130等飛機為平臺，主要用于防御巡航導彈，精確打擊地面目標。任務重點是空地作戰(zhàn)，在城市或郊區(qū)環(huán)境 中開展軍事或執(zhí)法行動，可實施致命性或非致命性精確打擊。

ATL系統(tǒng)安裝的是高功率COIL激光器，總重約6噸，其輸出功率為百千瓦級，激光作用距離為5～10千米，作戰(zhàn)高度為0～1500米，可進行 5～10次發(fā)射。作戰(zhàn)過程中，激光器從飛機腹部的一個直徑為127厘米的小孔向地面目標發(fā)射直徑10厘米的激光束且能夠控制對目標的破壞程度。#p#分頁標題#e#

波音公司于上世紀90年代開始研發(fā)ATL概念，于1999年完成了封閉式20千瓦COIL激光器原型機的論證，并于2002年獲得武器系統(tǒng)研發(fā)合 同，ATL被列入國防部先進概念技術演示計劃。2006年1月，波音公司接收了一架C-130H，對該飛機進行必要改裝，用于攜帶高能化學激光器以及作戰(zhàn) 管理／光束控制子系統(tǒng)。2006年9月，高功率ColL激光器進行了首次地面發(fā)射試驗。10月，波音公司在經過改裝的C-130H運輸機上安裝了一臺 50瓦的低功率固態(tài)激光器作為替代品，并進行了跟蹤地面固定和移動目標的飛行試驗。2007年7月，高功率COlL激光器在柯特蘭空軍基地的戴維斯先進激 光設施中進行了實驗室試驗，在超過50次的發(fā)射中驗證了其可靠性。12月，激光器模塊被安裝到了C－130H飛機上。2008年5月，C-130H飛機上 的高能激光器首次發(fā)射，展示了穩(wěn)定的作戰(zhàn)能力。8月，C－130H飛機通過其光束控制系統(tǒng)發(fā)射了高能化學激光，完成了ATL整個武器系統(tǒng)的首輪地面測試。 2009年6月13日，ATL飛機首次在飛行中成功發(fā)射大功率激光波束，燒毀了一個地面假目標。9月19日，ATL系統(tǒng)在白沙導彈靶場又一次成功擊中地面 機動目標，在目標上燒出了一個孔洞。這次試驗成功驗證了ATL瞄準和攻擊地面機動目標的能力。

機載激光器成功進行助推段攔截試驗，但前景依舊灰暗。

2010年2月，美國導彈防御局先后進行了3次機載激光器(ABL)致命性成功地攔截試驗，其中2次分別成功攔截了位于助推段的固體燃料氣象火箭和液 體燃料近程彈道導彈。攔截試驗安排在美國穆古角海軍航空作戰(zhàn)中心武器分邵位于加利福尼亞中部海岸以外的海上靶場進行。首次試驗是在2010年2月 3日，ABL成功攔截了一枚固體燃料的“獵狗一黑雁”氣象火箭(即安裝“獵狗”助推器的“黑雁”氣象火箭)。之所以選擇“獵狗·黑雁”氣象火箭作為目標， 是因為這種火箭能夠較好地模擬國外較低成本固體燃料彈道導彈的威脅。2月11日，ABL先后進行了2次攔截試驗，其過程如下：太平洋標準時間20點44 分，一枚近程彈道導彈由海上機動發(fā)射平臺發(fā)射，數(shù)秒后，機載激光器機載傳感器便探測到尚在助推段的導彈，并使用低能激光跟蹤目標，隨后，機載激光器對目標 進行了為時1秒鐘的低能激光照射，用以對大氣擾動進行測量和補償。最后，機栽激光器發(fā)射器發(fā)射兆瓦級的高能激光，對目標導彈進行照射，直至其關鍵結構失 效。當導彈被摧毀時，其火箭發(fā)動機仍處在工作。在不到1小時之后，一枚“獵狗一黑雁”氣象，足箭由圣尼古拉斯島發(fā)射升空，但這次攔截中，ABL發(fā)生光束 “禾校準”的故障，目標并未被摧毀，試驗僅取得部分成功。在攔截試驗中，高能激光對液體燃料導彈的殺傷能力超出了預計。激光停留在目標上的時間幾乎只有預 計時間的一半，就完成了對目標的毀傷。相對而言，高能激光對付固體燃料導彈時，其照射時間要長一些。目前分析人員仍在調查第三次攔截試驗中“光速未校準” 故障的原因。盡管在第三次攔截中，目標未被摧毀，但導彈防御局的官員認為，基本試驗目標都已經達到，即ABL能夠用于打擊助推段的導彈，具備在一次任務中 與多個目標交戰(zhàn)的能力。

盡管激光試驗取得了絕大部分的成功，但機載激光器的未來卻依舊灰暗。2009年，國防部長蓋茨堅決壓制了制造全新機載激光系統(tǒng)樣機的請求，并批評了類 似系統(tǒng)。蓋茨對議員說，如果機載激光器要沿著伊朗的邊界飛行，以擊落伊朗尚處于助推段的導彈話，那么需要配備10～20架ABL飛機，每架價格將達到15 億美元，每架ABL飛機的使用費用達到1億美元。2010年的2次試驗共花費3000萬美元，雖然美國防部擁有足夠的資金至少再進行3次類似的試驗，但卻 未有任何明確的時間表進行進一步的試驗。此外，該計劃的管理權也將很快從導彈防御局轉移到國防部國防研究與工程的主管那里，對此，前國防部官女認為，這種 動向意味著機載激光器計劃行將“死亡”，它未來的作用將僅限于探索使定向能武器易于生產和降低成本的方法，當然，ABL計劃中所獲得的技術成果，如光學系 統(tǒng)、波束控制系統(tǒng)等，也將連福于其他定能能武器計劃。

　　ATL的試驗歷程表明，它有可能成為先于ABL部署的激光武器。盡管如此，ATL仍然面臨一些局限和技術挑戰(zhàn)(1)ATL的殺傷目標主要是油罐車，普 通車輛。通信節(jié)點等戰(zhàn)術目標，而這些目標在采取隱蔽、反射激光束等對抗措施后，高能激光打擊效果將大打折扣。同時，ATL也受通視距離，大氣環(huán)境等條件影 響比較嚴重。(2)ATL的應用目的是實施精確打擊，盡量減少附帶損傷，因此光束抖動控制、功率控制等技術至關重要。(3)ATL未來應用于戰(zhàn)場還是普通 的治安行動還沒有清晰界定，它將被劃分為非致命武器還是致命武器目前沒有相關標準，國際社會也沒有相關法律來規(guī)范此類武器的使用。這表明，ATL的作戰(zhàn)使用概念有待進一步規(guī)范和完善。綜上所述，按照目前的研究進度，ATL將很快進入采辦階段，之后的ATL研究將主要根據(jù)武器效用試驗，研究激光束的控制、在大氣中的傳播，反對抗措施、附帶損傷情況等