一、价格不对称之困与激光武器回归
铁穹导弹的成本约为5万美元,而其拦截的火箭往往仅值几百美元,性价比已然很低。然而还有更棘手的情况,一架经过改装挂载炸弹的无人机成本更低,若要将其击落,即便使用目前最为经济的肩扛式导弹,以毒刺为例,平均一枚也需花费10万美元。倘若没有毒刺,只有大型防空系统呢?比如爱国者,那成本就更高了,其价格高达300万美元一枚。一旦投放的炸弹落下,可能会摧毁价值数百万美元的坦克或同样昂贵的装备。这种严重的价格不对称,令全世界各国军队头疼不已。
铁穹防空导弹系统
二、从阿基米德到现代的激光武器之路
有的国家面临的压力可能更大一些,于是激光武器开始正式回归。为何说是回归呢?因为早在公元前212年,同样的方法就被喜欢泡澡的阿基米德使用过。据说当年他利用一枚可以调节焦点的镜子,将太阳光聚焦到入侵的罗马船只上,成功将其点燃。而如今人们期望的激光武器,也不过是想要点燃对方发射过来的无人机、火箭弹、迫击炮、炮弹、导弹等。只是所需的技术远非镜子和阳光那么简单。
三、不同类型激光武器的特点与局限
激光是 “受激辐射光放大” 的缩写,实际上有许多不同种类的激光器。早期版本的激光武器系统被称为化学激光器,因其通过化学反应获取能量,虽性能强大,但占据大量空间。YAL-1就是其中之一,它是一架经过改装在机头处挂载一台激光武器的波音747。
YAL-1
然而该系统不仅占据飞机整个货舱,耗资还超过20亿美元,所以最终被评估为作用不大,于2011 年终止。与此同时,另一种激光武器系统登上舞台。它被称为电激光器,主要使用半导体材料砷化镓作为激励介质,体积和功率都比较小,所以用于拦截导弹根本不可能。一些军用飞机甚至民用飞机和直升机都配备了它,用于干扰导弹的制导系统。通过脉冲激光照射,导弹会失去对目标的追踪,导致其偏离航向。它通常是一个安装在机身下方的吊舱装置,当导弹预警系统探测到来袭导弹时,便会引导配备红外摄像机的炮塔进行追踪。一旦导弹被追踪到,激光就会发射,开始对导弹实施干扰,但终归也只是干扰。
说起来连阿基米德的镜子都不如,几千年过去了,怎么还不进反退了呢?那就用固体激光和光纤激光,虽然这两者都非常复杂,但其中很少有需要用到运动部件的地方,也都不需要大量的化学物质来产生能量,是目前主要的技术路线。这种武器被称为定向能武器,也叫做高能激光器。它们正在被开发来为军事装备提供短程空中防御保护,专门针对像火箭弹、炮弹和迫击炮弹这样的威胁,以及像无人机群或无人机这样新兴的低慢速小目标威胁。
这些系统采用模块化设计,可以产生高达50千瓦的功率,能够在几秒钟内融化塑料外壳的无人机。蝗虫激光武器系统就是这样一个例子。它重约1.5吨,长和高大约都是2米,可以装在装甲车辆的顶上。该武器分为两个部分,左边是激光系统,右边是跟踪系统。它能够利用人工智能锁定大约3公里以外的无人机,然后再用大约15秒钟的时间来融化它。这就是为什么跟踪系统跟激光系统一样大的原因。
这是目前激光武器不得不面临的尴尬之处,即使功率已经很大了,但与传统导弹相比,它击败对手的时间还是要长很多。只是谁也架不住它便宜。虽然系统本身价格很贵,但每一发的发射成本也就是三美元不到,而且还不用重新装弹。对比一下使用每发成本大约27美元高爆弹的密集阵,15秒发射下来可以吐出1125枚炮弹,价值大约3万美元,是蝗虫的1万倍。
激光武器
四、激光武器面临的问题及未来展望
不过激光武器的问题还是不少,主要集中在以下几个方面:距离、能量供应、散热管理、大气干扰等等。受限于地球是个球体,而激光只能走直线,所以它能够打击的范围始终是个问题,除非能够将其往高处部署。但是激光武器又需要大量的电力支持,尤其是在高强度作战中,如何持续供电是个关键问题,高效能的电池和发电系统的研发至关重要。接着是散热管理,当能量通过电源,然后是频谱发射机,接着再通过电缆进入到激光头,在整个过程中,总是有一些能量变为热量流失。
于是激光武器的内部就需要有强大的空调系统工作才行,否则那些精密的设备统统都得融化掉。天气对激光来说也是一个很讨厌的因素,具体来说是其中的颗粒,比如雨雪、雾尘等,它们都会对激光束进行散射,降低其功率。即便技术吹嘘得很厉害,但在一些实际尤其是模拟真实战况的测试中得出的反馈也都是负面的。只能说激光武器的回归,不管是从阿基米德那儿回归,还是从《星球大战》里面回归,都还需要时间。它会不会成为未来战场的主角还有待观察。