據美國“臨界點”網站5月5日報道稱，美國空軍5月4日宣佈，美空軍已於4月23日成功進行了“自衛用高能激光演示樣機”（SHiELD，簡稱“神盾”）激光武器試射試驗，美軍稱“神盾”激光炮在試驗中擊落了飛行中的多枚導彈，該系統最終將安裝在軍機上使用。美空軍少將威廉·庫利稱：“此次試驗代表美軍定向能武器系統以及針對敵軍威脅的防禦手段已向前邁出一大步”。那麼美軍這種“神盾”機載激光炮究竟性能如何？又會對未來空戰樣式構成怎樣影響？
“神盾”激光炮可快速攔截導彈 提高軍機生存性能
據美國“臨界點”網站5月5日報道稱，美空軍研究實驗室（簡稱AFRL）4月23日在位於新墨西哥州的美國陸軍白沙導彈靶場成功完成了“神盾”激光炮的試射任務，試射中擊落了飛行中的多枚導彈（但未透露擊落導彈的具體種類和型號）。
圖為首次公開的“神盾”激光炮照片。
根據美空軍公開的低分辨率照片來看，測試用的“神盾”激光炮安裝在一個類似小型天文臺的轉塔結構中，轉塔則置於一輛平板拖車上。與美軍此前測試的重型車載激光武器相比，“神盾”的外形差別並不大，未來要滿足機載需求，估計還要大幅縮小尺寸。儘管美空軍並未公開“神盾”激光炮的具體類型，但外界猜測光纖激光器（指利用摻有稀土元素的玻璃光纖作為增益介質的激光器，屬於第3代激光技術，光電轉換效率高，可產生高穩定性、高功率的激光束）的可能性較大。
報道還稱，“神盾”激光炮項目於2016年啟動，美空軍在2017年與著名“軍火巨頭”——洛克希德-馬丁（簡稱洛-馬）公司簽訂設計合同。巧合的是，就在同一年，洛-馬公司剛向美國陸軍交付了一套60千瓦級的光纖激光武器系統用於地面測試，其在激光武器研發領域的經驗積累較為豐富。
美陸軍“阿帕奇”武直於2017年搭載雷錫恩公司研發的激光炮吊艙進行首次試射，光束成功命中1.4千米外的目標坦克上，展示了未來武直使用激光武器的可能性。
按系統設計，“神盾”最終將安裝在固定翼軍機上，作為主動防禦系統可快速擊落多枚來襲的敵軍空空或地空導彈，從而大幅提升美機的戰場生存能力。“神盾”機載激光系統主要由3部分組成，包括激光炮、瞄準用火控系統以及為前兩大系統提供能源的外掛吊艙。AFRL還介紹了“神盾”將具備的多種優點，包括打擊精度高、可實時命中目標（無需計算提前量）、沒有彈藥數量限制、飛行員可同時攻擊多個目標等。
美曾改裝波音747載45噸激光炮 擊落2枚彈道導彈
能研發出類似科幻電影中的“神盾”激光炮，對於美空軍來說並非空穴來風，他們在機載激光武器研發方面積累有豐富經驗。早在1976年，美空軍就已啟動代號“空基激光試驗室”（ALL）的研究項目。1981年，美空軍在一架NKC-135運輸機上安裝了光束波長為10.6微米的二氧化碳激光器，輸出功率可達380千瓦，最大射程超過1公里，截至1984年項目終止前，NCK-135在各項試驗中共擊落5枚“響尾蛇”空空導彈和一架“火蜂”無人靶機。ALL項目在試驗中解決了機載激光武器實用化工程中的高能激光輸出、高精度跟蹤等關鍵問題，但大氣湍流與大氣熱不均勻問題未能解決。
早在1981年，美空軍就將一架NCK-135運輸機改為機載激光武器試驗機，安裝一門二氧化碳激光炮。圖為該機試飛照片，可見機背上方的激光武器轉塔。
冷戰結束後，美空軍機載激光武器項目一度沉寂，直到1996年才再次啟動了“機載激光”（簡稱ABL）武器項目，該項目是美國彈道導彈防禦體系的重要組成部分，主要用於搜尋和摧毀處於助推段的敵軍彈道導彈任務。美空軍ABL項目罕見動員了美國國內三大“軍火巨頭”聯合參與——波音公司負責改裝載機平臺（由一架波音747-400F貨機改裝而來），諾斯羅普-格魯曼公司負責提供兆瓦級的氧碘化學激光炮，最後由洛-馬公司負責提供光束控制及火控系統。按照設計，每架ABL攻擊機搭載的化學燃料足夠進行20次高功率照射攔截彈道導彈或40次低功率照射攔截戰術導彈，每次照射時長3至5秒。
編號為YAL-1A的原型機於2002年7月成功首飛，機上搭載的兆瓦級氧碘化學激光炮全系統重達45噸，其中毀傷激光器部分由6個互聯模塊組成，每個模塊都重3噸，體積相當於一輛SUV大小，負責為佈置於機頭位置的激光炮塔供能，5秒鐘發射的高能激光束能量足夠讓一戶普通美國家庭使用超過1小時。
YAL-1A原型機搭載的氧碘化學激光炮全系統重達45噸，當時只有波音747貨機是較為理想的改裝平臺，其激光炮塔主要位於機頭位置。圖為YAL-1A的彩色剖面結構示意圖。
YAL-1A的作戰步驟分為探測目標（利用廣域紅外探測系統全方位探測助推階段的彈道導彈尾焰）、跟蹤目標（探測到導彈後，利用主動測距激光系統鎖定並照射目標，火控系統進行實時跟蹤，火控計算機同時調整鏡面，準備補償光束在攻擊路徑上的大氣擾動等）和毀傷目標3部分。進入毀傷階段後，氧碘激光炮會向彈道導彈發射高能激光束，將光束聚焦於導彈表面的瞄準點（如導彈燃料箱）上，燒穿外殼，點燃內部燃料，以此方式摧毀導彈。
2009年8月至2010年2月，YAL-1A先後進行了多次空中攔截試驗，成功擊落2枚80公里外、處於助推段飛行的彈道導彈，還對另外7枚靶彈進行了試驗性攔截（並未摧毀）。儘管試驗取得一定成果，但YAL-1A最終未能達到美空軍“能在167公里外成功摧毀彈道導彈”的目標，也沒有達到設想的攻擊射程和毀傷效果。ABL項目遂於2011年12月取消，YAL-1A原型機也在2014年9月被拆毀。
YAL-1A的氧碘化學激光炮輸出功率可達兆瓦級，曾成功擊毀過2枚飛行中的彈道導彈，左小圖為激光炮透鏡特寫，右小圖為原型機擊落的目標圖案（7次成功照射，2次成功摧毀）。
按計劃，美空軍將於2021年在F-15戰機上測試“神盾”激光炮，屆時F-15可能世界上首種搭載激光武器的戰鬥機。圖為遊戲《皇牌空戰7》中，F-15使用激光炮吊艙的視頻截圖。
仍需解決諸多技術難題
儘管ABL項目貌似以失敗告終，但實際上為美空軍後續機載激光武器的研發奠定了堅實基礎。按AFRL此前公佈的機載激光武器的發展路線圖顯示：2016年美軍主要以地面測試大於10千瓦級的高能試驗型高能激光武器（入門級）為主，2022年計劃在F-15等4代戰機上試驗加裝大於10千瓦級的HEL吊艙（中級）為主，2029年左右將在6代機上加裝大於100千瓦的HEL武器（全功能）進行測試。
在採用了技術更先進、可靠性更高的固態光纖激光器後，“神盾”項目目前進展較為順利，美空軍計劃提前於2021年在F-15戰機上進行首次空中試射。按美軍設想，除能滿足基本自衛功能外，未來6代機搭載的進攻型激光武器功率可達3兆瓦，最大射程600公里，每次照射時間為3至5秒，一架戰機可連續攻擊40次才能滿足未來空戰“大殺器”的需求。但該目標短期內仍需解決諸多技術難題，最終能否實現，仍需人們拭目以待。（文/黃晉一）
資料圖片：藝術家繪製的美軍六代機使用激光武器摧毀目標示意圖。
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