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激光炮

激光炮

激光炮（Laser cannon）是一种高能激光武器，是利用强大的定向发射激光束直接毁伤战斗目标或使其丧失战斗力的作战武器。

激光炮主要分为陆基激光炮、海基激光炮、空基激光炮。激光器是产生激光的源泉，是激光炮的核心。

美国于1978年用战术激光炮成功地击落一枚陶式反坦克导弹。此后先后测试了中红外线化学激光炮、LaWS激光炮、HELIOS激光炮等。2020年，俄罗斯军队在“佩雷斯维特”车载激光武器的基础上建立了专门的激光反导营，成为世界上首个成建制的激光反导部队。

发展历史

研制背景

把光作为武器，可以追溯到古希腊。阿基米德在古希腊锡拉丘兹保卫战中，建议士兵用数百块手持的盾牌来反射太阳光点燃了入侵的罗马舰队。在中国的古代神话小说“封神演义”中也有过关于照妖镜和番天印之类的朴素光武器的捕述。20世纪60年代，激光的出现是重大科学技术成就之一，由于激光具有能量集中，传输速度快，作用距离远等显著特点，各国开始研究激光来制作武器。

研制历程

美国

于1978年用战术激光炮成功地击落一枚。1979年又用海军建造的2.2兆瓦的中红外激光器成功地将一枚的助推器击毁。1983年用装在空中加油机上的400千瓦的二氧化碳击落5枚。的机载激光炮是将巨型化学激光器放置在一架747飞机上，将头部改装成，在2001年进行了首飞，其研究目标是击落处在飞行初段的弹道导弹。

1997年10月，以中红外线化学激光炮两次击中在轨道上运行的废弃卫星。在2010年5月进行的秘密试验中，该激光武器系统击落了4架无人飞机。2012年，名为的激光炮在 “杜威”号驱逐舰上进行了试验，3次试验中都成功击中了无人机。2013年，美国宣布制作出大型化学激光炮，其原理为利用大量剧毒物质反应生成光与能量，最终形成激光。

2019年“杜威”号驱逐舰开始安装美国洛·马公司研制的HELIOS激光炮。同年4月，成功进行了“自卫用演示样机”（SHiELD，简称“”）试射试验，美国军队称“神盾”激光炮在试验中击落了飞行中的多枚导弹，该系统最终将安装在军机上使用。2020年5月，美国海军“”号两栖船坞运输舰进行了舰载固态激光武器试验，成功击毁一架无人机。截至2020年11月，已经向美国空军交付了“演示激光武器系统”（DLWS），在美国白沙靶场进行测试。

IFX计划

IFX计划，是美国天基激光武器发展计划，是美国防部部科研局与美国空军共同规划项目。该计划在2013年完成，但是随后计划延误，只进行到了前期和中期，美国国防部认为太空激光武器是用于摧毁洲际弹道导弹和战术导弹最为有效的武器，而且可以从几百公里外就可以打击空中和太空中的目标。

机载激光武器

美国设想的未来机载激光武器的性能为：飞机机舱内储存的激光介质射击次数能达到40次；辐射目标的时间为3-5秒；激光功率为3兆瓦兆；最大射程为600千米平均巡航时间为48h。波音公司已进行了功率约为300千瓦的激光实验，这种激光装置安装在 V-22鱼鹰式倾转旋翼机飞机上。预计这种激光武器的输出功率为100-200千瓦；从地面射击空中目标时射程为10千米，而从空中发射打击地面和空中目标时射程为20千米。2006年，美国国防部副部长克雷格向隶属于五角大楼的防务科学委员会下达命令，要求其就定向能武器的研发和应用问题展开深入研究。在之后为期6年的测试中，代号YAL-1机载激光系统的激光武器747平台，总计拦截了7次火箭标靶，其中2次彻底摧毁。由于2012年美国军费锁紧，因此在2012年2月14日，正式结束了YAL-1空基平台项目。

反卫星计划

美陆军激光反卫星武器系统的主要设备是MIRACL和主照射镜为1.5米的海石光束定向器。美国防部正在实施“2010计划”，主要内容是在美国和盟国上空，用反卫星激光武器迷盲非友好国家卫星。美国军队在外层空间作战的战略构想中最核心的系统之一是全球打击系统，由空基高能激光武器、天基动能武器和跨大气层飞行器组成。空基武汉高能激光设备制造有限公司将会借助卫星上的反射镜，对地面、空中以及轨道上的目标实施打击。

“固态激光技术成熟”计划

“固态激光技术成熟”计划由美国海军耗资5300万美元支持，由斯罗普-诺斯罗普·格鲁门公司负责测试和研发，该计划始于2015年。

英国

“龙火”计划

2017年，英国国防部宣布，已与武器供应商签署开发生产“龙火”激光武器原型合同。“龙火”激光武器是一种适用于战舰的激光武器，用于击落无人机和快速攻击艇。

中国

在2017年的防务展中，展出了“沉默猎手” 低空激光防空系统（LASS）的车载机动型。在2016年召开的杭州G20峰会期间，“沉默猎手”系统就已投入使用。“沉默猎人”系统发射功率为30到100千瓦，最大射程为4公里，专门用于搜索、跟踪和摧毁低空飞行的无人机等低慢速目标。此外，该系统能穿越800米之外的10毫米钢板，或在1000米外摧毁5毫米的钢板，具有较强的地面打击能力。

2023年12月8日，中国四川省某电力局已经开始使用激光炮修剪树枝。

俄罗斯

俄罗斯研发了“佩雷斯维特”系统，属于新物理原理的武器，包括激光、射频、射线和等，由两台大型拖车上的一体化激光发射装置和多个指挥/支援车组成。截至2020年，俄罗斯军队已经在“佩雷斯维特”车载激光武器的基础上建立了专门的激光反导营，成为世界上首个成建制的激光反导部队。

土耳其

2024年4月9日，土耳其国防部网站发布土军测试新型防空激光炮击毁无人靶机的全过程。靶机先被激光束持续照射，机身部分起火，随后直接解体爆炸。

基本设计

主要原理

激光炮的工作原理是利用小型固体脉冲激光器产生激光脉冲辐照附着在透明窗口上的金属膜，烧蚀一部分膜层，产生高温高压等离子体，利用等离子体的高压驱动剩余的膜层以高速飞行。

组成结构

激光炮系统包括激光器、光束控制与发射系统、自适应光学系统、高精度跟踪瞄准和指挥控制系统、雷达或电视引导系统大功率电源系统、装载平台和其他跟瞄系统。其中激光器是产生激光的源泉，是激光炮的核心。

关键技术

高能激光器及其小型化技术

激光炮是一种高能激光武器，是利用强大的定向发射激光束直接毁伤战斗目标或使其丧失战斗力的作战武器。高能激光器是激光炮的核心。激光的产生，必须有激光器，而激光器由激光物质、激励装置和光学谐振腔等三个主要的组成部分。为了适应装载在武器平台上，高能激光器及其小型化技术是激光炮的关键技术，尤其是天基武器平台、空基武器平台和陆基机动武器平台机动性高，对装备的体积和质量要求特别严格。

高精度捕获跟踪瞄准技术

激光炮是靠激光束直接击中目标并停留一定时间而造成破坏的，所以对瞄准跟踪的速度和精度要求很高。激光发射系统与目标距离很远，目标具有运动速度，背景还会有干扰，而且激光光斑在目标具体部位停留一定时间(≥10 m秒)才能达到预期毁伤效果，因此，激光炮要求捕获跟踪瞄准系统要对目标有很强的捕获能力、跟踪能力，跟踪角误差精度要达到微弧度量级。提高光学跟踪设备的跟踪角速度和角加速度，减小跟踪误差和瞄准误差，提高光学平台的稳定性等是激光炮的关键技术。

光束控制及发射系统技术

高能激光束在腔镜和光路中的反射镜上持续时间会达数秒，部分反射镜要承受数十千瓦/cm-的功率密度。在这种情况下容易引起镜腔的热畸变，使光束质量显著下降，因此对光腔与副反射镜的材料、加工误差、反射率和镀膜技术要求很高。光束发射距离远、光束发散角要小，还要减小短红外波段的低阶与高阶像差，减小质量来提高机动性。因此，大口径、高质量、非球面、轻质望远镜是光束控制的关键技术。

自适应光学系统技术

激光在大气中传输受到湍流的影响使光斑半径扩散，为了克服大气湍流的影响，可采用自适应光学技术加以补偿，校正激光大气传输畸变，以实现跟踪瞄准飞行中的目标。臼适应光学系统由三个组成部分实现最优化：感知系统必须进行补偿的像差测量装置、把此信号转变为有用信号的处理器和消除像差危害的波前变更系统。

武器分类

按激光能量

根据激光能量，激光武器可分为低能激光武器和高能激光武器（或强激光武器）。

高能激光武器

按照美国国防部的定义，高能激光武器指平均输出功率不小于20千瓦或每个脉冲的能量不小于30千焦的称为高能激光武器，高能激光武器的作战对象是航天器、飞机、直升机或导弹等，目的是摧毁这些结构本身而不仅仅是破坏其传感器。

低能激光武器

按照美国国防部的定义，高能激光武器指平均输出功率小于20千瓦或每个脉冲的能量小于30千焦的称为低能激光武器，功率或能量在此界限以下的则属于低能激光武器。低能激光武器的作战对象则是各种航空武器系统上的传感器、敌方指战员的眼睛等对激光极为敏感的器件和部位。

按作战用途

根据作战用途，激光炮分为战术激光炮和战略激光炮两大类。有些激光炮兼备战术和战略激光武器的功能，如机载激光炮，既可用来反弹道导弹，又有潜力发展成为反卫星的武器。

战术激光炮

战术激光炮是利用激光作为能量，以一般性战术目标为攻击对象，主要用于防空、反导、地面压制，像常规火炮那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离可达20千米。激光炮能够发出很强的激光束来打击敌人，造成飞机失控、机毁人亡。

战略激光炮

战略激光炮是利用激光作为能量，以重要战略目标（如卫星、洲际弹道导弹、雷达站等）为攻击对象，可以反卫星、反洲际弹道导弹，可攻击数千千米之外的目标，是最先进的防御武器。

按打击方式

根据能量大小、激光炮的打击方式可分为软打击和硬打击两种。

软打击激光炮

软打击主要是打击导弹的导引头和整流罩，破坏其传感器和电子线路，致使导弹不能准确飞向目标。这种打击射程可超过10 千米，激光功率只要达到100千瓦左右即可。

硬打击激光炮

硬打击则是把导弹的壳体、燃料室以及整体结构彻底摧毁，使导弹在空中爆炸。射程为10千米至几百千米时，激光炮功率要求400千瓦。由于激光炮强大的威力，美国海陆空天部门都在加强对这一武器的研制，以在未来可能的战争中争取更多主动。

按装备平台

根据装备平台，激光炮可分为陆基激光炮、海基激光炮、空基激光炮。

陆基激光炮

陆基激光炮分为固定和车载机动式。把激光器装在坦克和各种特种车辆上，用来攻击敌人的坦克群、火炮阵地以及导弹等武器。

海基激光炮

海基激光炮主要为舰载，美国海军正研究在未来10年内为其水面舰艇甚至潜艇装备高能激光炮，海军发展激光炮的主要目的是对抗反舰巡航导弹．同时该系统也具有保证作战部队进入的关键能力，主要是利用潜艇，水面部队及陆战队的力量来对付诸如小型舰艇群，海上飞机和无人机一类的非对称、反进入威胁。

空基激光炮

空基激光炮分为有人机载激光炮和无人机载激光炮，主要为机载和太空载。美国空军机载激光炮项目以波音747大型客机为载体，把大型的化学激光器由地面搬到空中，击落处在飞行初段的弹道导弹。机载激光炮将携带足够的化学原料，可以对目标进行大约20次射击。除机载方式外，美国空军还在开发反射中继技术。

性能特点

激光炮是一种利用强激光束携带的巨大能量摧毁敌方飞机、导弹、卫星等目标和杀伤人员的高技术新概念武器。激光炮能在一秒钟内发射1000发“光弹”，即“强光束”。可依靠远程警戒雷达测定敌方导弹或飞机飞行的方位、距离、高度、速度等参数，经过电子计算机处理后命中目标。激光炮具有攻击目标快、反应时间短、不受电磁干扰等特点。