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1、美国空基激光器的落幕 2012-2-27 20:44 阅读(4.15 万) 赞(4) 转载(226) 分享(32) 评论(52) 复制地址 举报 更多上一篇 |下一篇：太空发射系统揭晓由于反导政策的转变、预算的压力和性能的不足， ABL/ALTB 黯然退场，它的成绩也永远定格在仅有的击毁了 2 枚靶弹上2012 年 2 月 14 日美国弹道导弹防御局发布的消息，波音公司为主承包商的美国 ALTB/空基激光试验平台 (原 ABL/空基激光器项目)试验机当天飞往第309 航空航天技术装备维护和修理大队(AMARG)所在的戴维斯-蒙森空军基地，这是空基激光试验平台载机波音 747-400F 的最后一
2、次飞行。亚利桑纳州戴维斯-蒙森空军基地 AMARG 的飞机停放场又称飞机坟场，空基激光试验平台的波音 747-400F 载机将直接在此转入封存，这为历时 16 年之久的美国空基激光器项目画上了一个并不圆满的句号。美国早在 70 年代就使用 NKC-135A 飞机进行了空基激光系统的研究激光武器具有高指向性、高杀伤力、高速和反应速度快以及拦截成本低的优势，在问世之初就受到防务工业的广泛关注。20 世纪 70 年代后大功率化学激光器开始突破大功率的瓶颈，激光武器的研制和使用日益得到重视。美军1975 年到 1984 年间进行了空基激光试验室(ALL)项目的研究，修改后的 NKC-135 飞机携带波
3、长 10.6 微米的激光器，在试验中成功拦截了响尾蛇空空导弹和靶机，证实了空基激光器的可行性。20 世纪 80 年代美国提出的战略防御倡议(SDI，即俗称的星球大战计划)中，最初设计也以激光武器作为天基拦截的核心。星球大战计划中还规划了化学激光器的设计，1985 年进行的试验中美国空军的中红外先进化学激光器(MIRACL)成功击毁了大力神导弹的推进段，证实了助推段激光拦截的可行性，星球大战计划结束后，美国空军还曾试图使用 MIRACL的技术用于反卫星试验。1991 年海湾战争中伊朗可飞毛腿导弹的威胁，让美国在加快推进以爱国者和 THAAD 为核心的战区弹道导弹防御的同时，同样对空基激光器用于助
4、推段拦截的优越性大感兴趣。20 世纪 90 年代初美国国防部对空基激光武器进行了全面的分析和预研，评估后选定了 1.315 微米的氧碘激光器。这种类型的激光器早在 1977 年就已经研制出来，它的最主要优势是输出功率最高同时重量尺寸目标较小，氧碘激光器将化学能转换为激光的有效系数也较高。1990 到 1992 年间大功率氧碘激光器取得了突破性的进展，兆瓦级激光器已经可望而可及。1994 年白沙靶场的激光拦截试验中，证明激光器可对飞毛腿导弹燃料箱造成彻底的破坏。美军的空基激光器波音 747 载机及其内部结构图在一系列前期预研成功的鼓舞下，1996 年 11 月美国空军正式开始空基激光器项目(AB
5、L) ，与总承包商波音公司签订了 11 亿美元的合同。ABL 系统包括载机平台、兆瓦级高能激光武器、火力光束控制系统和战场管理系统。后来并入诺思罗普格鲁曼公司的 TRW 公司为 ABL 项目提供激光器，洛克希德马丁公司则为 ABL 项目贡献了火控系统、激光束控制和相关的光学系统，波音公司则负责研制战场管理系统、地面支援系统、波音 747 飞机的改装工作和各个子系统的整合。按照设计携带高能激光器的波音 747 飞机将飞行在 12 千米以上高空的、高能激光射程 400 千米左右，每次巡航可发射激光 2040 次，巡航时间超过 18 个小时并可通过空中加油进一步增加。空基激光器系统将使用机载的红外传
6、感器用于最初的导弹探测，探测到刚刚发射的弹道导弹后，发射低能量的跟踪激光光束用于测量导弹的弹道、速度并确定瞄准点，还将确定大气湍流的影响修正激光瞄准点，最后兆瓦级激光器发射高能激光击毁目标。高能激光主要通过加热弹道导弹壳体引起结构变形损坏，导致导弹解体爆炸。对于一般目标而言，交战全过程约持续 812 秒，根据弹道导弹推进剂和壳体材料强度不同，高能激光的照射时间也各有不同。空基激光器携带了高达 100 次激光射击的氧碘工质，每次射击消耗的工质费用不过 1000 美元，但可拦截各种类型的弹道导弹，尤其是用于对中远程弹道导弹的助推段拦截。它可在弹道导弹助推段速度较慢又存在较大加速度的情况下进行攻击，
7、攻击发生在弹道导弹释放诱饵和分弹头之前，理论上具有很高的作战效能。此外空基激光器系统还可用于攻击从巡航导弹、战术飞机到卫星的各类战术目标，为美国提供了对抗弹道导弹威胁的强大威慑力和对抗空中目标的巨大潜在用途。在星球大战计划各种反导用激光武器无疾而终的情况下，ABL 可以说是仅存的血脉，在 2009 年取美国弹道导弹防御局取消助推段拦截的 KEI 和中段的多拦截器 (MKV)后，更是美国弹道导弹防御系统防御能力大幅提升的唯一希望，不过由于诸多的技术、工程问题和决策的变化，它最终还是走到了末路。虽然美国弹道导弹防御局表示仍将继续推进高能激光武器项目，但未来的项目将以更高效的固体激光器为基础，距离正
8、式立项更是遥遥无期的事情了。飞行中的 YAL-1A 试验机，机体前部为激光转塔球，提供了宽广的设计视场先进的高能激光反导系统理论上具有很高的作战能力，但系统也极为复杂，ABL 项目研制过程中遇到了前所未有的技术障碍导致进度不断延期。按照美国空军的最初计划，ABL 系统要在 20032004 年进行首次导弹拦截试验， 2006年生产首批 3 架飞机具备初始作战能力，到 2008 年完成 7 架飞机的生产并使整个机队具备全面作战能力。ABL 原计划安装 14 个高能激光器模块，但由于激光器尺寸质量等各方面因素的影响最终减少为 6 个模块。1998 年 6 月 TRW公司设计的十万瓦级高能激光器模块
9、成功进行了地面出光实验，出光时间持续了 5 秒，据称输出功率超过设计值 10%，这成为 ABL 发展史的重要里程碑。1999 年 4 月用于 ABL 火力控制和光束控制的光学主镜片交付，用于波音 747-400F 飞机前端的砖塔球中。1999 年 6 到 9 月美国空军在白沙导弹靶场的试验中，证实了光束控制系统的性能。自适应光学系统补偿后的光斑约为未经过补偿的光斑的 1/5 到 1/20，这是美国空军实验室高能激光领域取得的最重大成就之一。1998 年波音公司对波音 747-400F 飞机进行了一系列风洞试验，证明改装后的飞机满足 ABL 项目需求，2000 年 1 月波音公司开始对首架飞机进
10、行改造。2000 年 4 月 ABL 项目通过了最终设计审查，并正式确认 ABL 开始转入结构设计，开始硬件制造并组装整个系统。2001 年美国弹道导弹防御局从美国空军接手空基激光器项目。2002 年 7 月 18 日起 YAL-1A 开始进行适应性飞行，但子系统的进度问题一直困扰着 ABL 项目，此时已经装备了红外探测和跟踪系统，但高能激光和光束控制系统仍未安装。2004 年 10 月洛克希德马丁公司才交付了转塔球这一空基激光器的最后一个子系统。2004 年的另一个突破是实际使用的激光器模块的第一次出光试验，6 个氧碘激光器模块并联发射了一束激光并持续了 1 秒，不过这只是地面试验而且不是全
11、功率射击，达到设计需要的功率和时间仍然需要时间，还需要进行飞行试验，而按原定计划 2004 年 ABL应该进行首次实际射击试验。由于子系统的拖延，ABL 项目研制进度大为滞后费用也不断攀升，这引起了美国国会和美军的广泛关注。美国弹道导弹防御局不得不在 2002、2004 和 2005 年对 ABL 项目进行了三次重大调整，降低了ABL 项目的目标并延长了研制时间，这不可避免的导致了 ABL 项目研制经费的进一步超支。根据 2005 年调整后的计划，ABL 系统的第一次空中拦截试验已经推迟到 2008 年，第二架 ABL 飞机的采购将安排在 2009 年。2005 年美国总审计署的报告指出 AB
12、L 合同的预算已经增加到 36 亿美元。完成整个项目需要的研制经费更是一个无底洞，有分析认为 ABL 项目总花费将超过 100 亿美元。美国总审计署的报告认为，ABL 项目进步延期和费用超支的主要原因是研制过程中对整个系统的复杂性估计不足，导致规划设计很不合理。研制过程中样机研制和系统集成过急子系统试验不充分，再加上高指标的特殊部件和全新的软件系统的研制更是耗时甚久，系统集成过程中子系统研制测试反复延期，全系统研制的进度就更是雪上加霜了。 2010 年 2 月 12 日 ALTB 成功击毁了短程弹道导弹靶标，但这竟是整个项目仅有的两次成功ABL 系统研制进度虽然不断拖延但仍在继续前进，2007
13、 年 3 月 15 日YAL-1A 飞机终于进行了首次空中照射试验，用于跟踪和修正的 2 台千瓦级激光器照射到了作为靶标的 NC-135E 飞机，初步验证了跟踪、测量和补偿大气畸变的能力。2008 年 7 月整套系统装上飞机开始试飞， 2009 年 6 月跟踪了 2枚 Terrier-Lynx 靶弹验证了光束控制系统的能力，2009 年 8 月 10 日进一步完成了探测、跟踪、补偿大气畸变并使用替代高能激光模拟杀伤靶弹的试验，18日飞机首次实现了飞行中发射了兆瓦级高能激光束。2010 年 2 月 11 日和 12日，YAL-1A 使用高能激光击毁了两枚液体短程弹道导弹。2 月 12 日还对一枚
14、固体弹道导弹进行拦截，但由于光束失准未能摧毁这枚导弹。2010 年 2 月的拦截成功对整个项目来说是一个好消息，但已为时太晚。2009 年 4 月美国国防部长盖茨就宣布取消第二架 ABL 飞机的采购，并称应将项目退回到研究和开发阶段，ABL 项目也在 2009 年改名为 ALTB。盖茨认为 ABL 的性能有限而费用过于高昂，高能激光用于洲际导弹助推段拦截在技术上尚不成熟。早在 2003 年美国物理学会(APS)对助推段拦截所做的评估报告中，就对 ABL 系统的实际效果表示怀疑。 APS 的评估: ABL 系统助推段拦截朝鲜射向美国的洲际导弹.从图中可以看出 ABL 要拦截成功，大部分情况下要深
15、入朝鲜领空根据 APS 的设定，ABL 系统对助推段的固体和液体洲际弹道导弹杀伤距离分别为 300 和 600 千米，如果以 5 秒和 20 秒持续激光照射完成摧毁，ABL的实际飞行范围必须极其靠近导弹发射点。考虑到实际发展洲际弹道导弹威胁美国的主要是伊朗和朝鲜，结合地理位置的评估表明 ABL 要成功拦截朝鲜洲际导弹，大部分情况下要飞入朝鲜或我国东北上空，拦截伊朗洲际导弹时则完全在伊朗上空。对于缺乏自身防御能力的大型波音 747 载机来说，深入敌国和第三国上空进行拦截在政治上和军事上都具有极大的风险，严重削弱了 ABL 的实际价值。对于伊朗和朝鲜尚且如此，对中俄洲际导弹 ABL 的拦截能力更是
16、鞭长莫及，这使反导计划的狂热支持者也对其热情消退。相比远程和洲际弹道导弹，战区弹道导弹的助推段时间更短、壳体一般更厚结构强度更高，而 ABL 飞机探测、跟踪、测量和自适应光学补偿以及最后的射击所需时间太长，很难实际在助推段实现摧毁。总而言之，ABL 系统的性能还远不能满足助推段拦截的需求，盖茨的讲话中认为美国需要比现有氧碘化学激光器功率高 20 到 30 倍的高能激光系统才能满足远距离助推段拦截的需要。空基激光器系统技术上不存在无法逾越的障碍，它的技术和性能问题都属于持续投资可以解决的问题。美国现任总统奥巴马上任后，转而决定以现有成熟技术为基础建立一个更实用的反导系统，ABL 这种高技术风险完成遥遥无期而且不实用的项目就被打入冷宫，这给了 ABL 项目最重的一击。公允地说奥巴马的决定是合理的，原有的 ABL、MKV 和 KEI 等高科技项目实质是布什时代野心勃勃建立一个完全抵消中国洲际导弹威胁，大幅度抵消俄罗斯洲际导弹威胁的产物，不过宣传上以伊朗和朝鲜导弹威胁为掩饰。以美国及其盟友的实际
