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指哪打哪的激光武器，会是战场杀手锏吗？
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近年来，近程激光防御系统取得重大进展，但世界各国研制中的大功率远程激光武器系统，仍旧面临非常多尚未突破的技术难题。
近期，网络上流传着一个巴以冲突中，以色列以激光武器击落敌方火箭弹的视频，据称激光武器是以色列“铁束”（Iron beam）激光防御系统，看起来非常厉害。但该视频其实可以追溯到 10 月 11 日网友上传的一段战争沙盒游戏《武装行动3》（Arma 3）的游戏视频，并不能当真。
10 月 16 日，该游戏制作公司——捷克波西米亚互动工作室（Bohemia Interactive Studio）的首席执行官马雷克·斯潘内尔（Marek Španěl）在其个人社交媒体证实，网传视频来自游戏录屏，并且提醒，要注意使用各种游戏视频谎称是战争实拍的行为。[1]
铁束是什么？
2014 年初，以色列军火巨头拉斐尔先进防务系统公司（Rafael Advanced Defense Systems）在新加坡航展上展示了铁束定向能防空系统。[2]
所谓“定向能武器”（direct-energy weapon）是指释放高能量定向击毁目标的非弹道武器，包括激光、粒子束、高能微波等。铁束采用的就是高能激光作为杀伤手段，该系统由以色列国防部出资，拉斐尔公司联合美国洛克希德·马丁公司研发。
拉斐尔公司曾宣称，铁束将会在 2015 年进入以色列陆军服役。但在2022 年表示，该系统还需要 2-3 年的时间才能完成实战部署。
铁穹的弊端
为此，以色列军方打造了一个由多层防空武器组成的防空系统。其最外层防空由作战半径超过 2000 千米的“箭3”（Arrow 3）大气层外拦截导弹组成；第二层为作战半径数百千米的“箭2”（Arrow 2）导弹；百千米以内的目标由中层防御“大卫投石索”（David’s Sling）导弹负责拦截；铁穹（iron dome）作为近层和末端防御系统，负责拦截敌方射程在 4-70 千米的各种火箭弹和其他低速弹药。
在这四层防空系统中，铁穹无疑是其中最大的明星。自 2011 年服役以来，铁穹拦截各种火箭弹袭击的场景已经成为了新时代战争的名场面。十几年来，铁穹以近九成的拦截成功率击落了上万枚各种目标，成为了当今最优秀的防空系统之一。
一个典型的铁穹作战单元的基本构成包括：
探测和跟踪系统，其核心为相控阵雷达，可以同时跟踪1100个目标。
指挥和控制系统，负责分析来自探测跟踪系统的数据，解算导弹的拦截弹道；如果系统研判目标弹着点会在无人区，就会自动放弃拦截。
发射系统和导弹系统。因为以色列国土面积有限，敌人的来袭方向可以提前预判，故而采用固定发射阵地；导弹发射器配备 20 发塔米尔（Tamier）拦截弹，每个作战单元装备3-4台发射器。塔米尔采用中段指令制导和主动雷达末制导，并装备近炸高爆战斗部。一个铁穹作战单元可以覆盖约 150 平方千米，60-80 枚备弹可以对抗 30-60 个来袭目标。
当然，铁穹系统并非无懈可击。铁穹的最大缺点就是抗饱和打击能力有限，尽管它在抗饱和打击方面已经是“世界最强”之一。以色列目前装备有十几个铁穹作战单元，其全部待发的拦截弹在第一波哈马斯饱和火箭弹齐射攻击中，就几乎消耗殆尽。利用铁穹系统再装填导弹的火力空白，哈马斯实现了有效打击。
此外，相较于哈马斯简易火箭弹（单枚成本仅几百到几千美元），铁穹需要付出更高的经济成本。一个铁穹作战单元的成本约为 5000 万美元，每枚塔米尔拦截弹的成本约 4-5 万美元。这对于一个采用高性能相控阵雷达和主动雷达引导拦截弹的高端防空系统已经是非常低的价格，但根本无法与无需精确制导的火箭弹相比。
这一次的巴以冲突，很多分析家认为，以色列的铁穹系统拦截弹库存已经消耗殆尽。即便铁穹的单发拦截成功率提升到 100%，这种“兑子”游戏从时间成本和经济成本上都是不可持续的。
激光武器的优势
首先，激光束的速度是光速，打击速度极快且命中精准度极高（激光沿直线行进，无需考虑目标弹道轨迹）；其次，激光本身没有质量，因此发射激光束也不像发射炮弹和导弹一样需要考虑后坐力或者震动，发射系统的力学设计会相对简单。理论上，只要有能源输入，激光武器可以无限次发射，而不用像传统武器一样考虑备弹数量和再装填速度。同时，每次打击只需考虑其消耗能源成本，单发成本低，并且没有炮弹、导弹的设计、生产、物流、仓储、检修、报废的全寿命成本问题，减少了后勤负担。
因此，理论上低成本、有无限开火能力的激光防空系统，就成了对抗类似哈马斯火箭弹作战场景的理想武器。这也是以色列在铁穹系统列装之前就开始研发铁束系统的原因。
激光武器的现实问题
首先，激光之所以能用作武器，主要依赖于其携带的能量。当高能光线照射到物体后，会产生强烈的热效应，让物体表面迅速升温，对物体造成破坏。生活中的激光切割、激光焊接、激光手术刀等利用的都是这个原理。所以，要摧毁目标，必须有足够强度的激光照射到目标上。
激光和其他的电磁波一样，在空间传播遵守能量的平方反比定律，所以单位面积的能量会随着交战距离的增加而迅速衰减。如果要用激光拦截远距离的目标，比如数百千米外的弹道导弹，理论上需要激光器的功率最少要达到兆瓦级。
美国曾提出“机载高能激光拦截系统”（ABL）的概念”，即把高能激光器装在飞机上，拦截几百千米外敌方刚刚发射、尚在助推阶段的战术地对地弹道导弹。最终，美军将YAL-1A系统（一台1兆瓦级、总重近20吨的氧碘化学激光器）搭载在改造的波音747上，但该项目于2011年被取消。时任美国国防部部长罗伯特·盖茨表示：“需要比现在飞机上的化学激光器强大 20 到 30 倍的激光器，才能在距离发射场任意距离的地方发射……如果要实施此计划，需要 10 到 20 架747，每架花费 10 亿美元，每年运营费用为 1 亿美元。”
现阶段，为了提高工程的可行性，各国在继续推进兆瓦级激光武器研发的同时，把着力点放在了百千瓦和十千瓦级激光武器。铁束系统即百千瓦级的激光防空系统，作战目标主要是火箭弹、迫击炮弹等相对高速的弹道目标。把激光武器从战略防御转变成射程较近的战术武器，即便激光器能量下降了一到两个数量级，技术难度依然很大。
难度主要体现在两方面，一是能量供给，尤其对于对机载、舰载、车载平台，激光发射需要瞬时大电流，同时又要求连续发射能力，这需要极高性能的电能储存设备。二是热控，激光器工作时，能量并不能完全转化为光能，相当大部分会变成热，对激光器乃至整个激光武器的结构安全都会造成巨大的冲击。
另外，激光武器控制系统异常复杂。虽然激光速度极快且准直性好，但实际应用中，光线会因为地球大气的吸收、散射、湍流和热晕效应，能量削弱并发生光束畸变和光斑移动。而且与几乎可以一击必杀的炮弹、导弹不同，激光需要一定的照射时间才能破坏目标，这一时间在 1-10 秒之间。因此激光武器需要跟踪瞄准，不仅要提升功率，还要减弱大气对激光的影响，这对光束控制系统提出了极高要求。
以YAL-1A系统为例，它的激光器发射端为直径 1 米的反射镜，在 100 千米外，激光束的光斑直径约 20 厘米。激光器本身在飞行，载机的震动和颠簸，不均匀大气引起闪烁，在这种情况下，还要让光斑在几秒内准确压在一个高速运动的目标上，技术难度可想而知。
在反制激光武器方面，传统的烟雾干扰就可以大大降低激光武器的作战效果；云雾、雨雪、沙尘、雾霾都会阻碍激光的传播。在以色列这样相对干旱的环境中，激光武器可以使用的可能性还比较大，在其他气候多变的区域，很多时候激光武器无法做到全天候使用。此外，在火箭弹、无人机等表面涂上一层可以反射激光的涂料，也可以让激光失去作用。
激光武器已有实战战果
从亚美尼亚同阿塞拜疆的纳卡争端、到俄乌冲突，直至最近的巴以冲突，在21世纪 20 年代发生的这些战争中，各式各样的无人机成了当之无愧的战场明星。如同第一次世界大战中的坦克一样，这些无人机改变了战争的模式。对抗无人机，成为了今天各国军队的首要任务。
与传统的飞机、导弹、火箭甚至炮弹比，无人机属于低空、慢速、小目标，蜂群一般的低成本无人机，让传统防空系统难以识别，难以跟踪，难以打击。
一架商用四轴无人机或者简易无人机，成本远低于防空导弹，甚至比要能击落它们的炮弹成本还低。这时候，激光防空的必要性就凸显出来了。因为这些无人机多数高度不大，续航距离也有限，所以百千瓦，甚至十千瓦级别的激光就可以在几千米距离上对其进行有效拦截。
我国作为无人机大国，同时又是一个激光技术强国，很早就开始了这方面的研究。在最近几届中国航展等国内外的防务展上，中国的激光武器也已经站上了展台。[3]
相信在更加前沿的领域，我国的激光领域科学家也一定在进行着探索和实践，激光的对抗，已经从科幻电影走进了真实战场，我们正在目睹这一切的发生。
参考文献
[1] https://www.reuters.com/fact-check/clip-shows-arma-3-gameplay-not-israels-laser-weapon-system-2023-10-18/
[2] https://web.archive.org/web/20140119215110/http://www.rafael.co.il/Marketing/195-1951-en/Marketing.aspx
[3] https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_20657187
注：本文原文于近期发表于微信公众号“科普中国”，原题为《铁束发威，巴以冲突中的“激光打火箭弹”小视频是真的吗？》，返朴此次发表经作者同意，做了一定修改和删减。
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