美军机载激光器计划寿终正寝
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作者: 彭灏 张素梅
2012年2月，随着美国“机载激光试验台”（ALTB）载机在戴维斯空军基地被封存，标志着历时近20年，耗资50多亿美元的机载激光器（ABL）计划寿终正寝。
ALTB是美国国防部定向能研究的先进平台，在1架改装的波音747-400飞机上安装了2台固体激光器和1台兆瓦级化学氧碘激光器，用于演示定向能拦截弹道导弹的能力。ABL曾一度被认为将引领军事领域的革命。高精度的感应、跟踪和瞄准能力与光速武器结合将对军事作战产生颠覆性影响。虽然设计意图用于拦截助推段的弹道导弹，但其潜力可以用于反低轨卫星任务、压制敌方防空等多个领域。
ABL计划发展历程
1992年，美国战略防御计划组织（SDIO）开始实施ABL计划，1993年移交空军负责，2001年又转交导弹防御局管理。按照美军最初的计划安排，ABL计划于2003年底或2004年初进行首次导弹拦截试验；2006年首批生产3架飞机，具备初始作战能力；2008年生产7架飞机，具备全面作战能力。但由于技术和资金问题，计划数次调整，进度一再推迟。2010财年，美国国防预算中将ABL计划由原来的采办项目转为“机载激光试验台”(ALTB)技术演示验证项目，并取消第2架原型机采购。
ABL计划前期需要攻克的技术难点多，其研发速度极其缓慢。美国空军的“机载激光实验室”（ALL）计划是ABL计划的先驱，该计划用了10多年（1973年?1984年）时间演示验证了高能激光拦截空中目标的技术可行性，但在许多关键技术领域仍无法取得突破。1992年海湾战争结束后，美国空军针对不断扩散的战术弹道导弹威胁提出ABL计划。1996年ABL完成概念设计后，用了6年时间（1996?2002年）进行方案设计和风险降低研发。美国专家称，ABL计划比预期的难度大得多。
ABL计划一直饱受争议，尤其是2002年以来，动能拦截技术飞速发展，使ABL计划压力更大，但技术却不断取得突破。2004年，实现了6模块氧碘激光器首次出光，并完成波音747-400F改装后适航性飞行试验（未安装全功率氧碘激光器）；2005年在实验室实现了6模块氧碘激光器全功率运行；2006年完成了低功率发射和模拟跟踪瞄准地面试验，验证光束控制、火力控制系统和自适应光学系统的功能；2007年完成跟踪照明激光器飞行试验，验证了自动跟踪系统对空中飞行目标的捕获和跟踪能力，以及拦截弹道导弹的全部作战过程。2008年完成了全功率高能氧碘激光器6个模块在机载平台上的安装，以及实现了地面试验状态下的全系统全功率运行。2009年，ABL进行了一系列成功的飞行试验，包括：完成整个武器系统的功能检查飞行试验、对导弹的跟踪、大气补偿和低功率发射试验、第一次打击装有仪器的目标靶弹的飞行试验、首次进行兆瓦级（高功率）化学氧碘激光器的发射飞行试验。
2010年2月12日12时44分，ABL进行了打靶试验，成功击落了1枚处于助推段飞行的液体燃料短程弹道导弹靶弹。1小时内，ABL再次成功探测、捕获到了处于助推段的另1枚固体燃料短程弹道导弹靶弹，但在实施摧毁靶弹之前，系统出现异常，ABL出光系统自行关闭，中断了对目标的照射。虽然ABL很快恢复功能，但并未尝试再次摧毁目标。9月1日，美国导弹防御局又进行了1次对短程弹道导弹的拦截试验，旨在验证ABL在更远距离上（160千米外，首次试验距离仅80千米）拦截携带模拟核弹头且处于助推段的短程弹道导弹的能力，最终因控制激光波束的软件出现了错误，致使高能激光波束未能有效校准，系统随即关闭了高能激光器，拦截试验宣告失败。
ABL系统组成及工作原理
ABL由载机、被动红外传感器、高能激光装置、光束控制/火控系统以及作战管理与指挥控制系统组成。载机由波音747-400F改装而成，机头加装了激光“炮塔”，在机身座舱顶部区域加装了激光主动测距系统的吊舱。此外，还进行了其他一些改装，以便所有系统都装配在载机上。ABL最关键的部件是氧碘化学激光器，主要由主激光系统、信标激光系统和低能激光照射系统组成。
主激光系统
由机身背部的兆瓦级的化学氧碘激光模块（COIL）产生，波长1.315微米，一条管子贯通分隔前后机舱的隔舱，大威力的激光光柱从中穿越，而后穿过光柱控制系统，由机头的激光照射器射出。机头的激光照射器装在机头一个直径2.64米的“炮塔”内，有效发射角度是240°，发射的总时间小于200秒。如果发射30次，每次照射时间将不大于6?7秒。摧毁目标的最大距离约为200千米（与目标的抗毁伤能力有关）。激光照射器可以同时发射多束激光，光柱能够将数兆瓦的化学激光对准导弹的燃料舱，直接将其摧毁。
信标激光系统
用来指示目标，并实时测试大气对激光的干扰，并将数据传给控制计算机，校正激光杀伤精度。超高灵敏度跟踪激光器（被动测距系统）由二氧化碳激光器、主动/被动传感器、光学系统、万向节和各种电子装置组成，其功能是为任务处理器提供数据，利用这些数据信息对敌方的弹道导弹进行跟踪，并按照威胁大小进行排序，以指挥激光器实施攻击。超高灵敏度跟踪激光器可用于计算导弹的轨迹参数、预测导弹发射点和弹着点，也可以把这些数据传给其它导弹防御单元。
低能量激光照明系统
主要用于指示目标、测定目标距离、跟踪目标，并向主光束输送瞄准数据，同时还可提供大气（激光通路）的扰动信息。
ABL拦截弹道导弹的工作原理是：ABL载机在距离敌方导弹发射区300?400千米远的高空巡逻。侦察卫星或预警飞机等侦察系统发现敌方弹道导弹发射后，通过Link-16数据链将相关威胁数据传输给ABL机载指挥控制系统。机载指挥控制系统接到威胁数据后，把数据传递给机载目标跟踪系统，机载360°视场被动红外传感器探测目标后，用波长1.06微米的多光束激光照明器照射目标，用高分辨率成像器进行成像，通过主望远镜进行观察以获得良好的跟踪数据，随后引导信标光束和杀伤光束。信标光束比杀伤光束稍早一些发出，以便对杀伤光束所要经过的大气路径进行测量。在信标激光和自适应反射镜继续对大气畸变进行补偿，激光照明器和被动红外传感器继续对目标进行跟踪的同时，安装在机头转塔内直径为1.5米的反射镜将1.315微米的杀伤激光束集中照射处于助推段的弹道导弹燃料箱并摧毁目标。
目前，ABL可以在各种大气条件下进行补偿，但还不能穿透云层去击落导弹，所以ABL载机必须在云层上飞行，通常飞行高度为12千米左右。在无云的天气情况下，拦截的时间就会更早。对于近程导弹而言，要在助推段完成捕获和拦截，就只有30多秒的拦截时间。
ABL计划终止的主要原因
美国国防部决定在2012财年终止ABL计划，其主要原因是研发、采购和保障成本昂贵，且实用价值不大。
作战距离短，自身防护能力差，实战价值有限
ABL反导作战的实际拦截距离相当有限（理想情况下的最大射程，固体和液体燃料导弹分别为300千米和600千米)，加之敌方导弹发射阵地通常距边界有一定纵深，使得ABL载机不得不靠前部署，但ABL载机速度慢、机动性差、目标信号特征明显，敌方甚至无须考虑突防就可在其安全纵深内对ABL实施打击，其战场生存力将面临严峻考验。此外，ABL实战部署时，还必须考虑敌方导弹可能采用弹体旋转、反射涂层和隔热防护层等多种对抗措施。美国防部长盖茨指出，ABL高能激光器的功率还要再提高20?30倍，才能有效对付潜在导弹威胁。美国《弹道导弹防御评估报告》（2010年）也指出，ABL的作战概念“定义尚不明确”。
研发和采购成本昂贵，战时保障困难
盖茨在批评ABL计划时指出，要有效对付来自伊朗的导弹威胁，“需要沿伊朗边界部署10?20架ABL飞机，每架飞机需15亿美元的采购费。由于ABL系统采用的化学氧碘激光器结构复杂、体积庞大，只有大型飞机才能容纳，要将ABL投入实战部署，战区附近必须有大型机场并具备相应的维修保障能力，每年的保障费将达1亿美元。此外，ABL自身防护力薄弱，战时还需同时部署战斗机以保证其安全，还要增加使用成本。用其全面防范国土面积更大、军事实力更强的敌对国家，其费用将更会是天文数字，这对正在紧缩财政开支的美国政府来说确实勉为其难。
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