防空反导系统杀伤方法发展历史(5):定向能量杀伤新概念

出品：科普中国

作者：岳江锋

策划：宋雅娟

监制：光明网科普事业部

美国国防部于1981年成立了定向能源技术署，以发展粒子束武器和激光武器，并实施了一项五年发展计划，自该年以来预算为3.15亿美元。到20世纪80年代中期，在美国提出的“星球大战”计划中，定向能武器作为主要拦截武器的概念第一次“跃上纸面”，主要包括天基激光、地基激光、空间粒子束武器等。然而，经过几十年的探索，定向能武器在拦截作战中的应用仍然非常有限，但其在防空反导领域的独特优势和巨大潜力一直令美国难以放弃。

定向能武器具体有哪些优势？

定向能武器是指向某个方向发射的高能束，用以摧毁敌机、导弹、卫星和其他目标。高能束主要指强激光、高能大电流粒子(电子、质子和离子)和强电磁波。定向能武器的特点是能量高度集中，命中率高。它们可以快速改变发射方向，在短时间内拦截或攻击多个目标。

美国之所以探索在防空、反导甚至反卫星领域使用定向能武器，是因为它比其他常规武器有以下独特优势：第一，激光、微波和粒子束以光速或接近光速的速度对准目标，并能命中瞄准，目标难以避开；其次，它可以控制光束快速改变方向。一种武器可以在很短的时间内连续攻击多个目标，反应灵活快速。第三，能量高度集中，通常只对目标本身造成损害，甚至对目标的某一部分造成损害，这与核武器或化学和生物武器不同，会造成广泛的损害或破坏。

正是基于这些优异的特性，定向能武器能够瞬间击中从远距离快速移动到几千千米以外的目标(如洲际弹道导弹助推器、母坦克、诱饵、军事卫星等)。)，摧毁他们，并可以迅速重新瞄准下一个目标。

激光反导的杀伤机理是怎样的？

机载激光系统(网络图片)

激光武器已有40多年的历史，其关键技术取得了重大突破。目前，防空反导激光武器主要包括化学激光和固体激光。其中，化学激光器可以方便地实现大功率兆瓦输出，用于硬杀伤或远距离干扰，但它们体积庞大，存在发射污染问题，只能部署在较大的作战平台上，如战略运输机等。固态激光器体积小、重量轻，但其当前输出功率相对较低，这使得它们更适合于对体积和重量要求更严格的车载平台。

“杰出”的化学激光反导武器是著名的美国机载激光系统。ABL系统的核心部件是兆瓦级化学氧碘激光器，它安装在一架改进的波音747-400F运输机的背面。借助于响应非常迅速的激光指示系统，强激光束穿过穿过飞机前部的管道，并在穿过光束控制系统后发射出去。

自2004年以来，机载激光已经多次成功摧毁了用于测试的弹道导弹。虽然实验取得了很大的成功，但激光系统结构复杂庞大，易燃，有毒，化学染料有腐蚀性，使用维护麻烦，价格昂贵，很难进入实战部署状态。奥巴马上任后，他更加注重发展导弹防御系统中更成熟的反导系统。2011年12月，美国国防部决定终止这项历时16年、耗资50多亿美元的激光反导项目。

粒子束武器究竟是啥样的武器？

粒子加速器结构透视图(网络图片)

说到定向能武器，大多数人首先想到的是激光武器和高功率微波武器，但对粒子束武器知之甚少。事实上，早在20世纪50年代和70年代，苏联和美国都开展了粒子束武器发展计划。粒子束武器使用高能加速器将粒子源产生的带电粒子(电子、质子和离子)加速到接近光速，并使用磁场将它们聚集成密集的束，这些束直接或在移除电荷后指向目标。目标被光束的动能或其他效应无效。虽然粒子束武器是一种定向能量武器，但它发射的不是微波和激光等电磁波，而是非常小的粒子。

虽然粒子束武器也可以杀死生物，甚至比激光武器更大程度上，这种武器的主要目标不是人，而是防空和弹道导弹拦截。高能粒子束穿透力强，脉冲发射率高，能快速改变发射方向。粒子束武器摧毁目标有三种方式：第一，利用高速密集粒子束的动能摧毁目标结构；第二个是引爆目标的弹头。第三，脉冲电流通过电子设备时产生，使其无效。

然而，粒子束武器也有一些不容易解决的技术问题。首先，带电粒子在大气中会损失大量能量。其次，由于粒子束的扩散，在空中使用的粒子束只能击中近距离目标。第三是由于地磁场的影响导致的波束弯曲。这些缺陷使其难以在可预见的未来实现实战应用，并且仍处于基础研究阶段。

军事小词典

定向能武器：指向一定方向发射的高能束，旨在摧毁敌机、导弹、卫星等目标，主要包括激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等。这里的高能束主要指强激光、高能大电流粒子(电子、质子和离子)和强电磁波。定向能武器的特点是能量高度集中，命中率高。它们可以快速改变发射方向，在短时间内拦截或攻击多个目标。