高能激光系统：新型战争武器

未来，高能激光武器可能会继续发展，功率水平将不断提高，从而扩大其可打击目标的范围。

世界各国正在迅速开发高能激光武器，用于执行陆海空军事任务。

大量小型廉价无人机在天空或海面上盘旋的景象促使各国军方开发和部署激光武器，以替代昂贵且可能不堪重负的导弹防御系统。

早在激光发明之前，激光武器就一直是科幻小说的主角。

最近，它们也成为一些阴谋论的焦点。这两类小说都强调了了解激光武器实际工作原理和用途的必要性。

激光的工作原理

激光利用电能产生光子或光粒子。光子穿过增益介质，这种材料会产生一连串额外的光子，从而迅速增加光子的数量。

然后，所有这些光子被光束控制器聚焦成一束窄光束。

激光的工作原理是将电能转化为光子，然后通过一种特殊的增益材料在两个镜子之间来回反射，从而产生大量光子的级联。

自1960 年第一台激光器问世以来的几十年里，工程师们已经开发出各种激光器，它们可以产生电磁波谱中不同波长的光子，从红外线到紫外线。

用于军事的高能激光系统基于固态激光器，这种激光器使用特殊晶体将输入的电能转换成光子。

高功率固态激光器的一个关键方面是，光子是在电磁波谱的红外部分产生的，因此人眼无法看到。

当激光束与表面相互作用时，它会根据其光子波长、光束中的功率和表面材料产生不同的效果。

低功率激光器会在光谱的可见部分产生光子，可用作公共活动中的指示器和灯光秀的光源。

这些光束的功率非常低，以至于它们只会从表面反射而不会损坏表面。

更高功率的激光系统用于在医疗过程中切割生物组织。

最高功率的激光可以加热、蒸发、熔化和烧穿许多不同的材料，并用于工业过程中的焊接和切割。

除了激光的功率水平外，实现这些各种效果的能力还取决于激光和目标之间的距离。

激光武器

部分基于高功率工业激光器的进步，军方发现高能激光器的用途越来越多。

高能激光武器的一个关键优势是它们提供“无限弹匣”。

与弹药量有限的传统武器（如枪支和大炮）不同，高能激光器只要有电就能持续发射。

美国陆军正在部署一种卡车式高能激光器，用于击落一系列目标，包括无人机、直升机、迫击炮弹和火箭弹。

这种 50 千瓦的激光器安装在 Stryker 步兵战车上，陆军于 2024 年 2 月在中东部署了四个该系统进行战场测试。

美国海军部署了舰载高能激光器，用于防御小型快速移动的海面舰艇以及导弹和无人机。

海军于 2022 年 8 月在驱逐舰“普雷布尔”号上安装了 60 千瓦的激光武器。

美国空军正在研发用于防御和进攻任务的飞机高能激光器。

2010 年，美国空军测试了安装在改装的波音 747 上的兆瓦激光器，击中了正在发射的弹道导弹。

美国空军目前正在研发一种用于战斗机的小型武器系统。

俄罗斯似乎正在研发一种地基高能激光器来“致盲”对手的卫星。

激光武器的局限性

军队使用高能激光面临的一个关键挑战是需要高功率才能在远处产生有用的效果。

与距离目标只有几英寸的工业激光不同，军事行动涉及的距离要远得多。

为了防御迫击炮弹或小船等来袭威胁，激光武器需要先攻击目标，然后才能造成任何伤害。

然而，要烧穿安全距离内的材料，激光束需要数十至数百千瓦的功率。

最小的原型激光武器消耗 10 千瓦功率，大致相当于一辆电动汽车。

正在开发的最新高功率激光武器消耗 300 千瓦功率，足以为 30 户家庭供电。

而且由于高能激光器的效率最多只有 50%，它们会产生大量必须加以管理的废热。

这意味着高能激光器需要大量的发电和冷却基础设施，这限制了不同军事平台能够产生的效果类型。

陆军卡车和空军战斗机为高能激光武器留出的空间最小，因此这些系统仅限于需要相对低功率的目标，例如击落无人机或摧毁导弹。

舰船和大型飞机可以容纳更大的高能激光器，有可能在船只和地面车辆上烧出洞。永久性地面系统的限制最少，因此功率最高，有可能使遥远的卫星眩目。

平台型高能激光武器的另一个重要限制与无限弹匣概念有关。

由于卡车、轮船或飞机必须携带激光电源，而这将限制电源的容量，因此激光只能使用有限的时间，之后就需要给电池充电。

高能激光武器也存在根本性的局限性，比如在雨、雾和烟中，激光束会散射，因此其效力会降低。

激光束还需要锁定目标几秒钟才能造成伤害。目前的原型激光武器在战区维护也面临挑战。

天上没有火

近年来，一种新型阴谋论出现，声称邪恶实体使用机载高能激光在加利福尼亚州、夏威夷州和德克萨斯州引发野火。

但这种说法极不可信，原因如下：

首先，用高能激光从空中点燃植被所需的功率水平需要在大型飞机上安装大型电源。

这种尺寸的飞机在起火前会非常显眼。

其次，在一些声称显示起火过程的图像中，激光束是绿色的。高能激光的光束是看不见的。

接下来是什么

未来，高能激光武器可能会继续发展，功率水平将不断提高，从而扩大其可打击目标的范围。

中东和乌克兰冲突中使用的低成本武器无人机所带来的新威胁，使得高能激光更有可能找到非军事用途，例如保护公众免遭恐怖袭击。

原文始发于微信公众号（网络研究观）：高能激光系统：新型战争武器