美空軍近年來把為五代機、戰略轟炸機甚至下一代戰機等裝備激光武器作為研究目標，基于SHiELD項目在機載激光吊艙的研究方面取得了進展，但仍面臨著諸多技術挑戰。

一、SHiELD項目研究進展分析

美國空軍研究實驗室（AFRL）圍繞自防護高能激光演示（SHiELD）項目和高能液體激光區域防御系統（HELLADS）計劃，分別研發外部吊艙式與內部集成式兩種機載激光武器。但由于美空軍自2015年之后少有披露HELLADS項目信息，在此僅圍繞SHiELD項目對美軍機載激光武器的發展情況進行梳理分析。

圖表：SHiELD項目主要情況

激光武器描述

激光器類型光纖激光器

激光武器功率150kW

裝備方式吊艙掛載

載機AC-130、戰斗機等多機型

研究進展與計劃2019年4月～2021年SHiELD的地面演示器2019年成功擊落幾枚空射導彈（可能為50kW或60kW）；成功對裝有激光測試吊艙的F-15戰斗機進行了飛行測試

2021年2月接收SHiELD系統的吊艙子系統

2021年7月接收SHiELD系統的激光器和光束控制系統

2022年2月洛克希德·馬丁公司開始向AFRL交付LANCE系統，AFRL計劃進一步集成武器本身與管理LANCE加熱和冷卻的熱系統

2023年計劃進行SHiELD先進技術演示（ATD）計劃，以期利用精確計算的方式降低和消除機載激光武器的風險，滿足并解決功率縮放、光束質量、熱管理以及封裝方面的技術難題

2024年～2029年AFRL計劃于2024年進行首次全面系統測試，以將該型激光武器吊艙集成到F-16和F-35戰斗機上為后續目標

結合SHiELD吊艙系統的發展情況分析可知：

（1）激光吊艙的重量有可能滿足戰斗機裝載要求

美空軍稱已成功對搭載激光武器吊艙的F-15進行了飛行測試，加上洛克希德·馬丁公司高管泰勒·格里芬曾在2022年透露，SHiELD吊艙系統是其公司所開發的同功率等級中最小、最輕的高能激光器，為SHiELD項目交付的吊艙子系統的尺寸僅為是陸軍同等60kW功率激光器的1/6。

由此推測，美空軍可能已經能夠將機載吊艙系統的重量控制在其對戰斗機搭載吊艙的重量要求目標——680kg。

（2）地面演示試驗不足以說明機載激光武器對抗導彈的實力

美空軍利用美陸軍“演示者激光武器系統”（DLWS）作為SHiELD激光吊艙的地面測試替代者，擊落多枚飛行中的空射導彈，成功驗證激光對目標導彈的有效性。

然而，地面測試與空中測試存在很大區別。除了受功率與天氣等因素影響之外，機載激光武器還將面臨風速、湍流和戰機的快速機動所帶來的干擾，究竟能否有效對抗以馬赫速度飛行的地對空、空對空導彈尚未可知。

二、機載激光武器面臨的技術挑戰分析

機載激光武器的研究仍面臨諸多技術挑戰，如下所示。

（1）需滿足移動電源的可擴展、可運輸、可靠性與電磁兼容性

要將激光武器集成到戰斗機上，需滿足在激光器工作時，能短時間提供150千瓦的功率，同時不影響其他系統的工作，這對載機的供電系統提出了巨大的挑戰。且還需考慮電源與系統其他部分的電磁兼容性等。據稱美空軍正基于SHiELD項目開發可提供高功率的機載鋰電池，但進展信息未見披露。

（2）能量轉換有限，熱管理與作戰效果無法兼顧

美軍現有的電激光發射器的能量轉換效率不足30%，未被轉換的能力只能通過戰機冷卻系統釋放，以避免由于積聚的熱量導致激光發射器出現故障，甚至毀壞戰機。美空軍為SHiELD吊艙系統安裝了熱管理系統，使激光發射器能夠抵御戰時頻繁發射激光所產生的熱量，但同時也會影響激光的作戰效果。如何平衡熱管理與作戰效果，也是亟需解決的難題之一。

（3）對高機動空中目標的跟蹤瞄準與聚焦發射技術難度極大

飛行過程中的顛簸、加速過載，以及氣流和湍流所引起的顛振等均會導致激光武器的跟蹤瞄準系統出現圖像模糊、抖動甚至畸變等氣動光學效應，由此將影響目標跟蹤與瞄準。

而有效射程以及達到破壞性效果所需的持續照射時間是決定激光系統有效性的重要因素。美空軍聲稱已經開發出一種“空氣動力學圍欄”，可保護機載激光吊艙免受其炮塔上方湍流氣流的影響，顯著提高光束質量，但并未透露實際技術水平。在實戰中，要想使機載激光武器在戰機到達大氣湍流的高度，保持將光束聚焦于高機動導彈目標，即使是近距離作戰，也并非易事。

三、五代機裝備激光武器的可行性

極低的發射成本和幾乎無限彈匣等優勢是美軍持續開展機載激光相關研究的重要原因。美軍聲稱將為五代機等先進戰機裝備機載激光，這需在不影響五代機現有性能的同時，賦予其更強的導彈防御能力，短時間內尚不具備可行性。

（1）降低先進隱身戰機的隱身性能

技術層面對內置于機艙的激光武器的尺寸、重量等存在更高要求，美空軍即使為戰斗機裝備激光武器，也大概率先以吊艙形式進行裝備。就F-35這類隱身戰機而言，即使掛載可伸縮形式的激光吊艙，也將不可避免地加大其雷達反射截面積，降低其隱身性，單就這一點就已經限制了激光吊艙在隱身戰機上的使用。

（2）仍需與動能武器協同

功率達到100kW的激光武器確實能夠在近距交戰中，用極短的照射時間毀傷目標，具備一定戰術價值。SHiELD吊艙功率目標在于150kW，但機載激光武器要滿足先進戰機搭載與導彈毀傷需求，需兼具小型化、高功率、短時間提供高功率與動態目標瞄準等能力，這本身就極具難度。加上激光武器本身具有局限性，易受大氣條件、云層和煙霧影響，無法全天候作戰。

因此，機載激光武器作為一型非動能武器，終究無法取代動能系統，只能作為載機武器系統的組成部分之一，在實際作戰運用過程中，與動能武器協同工作。而這還需要火控系統能夠將兩者集成，能否有效提升五代機的導彈防御能力尚未可知。

綜合考慮機載激光武器的尺寸、重量、功率、冷卻限制以及動態目標瞄準與毀傷能力等諸多因素，美空軍尚難以將以防御導彈為目標的激光武器與高飛行速度的五代機等先進戰機集成。（北京藍德信息科技有限公司 ）

編輯：黃飛