摘要：简介：激光防空技术正以“光速拦截、低成本作战”颠覆传统防空模式。多国新型系统相继落地，实战中已成功拦截无人机群，而技术突破与应用挑战并存，正重塑现代防空体系的未来图景。
简介：激光防空技术正以“光速拦截、低成本作战”颠覆传统防空模式。多国新型系统相继落地，实战中已成功拦截无人机群，而技术突破与应用挑战并存，正重塑现代防空体系的未来图景。
激光防空技术这几年的发展可说是突飞猛进，越来越多国家把它从实验室推向了实际应用。2025年5月8号，印巴冲突里，巴基斯坦用激光防护系统成功拦截了大批入侵的无人机，这事儿让国际社会一下就把目光聚焦到了激光拦截系统在防空实战里的效果上。
现在各国都在推出新型的激光防空系统。比如2025年5月26日，日本在DSEI日本防务展上首次亮出了“车载高功率激光演示系统”原型机，这玩意儿由日本防卫省旗下机构牵头、三菱重工参与研制，2025年2月到3月的时候，已经成功摧毁过小型无人机了。它配备着10千瓦级的激光发射器，能360度全向连续发射，未来还打算和现有的武器平台融合，构建新的防空格局，甚至可能用来保护关键设施。俄罗斯也没闲着，2025年2月19日有消息说，他们计划给“铠甲”防空系统配备新的激光综合体，专门对付无人机这类威胁。虽然技术细节没透露，但要是集成成功，可能会改变现有的防空格局，既能降低敌方无人机群的作战效能，又能降低运营成本，提高防空网络的效率。英国这边呢，根据2024年12月的消息，皇家空军马上要装备先进的激光自卫系统了，实弹试验的时候成功率达到了百分之百。这个系统的核心包括Elix - IR威胁预警系统和“狮头战神”定向红外对抗系统，可以安装在多种飞机上，不过也面临着干扰和环境这些方面的挑战。
现有的激光防空系统也在不断改进和拓展应用。中国在2024年卡塔尔DIMDEX展览上展示了OW5 - A50防空激光武器系统，能针对“低、慢、小”目标，还有一定的机动性和独立作战能力。另外，中国自主研发的“天穹”反无人机系统，把多种探测信息综合起来处理，采用软硬杀伤结合的方式，有好几种装备形态，已经在将近30个国家和地区投入使用了。美国手里有“高能激光战术车演示系统”“海军激光武器系统”等多种装备，有些已经实际部署了，还在持续研发改进，想进一步提升激光防空的能力。
现在激光防空技术应对的主要威胁，慢慢转向了无人机这类小型目标。为啥各国都盯着这块儿呢？因为激光武器在反无人机作战里优势太明显了——精确性高、反应时间短、作战成本低、“弹药”还无限，副作用也小，能精准打击小型目标，在城市防御和关键设施保护方面潜力特别大。而且，激光防空系统还趋向于构建多层次复合型的防空体系，经常作为其中的一部分，和传统的防空武器比如防空导弹这些互补。像日本计划把激光系统和现有武器平台融合，俄罗斯给“铠甲”系统添加激光综合体，都是为了增强整体的防空效能。
那激光防空技术到底是怎么工作的呢？简单说，就是靠高能激光束的能量来摧毁或者瘫痪空中目标，核心在于“定向能量攻击”。首先得产生激光能量并且聚焦，通过激光器，像固体激光器、光纤激光器这些，利用受激辐射的原理，把电能、化学能这些转化成高强度的激光束。然后借助光学系统，比如透镜、反射镜，把激光束聚焦成特别小的光斑，让能量高度集中，形成极高的功率密度，能达到兆瓦级呢。
激光对目标的毁伤机制有好几种。热破坏是说激光束照到目标表面的时候，能量迅速转化成热能，让目标材料，像金属、复合材料这些熔化、气化甚至爆炸，破坏它的结构完整性。力学破坏是指目标表面材料受热急剧气化，会产生强烈的反冲力，可能导致目标结构变形或者解体。还有光电干扰，对于依赖光电传感器的目标，比如导引头、摄像头，激光可以致盲或者干扰它们的光学元件，让目标失去制导能力或者没法正常工作。
整个系统的工作流程也很清晰。第一步是目标探测与跟踪，通过雷达、红外传感器、光电探测器这些设备发现目标，还得实时跟踪它的位置、速度等信息。第二步是火控计算，火控系统根据目标数据算出激光束的瞄准角度和发射时机，保证激光束能准确命中目标。第三步就是激光发射与命中了，激光器按照指令发射激光，光学系统调整光束方向，持续照射目标，直到把它摧毁或者让它失效为止。
和传统防空技术比起来，激光防空的优势很突出。最大的就是速度优势，激光以光速传播，差不多每秒30万公里，不需要计算提前量，能瞬间命中目标，特别适合拦截高速或者近距离的目标，像无人机群就很合适。还有成本与效率方面，传统防空导弹成本太高了，每枚得几万到数百万美元，而且还得消耗弹药；激光武器每次发射成本就低多了，主要就是能源消耗，而且“弹药”无限，能快速重复射击。
不过啊，激光防空技术的发展也面临着不少挑战。技术层面上，能量效率和散热是个大难题。激光武器能量使用效率低，比如说美陆军定向能机动近程防空系统发射的时候，只有大约三分之一的能量转化成了激光，剩下的都转化成热量了，散热需求特别大，之前就因为相关故障，诺斯罗普·格鲁曼公司退出了项目，怎么解决这个问题直接影响到实际使用效果。设备小型化也有障碍，激光武器需要大量电能，在能量储存设备微型化的问题解决之前，很难大规模应用，现在高能电池这些技术还满足不了要求。另外，高精度跟踪与瞄准也有挑战，目标尤其是小型无人机机动性太强了，得有高精度的跟踪系统和快速响应的光束控制系统，才能保证准确命中。
环境影响层面，大气条件对激光影响挺大的。大气会吸收激光能量，扰动还会引起能量衰减、热晕效应、湍流以及光束抖动等问题，大雾、大雪、大雨这些天气会大幅降低激光武器的性能，让它不能全天候作战，限制了射程和作战效果。
作战应用层面，系统维护和基础设施不足也是问题。激光武器比较新，维护基础设施还很缺乏，在偏远地区要是出现故障，很难找到备件和修理人员。还有和现有防空体系融合的问题，虽然它可以作为多层次防空体系的一部分，但和传统防空武器融合的时候，在指挥控制、目标分配、火力协同这些方面，有好多技术和战术问题需要解决。另外，敌方可能会发展针对激光防空技术的反制措施，像激光干扰、隐身技术改进、用硬杀伤攻击激光发射装置等，怎么应对这些反制手段也是需要解决的问题。
成本与效益层面，研发与部署成本太高了。激光防空系统研发需要大量资金和人力投入，战略激光武器研究费用高、技术难度大；部署的时候，配套设备和设施建设成本也特别高昂。还有效费比优化的难题，虽然单次发射成本低，但整个系统全寿命周期的成本和实际作战效能怎么平衡，还需要进一步优化，而且在复杂战场环境下，它的综合效费比还得验证。
为了提高激光防空技术的能量使用效率，科研人员从激光器设计、能量转化机制、系统集成等多个方面进行突破，核心就是减少能量损耗，提升转化效率。在优化激光器类型与技术路线方面，发展高效的激光器架构很关键。光纤激光器相比传统固体激光器，能量转化效率更高，能达到百分之二十到百分之三十，而且散热性能也好，因为光纤纤细，表面积大，容易散热，像美国“HEL TVD”系统就采用了光纤激光技术，降低能量损耗。化学激光器通过化学反应释放能量直接产生激光，比如氟化氢激光器，能量转化效率理论上能达到百分之四十以上，不过得解决化学燃料储存与安全性的问题。用半导体激光器泵浦也不错，用高功率半导体激光器作为泵浦源，替代传统的闪光灯，激发固体增益介质，像钕:钇铝石榴石，泵浦效率能从闪光灯的百分之五到百分之十提升到百分之六十以上，中国“天穹”系统采用的固体激光技术就是典型例子。另外，还在探索新型激光技术，比如自由电子激光器，利用相对论电子束在磁场中振荡产生激光，能量转化效率能达到百分之三十到百分之五十，而且波长可调，适合对抗不同目标，不过设备体积大，得解决小型化的问题。
改进能量管理与散热系统也很重要。在高效能量存储与分配方面，采用大容量、高功率密度的储能设备，像超级电容、液流电池，减少能量传输损耗；通过智能电力管理系统，按需分配能量，避免冗余消耗。散热技术上，液冷和风冷复合散热比较常用，对激光器核心部件，比如增益介质、泵浦模块，采用液体冷却，像去离子水、氟化液，快速带走热量，同时辅以风冷系统降低整体温度，日本“车载激光系统”就通过紧凑的液冷设计来控制设备温升。还有相变材料散热，在关键部件集成相变材料，像石蜡、金属合金，利用材料熔化吸热的特性临时储存热量，缓解瞬时散热压力，适合移动平台，比如车载、舰载。
优化光学系统与能量传输也能提高效率。使用高透光率的光学元件，通过镀膜技术，比如增透膜，降低透镜、反射镜的光损耗，把损耗率从百分之五降到百分之一以下，还采用耐高热材料，像蓝宝石、硒化锌，避免高功率激光照射下元件损伤导致能量散射。自适应光学技术也能补偿损耗，通过波前传感器实时监测大气扰动对激光束的影响，利用自适应光学镜片，像变形镜，动态调整光束相位，减少能量发散，提升远距离传输效率，美国“海军激光武器系统”就试用了该技术来应对海上大气干扰。
系统集成与模块化设计方面，能量闭环回收是个好办法，在激光产生过程中，把未转化为激光的废热，像泵浦光源的热能，通过热交换器回收，用于预热储能介质或者辅助其他系统，理论上能提升综合能量利用率百分之五到百分之十。模块化功率叠加也不错，采用“分布式激光单元+合成技术”，把多个低功率激光器的光束通过相干合成或者非相干合成技术叠加，形成高功率激光束，避免单一大功率激光器的能量损耗问题，同时提升系统冗余性，部分单元故障也不影响整体运行。
结合新型能源与动力技术也是努力的方向。研发小型核聚变反应堆或者核电池，像钚 - 238同位素电池，为激光武器提供持续的高能电源，从根本上解决能量供应不足的问题，美国DARPA“紧凑型核聚变”项目就是为了给未来激光武器提供兆瓦级能量。对于固定部署的激光防空系统，比如机场、基地防御，可以通过微波或者激光无线输电技术，从远程供能站获取能量，减少本地储能设备的能量转换损耗。
在实战化场景下优化效率，精准目标能量匹配很关键，通过火控系统智能计算目标材质、距离、速度等参数，动态调整激光功率，比如对小型无人机使用10到50千瓦，对导弹使用兆瓦级，避免“过度杀伤”造成的能量浪费，俄罗斯“铠甲 - S”激光综合体就能根据目标威胁等级调整能量输出。多技术协同也能降低能耗，把激光武器和传统防空武器，像导弹、高炮结合起来，激光负责近距离精准拦截，导弹处理远距离高威胁目标，减少激光持续高功率发射的时间，提升整体能量利用效率。
再说说怎么减少恶劣阴雨天、多云天气对激光防空技术的影响。采用自适应光学技术是个好办法，利用自适应光学系统实时监测大气扰动对激光束的影响，通过变形镜等元件动态调整光束相位，补偿大气湍流等引起的光束畸变和扩散，减少能量衰减，维持激光束的聚焦和能量集中度，提高在恶劣天气下的传输效率和对目标的辐照强度，美国“海军激光武器系统”就试用了该技术来应对海上大气干扰。
选择合适的激光波长也很重要，不同波长的激光在大气中的传输特性不一样，有些波长对云雾、雨水等的穿透能力相对较强，研发和选用在恶劣天气下传输损耗较小的波长的激光，能降低天气对系统的影响，不过目前这方面还有技术挑战，需要进一步研究探索。提高激光功率和能量也能在一定程度上解决问题，恶劣天气下激光能量会因大气吸收、散射等作用而衰减，提高输出功率和能量，能弥补一些能量损失，确保有足够能量到达目标并产生杀伤效果，不过这也面临着能量供应、设备体积和散热等技术难题，得综合考虑解决。
优化光学系统设计也不能忽视，采用高透光率的光学元件，并且进行镀膜等处理，降低光在元件上的反射和吸收损耗，同时优化光学系统的结构和布局，减少内部的能量散射和损耗，提高激光束的质量和能量传输效率，让激光在恶劣天气下也能保持较好的性能。多技术协同与互补也很关键，把激光防空系统和其他防空手段，像导弹、高炮结合起来，恶劣天气的时候，让其他防空武器承担主要任务，激光防空系统作为辅助，或者在天气条件好的时候发挥作用，实现优势互补，还能结合雷达、红外等多种探测手段，弥补激光在恶劣天气下探测能力的不足，为系统提供更准确的目标信息。
数据处理与算法优化也能帮上忙，利用先进的数据处理技术和算法，对系统获取的目标信息和激光传输信息进行分析处理，比如通过算法补偿因天气影响导致的目标定位误差和激光束指向误差，提高系统的准确性和可靠性，还能对大气参数进行实时监测分析，预测天气对激光传输的影响，相应调整系统的工作模式和参数。另外，发展天基激光系统也是一个思路，把激光防空系统部署在太空中，比如卫星平台，避开地球大气层对激光传输的影响，能有效避免阴雨天、多云等恶劣天气的干扰，不过天基激光系统也面临着轨道控制、能源供应、空间环境适应性等一系列技术和政治、法律等方面的问题需要解决。
最后看看激光防空技术的应用案例。以色列的“铁束”激光防御系统，2010年由拉斐尔公司和埃尔比特公司在国防部支持下开始研究，2022年进入运行阶段。这个系统是机动式的，由空情指示雷达、指挥室和两辆配备激光装置的战车组成，使用光纤激光器，功率有几十千瓦，主要拦截无人机、迫击炮弹等短程目标，拦截成功率达到了百分之九十，还能和其他防空系统通信，融入以色列的防御体系，每次拦截成本只要3到4美元，不过容易受气象条件影响。
中国的“低空卫士”激光拦截系统，2014年成功完成演示试验，能在5秒钟内有效拦截2公里以内的“低慢小”目标，对多种小型航空器能实施360度全空域精确打击拦截，可以地面或者车载部署，能护卫12平方公里内的低空安全。还有“寂静狩猎者”激光防空系统，有多个功率级别，有效拦截距离从200米到4千米。有报道说在实战中成效显著，比如2025年5月8日凌晨，巴基斯坦动用该系统配合LY - 80中程防空导弹，把所有来袭的无人机都成功拦截了。
需要注意的是，对于一些激光防空系统的应用案例，可能因为军事保密等原因，部分细节还没有完全公开披露。另外，像“天盾 - 2023”激光反卫星系统，虽然严格来说反卫星不完全等同于传统防空，但激光技术原理有相通的地方，中国航天科技集团宣布它完成了首次实战化测试，能打击模拟低轨道侦察卫星靶标，不过这和常规防空针对的目标类型不一样。
来源：悠闲的治水大禹