先說(shuō)結(jié)論。網(wǎng)絡(luò)上流傳的巴以沖突中擊落火箭彈的激光武器視頻大概率來(lái)自電子游戲；擁有類(lèi)似能力的以色列鐵束（ironbeam）激光防御系統(tǒng)已經(jīng)非常接近于實(shí)戰(zhàn)部署；用于防御無(wú)人機(jī)、無(wú)人船、迫擊炮彈和簡(jiǎn)易火箭彈的近程激光防御系統(tǒng)近些年取得重大進(jìn)展；我國(guó)在激光武器領(lǐng)域擁有世界先進(jìn)水平，出口海外的激光武器已經(jīng)取得實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)果；世界各國(guó)研制中的大功率遠(yuǎn)程激光武器系統(tǒng)，仍舊面臨非常多尚未突破的技術(shù)難題。

視頻真?zhèn)蔚呐袛?/p>

社交媒體上流傳的聲稱(chēng)是“以色列鐵束激光武器擊落哈馬斯火箭彈”的視頻片段最早可以追溯到10月11日上傳的一段戰(zhàn)爭(zhēng)沙盒游戲《武裝行動(dòng)3》（ARMA3）的游戲視頻。

10月16日，《武裝行動(dòng)3》的制作公司——捷克波西米亞互動(dòng)工作室（BohemiaInteractiveStudio）的首席執(zhí)行官馬雷克·斯潘內(nèi)爾（Marek?paněl）在其個(gè)人社交媒體證實(shí)了視頻確實(shí)來(lái)自游戲錄屏，并且提醒要注意使用各種游戲視頻謊稱(chēng)是戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)拍的行為。[1]

鐵束系統(tǒng)的研發(fā)機(jī)構(gòu)在2022年表示，該系統(tǒng)還需要2-3年的時(shí)間才能完成實(shí)戰(zhàn)部署。

網(wǎng)絡(luò)上流傳的巴以沖突中以色列使用激光武器攔截火箭彈的視頻截圖。

鐵束是什么

2014年初，以色列軍火巨頭拉斐爾先進(jìn)防務(wù)系統(tǒng)公司（RafaelAdvancedDefenseSystems）在新加坡航展上展示了鐵束定向能防空系統(tǒng)。[2]

所謂“定向能武器”（direct-energyweapon）是包括激光、離子束、高能微波等的非彈道武器，鐵束采用的就是高能激光作為其殺傷手段。該系統(tǒng)由以色列國(guó)防部出資，拉斐爾公司聯(lián)合美國(guó)洛克希德·馬丁公司研制開(kāi)發(fā)。

鐵束的組件。圖源：Rafael官網(wǎng)

當(dāng)時(shí)，拉斐爾公司宣稱(chēng)，鐵束將會(huì)在2015年進(jìn)入以色列陸軍服役。不過(guò)，到2022年初的時(shí)候，時(shí)任以色列總理的貝內(nèi)特還在表示，鐵束將會(huì)在年內(nèi)投入使用。[3]而2022年底，拉斐爾公司高管在接受采訪時(shí)說(shuō)，鐵束會(huì)在2-3年內(nèi)完成實(shí)戰(zhàn)部署。他同時(shí)表示，鐵束系統(tǒng)并不存在重大技術(shù)難題，只是需要解決一些“工程”方面的障礙。[4]

要說(shuō)鐵束，先說(shuō)“鐵穹”

以色列面臨巨大的國(guó)土防空壓力，假想敵包括從射程幾千千米可攜帶核生化彈頭的中遠(yuǎn)程地對(duì)地彈道導(dǎo)彈、射程數(shù)百千米的中近程戰(zhàn)術(shù)地對(duì)地彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈、射程數(shù)千米到數(shù)百千米的各型號(hào)火箭彈、低成本簡(jiǎn)易火箭彈、迫擊炮彈、軍用無(wú)人機(jī)和簡(jiǎn)易改裝的無(wú)人機(jī)等各式各樣的目標(biāo)。

為此，以色列軍方打造了一個(gè)由多層防空武器組成的防空系統(tǒng)。其最外層防空由作戰(zhàn)半徑超過(guò)2000千米的“箭3”（arrow3）大氣層外攔截導(dǎo)彈組成；第二層為作戰(zhàn)半徑數(shù)百千米的“箭2”（arrow2）導(dǎo)彈；百千米以內(nèi)的目標(biāo)由中層防御“大衛(wèi)投石索”（David’sSling）導(dǎo)彈負(fù)責(zé)攔截；鐵穹（irondome）作為近層和末端防御系統(tǒng)，負(fù)責(zé)攔截?cái)撤缴涑淘?-70千米的各種火箭彈和其他低速?gòu)椝帯?/p>

在這四層防空系統(tǒng)中，鐵穹無(wú)疑是其中最大的明星。自2011年服役以來(lái)，鐵穹攔截各種火箭彈襲擊的場(chǎng)景已經(jīng)成為了新時(shí)代戰(zhàn)場(chǎng)的名場(chǎng)面。十幾年來(lái)，鐵穹以近九成的攔截成功率擊落了上萬(wàn)枚各種目標(biāo)，成為了當(dāng)今最優(yōu)秀的防空系統(tǒng)之一。除了以色列本國(guó)大量裝備之外，包括美國(guó)、印度等國(guó)家已經(jīng)或者意向購(gòu)買(mǎi)該系統(tǒng)。但是鐵穹系統(tǒng)并非無(wú)懈可擊，新一輪的巴以沖突爆發(fā)之初，哈馬斯武裝正是利用了鐵穹的弱點(diǎn)，成功對(duì)以色列進(jìn)行了有效的打擊。鐵穹的最大缺點(diǎn)就是抗飽和打擊能力有限。其實(shí)這么說(shuō)對(duì)鐵穹很不公平——它在抗飽和打擊方面已經(jīng)是“世界最強(qiáng)”之一。我們先來(lái)看一下一個(gè)典型的鐵穹作戰(zhàn)單元的基本構(gòu)成：

1

探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)

核心為以色列另一軍工巨頭以色列航空航天公司（IAI）研制的EL/M-2084型相控陣?yán)走_(dá)，可以同時(shí)跟蹤1100個(gè)目標(biāo)，并為攔截導(dǎo)彈提供數(shù)據(jù)鏈支持。這一型號(hào)的雷達(dá)也是“大衛(wèi)投石索防空系統(tǒng)”的核心探測(cè)器，其海軍型也為以色列、印度等多國(guó)海軍采購(gòu)作為艦艇防空系統(tǒng)的核心部件。

鐵穹發(fā)射攔截器。來(lái)源：Wikipedia

2

指揮和控制系統(tǒng)

由以色列私營(yíng)企業(yè)mPrest系統(tǒng)公司研發(fā)，負(fù)責(zé)分析來(lái)自探測(cè)跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，解算導(dǎo)彈的攔截彈道，判斷目標(biāo)的威脅程度。如果系統(tǒng)研判目標(biāo)彈著點(diǎn)會(huì)在無(wú)人區(qū)，就會(huì)自動(dòng)放棄攔截。

3

發(fā)射系統(tǒng)

鐵穹采用固定的發(fā)射陣地。這主要是因?yàn)橐陨袊?guó)土面積有限，敵人的來(lái)襲方向可以提前預(yù)判，因而不需要采用機(jī)動(dòng)式發(fā)射平臺(tái)。導(dǎo)彈發(fā)射器為4x5排列的箱式布局，備彈20發(fā)。每個(gè)作戰(zhàn)單元裝備3-4臺(tái)發(fā)射器。

4

導(dǎo)彈系統(tǒng)

鐵穹的塔米爾（Tamir）攔截彈直徑0.16米，長(zhǎng)3米，重90千克。采用中段指令制導(dǎo)和主動(dòng)雷達(dá)末制導(dǎo)，并裝備近炸高爆戰(zhàn)斗部。

一個(gè)鐵穹作戰(zhàn)單元可以覆蓋約150平方千米，60-80枚備彈可以對(duì)抗30-60個(gè)來(lái)襲目標(biāo)。這已經(jīng)是非常出色的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。但這次哈馬斯武裝在10月7日的軍事行動(dòng)中，用數(shù)千枚火箭彈的火力對(duì)鐵穹實(shí)施了飽和式攻擊。

以色列目前裝備有十幾個(gè)鐵穹作戰(zhàn)單元，其全部待發(fā)的塔米爾攔截彈在第一波火箭彈齊射攻擊中，就幾乎消耗殆盡。鐵穹系統(tǒng)再裝填導(dǎo)彈的火力空白，成了哈馬斯火箭彈攻擊的突破口。

鐵穹系統(tǒng)更本質(zhì)的缺點(diǎn)是造成其無(wú)力攔截大量哈馬斯火箭彈齊射的原因。這個(gè)缺點(diǎn)就是成本高。與前一個(gè)缺點(diǎn)一樣，說(shuō)鐵穹成本高同樣是不公平的。一個(gè)鐵穹作戰(zhàn)單元的成本約為5000萬(wàn)美元，每枚塔米爾導(dǎo)彈的成本約4-5萬(wàn)美元。這對(duì)于一個(gè)采用高性能相控陣?yán)走_(dá)和主動(dòng)雷達(dá)引導(dǎo)攔截彈的高端防空系統(tǒng)已經(jīng)是非常低的價(jià)格。

國(guó)際上目前很難找到成本更低的類(lèi)似的防空系統(tǒng)。但問(wèn)題是，它的對(duì)手成本更低。哈馬斯武裝大量生產(chǎn)的簡(jiǎn)易火箭彈，單枚成本不過(guò)幾百到幾千美元。它們無(wú)需采用精確制導(dǎo)系統(tǒng)，主要作戰(zhàn)任務(wù)是對(duì)以色列平民目標(biāo)進(jìn)行殺傷和威懾，有時(shí)候甚至完全不需要任何制導(dǎo)系統(tǒng)，只要火箭飛出去就算完成任務(wù)。

這種不對(duì)等的成本導(dǎo)致以色列面臨一個(gè)棘手的局面——雖然其經(jīng)濟(jì)實(shí)力遠(yuǎn)高于對(duì)手，在“簡(jiǎn)易矛”和“精密盾”的對(duì)抗中，依然承受著巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。這一次的巴以沖突，很多分析家認(rèn)為，以色列的鐵穹系統(tǒng)攔截彈庫(kù)存已經(jīng)消耗殆盡。即便鐵穹的單發(fā)成功率提升到100%，這種“兌子”游戲從時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本上都是不可持續(xù)的。

鐵束是解決方案嗎？

相比于防空導(dǎo)彈或者防空火炮，激光武器有著無(wú)與倫比的理論優(yōu)越性。

1、相比于用音速的倍數(shù)（馬赫數(shù)）來(lái)衡量速度的導(dǎo)彈和炮彈，激光束的速度是不可超越的光速，直線傳播且打擊速度極快，無(wú)需解算彈道，也無(wú)需計(jì)算提前量。

2、激光本身沒(méi)有質(zhì)量，因此發(fā)射激光束也不像發(fā)射炮彈和導(dǎo)彈一樣需要考慮后坐力或者震動(dòng)，發(fā)射系統(tǒng)的力學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單。

3、只要激光器有電能或者其他能源輸入，理論上激光武器可以無(wú)限次發(fā)射，而不用像傳統(tǒng)武器一樣考慮備彈數(shù)量和再裝填速度。

4、每次打擊僅需考慮其消耗能源的成本，沒(méi)有炮彈、導(dǎo)彈的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、檢修、報(bào)廢的全壽命成本問(wèn)題。

因此，理論上低成本、有無(wú)限開(kāi)火能力的激光防空系統(tǒng)，就成了對(duì)抗類(lèi)似哈馬斯火箭的理想武器。這也是以色列在鐵穹系統(tǒng)列裝之前就開(kāi)始研發(fā)鐵束系統(tǒng)的原因。

圖源：Rafael官網(wǎng)

激光武器的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)卻很骨感。激光武器要想從科幻走向現(xiàn)實(shí)，還有很多技術(shù)難題。

1

高功率激光器技術(shù)難度很大

激光之所以能用作武器，主要依賴(lài)于其光線攜帶的能量。當(dāng)高能光線照射到物體后，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，讓物體表面迅速升溫，對(duì)物體造成破壞。生活中的激光切割、激光焊接、激光手術(shù)刀等利用的都是這個(gè)原理。所以，要摧毀目標(biāo)，必須有足夠強(qiáng)度的激光照射到目標(biāo)上。

激光和其他的電磁波一樣，在空間傳播遵守能量的立方反比定律，所以單位面積的能量會(huì)隨著交戰(zhàn)距離的增加而迅速衰減。如果要用激光攔截遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，比如數(shù)百千米外的彈道導(dǎo)彈，理論上需要激光器的功率最少要達(dá)到兆瓦級(jí)，也就是千千瓦級(jí)。

目前，兆瓦級(jí)激光器的理論方案包括：電泵浦激光器、化學(xué)激光器、固體激光器、光纖激光器和二氧化碳激光器等。實(shí)際應(yīng)用中，美國(guó)曾在上世紀(jì)90年代提出“機(jī)載高能激光攔截系統(tǒng)”（ABL）的概念，意在把高能激光器裝上飛機(jī)，攔截幾百千米外敵方剛剛發(fā)射尚在助推階段的戰(zhàn)術(shù)地對(duì)地彈道導(dǎo)彈。

這一系統(tǒng)后來(lái)演變成YAL-1A機(jī)載激光實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用一臺(tái)氧碘化學(xué)激光器，發(fā)射功率為1兆瓦級(jí)。最初的工程目標(biāo)是3兆瓦級(jí)的激光器，但是工程難度太大，為此調(diào)低了目標(biāo)。

不過(guò)，即便調(diào)低到了1兆瓦級(jí)，這臺(tái)激光器的總重量依然接近20噸，體積有五臺(tái)SUV那么大。為了能裝下如此大的激光器，美軍改裝了一架波音747巨型客機(jī)。氧碘化學(xué)激光器使用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量來(lái)激發(fā)激光，反應(yīng)原料為碘、過(guò)氧化氫、氫氧化鉀和氯氣，每次發(fā)射都需要消耗數(shù)噸原料。

因此即便對(duì)波音747這樣的巨型飛機(jī)，一次攜帶的激光器燃料也只能提供幾次攔截所需。

2007年，YAL-1A進(jìn)行了攔截測(cè)試，成功擊落了幾枚80千米外的靶彈。但在2011年，這個(gè)項(xiàng)目被美國(guó)國(guó)防部取消。

時(shí)任美國(guó)國(guó)防部部長(zhǎng)羅伯特·蓋茨表示：“據(jù)我所知，國(guó)防部中沒(méi)有人認(rèn)為該計(jì)劃應(yīng)該或?qū)?huì)在實(shí)際操作中部署?，F(xiàn)實(shí)情況是，你需要比現(xiàn)在飛機(jī)上的化學(xué)激光器強(qiáng)大20到30倍的激光器，才能在距離發(fā)射場(chǎng)任意距離的地方發(fā)射……如果要實(shí)施此計(jì)劃，您將需要10到20架747，每架花費(fèi)10億美元，每年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用為1億美元。我不認(rèn)為軍方可以支持這樣的項(xiàng)目。”

現(xiàn)階段，為了提高工程的可行性，各國(guó)在繼續(xù)推進(jìn)兆瓦級(jí)激光武器研發(fā)的同時(shí)，把著力點(diǎn)放在了百千瓦和十千瓦級(jí)激光武器的應(yīng)用方向。

把激光武器從戰(zhàn)略防御轉(zhuǎn)變成射程較近的戰(zhàn)術(shù)武器。即便激光器能量下降了一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，技術(shù)難度依然很大。

難度體現(xiàn)在兩方面，一個(gè)是能量供給，尤其是對(duì)機(jī)載、艦載、車(chē)載平臺(tái)，激光發(fā)射需要瞬時(shí)大電流，同時(shí)又要求連續(xù)發(fā)射能力，這需要極高性能的電能儲(chǔ)存設(shè)備。

第二個(gè)是熱控，激光器工作時(shí)，能量并不能完全轉(zhuǎn)化為光能，相當(dāng)大部分會(huì)變成熱，對(duì)激光器乃至整個(gè)激光武器的結(jié)構(gòu)安全都會(huì)帶來(lái)巨大的沖擊。

2

控制系統(tǒng)異常復(fù)雜

前文在談?wù)摷す馕淦鞯膬?yōu)點(diǎn)時(shí)曾提到，由于激光速度極快且準(zhǔn)直性好，所以無(wú)需計(jì)算彈道和提前量。但實(shí)際應(yīng)用中，光線并不會(huì)嚴(yán)格按照直線傳播。地球的大氣是一個(gè)極其復(fù)雜的環(huán)境，空氣的溫差、氣流、顆粒物，都會(huì)引起光線的扭曲變形。這也是為什么我們會(huì)看到星光閃爍的原因。

激光也是如此，在大氣中的激光束也會(huì)發(fā)生散射、折射，造成光斑移動(dòng)。與幾乎可以一擊必殺的炮彈、導(dǎo)彈不同，激光要做到破壞目標(biāo)，需要一定的照射時(shí)間，這一時(shí)間在1-10秒之間。

激光器來(lái)源：Wikipedia

在此期間，光斑必須穩(wěn)定照射在目標(biāo)上。還是以YAL-1A系統(tǒng)為例，它的激光器發(fā)射端為直徑1米的反射鏡，在100千米外，激光束的光斑直徑約20厘米。激光器本身在飛行，載機(jī)的震動(dòng)和顛簸，不均勻大氣引起閃爍，在這種情況下，還要讓光斑在幾秒內(nèi)準(zhǔn)確壓在一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)上，技術(shù)難度可想而知。

為了降低難度，必須減少照射時(shí)間，這需要提升激光的功率。于是又遇到了難點(diǎn)一，并且激光束的能量不能無(wú)限增大，否則在大氣中會(huì)產(chǎn)生一種叫做“熱暈效應(yīng)”的現(xiàn)象，即激光把空氣電離，導(dǎo)致激光傳播受阻。

3

激光應(yīng)用場(chǎng)景受限

激光也是光，與可見(jiàn)光一樣，云霧、雨雪、沙塵、霧霾都會(huì)阻礙激光的傳播。在以色列這樣相對(duì)干旱的環(huán)境中，激光武器可以使用的可能性還比較大，在其他氣候多變的區(qū)域，很多時(shí)候激光武器無(wú)法做到全天候使用。

4

反制激光武器并不難

傳統(tǒng)的煙霧干擾就可以大大降低激光武器的作戰(zhàn)效果。在火箭彈、無(wú)人機(jī)等可能會(huì)遭遇激光攔截的物體表面涂上一層可以反射激光的涂料，也可以讓激光失去作用。還有一種更加簡(jiǎn)單易行的方法，那就是讓火箭彈旋轉(zhuǎn)起來(lái)，如此一來(lái)，激光光斑就無(wú)法持續(xù)加熱某個(gè)區(qū)域，弱化其殺傷效應(yīng)。

激光武器的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

鐵束系統(tǒng)為百千瓦級(jí)的激光防空系統(tǒng)，作戰(zhàn)目標(biāo)主要是火箭彈、迫擊炮彈等相對(duì)高速的彈道目標(biāo)。因而就像拉斐爾公司表示的那樣，目前還有一些工程問(wèn)題需要解決。但長(zhǎng)遠(yuǎn)看，此類(lèi)系統(tǒng)對(duì)以色列來(lái)說(shuō)依然非常重要，是完善其國(guó)土防空體系的重要組成。

2022年初，多家外媒報(bào)道沙特阿拉伯軍方使用其寂靜獵手（silenthunter）激光防御系統(tǒng)擊落多架胡塞武裝的自殺式無(wú)人機(jī)，成為激光武器的首個(gè)實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)果。

從亞美尼亞同阿塞拜疆的納卡爭(zhēng)端、到俄烏沖突，直至最近的巴以沖突，在二十一世紀(jì)20年代發(fā)生的這些戰(zhàn)爭(zhēng)中，各式各樣的無(wú)人機(jī)成了當(dāng)之無(wú)愧的戰(zhàn)場(chǎng)明星。如同第一次世界大戰(zhàn)中的坦克一樣，這些無(wú)人機(jī)改變了戰(zhàn)爭(zhēng)的模式。對(duì)抗無(wú)人機(jī)，成為了今天各國(guó)軍隊(duì)的首要任務(wù)。

與傳統(tǒng)的飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭甚至炮彈比，無(wú)人機(jī)屬于低空、慢速、小目標(biāo)，蜂群一般的低成本無(wú)人機(jī)，讓傳統(tǒng)防空系統(tǒng)難以識(shí)別，難以跟蹤，難以打擊。

來(lái)源：Wikipedia

一架商用四軸無(wú)人機(jī)或者簡(jiǎn)易無(wú)人機(jī)，成本遠(yuǎn)低于防空導(dǎo)彈，甚至比要能擊落它們的炮彈成本還低。這時(shí)候，激光防空的必要性就凸顯出來(lái)了。因?yàn)檫@些無(wú)人機(jī)多數(shù)高度不大，續(xù)航距離也有限，所以百千瓦，甚至十千瓦級(jí)別的激光就可以在幾千米距離上對(duì)其進(jìn)行有效攔截。

我國(guó)作為無(wú)人機(jī)大國(guó)，同時(shí)又是一個(gè)激光技術(shù)強(qiáng)國(guó)，很早就開(kāi)始了這方面的研究。在最近幾屆中國(guó)航展等國(guó)內(nèi)外的防務(wù)展上，中國(guó)的激光武器也已經(jīng)站上了展臺(tái)。[5]

相信在更加前沿的領(lǐng)域，我國(guó)的激光領(lǐng)域科學(xué)家也一定在進(jìn)行著探索和實(shí)踐，激光的對(duì)抗，已經(jīng)從科幻電影走進(jìn)了真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)，我們正在目睹這一切的發(fā)生。

參考資料

[1]https://www.reuters.com/fact-check/clip-shows-arma-3-gameplay-not-israels-laser-weapon-system-2023-10-18/

[2] https://web.archive.org/web/20140119215110/http://www.rafael.co.il/Marketing/195-1951-en/Marketing.aspx

[3]https://apnews.com/article/technology-business-naftali-bennett-israel-middle-east-946f3744cfb6afd59a6ce1b053999ae1

[4] https://www.defensenews.com/industry/2022/10/07/rafael-anticipates-iron-beam-laser-system-could-deploy-in-two-years/

[5]https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_20657187

作者丨魯坦 科普作者