中時報導,美國海軍今年就能發射與驅逐艦徹底整合的高能雷射武器。而中國在「兩彈一星」的時代就已經同步開展雷射武器研究,只是沒有高調發佈,這是中國唯一不落後西方的技術。

此番美國海軍高調展示預定安裝在伯克級驅逐艦上的「太陽神」(HELIOS)高能雷射武器系統,無疑挑起了新一輪軍備競賽,特別是針對解放軍。

軍備競賽的單輪車效應

軍備技術研發就如騎單輪車,上了車就得一直騎下去,否則單輪車就會倒下來。過去台灣研發經國號戰機積累了一定的知識技術,可惜後來採購幻象和F-16戰機,這單輪車轟然摔倒不起。軍備競賽就像騎單輪車競賽一樣,只能前進,不能停止。

近代比較著名的軍備競賽是第一次世界大戰前20年,歐洲列強之間的軍備競賽,例如列強爭建大型鐵甲艦、冷戰時期北約組織與華約組織展開的長期軍備競賽。變成你有我也要有、而且我的要比你的更好,反之亦然,這就形成無止盡的競賽。軍備競賽可以加快加大武器的研發速度與經費,直到對手垮台為止。

雷射武器就有軍備競賽的動因,當今飛彈速度越來越快、精準度越來越高、飛行軌跡越來越怪異,也越來越難攔截的時候,速度更快更準的雷射武器遲早就會出現。現今能與美軍競賽的只有解放軍和俄軍,歐洲強國例如英國、法國、德國、以色列、日本緊追在後。

雷射武器已經有了實戰成果,例如1975年10月18日美軍在印度洋上空的預警衛星受到來自蘇聯強紅外閃光的干擾,不能正常工作。1975年11月17、18日兩天,美國空軍的兩顆資料中繼衛星也遭蘇聯的紅外閃光干擾而停止工作。

2009年,美軍在新墨西哥州測試了新型「百夫長」雷射炮,該炮的海軍型號可能就是這次曝光的艦載雷射炮。2010年5月31日美國海軍宣佈,美國海軍在加州某個靶場以雷射炮摧毀一架無人機。2012年8月美國研發的伯克級驅逐艦DDG-106艦尾直升機平台上安裝一個雷射炮,並成功擊毀一艘小艇。此外,美國海軍進行的電磁炮的試驗,炮彈速度超過音速6倍以上。這些動能與定向能武器都將掀起新一輪的軍備競賽。

雷射武器的特色

第一,快速、靈活、精準和抗電磁干擾。美軍斥鉅資研發各種雷射武器,下從致盲人眼的雷射槍,上到能摧毀無人機、火箭彈乃至洲際飛彈的雷射武器。以機載雷射炮為例,充電30分鐘可以連續發射1分鐘。艦載雷射炮有艦上電力供應,更不限次數發射。而且雷射光以光速飛行,在極短的時間之內、在極小的面積上聚集極大的能量,急劇的穿孔、層裂靶材表面乃至於深入內部,根本不必考慮目標的相對速度,更不受電磁環境的干擾,完全沒有放射性污染。與核彈大面積破壞比較,雷射武器專注於單點突破。

美國海軍伯克級驅逐艦測試雷射武器,4架無人機以480公里時速飛行,位於3.2公里之外的驅逐艦方陣雷達系統開始探測,並將無人機的資料傳輸給艦載雷射武器,後者隨即發射32千瓦的雷射能量束,數秒之內就燒毀4架無人飛機。

雷射武器的缺點是受限於氣候因素,例如大霧、大雪、大雨。當然,也會受大氣影響,例如大氣對能量的吸收等,無法全天候工作,現在各國正找尋解決方案。

第二,雷射武器需要大量的電能,現在能量儲存設備開始小型化,像高能電池或者超級電容,使得雷射武器裝備在艦船或者飛行器上面變得可能。類似中國科學院研發的超級電容器能量密度達到每公斤26千瓦,也就是說,原本重約10噸的雷射炮,裝上超級電容器之後的重量,可降至40公斤左右,完全可以搭載在戰機、軍艦、裝甲車之上,可攻擊飛機、無人機、飛彈、小型船隻、火箭彈、迫擊炮彈等。還有小型雷射武器,可在1500公尺內致盲人眼、擊穿鋼盔、燒傷皮膚等。

雷射武器也可分為戰略與戰術級別,雷射器發射功率在1兆瓦以下、射程在幾公里到十幾公里左右,稱之為戰術雷射武器。戰略雷射武器則可攻擊數千公里之外的洲際飛彈、各類衛星、甚至能將敵軍洲際飛彈摧毀在助推階段,雷根總統的星戰計畫就有許多類型,但是戰略雷射武器研究費用高、技術難度大。目前陸基戰略雷射武器系統使用核能電廠電力可以發揮功能,但想要在太空運行成為現實,還需要時間。

第三,雷射武器成本效益極高。在防空武器方面,當前主體是飛彈,例如一枚愛國者飛彈要60到70萬美元,一枚短程刺針飛彈2萬美元,而雷射發射一次僅需數千美元,未來發射一次的費用可降至數百美元。

2012年,太陽神(HELIOS)的原型XN-1型雷射武器系統本身造價4千萬美元,單次發射費用不到1美元,因為和武器比較起來,電力幾乎是免費。

如何反制雷射武器?

有矛就有盾,雷射武器雖然厲害但是並非萬能,反制雷射武器的第一個方式就是靶材表面的抗熱灼燒塗層。反制雷射武器塗層可採用白色或反光鋁等反射性金屬層或石墨層,美軍曾研製出一種含鋁的高溫塗料,可在650℃高溫下抗雷射光。

在飛彈表面噴塗厚度為0.1MM的防護塗層材料,可將雷射武器的有效毀傷距離縮小10倍,例如5公里的攔截半徑下降到500公尺,雷射武器攔截概率都將直接歸零。如果飛彈塗層厚度增加到0.5MM,幾乎無法造成任何毀傷。

第二,靶材表面採用燒蝕型材料。利用聚合物熱防護材料,在高溫下產生物理(熔化、蒸發、昇華)和化學(分解、解聚、離子化等)以及碳化等複雜過程,用來抵消高能雷射照射所產生的能量。雷射熱能會不斷被燒蝕型材料所產生的氣體帶走,以保護靶材外殼。

第三,如果靶材是飛彈,可以採用彈體旋轉技術來規避高能雷射的熱效應,使雷射光無法聚焦某個固定部位而造成毀傷;若加上抗熱灼燒塗層,應該可以達到相當好的高能雷射反射效果。

第四,強化靶材表面結構。抗雷射光加固結構大多是夾層結構,可將反射層、燒蝕層、絕熱層組成新型複合材料,具有反射係數高、隔熱性能好、高溫強度好又耐燒蝕等特點。

雷射武器技術飛速的發展,反之,反雷射技術也不斷在成熟。就目前而言,雷射武器尚未達到絕殺的地步。雖然雷射武器不是萬能,但是沒有雷射武器萬萬不能。當對手擁有雷射武器,我們也要有、而且要有功能更強大的雷射武器與反制措施。這就是軍備競賽!

結論

美海軍宣告軍事領域進入光速時代,相信不久解放軍也會跟進,可能第二批055大驅率先搭載雷射武器與電磁炮,而國軍仍滿足於刺蝟豪豬的音速時代。光速的雷射武器絕對有辦法把音速的豪豬刺蝟身上的刺一根根拔掉,採購再多的飛彈也無法保證安全。面對這個巨大的代差,難道國軍還要繼續搞無止境的軍備競賽?兩岸關係難道還要建立在軍備競賽的基礎之上嗎?這是值得深思之處。

(作者為台灣國際戰略學會研究員,法國博士,國戰會專稿,本文授權與洞傳媒國戰會論壇、中時新聞網言論頻道同步刊登)