美国机载激光武器是美国人诱导我国科技界的一个最好的实例，下面就进行分析。

1     美国机载激光武器吓人的概述

　　机载激光将提供可快速部署的装备远程高能激光武器的机载平台，它能自动探测、捕获、跟踪、识别、瞄准和摧毁几百公里外的液体和固体战区弹道导弹。它是美国最雄心勃勃的一项强激光武器计划，极有可能成为部署的第一种实际有效的高功率定向能武器。它代表了迄今技术发展的最高水平，并将成为未来（1998年的未来，已经十年）10年最重要的演示论证项目，目标是摧毁起飞段的100公里——400公里内的起飞段的弹道导弹。采用2——3兆瓦的氧碘化学激光器，1500毫米有效通光孔径的发射天线。

2  机载激光武器的发展计划

       机载激光武器分四个发展阶段：概念设计；技术设计和降低风险；工程和制造研究；生产阶段。

       1994～1996年是概念研究；

       1997年进行技术设计和降低风险阶段，开始研制作战样机；

       1998年演示全功率飞行重量COIL模块；

       1999年改装波音747-400E型飞机；

        2003年建成有作战性能的样机，并进行拦截弹道导弹的试验；

       2004年开始生产；

       2006年建成三架机载激光战机（包括重新改装的样机）；

       2008年建成另外4架机载激光战机。

3　 机载激光概念设计取得重大成果 

　　机载激光计划在化学氧碘激光器，激光大气传输，光束控制，靶现象学，非致冷光学部件，消除飞机运动和振动引起的低频“颤动”等关键技术方面都取得了重大的进展。并成功地进行了氧碘激光器模块的功率和效率演示试验，强激光杀伤力试验，束控系统演示验证和主动跟踪助推段导弹的演示验证。从而结束了概念设计阶段，进入了研制样机的阶段（的却一束篮球直径大小的光束，照到哪里那里就是一片火海，感看到着，已经出了一身冷汗）。
    机载激光武器取得的已经成果： 　　

       * 氧碘激光器模块原形演示证明能满足兆瓦级激光器的性能要求； 　　

       * 杀伤力演示试验证明机载激光摧毁弹道导弹是可行的（而且用于武器型的氧碘激光气，使用工程塑料制造的重量很轻）； 　　

       *束控系统演示试验提高了机载激光杀伤几百公里外目标的可信度（最近的试验证明机载激光在大气湍流中的瞄准精度达到0.1μrad； 　　

       *建立并验证了大气湍流的计算机模型，并成功地表征了大气的传输特性，验证了在典型的湍流情况 下补偿大气畸变的可行性； 　　

       * 首次演示了助推段弹道导弹的主动跟踪。
    这些成果的表述，非常专业，好像这个项目就剩下最后装配了。 　　

4     机载激光武器组要技术指标       

       作战型氧碘激光器输出功率：2～3MW；

       演示型氧碘激光器：1～2MW；

        作战高度：12～15km；

        激光射程：100～400km；运载平台：

        波音747-400F；
     发射镜直径：1.5m；

         武器系统总重：45t；

         机载化学燃料重量：14t；

         激光器模块：功率200kW，重量373kg，长×高为2.5m×1m，作战型氧碘激光由14个模块组成。　　

         每次巡航8h，可空中加油。在一次巡航中可射击40次，每次持续3～5s，至少能击毁同时发射的三枚弹道导弹。

        战机自主作战，逐一探测、捕获、跟踪和射击多枚导弹，从探测到击落助推段导弹在80s之内。

        一个战区需七架机载激光战机，五架值勤，两架处于维修或设备更新。看来这个计划似乎指日就可以成功了，然而至今度没有拦击成功的报道，为什么会不成功？

5     理论分析

            激光要击毁100公里外的导弹，必须在100公里外会聚成一个光斑，这个光斑的直径不能大，这个光斑要达到一定的功率密度，还要求这个光斑能够跟着飞行的导弹运动。保持光斑会聚在导弹上的位置不变，直至导弹被摧毁。两个指标：激光会聚光斑直径和瞄准跟踪精度是激光是否能够摧毁导弹的关键。

首先分析会聚光斑直径：    

       根据理论计算，100公里处会聚光斑直径D为：
               D=K*167*M/d 

（K单位：100公里；M  ：表示激光器光束质量的数据，M>1；d ：激光器的发射望远镜有效通光口径，单位米）
    当M=1时，是理论上的极限最小光斑直径。
       显然，美国机载激光武器在100公里处的会聚光斑理论极限最小值是11.1毫米，功率密度是每平方厘米2.1万瓦——3.1瓦，这样的功率密度，要在弹道导弹上烧出一个洞，必须保持几秒或几十秒时间，才有可能摧毁导弹。

这个功率密度仅仅是理论极限，实际情况是：

一，这样高功率的激光器很难做到M数小于5（尽管国内的激光界，经常报道他们的激光器M数小于1.1，只能说教授们无知，才敢于无所畏惧，造出这样的数据，不要以为没有理论方法估算出M数来，这就大错了）；

二，考虑到机载激光武器的大口径发射天线，安放在机头，飞行中产生的气流和大气的湍流，很难补偿，也会使会聚光斑直径变得更大；

三，有效光学直径1500毫米的透镜对材料要求极高，加工精度也极高，也不能达到极限的会聚光斑；

四，物距和焦面得距离仅有（F×F）/100000(F发射透镜的焦距，单位米），这个数据表明，物距落基本上落在了焦深里面，如果是平行光发射，100公里处的光斑直径最小也是1.5米，功率密度也只有119瓦/平方厘米——179瓦/平方厘米，这样的功率密度，是无法摧毁目标的。

因此，实际会聚光斑小于一米几乎不可能，功率密度小于200瓦/（平方厘米），这样的功率密度难于摧毁一百公里外的目标。

第二，分析跟踪精度

根据美国的报道：“试验证明机载激光在大气湍流中的瞄准精度达到0.1μrad”，这个数据不真实。

根据前面分析，衍射极限的激光束，通过直径1500毫米的发射天线，在100毫米出的会聚光斑直径不小于100毫米；据资料跟踪是采用YAG激光照射和红外跟踪，这样最好是采用同一个物镜，不可能在飞机上再装载一个更大的接收物镜，显然光学系统的理论分辨率不会大于1μrad。显然，加上大气的干扰，即使有补偿，加上加工误差，装配误差，要实现0.01毫弧度的分辨率也有困难。也就是说看不清楚100公里外的直径小于1米的目标，自然也跟踪不上了。

综合上面的分析，显然美国的机载激光武器难以实现他的目标，也不难理解一个被如此报道的项目，十年以后还没有实现这个目标。

6  教训