无人机反击激光武器

早在 2014 年，美国海军庞塞号战舰上就装备了激光枪（激光武器系统，简称 LaWS）。作为针对无人机的防御系统，越来越多的激光武器正在进入战场。但有一个问题：它们的飞行目标已经开始自我防御。

1973 年，美国空军首次使用实验性激光击落了一架无人机。自那时起，无人机目标就被用来证明激光武器可以有效击落空中物体。激光仍然太弱，无法有效对付舰船、坦克或飞机——但无人机体积更小、重量更轻，更容易成为猎物。

如今，可以向目标投掷炸药的微型神风无人机（如美国的弹簧刀）在世界各地的战争中得到广泛使用。包括中国和俄罗斯在内的许多国家都在制造或出口此类无人机，而伊斯兰国等组织则开发了自制版本。

随着这些飞行武器越来越受欢迎，工程师们正在开发针对它们的防御手段。激光以其精准度和低单次发射成本，似乎是击退蜂群无人机的理想方式。这就是为什么 DARPA、以色列国防制造商拉斐尔、波音等公司都在投资反无人机激光。

但开发这些激光器需要时间——这让研究人员有机会以新的方式保护无人机。海军研究办公室 (ONR) 在这一领域处于领先地位：其反定向能武器计划专注于对抗高能激光、微波和射频武器。他们最简单的解决方案之一？用镜子覆盖无人机。

反定向能项目经理瑞安·霍夫曼 (Ryan Hoffman) 表示，镜子可以很好地抵御低功率激光。“然而，反射面的反射率并非 100%，”他说。“吸收的少量激光能量会使镜子发热并造成损坏。”

为了避免这种情况，无人机需要更高级的镜子。介电镜或布拉格镜由多层介电材料（一种绝缘体）组成，每层之间都有精确的间距。通过调整层数，工程师可以制造出反射率高达 99.99% 的镜子。然而，这种反射率只适用于特定的、较窄的波长范围。

霍夫曼说：“防御所有波长的辐射是理想的，但也很困难。”

幸运的是，大多数激光都采用单一波长，因此只要无人机操作员知道他们将面对哪种类型的激光，介电镜就可以发挥作用。介电镜也许可以采用喷涂涂层来代替内置涂层，可以在短时间内应用以防御特定武器。海军的工作处于保密状态，但空军已资助研究使用工程纳米颗粒制造此类涂层。

镜子并不是 ONR 正在考虑的唯一一种保护无人机的方法。烧蚀材料可以吸收激光能量并将其转化为气体，可以为无人机提供保护涂层。激光攻击会击中烧蚀材料并将其汽化，而不会对下方的目标造成严重损坏。

另一种选择是确保热量非常缓慢地穿过无人机机身，这种方法称为热传输延迟。就像咖啡杯周围的纸板支架可以保护你的手免受热液体的伤害一样，无人机周围的绝缘材料层和气隙可以防止激光能量到达无人机的重要部位并造成真正的伤害。

反射涂层、烧蚀材料和热传输延迟都能减缓激光的有害影响。激光的工作速度已经相当慢了——波音公司反无人机激光的最新测试花了 15 秒才击落一架无人机——而防护措施将延长这一“停留时间”。如果一个以 120 英里/小时的速度接近的无人机群在两英里外发起攻击，防御者有一分钟的时间来阻止它。海军的新型 LOCUST 攻击无人机以 30 架为一团，因此激光必须以更快的速度击中它们，才能不被击溃。即使是更强大的激光也可能无法足够快地跟踪、锁定和摧毁蜂拥而至的无人机群。

更低科技含量的 ONR 方法涉及“遮蔽剂和大气降解”。许多激光器会受到烟雾和灰尘的严重影响，例如大雾会使车头灯失效。只需向风向投掷烟雾弹，就有可能使激光武器失效。中国军方可能也在研究这种方法。

将来，超材料等奇异物质可能会完全保护军用无人机免受激光的伤害。超材料可以使光线在物体周围弯曲，是 ONR 的一项研究成果，但目前仍处于开发初期。目前的超材料只能对抗低功率激光——它们还需要在学术环境中进行多年的研究，才能在战场上对抗目前的高能激光武器。

最雄心勃勃的反激光项目或许是 Helios，这是一套小型无人机防御套件，最初由 Adsys Controls 根据海军合同开发。Helios 由两个传感器和一个对抗套件组成。强化传感器可探测入射激光并跟踪其来源。对抗套件随后用另一束激光瞄准激光源，目的不是摧毁它，而是使它混乱。

激光依靠反射光来判断是否聚焦在目标上。Helios 对抗系统发出的光会干扰和破坏激光的光束控制，使其无法将足够的能量聚焦在目标上造成伤害。Adsys 首席执行官 Brian Goldberg 表示，Helios 不仅可以争取时间，还可以提供对高功率激光的全面保护。该系统拥有一个不断更新的反无人机激光威胁数据库，可以防御所有威胁。

戈德伯格说：“我认为短期内不会出现超出我们能力范围的情况。”军方可能同意这一观点：Adsys 正在与一位未指明的美国军方客户商谈将原型机开发成量产产品。

如果激光武器是我们对抗无人机的唯一武器，那我们可能就麻烦了。新型激光武器需要花费数百万美元和数年时间才能投入使用，而小型无人机价格低廉，发展速度很快。无人机和激光武器之间的真正较量尚未开始，但胜算似乎已经偏向无人机。幸运的是，我们还有其他一些防御措施。