鐵束發(fā)威，巴以沖突中的“激光打火箭彈”小視頻是真的嗎？

先說結論。網(wǎng)絡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自電子游戲；擁有類似能力的以色列鐵束（ironbeam）激光防御系統(tǒng)已經(jīng)非常接近于實戰(zhàn)部署；用于防御無人機、無人船、迫擊炮彈和簡易火箭彈的近程激光防御系統(tǒng)近些年取得重大進展；我國在激光武器領域擁有世界先進水平，出口海外的激光武器已經(jīng)取得實戰(zhàn)戰(zhàn)果；世界各國研制中的大功率遠程激光武器系統(tǒng)，仍舊面臨非常多尚未突破的技術難題。

視頻真?zhèn)蔚呐袛?/p>

社交媒體上流傳的聲稱是“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)爭沙盒游戲《武裝行動3》（ARMA3）的游戲視頻。

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

鐵束系統(tǒng)的研發(fā)機構在2022年表示，該系統(tǒng)還需要2-3年的時間才能完成實戰(zhàn)部署。

網(wǎng)絡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防務系統(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)由以色列國防部出資，拉斐爾公司聯(lián)合美國洛克希德·馬丁公司研制開發(fā)。

鐵束的組件。圖源：Rafael官網(wǎng)

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

要說鐵束，先說“鐵穹”

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

為此，以色列軍方打造了一個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2000千米的“箭3”（arrow3）大氣層外攔截導彈組成；第二層為作戰(zhàn)半徑數(shù)百千米的“箭2”（arrow2）導彈；百千米以內(nèi)的目標由中層防御“大衛(wèi)投石索”（David’sSling）導彈負責攔截；鐵穹（irondome）作為近層和末端防御系統(tǒng)，負責攔截敵方射程在4-70千米的各種火箭彈和其他低速彈藥。

在這四層防空系統(tǒng)中，鐵穹無疑是其中最大的明星。自2011年服役以來，鐵穹攔截各種火箭彈襲擊的場景已經(jīng)成為了新時代戰(zhàn)場的名場面。十幾年來，鐵穹以近九成的攔截成功率擊落了上萬枚各種目標，成為了當今最優(yōu)秀的防空系統(tǒng)之一。除了以色列本國大量裝備之外，包括美國、印度等國家已經(jīng)或者意向購買該系統(tǒng)。但是鐵穹系統(tǒng)并非無懈可擊，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，成功對以色列進行了有效的打擊。鐵穹的最大缺點就是抗飽和打擊能力有限。其實這么說對鐵穹很不公平——它在抗飽和打擊方面已經(jīng)是“世界最強”之一。我們先來看一下一個典型的鐵穹作戰(zhàn)單元的基本構成：

1

探測和跟蹤系統(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型相控陣雷達，可以同時跟蹤1100個目標，并為攔截導彈提供數(shù)據(jù)鏈支持。這一型號的雷達也是“大衛(wèi)投石索防空系統(tǒng)”的核心探測器，其海軍型也為以色列、印度等多國海軍采購作為艦艇防空系統(tǒng)的核心部件。

鐵穹發(fā)射攔截器。來源：Wikipedia

2

指揮和控制系統(tǒng)

由以色列私營企業(yè)mPrest系統(tǒng)公司研發(fā)，負責分析來自探測跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，解算導彈的攔截彈道，判斷目標的威脅程度。如果系統(tǒng)研判目標彈著點會在無人區(qū)，就會自動放棄攔截。

3

發(fā)射系統(tǒng)

鐵穹采用固定的發(fā)射陣地。這主要是因為以色列國土面積有限，敵人的來襲方向可以提前預判，因而不需要采用機動式發(fā)射平臺。導彈發(fā)射器為4x5排列的箱式布局，備彈20發(fā)。每個作戰(zhàn)單元裝備3-4臺發(fā)射器。

4

導彈系統(tǒng)

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

一個鐵穹作戰(zhàn)單元可以覆蓋約150平方千米，60-80枚備彈可以對抗30-60個來襲目標。這已經(jīng)是非常出色的戰(zhàn)術指標。但這次哈馬斯武裝在10月7日的軍事行動中，用數(shù)千枚火箭彈的火力對鐵穹實施了飽和式攻擊。

以色列目前裝備有十幾個鐵穹作戰(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)的缺點是造成其無力攔截大量哈馬斯火箭彈齊射的原因。這個缺點就是成本高。與前一個缺點一樣，說鐵穹成本高同樣是不公平的。一個鐵穹作戰(zhàn)單元的成本約為5000萬美元，每枚塔米爾導彈的成本約4-5萬美元。這對于一個采用高性能相控陣雷達和主動雷達引導攔截彈的高端防空系統(tǒng)已經(jīng)是非常低的價格。

國際上目前很難找到成本更低的類似的防空系統(tǒng)。但問題是，它的對手成本更低。哈馬斯武裝大量生產(chǎn)的簡易火箭彈，單枚成本不過幾百到幾千美元。它們無需采用精確制導系統(tǒng)，主要作戰(zhàn)任務是對以色列平民目標進行殺傷和威懾，有時候甚至完全不需要任何制導系統(tǒng)，只要火箭飛出去就算完成任務。

這種不對等的成本導致以色列面臨一個棘手的局面——雖然其經(jīng)濟實力遠高于對手，在“簡易矛”和“精密盾”的對抗中，依然承受著巨大的經(jīng)濟壓力。這一次的巴以沖突，很多分析家認為，以色列的鐵穹系統(tǒng)攔截彈庫存已經(jīng)消耗殆盡。即便鐵穹的單發(fā)成功率提升到100%，這種“兌子”游戲從時間成本和經(jīng)濟成本上都是不可持續(xù)的。

鐵束是解決方案嗎？

相比于防空導彈或者防空火炮，激光武器有著無與倫比的理論優(yōu)越性。

1、相比于用音速的倍數(shù)（馬赫數(shù)）來衡量速度的導彈和炮彈，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，無需解算彈道，也無需計算提前量。

2、激光本身沒有質(zhì)量，因此發(fā)射激光束也不像發(fā)射炮彈和導彈一樣需要考慮后坐力或者震動，發(fā)射系統(tǒng)的力學設計會相對簡單。

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，沒有炮彈、導彈的設計、生產(chǎn)、物流、倉儲、檢修、報廢的全壽命成本問題。

因此，理論上低成本、有無限開火能力的激光防空系統(tǒng)，就成了對抗類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)實問題

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

1

高功率激光器技術難度很大

激光之所以能用作武器，主要依賴于其光線攜帶的能量。當高能光線照射到物體后，會產(chǎn)生強烈的熱效應，讓物體表面迅速升溫，對物體造成破壞。生活中的激光切割、激光焊接、激光手術刀等利用的都是這個原理。所以，要摧毀目標，必須有足夠強度的激光照射到目標上。

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隨著交戰(zhàn)距離的增加而迅速衰減。如果要用激光攔截遠距離的目標，比如數(shù)百千米外的彈道導彈，理論上需要激光器的功率最少要達到兆瓦級，也就是千千瓦級。

目前，兆瓦級激光器的理論方案包括：電泵浦激光器、化學激光器、固體激光器、光纖激光器和二氧化碳激光器等。實際應用中，美國曾在上世紀90年代提出“機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，攔截幾百千米外敵方剛剛發(fā)射尚在助推階段的戰(zhàn)術地對地彈道導彈。

這一系統(tǒng)后來演變成YAL-1A機載激光實驗平臺，采用一臺氧碘化學激光器，發(fā)射功率為1兆瓦級。最初的工程目標是3兆瓦級的激光器，但是工程難度太大，為此調(diào)低了目標。

不過，即便調(diào)低到了1兆瓦級，這臺激光器的總重量依然接近20噸，體積有五臺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。氧碘化學激光器使用化學反應產(chǎn)生的能量來激發(fā)激光，反應原料為碘、過氧化氫、氫氧化鉀和氯氣，每次發(fā)射都需要消耗數(shù)噸原料。

因此即便對波音747這樣的巨型飛機，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進行了攔截測試，成功擊落了幾枚80千米外的靶彈。但在2011年，這個項目被美國國防部取消。

時任美國國防部部長羅伯特·蓋茨表示：“據(jù)我所知，國防部中沒有人認為該計劃應該或?qū)趯嶋H操作中部署?，F(xiàn)實情況是，你需要比現(xiàn)在飛機上的化學激光器強大20到30倍的激光器，才能在距離發(fā)射場任意距離的地方發(fā)射……如果要實施此計劃，您將需要10到20架747，每架花費10億美元，每年運營費用為1億美元。我不認為軍方可以支持這樣的項目?！?/p>

現(xiàn)階段，為了提高工程的可行性，各國在繼續(xù)推進兆瓦級激光武器研發(fā)的同時，把著力點放在了百千瓦和十千瓦級激光武器的應用方向。

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

難度體現(xiàn)在兩方面，一個是能量供給，尤其是對機載、艦載、車載平臺，激光發(fā)射需要瞬時大電流，同時又要求連續(xù)發(fā)射能力，這需要極高性能的電能儲存設備。

第二個是熱控，激光器工作時，能量并不能完全轉(zhuǎn)化為光能，相當大部分會變成熱，對激光器乃至整個激光武器的結構安全都會帶來巨大的沖擊。

2

控制系統(tǒng)異常復雜

前文在談論激光武器的優(yōu)點時曾提到，由于激光速度極快且準直性好，所以無需計算彈道和提前量。但實際應用中，光線并不會嚴格按照直線傳播。地球的大氣是一個極其復雜的環(huán)境，空氣的溫差、氣流、顆粒物，都會引起光線的扭曲變形。這也是為什么我們會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發(fā)生散射、折射，造成光斑移動。與幾乎可以一擊必殺的炮彈、導彈不同，激光要做到破壞目標，需要一定的照射時間，這一時間在1-10秒之間。

激光器來源：Wikipedia

在此期間，光斑必須穩(wěn)定照射在目標上。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，載機的震動和顛簸，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)準確壓在一個高速運動的目標上，技術難度可想而知。

為了降低難度，必須減少照射時間，這需要提升激光的功率。于是又遇到了難點一，并且激光束的能量不能無限增大，否則在大氣中會產(chǎn)生一種叫做“熱暈效應”的現(xiàn)象，即激光把空氣電離，導致激光傳播受阻。

3

激光應用場景受限

激光也是光，與可見光一樣，云霧、雨雪、沙塵、霧霾都會阻礙激光的傳播。在以色列這樣相對干旱的環(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，很多時候激光武器無法做到全天候使用。

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、無人機等可能會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。還有一種更加簡單易行的方法，那就是讓火箭彈旋轉(zhuǎn)起來，如此一來，激光光斑就無法持續(xù)加熱某個區(qū)域，弱化其殺傷效應。

激光武器的現(xiàn)實應用

鐵束系統(tǒng)為百千瓦級的激光防空系統(tǒng)，作戰(zhàn)目標主要是火箭彈、迫擊炮彈等相對高速的彈道目標。因而就像拉斐爾公司表示的那樣，目前還有一些工程問題需要解決。但長遠看，此類系統(tǒng)對以色列來說依然非常重要，是完善其國土防空體系的重要組成。

2022年初，多家外媒報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人機，成為激光武器的首個實戰(zhàn)戰(zhàn)果。

從亞美尼亞同阿塞拜疆的納卡爭端、到俄烏沖突，直至最近的巴以沖突，在二十一世紀20年代發(fā)生的這些戰(zhàn)爭中，各式各樣的無人機成了當之無愧的戰(zhàn)場明星。如同第一次世界大戰(zhàn)中的坦克一樣，這些無人機改變了戰(zhàn)爭的模式。對抗無人機，成為了今天各國軍隊的首要任務。

與傳統(tǒng)的飛機、導彈、火箭甚至炮彈比，無人機屬于低空、慢速、小目標，蜂群一般的低成本無人機，讓傳統(tǒng)防空系統(tǒng)難以識別，難以跟蹤，難以打擊。

來源：Wikipedia

一架商用四軸無人機或者簡易無人機，成本遠低于防空導彈，甚至比要能擊落它們的炮彈成本還低。這時候，激光防空的必要性就凸顯出來了。因為這些無人機多數(shù)高度不大，續(xù)航距離也有限，所以百千瓦，甚至十千瓦級別的激光就可以在幾千米距離上對其進行有效攔截。

我國作為無人機大國，同時又是一個激光技術強國，很早就開始了這方面的研究。在最近幾屆中國航展等國內(nèi)外的防務展上，中國的激光武器也已經(jīng)站上了展臺。[5]

相信在更加前沿的領域，我國的激光領域科學家也一定在進行著探索和實踐，激光的對抗，已經(jīng)從科幻電影走進了真實戰(zhàn)場，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