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YAL-1机载激光系统

波音YAL-1（英语：Boeing YAL-1 Airborne Laser）是一个装设于改装的波音747-400F、脉冲功率达兆瓦级的氧碘化学激光器（英语：chemical oxygen iodine laser）（chemical oxygen iodine laser）武器系统，可以拦截战术弹道飞弹[1]。YAL-1A 设计于2004年由美国国防部开始研发[2]。最早机载雷射有过低能量雷射的原型机装置在波音NKC-135A机上，并于1980年代实验中“击落”许多飞弹[3]。但由于未达到预期效果该机型研发计划于2011年取消，并于2012年2月14日飞往位于亚利桑纳州土桑戴维斯－蒙森空军基地（Davis–Monthan AFB）旁的飞机墓地封存。

YAL-1 机载雷射
ABL飞行中
概况
类型机载雷射（ABL）武器系统
制造商波音、洛克希德（雷射部分）
主要用户美国空军
制造数量1
历史
首飞2002年7月18日
发展自波音747-400F

概观

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两架波音YAL-1A击落弹道导弹构想图

机载雷射（ABL）并不能贯穿或击碎目标，而是加热正处于上升段的飞弹尤其是其燃料舱外壳，使其在高速飞行的压力下无法承受而自行瓦解。而对于已进入中、末段飞行的弹头，因弹头均有抵抗再入大气时的高温的能力，则无明显效果。如果验证成功，第一批就有七架ABL 747将建造，并且派往两个潜在威胁区。

最初预定2008就要服役，但是技术问题和成本问题拖慢计画。目前的原型机期望在2009完成测试[4]。测试中收集的资料将助于最终设计计画，并希望几年后投入实战现役。

计画中由MDA和空军联手打造两架原型机，之后空军接手后序研发。

在1980年代实验中击落许多飞弹，包括有：击落挂在钢丝滑索上以60公里时速“飞行”的飞弹模型；聚焦于一枚10公里处灌满燃料停留在地上的“大力神”飞弹的燃料舱段将其击落；2000年后聚焦系统终于有所发展，可以在迫击炮弹高抛飞行至最高点时的数秒内对其跟踪照射并将其引爆。

对抗 ICBM 或 TBM

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YAL雷射炮塔也是全世界最大的可移动炮塔形装置

ABL原始设计是对抗战区弹道飞弹（TBM），战区弹道飞弹飞行速度和距离都小于洲际弹道飞弹（ICBM）。但MDA最近建议ABL 但MDA最近建议ABL 可能可以对抗ICBM于它的发射上升时期。前提是必须更靠近ICBM飞弹至距其发射场300公里至600公里，而且不能飞行在防空炮火区域。对于射程动辄上万公里，多部署于内陆并严加防范地区的ICBM，显然不切实际。液体燃料的ICBM外壳更薄而且推升时段比TBM更长，也许更容易摧毁。

也许ABL达成了设计目标，可以在600公里外摧毁液体燃料的ICBM。但是不幸的是根据2003年美国物理协会发表于国家导弹防御系统的报告，多数情况下对ICBM的攻击难以超过300km[5]。且前提是必须更靠近ICBM飞弹至距其发射场300公里至600公里，而且不能飞行在防空炮火区域。对于射程动辄上万公里，多部署于内陆并严加防范地区的ICBM，显然不切实际。

拦截过程

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ABL使用红外线感测器展开对飞弹的探索，在发现目标之后三道低功率追踪雷射会用来协助计算飞弹的航向、速度、瞄准点以及大气扰动。因为大气扰动会使雷射光速偏斜，ABL有光学适应性透过补偿元件来抵销大气扰动。主雷射炮设在机头的多向炮塔内，可以发射3到5秒持续破坏到飞弹内部。ABL设计上不能拦截飞弹于终端、下降段、飞行段，因为雷射必须在目标数百公里内才有威力。所以发射机会只有8到12秒，勉强有两次射击机会。

实战操作方式

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技术员在试验雷射的抗干扰程度

ABL使用类似火箭的化学燃料产生雷射能量。目前每架可以携带发射20发的燃料，低能量发射对付小飞弹时可以发射40发，一定要降落时才能补充燃料不能用空中加油。计画中每次出击还要有战机和电子干扰机护航。ABL是一种防御性武器所以必须以8字型绕圈飞行尽量滞留于空中靠近敌军飞弹可能上升之处。飞机燃料可以用空中加油尽量延长滞空时间。

飞弹之外的目标

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理论上，ABL可以对付飞机，巡弋飞弹，低轨道卫星（参见反卫星武器）。然而，这不是设计中的考量，能否成功还是未知。ABL的红外线瞄准仪是设计瞄准上升段的弹道飞弹排出的热讯号。卫星和战斗机的热讯号太小能否锁定是有问题的。 科学家关切协会分析ABL潜力时表示可能可以拦截低轨道卫星只要目标锁定系统可行的话。[6]

COIL氧碘化学雷射器

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本系统最重要的就是COIL雷射，共分成六个模组，每个都和一部SUV一样大。每个约重6,500磅（3,000公斤）。开火时，五秒钟所发出的能量等于一个美国家庭一小时的用电量[7]。

研发情形

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YAL-1 于 2004/11在爱德华兹空军基地接受改装
 
承包商拆除747机头于Birk飞行试验中心的系统集成实验室改装成雷射炮塔和温度感应元件

本专案1996年由空军开始 为了降低研发风险而和波音ABL小组合作[8][9]。2001，专案转为MDA和武获案，宣告以实战为研发目的[9]。

系统研发已经完成于波音整体防卫系统公司提供的飞机上,波音负责专案管理和系统整合。诺斯洛普·格鲁门公司 支援研发COIL部分,洛克希德 支援研发机鼻炮塔和火控系统[9][7]。

2001年一架退役的印度航空747-200被美国空军买下，而且卸下机翼后从Mojave机场运到爱德华空军基地 在基地的飞行测试中心系统整合实验室（SIL）重组完成，用于测试各种元件[10][11]。SIL建造了第一个COIL于模拟高度环境中测试，把计画带到一个新阶段，雷射进行了50次测试，完成了耐久性测试。由于结果完全合格所以装入飞机。完成全套测试后，实验室把它拆下，之后这架747-200也被报废[11]。

波音2002年改装了一架747-400F，2002年7月18日在波音堪萨斯州的威奇托厂首飞。之后COIL雷射在2004年进行地面试射成功。YAL-1被编入爱德华空军基地417飞行测试中队“空中雷射综合测试军”。

除了COIL，本系统还包含了两千瓦级目标锁定照明雷射，供瞄准用。2007年3月15日，YAL-1成功于飞行中发射照明雷射，击中目标。目标是一架NC-135E“大牛”（Big Crow）测试机；该机特别被画上了标靶图案供射击。本测试证明系统有能力击落空中目标并抵销大气层扭曲现象[7]。

下一阶段测试称为 "替换高能雷射"（SHEL），将换上真正COIL，从用照明雷射变成用攻击雷射射击。2007年，COIL已经装上YAL-1开始本阶段测试[7]。

实用价值

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激光反导原本是时任美国总统雷根宣称的星际大战计划中的主要部分，试图通过在地面和太空部署大功率激光武器，并通过反射镜卫星将射程延至数千公里以外，从而对洲际导弹的整个上升、中段、再入大气各步形成全面威胁。但建成的最大功率兆瓦级激光器实用中仍显功率不足，只能通过选择薄弱目标、延长照射时间，才得以在80年代实验中“击落许多飞弹”。同时激光的远程聚焦和反射镜精度也存在难以解决的问题，实验多在数公里至数十公里对低速和静止目标进行。

而另一方面，雷根对尚未成功的星际大战计划反复高调宣传，使苏联展开对类似武器的开发，并投入巨资，制造出如1MW级的Polyus_(spacecraft)“极地-斯泰基”天基激光飞船（试制品因1987年5月13日的发射失败摧毁，整个计划因苏联解体而终止）。有认为使苏联陷入对此类武器的竞赛，并耗费大量资源，最终拖垮经济，才是星际大战计划的目的。

参考文献

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引用

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  1. ^ Airborne Laser returns for more testing. [2008-04-04]. （原始内容存档于2007-03-08）. 
  2. ^ DoD 4120.15-L，Model Designation of Military Aerospace Vehicles （页面存档备份，存于互联网档案馆），美国国防部于2004/5/12.
  3. ^ FAS Airborne Laser Laboratory news. [2008-04-04]. （原始内容存档于2016-03-05）. 
  4. ^ U.S。Missile Defense Agency Budget Funds ABL[失效链接]
  5. ^ APS Study. [2008-04-04]. （原始内容存档于2007-02-13）. 
  6. ^ Anti-Satellite Capabilities of Planned US Missile Defense Systems. [2008-04-04]. （原始内容存档于2005-12-11）. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 Grill，Eric M.，"Airborne Laser fires tracking laser，hits target", Aerotech News and Review，2007年3月23日，第22卷第8期
  8. ^ Boeing AL Timeline. [2008-04-04]. （原始内容存档于2010-07-22）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Boeing Airborne Laser Background presentation (PDF). [2008-04-04]. （原始内容存档 (PDF)于2007-02-24）. 
  10. ^ Radecki, Alan K, A Mojave Scrapbook, MojaveBooks, 2005年
  11. ^ 11.0 11.1 Hernandez，Jason，"Testers end high-energy laser tests，dismantle Airborne Laser SIL facility",USAF press release，March 29，2007. [2008-04-04]. （原始内容存档于2008-01-07）. 

来源

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  • F. Tarsha-Kurdi, T. Landes, P. Grussenmeyer, E. Smigiel, "New approach for automatic detection of buildings in airborne laser scanner data using first echo only". Workshop of the ISPRS. Com III, Photogrammetric computer vision PCV '06 Bonn. Germany 20 – 22 September 2006.

外部链接

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维基共享资源中相关的多媒体资源：YAL-1机载雷射系统

参见

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