高能激光武器的试验技术

高能激光武器在定型列装前都需要进行大量的试验评估以验证系统的整体性能指标与可靠性等关键特性。即使在研发设计过程中，也需要开展大量试验，进行技术验证与优化设计。

这里以机载激光武器为例，根据美国的研发试验经验简要介绍下高能激光武器的主要试验内容，包括气动光学特性试验、出光试验、目标跟瞄试验、光束控制试验和毁伤试验等。

1.气动光学特性试验

机载激光武器的出光射击一般通过飞机吊舱实现。那么激光点火后面临的第一个考验就是吊舱周围复杂的气流。

飞机高速飞行时，吊舱周围的空气流场结构复杂，存在超声速区、分离剪切层、局部激波等。这会导致光束传输时发生抖动、波前畸变、偏折、远场光斑弥散等，从而严重影响最终的毁伤效果。因此，吊舱的研发设计与试验通常是一体化推进的，以便于尽早发现问题，不断改善设计方案。

试验方法包括CFD仿真、风洞试验以及飞行试验等。CFD仿真是针对流体力学的仿真，可以提升试验效率，如下图。

风洞试验可以进一步获得实测数据，用以修正仿真结果并优化吊舱设计。如下图是SHiELD项目中正在进行的吊舱风洞试验【美国自防御高能激光演示项目SHiELD】。而搭载在飞机上的飞行试验可以验证设计效果。

2.出光试验

出光试验主要是验证激光器系统的工作性能与可靠性。一般包括多个试验步骤：地面单一模块试验、地面集成低功率试验、地面满功率试验、地面机内低功率试验、空中机内低功率试验以及空中满功率试验。

这些试验步骤从模块到系统、从低功率到满功率、从地面到空中，逐步实现真实工作环境的试验测试。

在出光试验中，高能激光器向靶目标发射激光，在激光器的出射口及靶目标上设有测量传感装置，用于测量激光器的光电效率、输出功率、光束质量以及靶目标上的光斑半径、总能量、连续辐照时间等参数。

3.目标跟瞄试验

精准稳定的跟瞄是实现有效杀伤的前提。对于机载激光武器，由于载体飞机处于高速飞行状态，系统不但要瞄得准，还要在高速运动状态下实现对目标的稳定锁定，十分具有挑战性。

从美国ABL项目【美国机载激光武器项目ABL】的试验经历中可以知道，对目标的跟瞄试验包括空中对地面静态目标的试验、空中对地面动态目标的试验、空对空目标的试验等。

4.光束控制试验

激光武器中光束控制系统的作用主要是实现激光束的远距离、高质量传输并在目标上实现能量聚焦。它要具备对湍流、波前畸变等大气影响的动态补偿能力。自适应光学技术主要应用在这一系统中。

因此，光束控制试验主要是用来检验在不同传输环境下，系统对光束的控制或补偿修复能力。

5.毁伤试验

毁伤试验是全面验证系统性能的试验。通常包括地面对静态材料的毁伤试验、地面对静态实物的毁伤试验、空对空目标毁伤试验。

激光武器的毁伤效果很大程度上取决于激光与目标物质的相互作用。因此，激光与目标物质材料间的相互作用是毁伤试验的第一步。如下图，使用激光辐照飞机蒙皮材料制作的钢板，可以初步实现激光对目标的毁伤评估。

通过类似试验，要积累大量数据，用于评估激光与不同材料物质相互作用的效果，也为毁伤仿真试验提供数据支撑。

最终的毁伤试验必须要对真实的靶目标或者逼真度足够高的靶目标进行攻击，并且还需要搭配一定的战场作战态势，这使毁伤试验的组织复杂、成本高昂。