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激光器国防部论文 预算变化看美国机载激光器项目

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2012年2月14日,机载激光试验台(前身是机载激光器)完成了最后一次谢幕飞行,从爱德华空军基地起飞,飞往图森市戴维斯一蒙坦空军基地的军用飞机“废弃场”,被长期封存.至此.这项历时长达15年,耗资50多亿美元的项目正式退出了历史舞台.从最初的机载激光实验室,到后来的机载激光器,再到最后的机载激光试验台,美国机载激光器项目的发展经历了很多波折,但最终没有获得成功.本文将从预算的角度进行剖析,重点分析1995~2012财年期间,机载激光器预算情况及发展动向.

美国国防预算管理概况

美国的财政年度为前一年的10月1日至当年的9月30日.每年1—2月,总统将包括国防预算在内的政府预算申请提交国会(如2013财年总统预算文件已于2012年2月13日提交到国会).由国会在每年9月30日以前审查总统预算申请,并通过《国防授权法》和《国防拨款法》,对具体开支项目分别授权和拨款.美国国防预算从确立预算申请到国会通过拨款法案大致要经过以下步骤:首先由国防部确定预算申请,然后由隶属于总统办公厅的行政管理与预算局审查国防部的预算申请并得到总统认可,而后将其编入总统预算.

机载激光器发展过程分析

机载激光器项目曾经是美国重点发展的助推段导弹防御系统,最早由美国空军负责,并从1995财年开始安排相关经费.该项目所属的计划项目类别在2002财年、2011财年发生了变更,项目经费在2002—2008财年期间保持高位,2009财年开始迅速下降,这些变化体现出该项目管理权、发展思路等的重大调整.

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1.995—2002财年,空军盲目推进导致成本严重超支,进度大大拖延

1995财年,空军开始在编号0603319F,名称“机载激光计划”的计划项目中,开展机载激光器设计、建造和测试工作.根据美国国会政府问责署关于导弹防御的GA0-02-631报告,1996年,空军还不理解面临的技术挑战和工程任务的复杂性,因而低估了经费和时间.1996年11月,空军授予波音公司、TRW公司(后被诺斯罗普·格鲁曼公司收购)和洛克希德·马丁公司小组一份价值11亿美元,期限77个月的合同(2002年4月截止),并初步计划于2002年完成第一架样机研制及首次反导试验.然而直到2002年7月,机载激光器载机YAL-1A飞机才完成改造后的第一次飞行试验,此时距离导弹拦截试验的预定目标还很远,到2003财年,机载激光器总成本由1996年设定的11亿美元增加到20亿美元,增长了近一倍,美国国防部不得不对整个计划和经费进行调整.

2.002—2010财年,导弹防御局多次调整发展模式,首次反导试验获得成功仍难改被降格命运

2002—2010财年期间,机载激光器被列入导弹防御局计划项目,编号0603883C,名称“助推段防御部分”.2002年后,导弹防御局放慢了机载激光器研制速度,由于一些关键技术的工程化效果不理想,提出了重视技术“知识点”积累的双年度发展规划,并在2004—2009财年期间,以2财年为1个周期(如Block2004包括2004和2005财年,BJock2008包括2008和2009财年计划),重点发展和验证关键技术,在此基础上逐步完成单元系统工程化和系统集成.这段时期的经费得到了较好的控制.与此同时,机载激光器首次拦截试验也从2002年延迟到2009年.

2009年4月6日,美国防部长盖茨表示,国防部将放弃采购第2架机载激光器样机,现有样机仅用于技术研发与演示验证,盖茨的发言使机载激光器项目遭遇重大挫折.尽管导弹防御局坚持在2010年2月成功完成了首次反导拦截试验,也无法扭转该项目被降格的厄运.

根据国防部长的指示,机载激光器2010财年降格为以基础研究为重点的研究与开发类计划,即机载激光试验台( ALTB).且经费大幅缩减.从机载激光器在2009年10月到2010年9月期间的发展动向看,这段时期,导弹防御局继续开展了几次拦截试验,均以失败告终,同时导弹防御局开始考虑开发更简单实用的激光器.

2.011-2012财年,发展思路调整未获国会批准,机载激光器正式告别舞台

根据MDA关于ALTB的能力计划描述(CPS)文件,从2010财年开始,ALTB样机维护与试验经费逐年压缩,至2015财年将全部转移到激光技术研究项目中.

事实上,没有等到2015财年,导弹防御局在2011财年的预算中,将0603883C计划项目经费清零,ALTB被列入编号0603901C,名称“定向能研究”的计划项目.可见,在国防部支持力度骤降,连续遭遇拦截试验失败等因素的影响下,导弹防御局的发展思路已经从样机试验转为开发下一代导弹防御用激光技术.2011财年期间,导弹防御局几乎没有再开展任何飞行试验.有关ALTB的新闻都在讨论2012财年到底应该给该项目多少经费.2011年6月,美国《国防部内参》报道,美国众议院与参议院关于导弹防御局机载激光试验台的预算存在1.1亿美元的差距.美国参议院认为,导弹防御局用于机载激光试验台的经费需求不合理,预算中的1/5用于探索开发二极管泵浦碱金属激光器,而该计划并不使用ALTB平台,因此建议将该项目经费削减至3630万美元.美国众议院则建议为该项目追加5000万美元使其总经费达1.46亿美元.从目前的情况看,参议院最终成为赢家.2012财年,导弹防御局用于“定向能研究”的经费锐减至4000万美元左右(见表1).2012年2月,机载激光器飞机完成谢幕飞行后,被永久封存.

机载激光器由兴盛走向衰落的原因分析

机载激光器计划可以看成是美国高技术武器发展史上不太成功的案例.其发展过程中一直有来自支持者、批评者、监督者的不同声音(以空军、导弹防御局、开发商为代表的支持者,以国会内部反对派为代表的反对者,以美国政府问责署(GAO)、美国国防科学委员会、国会研究处(CRS)、美国物理学会(APS)等为代表的监督者),通过分析这些监督机构关于机载激光器的分析报告,可以发现,导致机载激光器失败的原因主要包括:

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早期监管不利,在技术路线方面埋下隐患

在项目隶属于空军管理的长达6年的时间中,机载激光器每年的经费直线上升,其间国防部已经意识到风险,但是采取的措施效果不明显.按照美国空军最初的设想,由于采取了“成熟”的化学激光器技术,机载激光器载机将于1999年春季交付,首次反导飞行试验将于2002年秋季开展.事实上,1999年空军并没有按期交付改装后的载机.国会于1999年委托一个独立评估小组(IAT)评估机载激光器的技术风险,该小组得出结论,将机载激光器首次反导飞行试验推迟,“可以降低风险并减少计划的不确定性”.这其中也暗示了机载激光器还存在较大的技术风险,能否成功还无法确定.但是,当时国会内部对开发该计划的热情很高.同时,空军于1999财年开展了多次试验,并夸大了试验结果,某种程度上打消了国会的顾虑.根据2000年2月CRS发布的《机载激光反导计划》报告,国会当时可能采取的措施是,要求空军“热点火”激光器,以便同时测量光束功率和质量,而不是一直等到2002财年才在实验室环境中“热点火”,2003财年放在飞机上“热点火”.国会采取的措施是延迟机载激光器首次反导飞行试验时间.结果,直到2004年11月,机载激光器才完成首次地面出光;2008年9月,机载激光器才完成首次在飞机上出光.

早期化学激光器技术的可行性被质疑,但没有引起足够重视.1999年中期,机载激光器取得一系列成功试验,当时空军过于乐观地认为系统性能将超过预期,国会内部反对者则认为空军选择氧碘化学激光器不可行,固体激光器可能更合理.然而,20世纪90年代,固体激光器技术刚刚兴起,功率也只有几千瓦,远远达不到拦截导弹的功率水平,而化学激光器的功率早已达到兆瓦级.除非得到国会大力支持,空军是不会放弃化学激光器而选择固体激光器的.

尽管美国政府问责办公室分别于1997年、1999年、2002年发布关于机载激光器的报告,提醒国防部注意其技术风险,但效果并不明显.

真实的反导试验不断拖延,令国防部失去信任

国防部在机载激光器首次反导试验成功的前一年就决定将其降格为科学技术研究计划.一方面,这是在国防预算缩减的背景下,国防部走“经济实用”路线的结果.机载激光器过分追求高性能、技术含量极高,导致研制周期不断延长、关键技术迟迟无法突破、研发费用一涨再涨等严重问题.在付出重大经济代价后,却迟迟拿不出达到预定性能的实战装备,同时还挤压了其它装备的经费,导致一些近中期急需的实用性装备发展跟不上需要.另一方面,从立项开始,首次反导试验日期就不断拖延,国防部最后一次确定的试验日期是2009年,导弹防御局仍无法按期完成,即使2010年最终完成了试验,进度上只拖延了几个月,、但拦截距离只有80千米,距离实战所需的最低300千米的技术指标较远,且后继的几次反导试验均以失败告终.进度和试验结果都无法令国防部满意,机载激光器大势已去.

中段和末段导弹防御技术的迅速崛起,导致力量失衡

激光和动能都兴起于上世纪80年代“星球大战”时期,随着技术的发展和国际形势的变化,用于中段和末段导弹防御的动能武器已经得到部署,而用于助推段防御的激光武器至今没有实用化.在经费投入方面,国防部逐渐偏向动能武器.2011财年,为开发和采购用于防御空中与导弹威胁的各种动能武器,国防部预算申请了102亿美元.比较起来,国防部分配了大约占总量5%(大约5亿美元)的少量经费,用于各种电激光器和高功率微波技术.从军事需求来看,机载激光器与较为成熟的中段和末段拦截相比,使用高能激光拦截助推段导弹的作战概念在美国仍受到多方质疑.在2010年2月美国防部发布的首个《弹道导弹防御评估报告》中,机载激光器作战概念仍被认为“定义不明确”.

结语

本文仅从预算的角度对机载激光器项目进行了梳理和分析,考虑到美国的预算文件有时会滞后于项目发展进度,因此有一些判断可能不太准确.此外,尽管机载激光器最终没有成为实战装备,但是其对于未来的激光武器,尤其是下一代用于导弹防御的激光武器的发展具有重要意义.正如美国众议院导弹防御核心小组会议联合主席弗兰克斯所言,“激光器对于导弹防御,就像硅片对于计算机行业那样重要”.

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