國動智庫 | 美軍無人機空中激光充電技術演示對我長航作戰啟示與戰略思考

智能化戰爭正加速從概念走向實戰，無人作戰系統成為重塑戰場規則、奪取戰略主動的核心力量。長航時、不間斷滯空、持續任務執行能力，是衡量無人作戰體系實戰效能的核心指標。長期以來，電池容量、燃料攜帶量、地面補給依賴構成無人機作戰的三大瓶頸，嚴重制約其在長周期情監偵、持續區域封控、跨域協同作戰等場景中的應用。當前，全球軍事大國競相布局無人長航作戰能力，激光無線能量傳輸已成為核心賽道。

近期，美國克勞斯·哈姆達尼宇航公司與能源光（PowerLight）公司在南卡羅來那州空軍基地成功完成無人機空中激光充電技術實機演示，在約1524米高度向K1000ULE太陽能長航無人機穩定傳輸近1千瓦激光能量，標志著美軍在“無限航時”無人作戰領域邁出實質性一步。該技術不僅突破傳統能源補給范式，更折射出未來側重國防科技創新體制、軍地協同研發、多路徑技術布局對破解我無人機長航時作戰能源桎梏、完善無人作戰體系、搶占未來戰爭制高點，具有重要現實意義。

一、美推動無人機激光充電技術發展的核心做法

（一）頂層政策牽引構建“軍方主導、多元參與”的創新生態。五角大樓將無人機激光充電技術納入國防科技戰略重點，通過國防部、DARPA、中央司令部等多部門聯動，形成戰略規劃、項目資助、試驗驗證、采購列裝的閉環推進體系。

1.專項計劃持續發力。核心項目包括DARPA的POWER（持續光學無線能量中繼）、PTROL-UAS（激光向無人機輸電）、Super PBD（無處不在的能量補充）等，明確以千瓦級傳輸、數公里距離、復雜環境穩定供能為目標。

2.采購制度改革降低門檻。五角大樓近年大幅精簡審批、壓縮周期、開放競爭，不再局限于傳統軍工巨頭（洛馬、雷神等），主動向國防初創企業、民營科技公司、高校團隊開放項目與預算，形成“巨頭+新銳”多元競爭格局。

3.高強度資金投入。僅PowerLight公司就與美國空軍中央戰斗實驗室簽署2.7億美元工程化合同，標志技術從演示驗證進入實戰化部署階段。要特別關注的是，資金來源覆蓋國防預算、風投、產學研聯合基金等，有效分散風險、加速技術的研發迭代。

（二）國防企業深度參與形成“軍工+科創”雙輪驅動格局。五角大樓充分發揮私營企業技術敏捷、創新活躍、成本可控優勢，將國防科技創新從“國家隊獨攬”轉向“全社會協同”。

1.傳統軍工企業深耕系統集成。洛克希德·馬丁、RTX等巨頭參與大功率激光源、精密跟蹤瞄準、指揮控制鏈路研發，依托成熟軍工體系保障可靠性、安全性、環境適應性。

2.初創企業突破核心技術。PowerLight、KinetixBeam、Teravec等公司聚焦激光發射/接收、光束控制、光電轉換等關鍵環節，快速迭代、快速試錯，在輕量化、高效率、低成本上形成突破。例如PowerLight開發的2.7公斤機載接收器，可將激光高效轉化為電能，并集成雙向通信功能。

3.軍地協同機制高效順暢。軍方提出作戰需求與技術指標，企業負責技術攻關與工程實現。軍方提供試驗場地、飛行資源、安全認證，企業開放技術成果、測試數據、專利授權。雙方聯合開展實戰化演訓、性能評估、戰法研究，實現“需求、技術、能力”無縫對接。

（三）雙路線并行，地面激光發射為主、空中中繼為輔。美國在激光充電技術路線上采取“地面優先、空中補充、分步推進”策略，形成地面固定式/機動式發射與空中平臺中繼兩條技術路徑，兼顧近期實戰可用與遠期全域覆蓋需求。

1.地面激光充電路線（當前主力、成熟度高）。其核心架構是地面大功率激光發射站+機載輕量化接收器，依托高精度光學跟蹤+自適應光束控制，在視距內實現千瓦級、數公里距離穩定能量傳輸。優勢是功率大、效率高，地面可部署數十千瓦級激光源，能量轉化效率達30%–40%，遠高于太陽能。不僅部署靈活、成本可控，可依托固定陣地、車載平臺、艦艇甲板部署，模塊化設計、快速機動、隱蔽性強而且技術成熟、實戰風險低，當前已完成1524米高度、1千瓦實機演示，通過安全認證，具備工程化條件。當然，也存在一定局限，一個是視距依賴，其無法穿透云層、山體、建筑物，復雜地形和惡劣氣象下效率驟降；另一個是易被反制，地面發射站位置相對固定，在高強度對抗中易遭偵察打擊。

2.空中激光充電路線（遠期方向、潛力巨大）。其核心架構是借助大型母機或高空平臺搭載激光發射系統+無人機接收，或無人機集群中繼，實現超視距、跨區域、多機同時充電。優勢是覆蓋廣、機動性強，高空平臺可規避地形遮擋，實現數百公里范圍覆蓋，快速響應多方向任務需求。同時生存性高、抗毀傷能力強，空中發射平臺可機動規避，難以被一次性摧毀。可構建多節點中繼網絡，單點失效不影響整體效能。重點是支持集群作戰，可同時為多架無人機充電，支撐大規模無人集群持續作戰。當然，空中局限比地面局限更大，首先需解決高空平臺穩定發射、遠距離高精度跟蹤、強湍流補償、多機協同控制等難題，技術難度極大。還有是需改造大型運輸機/高空長航無人機作為發射平臺，載機依賴強，研發與維護成本高。

二、無人機激光充電技術面臨的共性問題

（一）核心技術瓶頸突出。高精度動態跟蹤難。無人機高速機動、姿態多變，復雜環境下持續鎖定、穩定跟蹤難度大，易出現光束漂移、能量中斷；能量傳輸效率低。大氣散射、吸收、湍流導致能量損耗嚴重，電光/光電轉換效率僅30%–40%，難以滿足大功率需求；核心元器件自主可控難。大功率激光芯片、高靈敏度光電傳感器、高效轉換材料依賴進口，產業鏈不完整。

（二）實戰化環境適應性弱。氣象與地形限制。陰雨、霧霾、沙塵、強對流天氣下，激光衰減嚴重、傳輸距離大幅縮短，山地、城市、叢林等復雜地形易造成遮擋 ；安全風險與國際規則空白。高功率激光存在誤照射、誤傷人員和裝備風險，國際社會尚未形成激光軍事應用、空中能量傳輸的明確規則，存在輿論與法律風險。

（三）成本與規模化列裝矛盾。研發與裝備成本高。大功率激光發射裝備、高精度跟蹤系統、機載接收器造價昂貴，單套系統成本達數千萬美元，大規模列裝壓力大；維護保障復雜。裝備精密、易損、校準要求高，需專業技術人員與設施支撐，后勤保障難度大。

三、對我國發展無人長航作戰能力的戰略啟示與建議

（一）強化頂層設計，構建“政策引領、軍地協同、多元投入”的創新體系

1. 納入國家戰略規劃。將無人機激光無線能量傳輸技術納入國防科技重點研發計劃、無人作戰體系發展規劃，明確戰略定位、發展目標、路線圖、時間表。
2. 改革采購與資助機制。借鑒美國經驗，擴大供應商范圍、降低準入門檻、簡化審批流程，積極吸納民營科技企業、高校、科研院所參與研發，形成“國家隊+民企+高校”協同創新格局。
3. 加大資金投入與風險分擔。設立專項科研基金，支持核心技術攻關、試驗驗證、裝備研發；鼓勵風投、產業基金參與，構建“國防預算+社會資本”多元投入機制，分散研發風險。

（二）堅持雙路線并行，優先突破地面激光充電、同步布局空中中繼

1. 主攻地面激光充電，快速形成實戰能力。建議通過五年時間，突破千瓦級地面激光發射、高精度動態跟蹤、高效光電轉換技術，研發車載機動式、固定式激光充電系統，適配中小型偵察無人機、長航時察打一體無人機；這五年的重點任務是研發輕量化、高效率機載接收器（重量≤3kg，轉換效率≥35%）。需要突破自適應光學矯正、大氣湍流補償、智能光束控制技術，實現8公里距離、1500米高度、亞米級跟蹤精度。構建安全防護體系，實現障礙物快速檢測、光束自動關斷、雙向通信加密，通過軍品安全認證 。
2. 布局空中激光中繼，拓展全域覆蓋能力。再通過五到十年，突破高空平臺激光發射、遠距離多機跟蹤、中繼組網技術，完成大型無人機或改裝運輸機搭載激光發射系統演示，構建空地一體激光能量網絡 。這需要研發高空長航激光發射母機（基于現有大型無人機/運輸機改裝），突破多目標同時跟蹤、多光束協同控制、跨平臺數據融合技術，支持10架以上無人機同時充電，探索無人機集群自組網中繼技術，提升系統抗毀傷、強對抗環境生存能力 。

（三）聚焦核心攻關，實現關鍵技術與元器件自主可控

1. 激光發射技術。研發高功率、高效率、高光束質量半導體激光源/光纖激光器，突破千瓦級輸出、長壽命、高可靠性技術。
2. 精密跟蹤瞄準技術。開發紅外/可見光復合探測、高速圖像處理、智能算法，實現無人機高速機動下的實時鎖定與穩定跟蹤。
3. 光電轉換與熱管理技術。研發高效率光電轉換材料、輕量化接收模塊、高效散熱（液冷）技術，解決大功率下熱累積、效率衰減難題。
4. 核心元器件自主化。建立激光芯片、光電傳感器、特種光學材料、高精度伺服電機等關鍵零部件研發生產體系，擺脫對外依賴。

當然還有其他的技術，后續看發展情況。

（四）完善作戰體系，推動技術與無人作戰深度融合

1.軍方推動創新戰法研究。圍繞長航時持續偵察、區域封控、通信中繼、集群協同打擊等場景，研究激光充電支撐下的作戰編成、任務規劃、協同流程、保障模式，形成配套作戰理論與戰術規范。
2. 一體作戰強化體系融合。推動激光充電系統與指揮信息系統、情報偵察系統、火力打擊系統、電子對抗系統深度對接，打通數據鏈路、統一時空基準、實現協同聯動，構建“偵察、決策、補給、打擊”一體化無人作戰鏈路。
3. 跨兵種構建多維度保障體系。一是裝備保障，建立專業化維護保障隊伍、備件供應體系、快速維修機制，提升裝備戰場可靠性與持續作戰能力。二是安全保障，制定激光裝備使用安全規范、操作流程、應急處置預案，加強人員培訓、安全防護、風險評估。

（五）深化軍地協同，激發創新活力、加速成果轉化

1. 健全軍地協同創新機制。打破軍地科研壁壘，推動軍工科研資源與民用科技資源共享共用，鼓勵新質新域民用高科技企業參與軍用激光充電技術研發、裝備生產，依托民用領域在激光技術、新能源、智能控制等方面的優勢，提升整體研發水平。
2. 完善成果轉化機制。建立軍地技術成果轉化平臺，推動民用前沿技術向軍用領域轉化、軍用成熟成果向民用領域輻射，實現軍地技術雙向賦能、協同發展。
3. 加強專業人才培養。依托高校、科研院所、軍工企業，構建全鏈條人才培養體系，培養一批兼具軍事理論與前沿技術的復合型科研人才、作戰指揮人才、保障人才，為無人長航作戰能力建設提供堅實人才支撐。

（本文為開源文獻，由軍融國動智庫研究人員編譯/寫，僅代表個人觀點）