ELLA可視作激光器搭載平臺從運輸機轉向戰術作戰飛機之間的銜接和過渡，這對美國機載激光武器最終走向實用化的意義是不可低估的。
“大型飛機電激光器”(ElectricLaser on Large Aircraft，ELLA)項目是一項由美國國防高級研究計劃局(DARPA)與美國空軍研究實驗室(AFRL)合作實施，為B-IB戰略轟炸機加裝100千瓦級激光器并進行飛行測試的技術演示驗證項目。該項目是美國首次將激光器安裝在作戰飛機上進行測試，對于美國機載激光武器走向實用化具有重要意義。目前DARPA正與項目承包商合作，進行ELLA激光器驗證樣機的設計制造工作，按計劃將在今后3年內完成地面和空中測試驗證。
ELLA項目實施的背景
自上世紀70年代以來美國實施了一系列機載激光器研發測試計劃，其中最引人注目的就是近年來不時見諸報端的ABL“機載激光器”(兆瓦級，主要用于助推段彈道導彈攔截)和ATL“先進戰術激光器”(100千瓦級，主要用于打擊地面目標)項目，之所以再次提出全新的ELLA計劃，主要是基于以下原因：
ABL和ATL項目的實施，驗證了機載激光武器的應用前景
在目前的各種激光器中，化學激光器效率最高(可達40％)、技術最為成熟、并且最先達到實戰需要的武器級功率(100千瓦)，因此目前美國研發的大部分高能激光武器都是以化學激光器為核心，其機載激光武器也不例外，ABL和ATL均采用的是化學氧碘激光器。
鑒于美國多年來的投入和成果積累，其化學激光器技術已日趨成熟，近年來ABL和ATL項目的實施均取得了重大成果，正逐漸接近實用化。例如2009年6月13日和8月30日，ATL先后進行了兩次空對地高能激光試射，分別摧毀了一個地面靶標和一輛無人車輛，驗證了其精確打擊地面固定和機動目標的能力；2010年2月3日和2月12日，ABL先后兩次成功地進行了飛行中使用高能激光摧毀探空火箭和助推段彈道導彈靶彈的試驗。這一系列成功的試驗，充分驗證了機載激光武器打擊地面和空中目標的潛力，使美國軍方看到了機載激光武器的廣闊應用前景。
化學激光器實戰部署困難，但為新型機載激光武器研發打下了技術基礎
目前美國化學激光器技術已經相當成熟，但要將其投入實戰部署、尤其是安裝在普通戰術作戰飛機上，還存在諸多技術困難：結構復雜、龐大笨重，只有大中型運輸機才能搭載；化學燃料易燃、劇毒、有腐蝕性，并且需向外排出有害廢氣，危及飛機和機組人員安全；每次出擊都均需專門補充化學燃料，使用維護繁瑣復雜，費用居高不下。正是由于這些原因，ABL和ATL最終均沒能成為正式的采辦項目，而僅僅作為技術演示驗證。
盡管這樣，通過ABL和ATL等項目的實施，美國已經取得了機載高能激光武器相關的一系列先進技術(如目標搜索與跟蹤、激光大氣傳輸補償、抖動控制和高能激光束管理等)，這為研發其它新型機載激光武器打下了堅實的基礎。據美國媒體披露，ATL在研制過程中就考慮到了今后其部分技術可轉用于固體激光器。波音公司副總裁兼定向能武器項目主管加里·菲茨邁爾(Gary Fitzmire)曾表示，“通過研發ATL所掌握的從空中經過光束控制系統將激光束傳輸到靜止或動態目標上的全部技術，同樣也可以用于固體激光器”。例如只需更換可在固體激光器波長工作的光學薄膜，ATL的光束控制系統就可在固體激光器上使用。
美國高能激光器的研究重點開始轉向電激光器并不斷取得進展
電激光器主要包括固體激光器、液體激光器、光纖激光器、堿金屬蒸汽激光器、自由電子激光器和二氧化碳激光器等，它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、結構緊湊等特點，因此近年來美國機載激光武器的研究重點開始轉向電激光器并取得了重大進展。
2002年12月，美國陸軍航天與導彈防御司令部、國防部聯合技術局、空軍研究實驗室和海軍研究局開始合作實施“聯合高能固體激光器”(JHPSSL)項目，旨在研制出可用于戰斗機的100千瓦級高能固體激光武器。2008年8月，美國防部開始實施后續的“耐用電激光器倡議”(RELI)項目，希望將電激光器的轉換效率至少提高到30％，以降低對電源功率和冷卻系統性能的要求，從而進一步減小激光武器的體積和重量。2008年11月，諾斯羅普·格魯曼公司采用JHPSSL項目中開發的激光集束結構系統模塊設計技術，成功研制出世界上首種可用于軍事作戰、名為“火力打擊”(Fire Strike)的武器級DPL(二極管泵浦固體激光器)模塊，其單塊輸出功率為15千瓦，光束質量達1.5倍衍射極限。2009年3月，諾斯羅普·格魯曼公司的JHPSSL項目方案采用Fire Strike模塊使組合式固體激光器功率達到105千瓦，超過了100千瓦的武器級功率。這一系列技術進展表明美國電激光器的集成度和功率水平正不斷提高，為其研制更具實戰意義的新型機載激光武器帶來了機遇。
在這樣的背景下，美國軍方在ATL項目(2007—2009年間完成)結束之后開始實施后續的ELLA項目可謂順理成章，美國空軍首席科學家沃納·達姆(WernerDahm)將其稱為“合乎邏輯的一步”。
ELLA項目主要內容
ELLA項目的主要內容就是將目前DARPA正在主持研制的“高能液體激光區域防御系統”(HELLADS)激光器集成到B-IB超聲速戰略轟炸機的彈艙內進行試飛驗證，并對典型的空中和地面目標進行實彈射擊測試。
HELLADs激光器
HELLADS項目于2003年啟動，旨在發展一種用于攔截地空導彈、空空導彈、巡航導彈、炮彈、火箭彈等目標的輕量緊湊型戰術高能激光武器。根據DARPA的要求，整個HELLADS系統將包括激光器、火控、冷卻／散熱和動力系統等設備。其中激光器功率為150千瓦(達到這一級別功率的激光束威力將足以摧毀10千米外的飛機、導彈等目標)，包括冷卻系統在內的總重量不超過750千克(僅為目前研制中的JHPSSL激光器的1／10)，整個系統重量一功率比小于5千克／千瓦，同時體積不大于2立方米(僅相當于一個大型冰箱)，從而可以方便地安裝到裝甲車輛、巡邏艇、戰斗機甚至無人機等陸?？招⌒蛻鹦g作戰平臺上。
按照DARPA的計劃，HELLADS的研制將分五個階段完成。其中前兩個階段主要進行初期的技術論證、研究和測試工作。第三階段工作是在試驗室中進行一個縮比尺寸的激光器原型機的測試驗證。第四階段完成一臺平均輸出功率為150千瓦的激光武器系統全尺寸驗證樣機的地面測試。第五階段將全套HELLADS武器系統安裝在戰術平臺上并進行相關的測試驗證(即安裝在飛機
上進行飛行打靶試驗)。整個計劃為期五年(2005年3月-2009年12月)，其中第四階段和第五階段原定分別在2008年和2009年完成。但由于技術方面的原因，HELLADS項目的進度后來大大延遲。到2005年3月和2007年9月，DPARPA分別與通用原子航空系統公司和達信防務系統公司簽署合同，由二者負責HELLADS激光器的研制并展開競爭。
HELLADS項目顧名思義，原計劃是采用液體激光器，但考慮到傳統的液體激光器與固體激光器各有優缺點：前者能夠發射連續光束，但光束質量較差，并且在高功率運行時熱效應嚴重，需要大型冷卻系統；后者效率高，光束強度更大，但只能發射脈沖光以防止過熱。因此兩家公司在HELLADS激光器設計過程中均通過創新的途徑，綜合了固體激光器和液體激光器各自的優點，使HELLADS兼具前者的高功率輸出和后者優越的熱管理性能。通用原子航空系統公司的設計方案中采用了該公司2001年提出的液體DPL概念，這種激光器設計獨特，采用了兩套75千瓦的固體薄盤片激光放大器模塊(由兩個75千瓦模塊組成一個150千瓦激光諧振腔)，而固體薄盤片則浸泡在冷卻液中。達信防務系統公司的設計方案則是以該公司特有的薄鋸齒形(Thinzag)陶瓷二極管泵浦固體激光器專利技術(此技術已在該公司的JHPSSL項目方案中得到應用，并于2010年在實驗室中實現了超過100千瓦的平均輸出功率)為基礎發展而來，采用了3套50千瓦的板條激光放大器模塊(同時集成有功率放大和熱管理系統在內)，板條也直接放在液體中冷卻。兩家公司的設計方案都具備系統結構緊湊的特點，尤其是無需較大體積的冷卻系統，能滿足HELLADS的要求。
HELLADS項目到2007年進入第三階段，其在試驗室內的輸出功率達15千瓦。到2009年，DARPA開始對通用原子航空系統公司和達信防務系統公司兩家方案進行評估，以決定誰進入第四階段。2011年7月20日，通用原子航空系統公司的方案最終獲得DARPA的認可并被正式授予HELLADS項目第四階段合同。
B-1B轟炸機平臺
由于在目前技術條件下，功率超過武器級(100千瓦)的激光器小型化程度遠不盡人意，尤其是必須安裝龐大笨重的冷卻設備，因而造成整個系統的體積重量居高不下，這對載機的內部空間、有效載荷和能源供給提出了嚴格甚至苛刻的要求，戰斗機之類的較小型飛機很難滿足。因此迄今為止美國和前蘇聯的機載激光武器試驗平臺無一例外地均選用了KC-135加油機(最大起飛重量134噸，ALL“機載激光實驗室”載機)、波音747-400F貨機(最大起飛重量約400噸，ABL載機)、伊爾-76MD運輸機(最大起飛重量190噸，A-60激光反衛星／反導試驗平臺載機)之類的大型飛機，至少也是C-130H(最大起飛重量70噸，ATL載機)這類戰術運輸機。而ELLA項目相當引人關注的一點就是其選用了B-1B轟炸機而不再是傳統的大中型運輸機作為激光器載機，這也是美國首次采用作戰飛機作為機載激光武器試驗平臺。究其原因，主要有以下三點：
①B-1B作為戰略轟炸機(機長44.5米，最大起飛重量216.4噸)，具有不亞于大型運輸機的載重量(最大內部載彈量達34噸，同時還可外掛26噸彈藥)和內部空間(機體內設置有大型彈艙)，搭載HELLADS激光器及相關的測試設備后不會對飛行性能有明顯影響，因此同樣適合作為新型機載激光武器的試驗平臺。B-1B轟炸機在機體腹部設置有前后兩個彈艙(分別長9.53和4.57米)，其中前彈艙內有一塊可前后移動的隔板，可將前艙分為兩個彈艙，因此外界通常是將B-1B計為三個彈艙。按照ELLA計劃的要求，HELLADS激光器可安裝在這三個艙中的任何一個內部。
②從實戰角度來看，B-1B也遠比傳統的大中型運輸機更有實用價值。因為后者盡管能滿足激光器搭載要求，但是均存在著目標特征明顯、機動性差、速度慢等致命性能缺陷，在高威脅戰場環境下的生存力非常有限(這也是ABL、ATL在完成演示驗證任務后沒能轉為正式采購項目的一個重要原因)。而B-1B作為戰略轟炸機，在其初始設計中就考慮到了未來突破敵方嚴密防空系統，因此采用了變后掠翼、超聲速、綜合防御電子對抗系統(IDECM)、準隱身外形設計及吸波涂層、地形跟隨飛行等先進技術，其戰時突防力和生存力與波音747、C-130這類運輸機不可同日而語。從這個意義上看，應當說美國軍方對ELLA未來實戰用途還是有一定考慮的，盡管該項目當前為演示驗證項目，今后若技術成熟并且有現實的軍事需求，轉為正式采購項目并列裝部隊的可能性仍存在。正因為如此，目前有部分媒體甚至將ELLA直呼為未來的“激光轟炸機”。
③B-1B轟炸機自1995年后已經拆除了核武器掛架及引信裝置，不再擔負核打擊任務，而專用于常規作戰(該機也是美國現役B-52H、B-1B和B-2A等三種遠程轟炸機中唯一不擔負核任務的機型)，加裝先進激光武器后將大大提升該機在常規戰爭中的任務效能。
ELLA作戰用途
按照項目計劃要求，ELLA將兼具對地、對空作戰能力，其任務包括：
對地面目標實施高精度打擊
在近年來的多次局部戰爭中，美國等西方國家軍隊在作戰行動中轟炸民用目標、導致平民傷亡的事件時有報道，為此經常遭到社會輿論的譴責。有鑒于此，近年來西方國家軍方對低附帶殺傷武器的研制日益重視，并相繼裝備了GBU-39“小直徑炸彈”(SDB)、聯合直接攻擊彈藥(JDAM)、“硫磺石”空地導彈等小威力、高精度機載武器，甚至在阿富汗、利比亞戰場使用不會爆炸的混凝土教練炸彈。盡管這樣，從這類武器戰場使用的實際效果來看，其威力仍嫌過大。
今后一旦ELLA這類機載激光武器投入使用，將使上述狀況得到極大改觀。因為ELLA是靠激光束殺傷目標，它可以瞄準對敵方目標的特定部位開火，激光照射時間長短、功率高低也可以根據需要進行實時調整，因而其對目標的破壞程度也能夠準確控制，并且可以在很短時間(幾分鐘甚至更短)內結束戰斗，從而最大限度地減少甚至完全避免附帶殺傷。事實上，美國ATL在2008年的測試中已經初步展現出這種能力。按照當年英國媒體的描述，ATL發射的激光束“瞄準車輛的油箱可以徹底摧毀目標，但如果以車胎為目標，則只會令車輛動彈不得卻不會對車內設備和駕駛員造成傷害”。正因為如此，美國媒體將ELLA的高精度打擊能力形象地概括為“摧毀目標，而不是摧毀有目標的建筑物”，這種特性使ELLA非常適合在人口稠密地區或城市環境下作戰，而無需像現在這樣過多顧忌政治方面的壓力。
此外，鑒于現代戰爭具有高速度、大縱深、快節奏的特點，戰場態勢往往錯綜復雜，敵方雙方各種目標經?；祀s在一起，若使用的武器威力過大，很容易造成己方部隊誤傷(例如海灣戰爭中美軍陣亡總人數中有近1／4是由于己方誤傷造成的)。而ELLA的高精度打擊特性，使其非常適合在未來戰斗中對己方地面部隊提供及時高效的近距空中火力支援，同時不易造成誤傷，無疑將會受到美軍地面部隊的歡迎。
轟炸機空中自衛
由于戰術和技術兩方面原因，現代轟炸機(如美國B-1B、B-2A和俄羅斯圖-160)已經取消了航炮等自衛武器，戰時面對敵方導彈攻擊的唯一應對措施就是對其實施有源／無源干擾，使來襲導彈偏離目標。但是隨著現代科技的發展，各種先進制導方式(如成像制導、多模導引和復合制導等)普遍采用，致使對空導彈的抗干擾能力越來越強，現有的各種干擾手段已經越來越難以奏效。面對先進對空導彈的攻擊，即使現代高性能戰斗機要想擺脫其攻擊都倍感棘手，對于轟炸機這類速度慢、機動性差、目標特征明顯、防護手段單一的大型作戰飛機來說就更加力不從心了。
在這樣的背景下，為轟炸機配備先進自衛武器對來襲敵機、甚至對敵方各種平臺(包括戰斗機、地面發射車和水面艦艇)發射的對空導彈進行火力攔截無疑是一種更積極主動、也更有效的防護手段。因此多年以來，美國軍方一直在探討為轟炸機配備自衛武器以增強其自防護能力，并曾在B-1B轟炸機上進行過加裝空空導彈的嘗試，如今已開始將注意力轉向更有前途的機載激光武器。這主要是因為，激光武器用于反導作戰時具有明顯有別于傳統武器的獨特優勢：激光以光速傳播，目標與之相比基本可視為靜止狀態，射擊時無需考慮提前量；激光束質量近于零，射擊時幾乎不產生后坐力，可通過控制反射鏡快速改變射擊方向。因此激光武器在反導作戰時具有反應時間短、精度高、火力轉移迅速的特點，可在短時間內對來自不同方向的多個目標實施攔截，非常適合飛機在高威脅戰場環境下的自衛反導作戰。
按照要求，ELLA在未來戰場上的一個主要任務就是當載機遭到敵方導彈攻擊時，對來襲導彈(包括地空、艦空和空空導彈)實施火力摧毀以確保載機的安全，屆時美國轟炸機的戰場生存力將得到革命性的提高。
ELLA項目現狀及未來前景
目前通用原子航空系統公司在HELLADS項目中的合作伙伴是洛克希德·馬丁公司，后者作為武器系統集成商將擔負目標捕獲、跟蹤／瞄準系統研發以及整個武器系統的集成等工作，通用原子航空系統公司則主要負責激光器系統(包括HELLADS激光器、熱管理、功率控制等子系統)的研發。到2010年，通用原子航空系統公司已經完成了150千瓦激光器地面驗證樣機的詳細設計，有兩個單元模塊的設計輸出功率超過了34千瓦，今后與更多的模塊組合后將達到150千瓦的目標輸出功率。此外，通用原子航空系統公司在2010年還完成了電源和散熱系統樣機等配套技術設備的設計。
根據近期簽署的HELLADS項目第4階段合同，通用原子航空系統公司將為HELLADS項目研發一套完整的激光武器系統驗證機(DLWS)。該系統同時集成有150千瓦激光器、電源和熱管理系統，可作為一種結構緊湊的激光武器系統安裝在各種陸、海、空小型戰術作戰平臺上。美國軍方計劃于2013年內在新墨西哥州的白沙導彈靶場用DLWS對各種典型戰術目標進行實彈射擊演示驗證，其中包括在靶場內一座海拔1800-3000米(這一高度與作戰飛機、尤其是特種作戰飛機執行對地攻擊任務時的高度相似)的山上對地面目標進行射擊，以及同時擊落兩枚飛行中的地空導彈(例如俄制S-300／“薩姆”-10)試驗。到2014年后再將DLWS安裝到B-1B轟炸機彈艙內進行飛行測試并與跟蹤系統集成。
如前所述，如果ELLA計劃進展順利，能達到足夠的技術成熟度和殺傷力水平，今后ELLA由演示驗證項目轉為正式采辦項目、并成為美軍首種實戰部署的機載激光武器的可能性并不能排除。但從目前情況來看，ELLA要真正發展成一種實戰武器還面臨著諸多問題，其可行性不時受到專家質疑，這主要集中在以下三個方面：
技術完全成熟還有待時日
要成為實用的機載激光武器，ELLA除了要按要求實現小型化、模塊化，達到預定的功率一重量比外，還面臨其它一系列技術挑戰，主要包括：提高ELLADS激光器可靠性以便能夠在飛機平臺的振動環境下正常工作；先進的目標捕獲、跟蹤和瞄準(ATP)技術，以保證能有效應對來襲的空空導彈等快速、小尺寸目標；先進的光束抖動控制、功率控制和火力控制技術，以盡可能提高打擊精度等。盡管這些技術難題目前均在不同程度的解決中(例如DARPA正在研制一種名為“空中自適應光束控制”的大氣湍流控制系統，以圖降低大氣對飛機尾部視場的擾動)，但距離真正實用并集成到ELLA系統中，還有相當長的路要走。
而從美國軍方武器采辦的既往歷史來看，其中一個重要思想就是重視武器裝備的經濟可承受性、降低潛在技術風險，一般不太接受技術過于超前的東西。例如美國空軍在其第五代戰斗機選型中，就放棄了技術更超前的F-23方案，而選中了技術相對保守但更穩妥的F-22。有鑒于此，ELLA作為一種基本原理、殺傷破壞機理和作戰方式都與傳統武器有本質區別的新概念武器，要在短期內被美國軍方認可并批量采購還存在相當難度。
可打擊的地面目標種類有限
在目前(以至今后相當長時期)的技術條件下，激光武器更適合對付空中目標和地面暴露的目標，而很難對付現代戰場上日益增多的地下目標和加固的目標。即使是前者，若敵方采取反射涂層和隔熱護層等防護措施，也將使激光武器的打擊效果大打折扣。
正因為如此，目前美國國內有相當部分人對ATL、ELLA這類機載激光器在打擊地面目標時的實戰價值持懷疑態度。例如美國國防信息中心(CDI)高級顧問菲利普·科爾(Philip coyle)曾宣稱，ATL是“所有武器中最令人頭疼的”。他指出，激光武器無法有效對付坦克之類的“堅硬目標”(hardened targets)，若對單個的敵方士兵使用激光武器，又涉及激光致盲武器相關國際公約的限制等問題，因此只適于對付皮卡和帳篷之類“非常松軟的目標”(very soft targets)?？茽栍纱苏J為，DARPA研發激光武器、尤其是機載輕型戰術激光武器“目標是不現實的，屬空頭支票式的新概念。”
在這樣的背景下，今后美軍要將激光武器投入現役，相關的作戰使用概念還需進一步明確和完善。
美國空軍對機載激光武器的需求并不迫切
按照美國空軍參謀長諾頓·斯瓦茲上將等人的觀點，在短期內不太可能出現與美國勢均力敵的對手情況下，現役B-2A轟炸機先進的隱身性能足以保證在作戰中不被敵方發現從而具備高生存力，因此除非潛在敵國反隱身技術有了突破性進展，否則沒必要再耗費巨資為轟炸機配備自衛武器；同時目前美國正在研發“長釘”、“短柄斧”、“小型戰術彈藥”(STM)(全重均小于10千克，甚至只有2-3千克)等微型機載對地攻擊武器，今后可在一定程度上滿足美國空軍對地面目標實施高精度、低附帶殺傷打擊的需求。在這樣的背景下，美國空軍對采用全新理念的機載激光武器的需求并不迫切。
鑒于上述原因，ELLA能否像很多人預期的那樣最終轉為采辦項目，還有待我們進一步觀察。但即使是這樣，由于ELLA通過采用先進轟炸機作為搭載平臺，提供了，不同于以往大中型運輸機平臺的超聲速、高機動、全空域(超低空到18000米高空)的測試環境，可為今后激光武器配裝戰斗機進行先期驗證，尤其是為目前美國軍方探討中的、擬配裝戰斗機的下一代戰術激光武器(NGTLW)鋪路。因此ELLAN視作激光器搭載平臺從運輸機轉向戰術作戰飛機之間的銜接和過渡，這對美國機載激光武器最終走向實用化的意義是不可低估的。