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探究美军定向能武器的未来应用

原标题:探究美军定向能武器的未来应用

近年来,美各军种进行了多次定向能武器的打靶、实战化试验,并已在陆军、海军进行了实战化部署,未来还将扩大部署范围,定向能武器已悄然从实验室走向战场。从技术成熟度来看,未来最先应用于实战的定向能武器是强激光武器和高功率微波武器。

美军强激光武器的可能运用方式

强激光武器是指激光器的平均功率至少在20KW或脉冲能量达3万焦耳以上的定向能武器。它可利用激光能量定向干扰、致盲或毁伤敌方武器装备或人员,具有快速、精准、作战成本低、战场保障简单和作战隐蔽等优点,能够在夺取太空优势、构建防空系统、遂行精确作战等作战场景中发挥独特作用,是一款有望“改变战争游戏规则”的新概念武器,也被美军列入重点发展的军备技术方向之一。

(一)空间控制

天基激光武器是指把激光器与跟踪瞄准系统集成到卫星平台或空间作战平台上,构成部署在空间的定向能武器,其作战目标为处于助推上升段的战略导弹、军用卫星平台以及其它空间目标等。一直以来,美军都将强激光武器作为未来空间作战中的一支重要力量,其在《空中与导弹威胁对抗》《太空作战》和《2020年联合构想》等条令文件中将强激光武器定义为空间作战武器。

天基、空基强激光武器是未来夺取空间优势的关键力量。根据美军发布的战略发展报告,未来6代机均会配备100KW以上的强激光武器,并在卫星上部署兆瓦级的强激光武器。如美国导弹防御局(MDA)2019年就发布了一个弹道导弹防御系统(BMDS)激光定标项目,计划在未来7年内制造兆瓦级激光武器样机,用以摧毁对其攻击的弹道导弹。样机重量不超过4吨,包括激光、电力和热管理子系统。

由于天基激光武器不存在领土领空限制,受地球曲率遮挡影响小,且激光在太空传输无大气效应,因此,其攻击范围广、效率高、攻防兼备。未来美强激光武器可以通过摧毁战和干扰战等多种样式实现不同作战目的的空间控制。比如,通过运用高能激光主动摧毁对手国卫星、临近空间飞行器等目标;通过控制发射功率致盲其卫星传感器;通过体系支撑的远距离精确探测和跟踪瞄准系统,拦截洲际弹道导弹和高超音速导弹等战略性目标。

(二)要点防护

随着智能无人机蜂群、高超声速导弹的快速发展,已对核心目标和高价值作战平台构成严峻挑战。对于重要目标和平台的末端防护,一直是美国军事建设的重点所在。面对各种来袭导弹的饱和式攻击以及高速音速武器的威胁,传统的雷达预警探测与防空导弹结合的方式,不管是从响应速度、抗干扰能力及杀伤效果方面,还是从成本效益和适用范围来看,都暴露出许多不足,而强激光武器以其独特的颠覆性优势深受美军方青睐。

当前,美军正快速推进强激光武器在机动车辆、舰艇和飞机上的样机试验和实战部署。比如,美陆军已完成斯特赖克装甲车50千瓦强激光武器试验,正在开发100千瓦级的激光器;美海军在“波特兰”号两栖船坞运输舰上已进行了150千瓦强激光武器拦截无人机和水面小艇的试验,正努力研制500千瓦激光器。据美海军与诺·格公司联合进行的试验显示,功率为100千瓦的强激光武器不仅可打击无人机和小型水面舰艇,还可以拦截火箭弹和迫击炮弹等目标;功率500千瓦的最大射程超过16公里,可用于攻击大型飞机和亚音速巡航导弹,甚至可用于执行中程弹道导弹的末端防御任务。

未来,美陆军可能在其海外基地、本土沿岸、各级指挥所周边等部署体系化的强激光武器系统,以防御各类高威胁目标,在远距离或低功率模式可实现致盲扰偏,近距离上实现精确摧毁;美海军将在各型水面舰艇(包括潜艇)部署模块化的强激光武器,与其原有的一体化防空火控系统(NIFC-CA)进行整合,以实现近距空中支援和末端防护。比如2019年5月,美陆军授予Dynetics公司1.3亿美元的合同,用于开发HELTVD项目,其最终目标是将激光器功率提升至250-300千瓦,并在2024财年组建一个由4套系统组成的排级单位,实现“高能激光—间接火力防御能力”(HEL-IFPC)。

(三)斩首攻击

随着电源储能、激光器功率和转化效率、热管理水平的提高,强激光武器的体积、质量与功率比逐渐下降,无人机载强激光武器将加速走向实战部署,将能在更加复杂的环境下完成高危险的精确点杀任务(如城市巷战)。相比于传统精确制导武器的斩首行动,其作战成本和附带伤害更低,再加上美军无人机侦察、控制等技术较为成熟,因此,美军近年来非常重视开发无人机载强激光武器。比如,美国导弹防御局(MDA)2022年发布公告,授予通用原子公司一份1.34亿美元的合同,旨在研发可搭载在高空长航时无人机上的高能激光系统。相对于高速飞行的导弹,人员在机动速度和防护能力方面都较低,因此搭载强激光武器的(高空)无人机能够在较远的距离上实现对恐怖份子、对方高层和指挥人员的有效杀伤。

美军高功率微波武器的可能运用方式

高功率微波武器(HPMW)又称为电磁脉冲武器,是利用定向发射的高功率微波束达到毁伤效果的一种定向能武器,其峰值功率一般超过100MW,覆盖频率范围宽(1-300GHz),具有光速传播、辐照面大、功率密度高、受气候条件制约小等优点。自上世纪60年代开始,美国就在高功率微波领域与苏联展开竞争,并持续进行作战理论开发、技术转化、样机试验和实战检验等活动。近几年,在经受了短暂的“寒冬”之后,美高功率微波武器呈加速发展态势,部分新装备已进入实战化部署。

(一)区域电磁瘫痪

根据美军作战计划,在实施防空压制作战(SEAD)时,将考虑首先运用电磁脉冲武器对先验信息特征少的多个威胁目标进行区域覆盖打击,突防后可影响一定范围内的关键指挥通讯与雷达设备的作战效能,对其造成扰乱、降级、毁伤等效应,尔后协同运用多种精确火力打击对方要害目标、破其作战体系。科索沃战争中,美军曾利用EA-6B投放强电磁脉冲弹,给方圆数公里内的各种电子设备造成严重的物理破坏,使南联盟国家及军队的雷达、通信、计算机等信息系统瘫痪3个小时之久。

近年来,弹载高功率微波武器成为美军优先发展的主要方向。美国空军于2009年启动了“反电子高功率微波先进导弹”(CHAMP)项目,并在2011年、2012年和2015年成功完成了三次概念演示试验。在2012年的实验中,CHAMP对飞行路线中的七个目标建筑进行了高功率微波照射,并成功毁伤了放置在建筑内的计算机和其它电子设备。2019年5月美空军宣布CHAMP经过试验,已经达到相应作战能力:CHAMP可以在运行期间发射上百个脉冲,可对电子系统造成重启、维修、损坏3种不同程度的损伤。美空军计划在2024年后实现可配装AGM-158B增程型联合防区外空对地导弹的高功率微波武器,在2029年后实现可配装第五代战斗机和无人机的高功率微波武器。

未来作战中,美军可能运用电磁脉冲弹毁伤对手国的电子侦察与监视系统、军事信息网络设备、卫星通信地面站、舰船综合信息系统、卫星导航定位接收机等,降低其获取、分发电子信息以及卫星导航定位的能力;瘫痪对手国重要政治、经济中心的战争潜力计算机网络,毁伤卫星广播电视信号转发节点和无线通信网络节点,影响民众心理和生产生活。

(二)末端电磁防护

一直以来,美军十分重视机载、舰载高功率微波武器的研发与应用。随着战机上采用氮化镓等高性能电子元器件,新型雷达的波段带宽范围、可输出功率能量范围得以较大拓展,使得其功能更加综合集成,可实现机载多功能雷达被动侦察、主动探测、高能毁伤于一体。在面对对手发射的多枚空空、面空导弹时,在近距离上可通过开启机载高功率微波拦截模式实施面防护,引爆来袭导弹,保护战机安全。如F-22、F-35上的多功能雷达既可以用作雷达侦察、目标引导,也可以用作雷达干扰设备。

另据公开报道,美海军目前已在提康德罗加级导弹巡洋舰上进行了多次高能微波武器系统的试验,且取得了良好作战效果,预计很快将投入批量生产。美海军在对其舰载雷达天线进行改装升级后,可以发射较高微波能量,可用来烧毁多目标蜂群无人机,扰偏或提前引爆来袭反舰导弹,保护自身或周围高价值目标安全。

从未来发展看,大型水面舰艇空间大、任务载荷装配灵活,美可能将构建起以海基武器作战平台为基础的高能电磁“防护盾”,形成远中近多层次高功率攻击能力,根据来袭目标类型、距离和威胁,选择合适的高能微波武器进行拦截。比如,美海军设计的新型驱逐舰DD2X,就采用了较大型的舰载HPM 武器,具有生成超大功率的电子驱动能力, 能瞬时攻击大量超高速掠海飞行的巡航导弹。

(三)拒止示强攻击

从本世纪初,美国就开始研发微波主动拒止系统(ADS),用以阻止和驱离可疑危险目标人员。该系统利用微波源产生的毫米波能量束,经过发射天线照射到人身体后,使目标人群皮肤及皮下组织升温产生灼痛感,从而迫使其远离。美军海外基地众多、面临恐怖威胁较大,通过部署和使用该类系统,可用来保护如机场、码头港口、重要建筑以及核电站等部分易受到攻击破坏的重要敏感目标安全。2010年6月,美国军方曾将高功率微波主动拒止系统运往阿富汗,并在战场上使用。2014年8月,《Microwave&RF》杂志有文章指出,美陆军正参与美国防部非致命武器项目,以开发一种毫米波固态主动拒止技术(SS-ADT)。该技术采用95GHz可操纵天线阵列来向人群发射大功率电磁波,该频段电磁波可穿透人体皮肤0.04厘米,并加热人体的水分子和神经系统,但不会产生永久性伤害。

美高功率微波武器在非战争军事行动中除了实现区域拒止外,还可能被用于“灰色地带”示强攻击。为了在“灰色地带”角逐中获取主动和优势,美军将会适时地展示其高功率微波武器的强大威力。比如,2021年3月,洛马公司展示了配装高功率微波武器的无人机“墨菲斯”(MORFIUS),用以对抗无人机群;2022年3月,美海军达尔格伦水面战斗行动中心成立“高能微波”分部,负责舰载高能微波武器的研制,除用于拦截无人机和导弹外,还将可能用于瘫痪附近舰艇发动机。

本文来源:光明军事

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