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坦克装甲车辆新军事2023年第2期 33军事科技TANK 韩加庆未来战场定向能武器会取代动能武器吗?高能激光（HEL）和高功率微波（HPM）武器曾经只是出现在科幻电影中，现在却正逐渐成为世界各国武装部队的现役装备。时至今日，经过开发试验和演示验证全过程的非动能武器，显示其可以在当前和未来战争中发挥重要作用，并有可能成为战争“游戏规则”的改变者。定向能武器可以集成在现有陆海空平台上与 传 统 武 器 相 比，定 向 能（DE）武器具有以下特点：能以光速或接近光速直射目标、瞬时命中、目标难以躲避；转移火力快，可以在短时间内多次连续攻击多个目标，反应灵活、迅速，以及以小立体角向某一方向发射能量，能量高度集中、附带损伤小等。高能激光和高功率微波武器不仅可以为地面部队提供许多战役和战术方面的优势，比如可无限次发射，降低每次射击的成本和精准交战，而且可以显著降低后勤保障负担（与常规动能武器相比）。2022年9月，美国国会研究局（CRS）在其颁布的更新版R46925报告国防部定向能武器：背景和国会议题中指出，高能激光武器可以被地面部队用于执行各种任务，包括近程防空、反无人机（C-UAS），以及反火箭弹、炮弹和迫击炮弹（C-RAM）等任务。反过来，这也有可能会对己方的情报收集行动、军事通信，以及集成于武器系统中的定位、导航与授时设备造成干扰。美国雷声智能与航天公司负责高能激光器需求与能力开发的总监埃文亨特强调，“在科技领域，高能激光器的开发已经持续了几十年，理应在战场上发挥其作用，况且现在和未来的战场需要的是多层防御。高能激光武器正在变成分层与多层防空网络中应对非对称威胁的重要手段；而高功率微波武器除了是一种全天候、可无限次发射、单次发射低成本的效应器之外，还具备应对联合任务区域内各种威胁的非对称成本优势。”洛克希德马丁公司则强调，光纤激光技术已经成熟到可以提供足够的功率来支持关键的军事任务，实用且具有成本效益的定向能武器系统可以集成在现有的陆海空平台上。在2022年1月由美国智库战略与国际研究中心（CSIS）举办的一次网络研讨会上，时任陆军助理部长办公室负责高超音速、定向能、空间武器开发与快速采办的主任尼尔瑟古德中将声称，“非动能武器系统不仅能为士兵提供更多的参DOI:10.19486/ki.11-1936/tj.2023.04.00534 坦克装甲车辆新军事2023年第2期军事科技TANK美国陆军的“定向能-机动近程防空系统项目”包括在“斯特赖克”战车上集成一套50千瓦的高能激光武器系统战可能性，而且增加了他/她们与对手交战的选项。动能武器不会完全对抗来袭火箭弹、炮弹和迫击炮弹，但高能激光武器能够做到这一点。为战场上的士兵提供取得胜利的多种手段才是问题的核心。”从这个意义上说，高能激光武器可在瞬间射向目标，几秒内（取决于其功率）对其造成致命毁伤，并能够快速锁定和射向另外的目标。高能激光武器系统的另一个优点是，由于可以跟踪并保持光束始终锁定在目标上，因此能够对抗高速飞行的来袭导弹；这也充分表明，高能激光武器这种动能拦截武器系统具备极高的射速。根据美国国会研究局的报告，高能激光武器还具备渐变响应的潜力，从警告目标到可逆干扰其系统，到造成有限但不致命毁伤（作为进一步的警告），直至最终造成致命毁伤；高功率微波武器则不仅可以使对手的电子设备和通信系统瘫痪失效，而且能够有效对抗齐射导弹和“蜂群”无人机的袭击。该报告还强调，反人员配置的高功率微波武器可能具备一种非致命的人群控制和周边防御，或者对巡逻人员/车队进行保护等能力。此外，高功率微波武器还能够对特定系统造成临时毁损，或者对锁定的对手电子系统进行永久性破坏，并可通过产生不同频率和功率的波束使其他系统不受影响；同时，由于旨在对目标的物理结构造成极低甚至无附带毁损，因此高功率微波武器具有在城市环境中部署的潜力。美国陆军的相关项目美军已将定向能武器视为优先级事项。瑟古德声称，“不仅所有的军种都参与了高能激光武器的研发，而且所有相关项目紧密相连，我们知道各军种彼此都在做些什么。”针对定向能武器领域，美国陆军已经实施了一些项目和实验。美国国会研究局的报告强调，下一代战车可以采用主动防护系统，利用定向能武器对其实施保护，并取代传统的车载武器。此外，该报告还指出，基于激光开发的主动防护系统除了用于使对手车辆无法正常运行，或者将其摧毁外，还应具备360度的自我防护能力，以抵御来袭炮弹或者无人机的袭击。目前，美国陆军快速能力和关键技术办公室（RCCTO）负责三个主要项目的管理：定向能-机动近程防空（DEM-SHORAD）系统、间瞄火力防护能力-高能激光（IFPC-HEL）武器系统，以及间瞄火力防护能力-高功率微波（IFPC-HPM）武器系统。这些项目的重点是开发反无人机，以及反火箭弹、炮弹和迫击炮弹武器系统，但该办公室没有提供相关项目的具体细节。据悉，“定向能-机动近程防空系统项目”已计划将一套50千瓦高能激光武器集成到“斯特赖克”装甲战车上，旨在保护美国陆军所属师和旅战斗队部队避免遭受无人机、旋翼飞机，以及火箭弹、炮弹和迫击炮弹袭击的威胁。该项目始于2019年，也被称为“守护者”（Guardian）陆基激光防空武器系统项目，是美国陆军更大规模防空反导系统现代化战略的一部分。2021年7月，雷声公司和诺斯罗普格鲁曼公司联合开发的定向能-机动近程防空系统原型在俄克拉荷马州的希尔堡基地进行了测试。后来，诺斯罗普格鲁曼公司退出了该项目。2022年5月，雷声公司在白沙导弹靶场（位于新墨西哥州）对该系统进行了再次测试。瑟古德解释说，“斯特赖克”战车集成的50千瓦高能激光武器是为了满足机动性要求而设计的。亨特指出，雷声公司开发的50千瓦定向能-机动近程防空系统是一种成熟、可完全集成的“端到端”（End-to-End）武器系统，配有雷达、光电/红外传感器、波束定向器和热控电源，并声称，将该功率级的激光武器集成到配有车载雷达的地面平台上尚属首次。定向能-机动近程防空系统采用可扩展的模块化架构，是一种坚固耐用型武器系统，可由士兵在极端环境中全天候快速进行部署和操作。该系统需要配备3名乘员（车长、驾驶员和激光武器炮长），能够摧毁迫击炮，以及1、2和3类无人机（即低慢小型无人机），附带损伤最小或者无附带损伤。亨特声称，“截至目前，50千坦克装甲车辆新军事2023年第2期 35军事科技TANK功率达300千瓦的间瞄火力防护能力-高能激光武器系统主要用于保护固定和半固定式设施瓦定向能-机动近程防空系统已经被用于400次目标猎杀，并运行了25 000多个小时。这种武器发射的是无声、看不见的光束，可在相对超远距离内对对手目标实现致命打击，而且永远不会耗尽弹药。”目前，首批四套50千瓦定向能-机动近程防空系统正在雷声公司位于德克萨斯州的McKinney工厂进行低速率组装，并将于2023年秋季交付。根据美国国会研究局的报告，陆军计划将第一套50千瓦定向能-机动近程防空系统交付给驻扎锡尔堡基地的一支防空部队。下一步将组织士兵进行培训，以便陆续部署该系统。2025财年，美国陆军将把该项目由快速能力和关键技术办公室转交给项目执行办公室（PEO）下属的导弹和空间产品（定向能-机动近程防空系统）办公室。IFPC-HEL与IFPC-HPM武器系统项目美国陆军的间瞄火力防护能力-高能激光武器功率达300千瓦，属于地基武器系统，旨在保护固定和半固定式设施，能够获取（目标信息）、跟踪、打击和摧毁来袭无人机、巡航导弹、旋翼和固定翼飞机，以及火箭弹、炮弹和迫击炮弹等。除了30千瓦激光子系统外，该项目还要求，间瞄火力防护能力-高能激光武器应适配相应的车辆、电力，以及热力与光束控制子系统，并集成作战管理指挥、控制与通信软件。2019年，快速能力和关键技术办公室赞助了由美国国防部长办公室授予的“高能激光拓展计划”（HELSI）项目合同，并完成了间瞄火力防护能力-高能激光武器的关键设计工作。与此同时，美国陆军还修改了与技术解决方案公司（Dynetics）的现有协议，以支持开发更高功率的间瞄火力防护能力-高能激光武器，并将“高能激光拓展计划”项目合同授予洛克希德马丁公司，以演示高能激光的性能。2021年9月，洛克希德马丁公司向美国国防部负责研究与工程的副部长办公室交付了一台战术级的300千瓦电动激光器，并将与美国国防部的相关演示项目（包括间瞄火力防护能力-高能激光武器项目）相整合。这是该公司迄今为止生产的功率最大的激光器，并计划于2023年与美国陆军一起进行实验室和实地测试。据称，间瞄火力防护能力-高能激光武器可为部队提供急需的保护能力，以抵御能够针对美国和盟国前方作战基地、车队和其他关键资产的对手威胁系统。洛克希德马丁公司强调，“基于高能激光拓展计划项目开发的300千瓦激光武器，利用了我们公司技术成熟的光谱光束组合（SBC）架构，并且已经过加固，目的是将其部署在多种军用平台上。”2023年1月，快速能力和关键技术办公室发布了间瞄火力防护能力-高能激光武器项目的征询白皮书（RWP），目的是为原型武器授予一个或者多个“其他交易授权”（OTA，译者注：是指在美国法典授权下，不受联邦采购条例约束的国防采购模式，其拥有灵活的合同、知识产权以及成本和审计标准，允许通过合作伙伴或联美国空军研究实验室开发的战术高功率作战响应器36 坦克装甲车辆新军事2023年第2期军事科技TANK安装在“北极星”MRZR轻型全地形车上的高能激光武器系统盟等多种方式构建采办关系，从而吸引传统和非传统国防承包商、学术界、非营利组织和其他小型企业参与广泛的研究和原型制作活动）协议书。美国陆军2023财年预算拨款1.78亿美元，用于四套间瞄火力防护能力-高能激光武器原型的快速规划、开发、制造与测试。间瞄火力防护能力-高功率微波武器系统目前正处于开发阶段。该武器系统将是一种可运输的集装箱系统，可由美国陆军普通旅战斗队的相关装备搭载运送，以抵御1和2类无人机对固定和半固定式设施的袭击。此外，间瞄火力防护能力-高功率微波武器还专门用于对抗“蜂群”无人机，并可与间瞄火力防护能力-高能激光武器“配对”使用，以作为分层防御网络的一部分。根据美国陆军的预算文件，间瞄火力防护能力-高功率微波武器项目将开发一种地基武器系统，旨在获取（目标信息）、跟踪、打击和摧毁来袭“蜂群”无人机。其需求包括适配的高功率微波源、电力和热力子系统，以及一个可与作战管理指挥、控制与通信软件互操作的天线子系统。瑟古德表示，当固定基座式300千瓦间瞄火力防护能力-高能激光武器与间瞄火力防护能力-高功率微波武器“配对”使用时，既可以对目标实施远程打击，也可以近距离使其瘫痪失效，或者将其摧毁。事实上，间瞄火力防护能力-高功率微波武器项目是建立在以前的高功率微波技术演示和实验活动基础上的，比如美国空军研究实验室（AFRL）开发的战术高功率作战响应器（THOR）。据透露，在其2023财年预算请求中，美国陆军为间瞄火力防护能力-高功率微波武器项目拨款4 297.7万美元，将资助四套原型武器的快速规划、开发、制造与测试，并于2024财年第四季度完成交付。美国国防部的计划美国国防部也实施了其他项目，主要涉及地基和机动式定向能武器的开发与采办。比如，较早前国防部高级研究计划局（DARPA）就实施了“灵巧波形射频定向能（WARDEN）项目”，旨在增加高功率微波武器的射程和杀伤力。导弹防御局定向能演示器开发项目是美国国防部的另一项计划，旨在降低高功率战略激光武器、光束控制、杀伤力及其相关技术风险，并使技术日臻成熟。美国空军通过其研究实验室与企业伙伴合作进行战术高功率作战响应器的技术验证工作。据称，该响应器被安置在一个标准化的运输集装箱中，可由C-130飞机空运，主要用于对空军基地实施近程防御。此外，美国空军还实施了“相位器”高功率微波（PHPM）武器系统计划。该系统由雷声公司开发，旨在利用动能对单架，或者“蜂群”无人机实施打击。美 国 空 军 反 电 子 高 功 率微 波 增 程 型 空 军 基 地 防 御 系 统（CHIMERA）和高能激光武器系统（HELWS）也由雷声公司负责开发。其中，前者是一种射程更远、功率更高的微波武器系统，能够在更远距离更大范围内击落来袭无人机；后者则是一种机动式反无人机武器系统，主要用于对美国空军基地进行防御，可安装在“北极星”（Polaris）MRZR全地形车上。根据美国国会研究局的报告，国防部在2023财年要求至少拨款6.69亿美元，用于非机密定向能武器的研发、测试与评估，至少提供3.45亿美元用于非机密定向能武器的采购。其他方案通用动力地面系统公司在美国陆军协会2022年举办的展览会上推出了“斯特赖克-列奥尼达斯”（Stryker Leonidas）技术演示器。该武器系统具备反电子能力，并配备了美国埃皮鲁斯公司（Epirus）开发的“列奥尼达斯”高功率微波相控阵。“斯特赖克-列奥尼达斯”武器系统（即集成在“斯特赖克”战车上的一种高功率微波武器系统）采用通用动力地面系统公司开发的Katalyst下一代电子架构（NGEA），具备车载网络化目标获取能力，可以为美国陆军所有机动编队提供机动性，并提高地面部队的机动近程防空能力。该武器系统可以用于执行各种任务，包括对抗无人机等。据通用动力地面系统公司的业务发展总监斯科特泰勒透露，在2022年8月坦克装甲车辆新军事2023年第2期 37军事科技TANK举行的一次实地演示中，“斯特赖克-列奥尼达斯”武器系统成功地针对单架和“蜂群”无人机进行了测试。此外，他还表示，尽管联合部队有很多武器系统来对抗从小型到大型单架无人机，但这些武器系统很容易被“蜂群”无人机所摧毁。同样在此次展览会上，以色列拉法尔公司展示了其“铁束”（Iron Beam）高能激光武器系统。该武器系统功率为100千瓦，旨在弥补“铁穹”防空系统的不足之处。该公司发言人表示，“铁束”高能激光武器系统可以有效拦截一系列空中来袭威胁，包括火箭弹、炮弹和迫击炮弹，以及“蜂群”无人机。需要克服的障碍问题即使证明了其作战优势，但上述定向能武器也面临着无法“彻底摧毁”对手动能武器的局限性。一个核心问题是与市场上可用的一些定向能解决方案的技术成熟度有关，包括提高光束质量和控制的需求，并能够满足集成到现役地面车辆的尺寸、重量、功率和冷却要求。美国国会研究局的报告警告称：“许多定向能武器系统需要更大型的和/或固定式平台，这可能会限制其部署选项和发挥作战效能。”与传统动能武器系统相比，尽管这类武器具备较低的射击成本，但初始投资可能是阻碍其在全球范围内广泛部署的另一个障碍。仅在2023财年预算请求中，美国国防部就拨款超过10亿美元用于开发、测试、评估和采购定向能武器，这对许多国家的军队来说都是负担不起的。此外，美国国会研究局的报告称，“大气条件（如雨、雾和模糊的云层等）可能会潜在地限制定向能武器的射程和光束质量，从而降低其作战效能。”就高能激光武器系统而言，由于激光以直线路径穿过大气层，视距交战将受到限制，使其无法对抗对手的超视距目标，以及被水蒸气、沙子、灰尘、烟雾和空气污染等干扰物体遮挡的目标。另一个限制被称为“热晕”（Thermal Blooming，即指大气吸收激光能量后，因内外层温度不同而引起光束扩散的现象）。如果持续朝同一方向发射，激光会加热空气，从而使光束散焦，降低其效能。由于高能激光武器一次只能攻“斯特赖克-列奥尼达斯”武器系统击一个目标，因此面对来自对手多种武器系统的同时攻击也具有挑战性。美国国会研究局的报告强调，“尽管对单个激光器实施饱和攻击的能力设置了上限，但可以通过在平台上安装多个激光器来降低这一限制。”此外，功率较低的激光对包含额外防护、屏蔽、烧蚀材料，或者高反射表面目标的打击效果可能较差；激光对快速旋转和翻滚的目标也不具备致命性毁损能力，原因在于不能连续到达目标表面的同一点。由于其特性，高功率微波武器也有潜在的局限性。射程限制是其中之一，因为高能微波束比激光更分散，其单位面积能量随着距离的增加而显著降低。未来前景未来，定向能武器似乎将与其他系统集成，目的是加强对地面部队和设施的保护。从亨特的角度来看，激光武器系统不会完全取代传统的（动能）防空系统，但有助于防御非对称威胁。“对抗对手不同的武器系统需要定制的解决方案（无论是动能还是非动能武器系统），包括从传感器到指挥控制和效应器等一系列技术。”瑟古德则强调，“没有完美的武器系统能在任何环境下、任何时间，以及任何地点都会有效，重要的是要拥有包括定向能在内的多种杀伤目标的方法。定向能武器并不能解决我们面临的所有问题，这只是让士兵在战场上与对手交战的另外一支箭。”从这个意义上说，在不久的将来，全球对定向能武器系统的兴趣可能会更高。亨特强调，“激光武器系统的需求在欧洲和其他地方激增，客户要求智能和负担得起的解决方案”；洛克希德马丁公司则表示，“客户对实地可部署系统和定向能武器系统全生命周期的兴趣越来越大。”