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無人機(jī)以“無人”對“有人”的非對稱打擊能力，已在事實(shí)上改變了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“游戲規(guī)則”。對于這個規(guī)則改變者，各國紛紛探索克制之法。微波武器由于其光速攻擊、面殺傷能力強(qiáng)、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)，將成為反制無人機(jī)及其集群的有效手段。
撰文 | 崔凱（中國空氣動力學(xué)會 科學(xué)傳播和普及工作委員會主任）
一架小型無人機(jī)懸停在巨大的以色列主戰(zhàn)坦克“梅卡瓦”MK4上方，迅速釋放所懸掛的RPG-7火箭彈?；鸺龔椩谔箍俗顬榇嗳醯捻敳勘ǎ凰查g，火光沖天，濃煙滾滾。
這是在2023年10月中旬曝出的一段視頻，顯示了哈馬斯無人機(jī)對以軍“梅卡瓦”坦克的獵殺。該視頻迅速在軍迷中引發(fā)圍觀和驚詫。要知道，“梅卡瓦”MK4被譽(yù)為擁有世界最強(qiáng)生存能力的主戰(zhàn)坦克，其裝甲防護(hù)能力突出，還配備主動防御系統(tǒng)，能抵御反坦克導(dǎo)彈和大威力反坦克火箭筒的攻擊。然而，它就這樣被一架小型無人機(jī)輕而易舉地破防了。
這個案例再次證明，在各類無人機(jī)俯視之下，包括主戰(zhàn)坦克在內(nèi)，地面重型裝備的生存力愈發(fā)堪憂。
實(shí)際上，在近期包括俄烏沖突在內(nèi)的幾場局部戰(zhàn)爭中，無人機(jī)都已開始扮演愈來愈重要的角色。從實(shí)戰(zhàn)效果看，無人機(jī)以“無人”對“有人”的非對稱打擊能力，已在事實(shí)上改變了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“游戲規(guī)則”。在此背景下，如何有效應(yīng)對無人機(jī)的威脅，針對其特點(diǎn)發(fā)展相應(yīng)的反制技術(shù)已經(jīng)成為世界各國，特別是發(fā)達(dá)國家的首要發(fā)展方向之一。目前有多種無人機(jī)反制技術(shù)發(fā)展路線，其中微波武器以其顯著特點(diǎn)，在無人機(jī)防御中獨(dú)樹一幟。
01 無人機(jī)如何改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭
自上世紀(jì)九十年代海灣戰(zhàn)爭以來，以精確制導(dǎo)彈藥為主要裝備的精確打擊模式逐漸成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主導(dǎo)，并在伊拉克、阿富汗等多次局部戰(zhàn)爭中頻繁使用。這種打擊模式具有覆蓋范圍廣、發(fā)射平臺多樣、攻擊目標(biāo)精準(zhǔn)、智能化程度高等優(yōu)勢。但這種模式也存在較為明顯的不足，包括只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)攻擊、需體系協(xié)同、不適合攻擊人口密集地區(qū)或巷戰(zhàn)等。此外，精確制導(dǎo)武器價格高昂，單枚導(dǎo)彈價格往往動輒上百萬美元，甚至千萬美元以上，在大消耗戰(zhàn)爭中對交戰(zhàn)方的經(jīng)濟(jì)支撐能力要求極高。
無人機(jī)的出現(xiàn)，對這一模式形成劇烈沖擊。目前使用的無人機(jī)主要包括固定翼和旋翼無人機(jī)兩類，具有攜帶方便、使用方式靈活、用途多樣等特點(diǎn)。單兵使用的無人機(jī)一般僅有幾公斤重，很容易放進(jìn)作戰(zhàn)背包并攜帶；同時還采用了先進(jìn)的導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，可以在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行高精度的自主導(dǎo)航和定位。實(shí)戰(zhàn)中，無人機(jī)可以攜帶小型導(dǎo)彈或炸彈進(jìn)行攻擊，其打擊精度和威力都非常強(qiáng)大。同時，無人機(jī)還可以進(jìn)行作戰(zhàn)評估，即對敵人的戰(zhàn)斗力、部署和行動進(jìn)行偵察分析，為后續(xù)作戰(zhàn)提供重要參考。
除作戰(zhàn)能力十分突出外，無人機(jī)更大的優(yōu)勢在于其價格低廉。由于其單機(jī)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，零部件通用化程度高，因此研發(fā)和制造成本都較低，如美軍“郊狼”無人機(jī)，其機(jī)身大部分采用復(fù)合材料和模塊化設(shè)計，單架成本僅1.5萬美元。有些通過民用無人機(jī)改裝而成的武器，其成本甚至可降至幾百美元。
在此基礎(chǔ)上，將一定數(shù)量的無人機(jī)集群使用，所形成的無人機(jī)“蜂群”則更為可怕。“蜂群”由多架智能化程度較高的低成本無人機(jī)組成，且執(zhí)行任務(wù)時可以相互通信和相互協(xié)同，既可對多個目標(biāo)同時打擊，也可對單個高價值目標(biāo)重復(fù)打擊。由于具備數(shù)量優(yōu)勢，可以短時間內(nèi)從多角度、多方向發(fā)起集群進(jìn)攻，使敵方的防空反導(dǎo)系統(tǒng)探測、跟蹤和攔截能力迅速飽和。“蜂群”無人機(jī)體積小，雷達(dá)信號特征小，難以被敵方探測發(fā)現(xiàn)，可以從戰(zhàn)機(jī)、艦艇和車輛等多種平臺快速發(fā)射，便于瞬時發(fā)起集中攻擊，達(dá)到攻其不備、防不勝防的效果。
美軍在測試無人機(jī)蜂群
02 誰能克制無人機(jī)？
隨著無人機(jī)及其蜂群系統(tǒng)作戰(zhàn)模式逐漸成為未來戰(zhàn)爭的重要樣式，發(fā)展有效的反制手段逐漸受到各國的高度重視。以美國為例，自2015年以來，美軍日益重視反無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展。2019至2021財政年度，平均每年投資約5億美元。2023財政年度，美國國防部又花費(fèi)6.68億美元用于反無人機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)，另外至少花費(fèi)7800萬美元用于采購。
反制無人機(jī)的過程主要可分為發(fā)現(xiàn)和打擊兩個階段，即首先對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行探測跟蹤及預(yù)警，然后依據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的毀傷手段進(jìn)行打擊。常用的毀傷手段包括：1）利用高炮、防空導(dǎo)彈進(jìn)行硬殺傷，此手段雖然技術(shù)成熟度高，但成本也高；2）從地面或空中拋網(wǎng)利用物理捕捉的方式捕獲無人機(jī)，此手段成本低且實(shí)施簡單，但命中率低，且作用距離十分有限；3）利用格斗無人機(jī)對抗無人機(jī)具有精度高、附帶毀傷小的特征，但技術(shù)成熟度相對較低，且一般只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)攻擊，對于具有自修復(fù)能力的蜂群系統(tǒng)的殺傷力有限；4）利用高能激光武器直接殺傷目標(biāo)，這種方式具有反應(yīng)快、精度高、威力大的特點(diǎn)，但其效能發(fā)揮受目標(biāo)材質(zhì)和天氣的影響較大，且應(yīng)對數(shù)量龐大的蜂群時效果一般。
相比之下，正在發(fā)展中的微波武器可能成為無人機(jī)，特別是無人機(jī)蜂群的克星。微波武器是指配備高功率微波（High-Power Microwave, HPM）載荷的作戰(zhàn)武器，可搭載于陸基、空基、?；⑸踔翉椈榷喾N平臺。微波武器的毀傷原理與常見的微波爐類似，即不斷發(fā)射電磁脈沖，通過無人機(jī)的后門（孔縫等）耦合擾亂無人機(jī)飛控系統(tǒng)，或通過前門（微波接收通道）耦合損傷無人機(jī)測控接收機(jī)，根據(jù)耦合能量大小致使無人機(jī)失控或受損。
相較于其他毀傷手段而言，微波武器在反無人機(jī)及其集群方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。
首先，它殺傷面積廣，能同時對區(qū)域內(nèi)的多個目標(biāo)進(jìn)行殺傷，且對導(dǎo)引系統(tǒng)精度要求不高。例如，由美國空軍研究實(shí)驗室開發(fā)的“戰(zhàn)術(shù)高功率作戰(zhàn)響應(yīng)器”（THOR）反蜂群電磁武器，實(shí)測中可以一次性擊落50架以上的無人機(jī)。其二，攻擊時間短，微波以光速傳播，且能量密度高，在微秒量級內(nèi)就可對目標(biāo)造成損傷。例如美國Epirus公司于2020年推出的陸基“奧尼達(dá)斯”系統(tǒng)，在2021年2月的一次原型演示中，僅僅數(shù)分鐘，就成功擊落了所有66架無人機(jī)。
其三，微波波長相較于激光更長，對天氣不敏感，可全天候使用。
最后，效費(fèi)比超高，反制無人機(jī)作戰(zhàn)時，僅需消耗電能，并且可以反復(fù)使用。
基于上述優(yōu)勢，高功率微波可以對無人機(jī)及其集群實(shí)現(xiàn)廣域殺傷和高效對抗，已逐漸成為無人機(jī)的“克星”。
03 微波武器的研制現(xiàn)狀
其實(shí)，微波武器并非為對抗無人機(jī)而生。其相關(guān)研究始于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時它主要被設(shè)計用于電子戰(zhàn)，通過發(fā)射高功率微波干擾敵方通信系統(tǒng)，或毀傷其傳感器和重要電子元件，對敵方實(shí)施電子干擾或損毀其電子設(shè)備。
微波武器的早期研究，主要集中在高功率微波源和高功率武器殺傷機(jī)理的探索；進(jìn)入80年代后，相關(guān)理論研究取得突破性進(jìn)展，裝備研究也開始從實(shí)驗室階段轉(zhuǎn)向?qū)嵱没A段；90年代，開始出現(xiàn)應(yīng)用牽引的高功率微波研究項目；新世紀(jì)以來，逐漸向軍用平臺和進(jìn)攻型武器的方向過渡。
這一領(lǐng)域的研究以美國的進(jìn)展最為顯著，他們采用的策略是在發(fā)展高功率微波技術(shù)的基礎(chǔ)上，同步研制武器樣機(jī)，并在試驗場演示驗證，甚至用于戰(zhàn)場。如在海灣戰(zhàn)爭中，美軍就利用“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈作為載彈平臺投擲了試驗型微波炸彈，在科索沃戰(zhàn)爭中再次用其對南聯(lián)盟實(shí)施信息打擊。
近年來，伴隨無人機(jī)威脅不斷增加，作為微波武器的重要分支之一，與反無人機(jī)或蜂群系統(tǒng)相關(guān)的研究項目不斷增加，以下介紹部分重點(diǎn)項目：
?“相位器” (Phaser) 高功率微波武器系統(tǒng)
“相位器”高功率微波武器系統(tǒng)。
“相位器”高功率微波武器系統(tǒng)由美國雷神公司開發(fā)，是用于反無人機(jī)等任務(wù)的柴油動力陸基微波武器系統(tǒng)。整個系統(tǒng)安裝在20英尺高的集裝箱上，在搜索雷達(dá)的引導(dǎo)下，可持續(xù)跟蹤無人機(jī)目標(biāo)所在的位置，過程中通過碟形天線定向發(fā)射高能微波，燒毀目標(biāo)物內(nèi)部的電子元件。在2013年9-10月，美陸軍在俄克拉荷馬州錫爾堡，成功使用這一系統(tǒng)進(jìn)行了攔截小型無人機(jī)目標(biāo)的防空試驗。
?戰(zhàn)術(shù)高功率微波作戰(zhàn)響應(yīng)器（THOR）
“戰(zhàn)術(shù)高功率作戰(zhàn)響應(yīng)器”系統(tǒng)。
“戰(zhàn)術(shù)高功率作戰(zhàn)響應(yīng)器”由美國空軍研究實(shí)驗室、BAE系統(tǒng)公司、Leidos公司以及VerusResearch公司聯(lián)合開發(fā)，旨在發(fā)展新型的空軍基地反蜂群威脅武器。
2021年2月，美國陸軍快速能力和關(guān)鍵技術(shù)辦公室簽署了THOR計劃，將與美國空軍進(jìn)行合作，期望在2024年左右提供火力防護(hù)高功率微波系統(tǒng)，并可供一個排裝備。2021年7月，美國空軍研究實(shí)驗室透露了開發(fā)新的高功率微波武器系統(tǒng)原型計劃，新系統(tǒng)被稱為Mjolnir。雖然Mjolnir所使用的技術(shù)與THOR基本相同，但將在能力、可靠性和制造方面有所不同和突破。
?“奧尼達(dá)斯”（Leonidas）反電子系統(tǒng)
陸基“奧尼達(dá)斯”系統(tǒng)
美國Epirus公司于2020年推出了陸基“奧尼達(dá)斯”系統(tǒng)，并號稱是世界上首臺小型化高功率微波系統(tǒng)。Epirus公司正在對該系統(tǒng)進(jìn)行能力擴(kuò)展以適應(yīng)不同的任務(wù)需求，包括開發(fā)單兵型、地面機(jī)動型、無人機(jī)載吊艙型，以及艦載型等系列化高功率微波武器。2021年10月，美國通用動力陸地系統(tǒng)公司與Epirus公司達(dá)成合作，將“奧尼達(dá)斯”反電子系統(tǒng)集成到斯特瑞克戰(zhàn)車和其他有人/無人駕駛地面車輛上，以抵御無人機(jī)及蜂群和其他電子威脅，增強(qiáng)美國陸軍的近程防空能力。
?MORFIUS系統(tǒng)
MORFIUS系統(tǒng)
MORFIUS系統(tǒng)是一種可重復(fù)使用的高功率微波攔截器，由洛?馬公司專為對抗無人機(jī)/機(jī)群而設(shè)計研發(fā)。該系統(tǒng)能夠在空中一次摧毀多架無人機(jī)，且不會對地面、車輛等造成損害。該系統(tǒng)支持分層防御，并可以通過開放接口集成至任何指揮和控制網(wǎng)絡(luò)。據(jù)報道，自2018年以來，MORFIUS已進(jìn)行了15次以上的測試活動，且將在未來不斷進(jìn)行更多的測試，以展示其端到端的能力。
此外，俄羅斯在微波武器領(lǐng)域也有近10年的深耕。2014年，俄羅斯無線電電子技術(shù)集團(tuán)（KRET）研制了“克拉蘇哈”（Krasukha）系列電子戰(zhàn)武器，其中“克拉蘇哈”-4系統(tǒng)是該系列最新的高功率微波干擾系統(tǒng)。車載型“克拉蘇哈”-4系統(tǒng)能夠?qū)姑绹鳨-8C類戰(zhàn)場監(jiān)視機(jī)、“捕食者”無人偵察攻擊機(jī)、“全球鷹”無人戰(zhàn)略偵察機(jī)。有消息指出，俄羅斯每個軍區(qū)通常會有兩個獨(dú)立電子戰(zhàn)連，并在其中一個連隊裝備“克拉蘇哈”系統(tǒng)。
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