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来源:现代军事2023年11期苏党帅王茜石绍柱
CHAMP是美国近期进展的一种空基高功率微波武器系统。这种武器系统成功地实现了高功率微波技术与巡航技术的集成,具有重要的潜在军事应用价值。文章对CHAMP打算的进展、试验以及美国国内对此的生疏等进展介绍,在此根底上,对CHAMP可能的作战目标与作战模式以及其将来进展进展了分析
当代战斗是“陆、海、空、天、电磁”五维一体的空间立体式的联合作战,其中制电磁权对于现代战斗的影响,已越来越明显,成为打算战斗胜败的关键因素。高功率微波(HPM)武器主要用来攻击敌方的电子设施系统,可对智能弹药、系统、雷达系统、通信指挥系统、电子侦察、卫星以及把握与导航等信息化武器装备中的电子设备和系统产生干扰、扰乱、损伤或烧毁等效应。正因于此,世界各军事大国都在乐观进展高功率微波武器系统,其中又以美国和俄罗斯进展最早,技术较为成熟,瑞典、德国等欧洲国家也开展了大量的争论工作。
依据目前的公开资料来看,陆基(包括舰载)的高功率微波武器技术进展较为成熟,美国间续进展了多种陆基的高功率微波武器样机系统,如用于反恐作战的主动拒止系统(ADS)、用于机场防范的“警觉之鹰”系统等,但此类武器系统的作战半径都很有限。2023年,美国开头研制基于巡航的高功率微波武器系统,即反电子系统高功率微波先进打算(CHAMP),并于2023年10月成功进展了样机的试验演示验证,成功地实现了微波武器技术与航空飞行器技术的完善结合。由于巡航具有精度高、射程远、突防力气强的特点,反电子系统高功率微波先进系统的消灭对于夺取战场大范围内的制电磁权,以及对重要战略目标进展先遣电磁打击都具有划时代的意义。
CHAMP打算概况
反电子系统高功率微波先进打算(CHAMP)是一项联合概念技术演示打算,由美太平洋司令部提出需求,空军争论试验室(AFRL)牵头。工程于2023年10月在FAS网站公布招标合同信息,其目标是研发、试验、演示多脉冲、多目标机载HPM演示平台,且具有非动力、低附带损害的性能,能够降级、破坏或者毁坏电子系统。为实现该目标,要求合同商研发一种集成至机载平台的紧凑型HPM有效载荷。合同商应当生产5套机载演示平台,1个无集成HPM源的机载平台,用于演示运输、把握和引信的飞行试验,其他4个集成HPM源的机载平台用于飞行试验、演示、HPM效应试验。这4个HPM样机中,1个用于地面试验,2个用于飞行试验,还有1个作为飞行试验的备份。
2023年4月27日,波音公司获得该合同,价值3800万美元(预估金额为4000万美元,分3年支付),这项CHAMP联合性能技术演示(JCTD)打算将是第一个演示反电子系统HPM航空演示器的工程。该工程为期3年,包括地面和飞行演示,将专注于技术集成和军事应用。波音公司作为主承包商将供给机载平台和系统集成。墨西哥州阿布奎恩(Albuquerque)市的Ktech公司作为主要分包商将供给HPM放射源。桑迪亚国家试验室将供给脉冲电源系统。
波音鬼怪工作组(PhantomWorks)CHAMP工程经理基斯·科尔曼认为,这种演示器将供给一种革命性的非致命系统,能够帮助美国军方应对各种目标,并将附带毁伤降到最低。该系统融合了空军争论试验室紧凑型微波技术和波音公司的先进飞行器设计制造技术,将会催生一
类型非致命高效系统,从而“转变玩耍规章”。
美国空军科学参谋局从事定向能武器工程的专家道哥·比森(DougBeason)认为,CHAMP的HPM可以通过飞机或无人机上的平台放射,甚至可以通过可回收的巡航实现,这种可以安全降落在其最初放射点四周的陆地上。固然要想实现系统可用,还需抑制很多困难,包括天线及电源的小型化。
2023年9月,波音公司宣布CHAMP在犹他试验训练场完成了首次飞行试验。此次飞行试验实际是在5月17日完成,HPM系统未被激活,但是定位了多个仿真目标及坐标,确定飞行过程可控,HPM系统的时机可控。据称,2023年还将连续进展其他屡次试验,但未见相关后续报道。
2023年10月16日,CHAMP再次在犹他州(Ultah)试验训练靶场进展了1次飞行试验。依据既定路线,CHAMP在犹他沙漠低空飞行1个小时,在沙漠上空自毁之前使7个不同目标内的电子系统降级或失效。CHAMP飞过时,沿线房屋中放置的计算机全部黑屏,甚至关闭了试验记录用的遥控TV相机。与传统的动能武器(如、炸弹、子弹等)不同,CHAMP是从目标上空飞过,而不是穿过目标。
波音公司和空军争论试验室认为,2023年10月16日在犹他州在试验训练靶场进展的CHAMP试验取得了巨大的成功,“我们打中了全部设定的目标,在今日将科学梦想变为了现实。”波音飞机副主席詹姆斯·多德认为这是应付其他国家日益简洁的雷达系统的有效武器。
美国国内对CHAMP打算的生疏
美国国防部公布的其空军HPM武器进展规划提出了从2023~2025年投掷型电磁脉冲弹的进展规划:
近一段时期内,美国空军重点进展战机投放的小型化反电子HPM武器,打击对象是对方的防空系统;
2023~2023年主要争论可大面积抛撒的高功率微波弹药;
到2025年,将研制出大型战机机载可远距离、较大范围、攻击多目标的反电子HPM武器。
依据上述进展规划,自2023年开头,美国空军已推出了反电子HPM先进打算。因此,综合分析来看,此打算还处于第一步阶段。CHAMP打算提到将来可配备至F-35上,有助于避开F-35被敌方无源雷达系统跟踪,这正是其第2步进展目标,无疑具有重要的军事价值。
为探讨定向能武器的应用问题,美国空军在2023年2月27~28日、3月18~19日、4月24~25日召开了3次会议,针对美国空军定向能应用的争论与进展评估相关问题。研讨会重点关注定向能的武器应用。除空军科学技术界及主要司令部的代表外,研讨会委员会还邀请了多个单位的定向能武器专家,包括美国海军、陆军、国防秘书办公室、国防先进争论工程局(DARPA)的专家代表。
在HPM武器应用方面,与会专家主要围绕CHAMP开放争论,个别报告人还介绍了反简易爆炸设施、准连续毫米波主动拒止系统、HPM效应数据库的建设等相关工作。针对CHAMP打算,如下与会专家发表了见解或看法:
空军争论试验室(AFRL)定向能分部首席科学家彼得金(Peterkin)博士
彼得金博士主要论述了CHAMP联合概念技术演示(JCTD)及其后续工程“超级Champ”。空军争论试验室如何利用联合射频效能模型(JREM)来优化开火坐标和瞄准点,推想对目标的杀伤概率,在系统飞行试验之前,利用JREM开展CHAMP的研发工作。单枚CHAMP弹能够作用于多个目标,实现多种有效杀伤。在CHAMP联合概念技术演示中,2次交战之间的充电时间为数十秒量级。在概念争论阶段,通过在同一目标上空屡次实施交战,来提高有效杀伤。“超级CHAMP”的近期目标是在作战相关范围内拓展CHAMP的反电子力气,中远期目标是供给频率捷变的反电子力气,利用其他平台从更远的距离处实施网络战效应和电子战效应。
桑地亚试验室军事系统及技术部副主任万斯·贝尔(VanceBehr)博士
在CHAMP打算中,桑地亚试验室室主要负责CHAMP联合概念技术演示的脉冲功率系统。贝尔博士主要表达了电子战损伤评估工作;高功率瞬时电子波形与电子器件的耦合建模工作;频率灵敏并可控的HPM天线设计工作;紧凑型HPM源;8~95吉赫兹射频辐照飞行状态下的无人机以及把握系统后的效应测量工作等相关争论工作。
波音公司“鬼怪”工作组的CHAMP工程治理人基斯·科尔曼(KeithColeman)
科尔曼概述CHAMP联合概念技术演示及后续工作。CHAMP综合了多个简洁系统,包括飞行把握系统、功率分布系统、HPM源、靶目标系统等。抑制的困难包括:脉冲功率、电压绝缘、飞行系统的电磁防护(自损伤防护)、准确到靶、武器点火触发技术、微波束传输到靶、对靶目标的微波效应推想及验证、作战概念的开发、型的作战分析等。
雷声公司彼得·杜瑟里斯(PeterDuselis)博士
杜瑟里斯博士主要表达了CHAMP载荷及效应测试,他认为,系统的真空环境是影响CHAMP寿命的关键因素,目前,CHAMP的源是ACES,由真空泵维持系统的真空环境。CHAMP弹需要维持1年的真空环境,这需要真空泵24小时工作,以满足工作压力。
杜瑟里斯介绍,通过修正软件,可以使CHAMP弹在放射之前使用B-52的电源;他对2023年的飞行试验结果进展了评估,更加具体的介绍了目标电子系统的效应水平;对CHAMP载荷需要改进的主要方面进展了评估。据介绍,改进之后,CHAMP弹具有更高的辐射效率,消退或简化了子系统,可对目标实施多脉冲作用,脉冲间隔小于10毫秒。
美国太平洋司令部科技参谋肯·布鲁纳(KenBruner)
布鲁纳认为CHAMP飞行试验结果甚至好于原先的地面试验,按打算飞行,并成功制
导,通过翻转成功激发HPM,载荷工作正常。CHAMP弹对目标电子系统的大多数效应是瞬时的,由于这种效应机制会强制关闭系统,必需在给定时间后才能重启。从太平洋司令部的角度动身,CHAMP可能应用于多种太平洋空海作战环境。
布鲁纳指出,美国太平洋司令部还对CHAMP对抗大型舰船电子系统的试验感兴趣,并支持已经提议的32枚CHAMP弹的快速采办工程,在将来10年增加全寿命本钱预算和合同上后勤保障。总的来说,太平洋司令部支持空中战斗司令部(ACC)的后续CHAMP及其它HPM工程。
目前,美国军方和HPM届的大多数与人都对CHAMP工程予以较高的评价,认为这是美国空军HPM领域的重要工程,如ACC首席科学家办公室的戴维·罗比就认为:CHAMP联合概念技术演示利用3年时间,花费7000万美元取得了突出争论成果;空军宠爱做这种有乐观投入产出的工程,为作战人员供给转变作战形势的力气;应当部署这种不对称、破坏性力气强的武器系统。
CHAMP打算的潜在价值及将来进展趋势
CHAMP打算首次成功地实现了HPM技术与航空飞行器技术的完善结合,特别是首次解决了脉冲功率装置的小型化、HPM天线设计、紧凑型HPM源以及的自防护等关键技术,具有重要的应用前景。从目前美国国内的进展形势来看,CHAMP是最有可能在近期实现初步部署应用的高功率微波武器系统,将会对航母战斗群、卫星地面接收系统、大型预警雷达等形成威逼。
目前,CHAMP可在近距离对开放场所的民用计算机网络、通信网络、电力网络、工业把握系统等民用设施进展扰乱破坏,也可在更近的距离对不按标准使用或电磁兼容(EMC)不良的少数军用设施产生扰乱效应,但应当很难造成物理损伤效应。但是,通过CHAMP实现先遣的电磁打击,尤其是针对具有重要战略目标的关键指挥通讯与雷达系统实施电磁打击,可为后续火力攻击供给战略时机。从目前来看,CHAMP将会对以下几类目标形成重要威逼:
航母战斗群
一般来讲,航母战斗群的防范范围约在500千米的左右,而巡航的作战半径可到达数千千米的范围,且巡航雷达散射面小,突防力气强,通过对航母战斗群实施先遣的电磁打击,利用CHAMP对分布在20千米范围内的航母战斗群进展电磁攻击,对其指挥把握与雷达系统进展干扰破坏,为后续的火力打击赢得战略时间。
地面卫星指挥通信与预警雷达阵地
地面卫星指挥通信与大型预警雷达系统在现代战斗中具有重要的价值,一般都是由前端的天线与后端的计算机处理系统组成,且分布存在于数千米的范围内。巡航的突防进入作战范围后,通过CHAMP的屡次不连续电磁打击,可对确定范围内的卫星接收站与预警雷达形成干扰,严峻时会对后台的网络及计算机构成干扰,造成网络堵塞、丢包、数据错误、计算机重启等现象,数据及指令无法正确收发,影响系统正常工作,从而为后续的打击供给战略时机。
作战战场环境
以美军最提出的网络中心战为例,网络中心战是信息优势驱动下的作战概念,通过遍布战场的传感器网络,决策者和执行者可以共享情报。这种作战体系保证在恰当的时间和地点为联合作战实施快速指挥,猎取压倒性的作战效果。然而,网络中心战所依靠的计算机、网络、电台、供电设备、各类传感器、导航卫星、飞行器、舰艇等均以电子设备为根底,这就为对情报数据链、卫星通信、全球定位系统接收机、无线电设备等电子系统进展电磁打击供给了可能,从而获得战场的主动权。
由于CHAMP打算所取得的重大成就及其潜在的巨大军事价值,美国又提出了 SuperCHAMP打算。其近期目标是在作战相关范围内拓展CHAMP的反电子力气,中远期目标是供给频率捷变的反电子力气,利用其他平台从更远的距离处实施网络战效应和电子战效应。如对目标实施多脉冲作用,并提高辐射效率等。其次,将来CHAMP的运载平台也可为巡航或无人机,可以工作于程控自主飞行或遥控飞行模式来对目标电子系统进展攻击,未来进展趋势是回收并可反复使用。
总之,HPM武器技术在网络战环境下具有高效费比的作战优势,CHAMP弹无需物理破坏对方设施,通过实施突防可影响确定范围内的关键指挥通讯与雷达设施的作战效率,从而为后续进攻供给战略作战时机,这种作战模式无疑值得重视。