美國CHAMP關(guān)鍵技術(shù)及其進展分析

蘇黨帥+武曉龍+王茜

為在新的一輪大國軍事競爭中取得絕對優(yōu)勢地位，美國于2014年推出以“創(chuàng)新驅(qū)動”為核心的第三次“抵消戰(zhàn)略”。其重點是通過發(fā)展新的軍事技術(shù)和作戰(zhàn)概念以改變游戲規(guī)則和未來戰(zhàn)局，保證美軍在未來幾十年內(nèi)與主要對手的新一輪軍事競爭中保持絕對優(yōu)勢，主要針對中俄等國日益提升的軍事能力，特別是所謂的“反介入/區(qū)域拒止”能力。在美國第三次“抵消戰(zhàn)略”中，把高功率微波武器技術(shù)列為要重點發(fā)展的顛覆性技術(shù)之一。

根據(jù)目前的公開資料來看，美國陸續(xù)發(fā)展了多種高功率微波武器樣機系統(tǒng)，如反電子系統(tǒng)高功率微波先進導彈計劃（CHAMP），用于反恐作戰(zhàn)的主動拒止系統(tǒng)，用于機場防御的“警惕之鷹”系統(tǒng)，用于反無人機的Phaser高功率微波反無人機系統(tǒng)等。

在眾多的系統(tǒng)中，CHAMP系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)美國破壞敵方“反介入/區(qū)域拒止”的目標。CHAMP系統(tǒng)是一種基于巡航導彈的高功率微波武器系統(tǒng)，由于巡航導彈具有精度高、射程遠、突防能力強的特點，CHAMP系統(tǒng)的出現(xiàn)對于奪取戰(zhàn)場內(nèi)的制電磁權(quán)，以及對重要戰(zhàn)略目標進行先遣電磁打擊都具有重要意義。

基本情況

CHAMP是一項聯(lián)合概念技術(shù)演示計劃，由美國太平洋司令部提出需求，美國空軍研究實驗室牽頭。項目于2008年10月啟動招標，其目標是研發(fā)、試驗、演示多脈沖、多目標機載高功率微波演示平臺，且具有非動力、低附帶損害的性能，能夠降級、破壞或者毀壞電子系統(tǒng)。2009年4月27日，波音公司獲得價值3800萬美元的合同，并作為主承包商負責機載平臺和系統(tǒng)集成，Ktech公司作為主要分包商負責高功率微波源，圣地亞國家實驗室主要負責脈沖功率系統(tǒng)。

按照合同要求，承包商需要研發(fā)一種能夠集成至機載平臺的緊湊型高功率微波有效載荷，并且生產(chǎn)5套機載演示樣機，其中1個用于運輸、控制和引信的飛行試驗演示，未集成高功率微波源，其他4個集成高功率微波源的機載樣機用于飛行試驗、演示、高功率微波效應(yīng)試驗。在這4個高功率微波樣機中，1個用于地面試驗，2個用于飛行試驗，另1個作為飛行試驗的備份。

2011年9月，波音公司公布CHAMP項目在猶他試驗訓練基地完成了首次飛行試驗。此次試驗中高功率微波系統(tǒng)未被激活，但是導彈定位了多個仿真目標及坐標，確定導彈飛行過程可控，高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射時機可控。

2012年10月16日，CHAMP再次在猶他試驗訓練靶場進行了一次飛行試驗。CHAMP按照既定路線，在猶他沙漠低空飛行1個小時，在沙漠上空自毀之前使7個不同目標中的電子系統(tǒng)降級或失效。CHAMP飛過時，沿線房屋中放置的計算機全部黑屏，甚至關(guān)閉了試驗記錄用的遙控TV相機，此次試驗取得了巨大的成功。與傳統(tǒng)的動能武器（如導彈、炸彈）不同，CHAMP是在目標上空飛過，而不是摧毀目標。

發(fā)展趨勢

2013年2月-4月間，在美國空軍召開的定向能研究與發(fā)展評估相關(guān)問題研討會上，來自美國海軍、陸軍、國防秘書辦公室的代表和多個單位的定向能武器專家都給予CHAMP項目很高的評價。美國太平洋司令部還對CHAMP對抗大型艦船電子系統(tǒng)的試驗感興趣，并支持已經(jīng)提議的32枚CHAMP的快速采辦項目，在未來10年增加全壽命成本預算和合同上后勤保障，支持空中戰(zhàn)斗司令部的后續(xù)CHAMP及其他高功率微波項目。

根據(jù)美國國防部公布的空軍高功率微波武器發(fā)展規(guī)劃，可以管窺2005年-2025年投擲型電磁脈沖彈的發(fā)展遠景。2005年-2015年，重點發(fā)展機載小型化反電子高功率微波武器，打擊對象是對方的防空系統(tǒng)；2015年-2020年，主要研究可大面積拋撒的高功率微波彈藥；到2025年，將研制出大型戰(zhàn)機機載可遠距離、較大范圍、攻擊多目標的反電子高功率微波武器。

綜合分析來看，自2009年至今，此計劃正處于第一階段，美國空軍已推出了CHAMP計劃。第二階段的目標是，CHAMP計劃未來配備至F-35上，有助于避免F-35被敵方無源雷達系統(tǒng)跟蹤。

資料顯示，2016年，美國實現(xiàn)了常規(guī)空射巡航導彈級二代高功率微波武器的設(shè)計、開發(fā)，并試驗了多炮多目標高功率微波巡航導彈；2024年左右，將實現(xiàn)聯(lián)合空地防區(qū)外導彈-增程型高功率微波武器，主要是優(yōu)化波形，提高有效性和源的效能，降低源的尺寸、重量和功耗；2029年左右，將高功率微波武器集成至第五代機或無人機，建立高功率電磁科學技術(shù)學科。

系統(tǒng)組成

目前，關(guān)于CHAMP的各項技術(shù)指標均屬于保密范疇，無論是美國空軍、波音公司，還是雷聲公司都不會透露該項目的技術(shù)細節(jié)。綜合目前能夠收集到的公開資料，一般認為CHAMP武器系統(tǒng)主要包括巡航導彈載荷平臺與高功率微波系統(tǒng)以及武器相關(guān)的控制器件。

目前，CHAMP載荷平臺使用的是波音公司的AGM-86常規(guī)空射型巡航導彈。下一步有可能集成到聯(lián)合空地防區(qū)外導彈上以獲得更大的作戰(zhàn)效能，未來有可能會逐步部署到無人機、飛機等作戰(zhàn)平臺。

高功率微波系統(tǒng)主要包括微波源、脈沖功率源等。

微波源 2008年美國空軍招標時，微波源主要是由位于新墨西哥州阿爾伯克基一家重要的定向能武器技術(shù)研發(fā)企業(yè)Ktech公司承研。雷聲Ktech公司成立于1971年，在緊湊型脈沖功率研究方面成績斐然，研發(fā)了稱之為“線性傳輸驅(qū)動技術(shù)”的緊湊型脈沖功率源、高效的磁控管等。

Ktech公司以研究高效的磁控管技術(shù)而出名，在2009年5月承擔CHAMP項目的高功率微波源研制后，7月又申請了由美國空軍資助的用于高功率、長脈沖、長壽命磁控管的非熱電陰極小型企業(yè)創(chuàng)新研究計劃，為CHAMP計劃進一步改進磁控管的陰極性能。美國的WND網(wǎng)站與PESWiki網(wǎng)站均報道，在CHAMP計劃中使用的高功率微波源是Ktech公司的磁控管，功率約1吉瓦左右。

脈沖功率源 脈沖功率源由位于新墨西哥州阿爾伯克基的美國能源部圣地亞國家實驗室承研，主要為CHAMP計劃提供硬件和技術(shù)建議。硬件包括高電壓、大電流、高功率、緊湊型脈沖功率系統(tǒng)，此外還協(xié)助完成脈沖功率源的研發(fā)和外場測試。主要包括為CHAMP計劃開發(fā)和交付5個不同Marx系統(tǒng)（2個工程開發(fā)系統(tǒng)、1個地面測試系統(tǒng)和2個飛行系統(tǒng)）；首次研發(fā)成功雙脈沖Marx系統(tǒng)并進行演示驗證；改善脈沖功率源絕緣體的設(shè)計優(yōu)化。巧合的是，圣地亞國家實驗室與雷聲Ktech公司都在新墨西哥州阿爾伯克基，且二者在脈沖功率研究方面多有合作，如Cygnus的研制等，且Ktech公司在研究緊湊型脈沖功率系統(tǒng)方面具有技術(shù)優(yōu)勢，有理由相信Ktech公司在CHAMP項目的脈沖功率源研制方面也做了大量工作。

CHAMP武器性能分析

由于受巡航導彈平臺的限制，CHAMP計劃首次成功地實現(xiàn)了高功率微波技術(shù)與航空飛行器技術(shù)的完美結(jié)合，特別是首次解決了脈沖功率裝置的小型化、高功率微波天線設(shè)計、緊湊型高功率微波源以及導彈的自防護等關(guān)鍵技術(shù)，具有重要的應(yīng)用前景。從目前美國國內(nèi)的發(fā)展形勢來看，CHAMP是最有可能在近期實現(xiàn)初步部署應(yīng)用的高功率微波武器系統(tǒng)，將會對航母戰(zhàn)斗群、衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)、大型預警雷達等形成威脅。

目前，CHAMP可在近距離對開放場所的民用計算機網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、電力網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制系統(tǒng)等民用設(shè)施進行擾亂破壞，也可在更近的距離對不按規(guī)范使用或電磁兼容不良的少數(shù)軍用設(shè)施產(chǎn)生擾亂效應(yīng)，但應(yīng)該很難造成物理損傷效應(yīng)。但是，通過CHAMP實現(xiàn)先遣的電磁打擊，尤其是針對具有重要戰(zhàn)略目標的關(guān)鍵指揮通訊與雷達系統(tǒng)實施電磁打擊，可為后續(xù)火力攻擊提供戰(zhàn)略時機。從目前來看，CHAMP將會對以下幾類目標形成重要的潛在威脅。

第一，航母戰(zhàn)斗群。一般來講，航母戰(zhàn)斗群的防御范圍約在500千米左右，而巡航導彈的作戰(zhàn)半徑可達到數(shù)千千米，且巡航導彈雷達散射面小，突防能力強，利用CHAMP對分布在20千米范圍內(nèi)的航母戰(zhàn)斗群進行電磁攻擊，可對其指揮控制與雷達系統(tǒng)進行干擾破壞，為后續(xù)的火力打擊贏得戰(zhàn)略時間。

第二，地面衛(wèi)星指揮通訊與預警雷達陣地。地面衛(wèi)星指揮通訊與大型預警雷達系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有重要的價值，一般都是由前端的天線與后端的計算機處理系統(tǒng)組成，且分布存在數(shù)千米的范圍內(nèi)。憑借巡航導彈的突防能力進入作戰(zhàn)范圍后，通過CHAMP的多次不連續(xù)電磁打擊，可對一定范圍內(nèi)的衛(wèi)星接收站與預警雷達形成干擾，嚴重時會對后臺的網(wǎng)絡(luò)及計算機構(gòu)成干擾，造成網(wǎng)絡(luò)阻塞、丟包、數(shù)據(jù)錯誤、計算機重啟等現(xiàn)象，數(shù)據(jù)及指令無法正確收發(fā)，影響系統(tǒng)正常工作，從而為后續(xù)的打擊提供戰(zhàn)略時機。

由于CHAMP計劃所取得的重大成就及其潛在的巨大軍事價值，美國又提出了Super CHAMP計劃。其近期目標是在作戰(zhàn)相關(guān)范圍內(nèi)拓展CHAMP的反電子能力，中遠期目標是提供頻率捷變的反電子能力，利用其他平臺從更遠的距離處實施網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)效應(yīng)和電子戰(zhàn)效應(yīng)。如對目標實施多脈沖作用，并提高輻射效率等。未來CHAMP的運載平臺也可為巡航導彈或無人機，可以工作于程控自主飛行或遙控飛行模式來對目標電子系統(tǒng)進行攻擊，未來發(fā)展趨勢是開發(fā)一種可回收、可反復使用的系統(tǒng)。

結(jié) 語

美國國防部從2014年底開始推行第三次“抵消戰(zhàn)略”，其目的是確保對中俄等競爭對手的懾止和制勝能力。美軍認為其主要競爭對手的一體化防空系統(tǒng)對其現(xiàn)役空中裝備威脅極大，即使是B-2隱身轟炸機，2020年左右也將在“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中面臨生存威脅。在此背景下，CHAMP技術(shù)對美國的全新作戰(zhàn)概念有著重要的戰(zhàn)略價值和實戰(zhàn)意義。

首先，CHAMP技術(shù)擁有巨大的實戰(zhàn)價值，能夠?qū)﹄娮有畔⑾到y(tǒng)造成擾亂、降級等效應(yīng)，通過實施突防可影響一定范圍內(nèi)的關(guān)鍵指揮通訊與雷達設(shè)施的作戰(zhàn)效能，從而為后續(xù)進攻提供戰(zhàn)略作戰(zhàn)時機，這種作戰(zhàn)模式對一體化防空體系形成了巨大的挑戰(zhàn)。

其次，CHAMP技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭環(huán)境下具有高效費比的作戰(zhàn)優(yōu)勢，并且已達到較高的技術(shù)成熟度，有望在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力。在美國國防預算受限的背景下，美軍無法通過高端裝備大規(guī)模的更新?lián)Q代來解決問題，必須尋求更為經(jīng)濟有效的途徑。而CHAMP作為一種低成本、高效能的裝備，有潛力實現(xiàn)在強對抗環(huán)境中對強敵形成壓倒性軍事優(yōu)勢。

綜上所述，CHAMP技術(shù)是一項擁有改變戰(zhàn)爭游戲規(guī)則能力的技術(shù)，加之其效費比高、技術(shù)成熟度高的優(yōu)勢，使它成為了美國重點發(fā)展的一項顛覆性武器技術(shù)，也必將對未來戰(zhàn)爭模式帶來巨大的影響。

責任編輯：彭振忠