北京海鷹科技情報研究所 苑桂萍
定向能武器是利用高能射束殺傷目標的新一代武器的統稱，主要包括高能雷射、高功率微波和高能粒子束等多種類型。近年來，美軍定向能武器加速實用化進程的的主要是高能雷射武器（HEL）和高功率微波（HPM）武器。其中，高能雷射武器技術已經完成實戰驗證，目前正處於向更高功率邁進的關鍵時期。美軍微波武器技術一直處於世界先進水平地位，部分已接近實戰應用。
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1高能雷射武器
美軍從基礎技術攻關和系統集成演示驗證兩個方面開展高能雷射武器研製。基礎技術發展主要圍繞雷射源、光束控制、跟蹤瞄準等核心技術，集成演示驗證涉及陸基、海基和空基。其中，技術領域主要側重用於飛彈防禦的機載雷射武器技術的研發，持續向更高功率、更小質量功率比、適應更高反導要求的固體雷射器發展，提升波束傳播和跟瞄精度的遠期目標開展研究。集成演示驗證領域繼續推進陸基、海基和空基戰術級雷射武器樣機研製、演示驗證和實戰部署，並開始向天基作戰域和核潛艇新平台拓展研究。由於機載雷射武器技術難度相對較大，在實用化進程上略慢於其他軍種。
1.1技術領域
2015年左右，美軍同步利用板條、薄盤、光纖等固體雷射器開發原理樣機，在不同環境下完成試驗測試，並探索了液體冷卻固體雷射源技術。之後，美軍採用「光纖雷射器+合束技術」的組合發展多型雷射武器工程樣機。目前，美軍高能雷射武器技術發展逐漸成熟，已陸續在各種平台上進行了試驗。
雷射光源方面，單個光纖至少達到5千瓦，輸出功率達到150千瓦。目前，150千瓦高功率光纖組合雷射源技術正在開展演示驗證，大功率光纖完成研製；雷射光源材料級、原理級關鍵技術取得部分突破。美軍正推動光纖、鹼金屬、板條等不同技術路線的高功率光源技術驗證與競爭，探索用於反巡航飛彈和彈道飛彈防禦的300千瓦級以上甚至兆瓦級雷射光源。近幾年開展的項目包括神劍（Excalibur）項目、持久（Endurance）項目、高功率鹼金屬雷射系統（DPALS）、光纖合成雷射器（FCL）、閃電項目（FLASH）、高能液體雷射區域防禦系統（HELLADS）、高能可組合光纖雷射先進研究工作（FLARE）、強電雷射計劃（RELI）等。
光束控制方面，美軍利用氣動光學技術解決了在近海面稠密大氣、超聲速飛行激波等條件下的光束自適應控制問題；由於複雜大氣條件下光束控制攻關難度較大，基於機載平台的飛彈防禦雷射武器將會受到影響；正在加強雷射自適應控制技術的研究，使之適應更加複雜的天氣和海況。開展的項目包括高能光纖雷射武器（HEFL）、先進的定位和交戰光束控制（ABLE）、高能自適應定向能系統（HADES/哈德斯）、SHiELD轉塔氣動效應研究（STRAFE/斯塔夫）等。
跟蹤瞄準方面，美軍在機載雷射武器項目基礎上，繼續驗證和解決在不同平台、不同大氣條件下的適應性問題，已初步具備對不同類型目標的全天時、智能目標識別和部位識別的能力；正在加強多光譜成像探測與跟瞄技術研究，使之適應全天時交戰需求，滿足更高精度、更強智能化的要求。
1.2集成演示驗證
隨著雷射器、電源、光束控制等技術的不斷突破，目前美軍已基本掌握了研發150千瓦級雷射武器所需的光源、光束指向、電力及熱管理、與現有武器系統和平台集成等關鍵技術，戰術級雷射武器全面進入工程樣機研製階段。美軍正在根據已有試驗數據進行雷射武器樣機升級優化，多型樣機已經通過演示驗證，具備進入立項研製的條件，但是效能與體系定位問題，制約了採購與裝備。美軍正在加強體系定位研究，發展更高功率、更低成本、實戰化能力更強的雷射武器，同時拓展潛艇、太空飛行器等應用平台。
空基雷射武器方面，美軍從低功率重啟空基助推段雷射反導計劃，驗證彈道飛彈防禦的雷射武器作戰概念及相關技術；完成自防禦機載雷射武器樣機研製，驗證了致盲空空飛彈能力，但推遲了機載測試試驗安排；空軍首個高能雷射武器（雷神公司的HELWS）實現海外部署，進入實地評估階段。當前板條或光纖固體雷射器是機載雷射武器領域重點關注的主要技術，具有體積小、質量輕、大功率輸出、高光束質量等優勢。但受機載環境固有特性限制，機載雷射武器尚處於關鍵技術攻關研究和技術體制確定階段，離實用化還有一定距離。開展的項目包括低功率雷射器演示驗證器（LPLD）、自防護高能雷射演示樣機（SHiELD/盾牌）、緊湊型高能雷射子系統工程評估（CHELSEA）等。
陸基雷射武器方面，美軍初期側重反無人機、火箭彈和炮彈能力的樣機開發，進行了大量演示驗證和訓練；首型陸基雷射武器已投入海軍陸戰隊使用，進入實戰測試；已裝備60千瓦級雷射器，正在演示驗證100千瓦級雷射武器樣機；調高發展目標，著手研發250-300千瓦的雷射武器，發展反巡航飛彈的雷射防禦能力。開展的項目包括定向能機動式地面防空系統（GBADDEOM）、緊湊型雷射武器系統（CLaWS/利爪）、先進測試型高能武器（ATHENA/雅典娜）、高能雷射移動演示器（HEL-MD）、高能雷射戰術車輛演示器（HEL-TVD）、間接火力防護能力-高能雷射（IFPC-HEL）計劃、機動實驗型高能雷射器（MEHEL）、多任務高能雷射器（MMHEL）等。
海基雷射武器方面，雖然最早部署的雷射武器LaWS已退役，但低功率致盲型雷射武器奧丁（Odin）已正式列裝部隊；側重反無人機和飛彈的光纖雷射武器樣機研發，正在開展150千瓦級海基樣機試驗；圍繞雷射武器系統族研製出三型樣機，拓展反巡航飛彈能力。開展的項目包括雷射武器系統(LaWS）、固態雷射技術成熟化項目（SSL-TM）、加強高能雷射器系統（RHEL）、海軍光學眩目攔截器（ODIN）、高能雷射與一體化光學致盲與監視（HELIOS，翻譯為「太陽神」或「赫利俄斯」）、攔截反艦飛彈用高能雷射器（HELCAP）、分層雷射防禦(LLD)武器系統等。
2高功率微波武器
五年前，美軍在高功率微波武器方面還處於效能機理研究論證階段。之後，在大力推進定向能技術發展背景下，藉助成立國防部聯合定向能轉化辦公室（DE-JTO）的機遇，美國大幅提高微波武器經費投入，從上至下推進高功率微波技術轉化，並在部分技術領域取得了一定突破，主要是對人員和電子設備的毀傷效應評估技術、安全性改進、先進微波源技術、高密度貯能技術、氮化鎵微波源技術、相控陣列發射技術。據推斷，未來美軍將從高功率微波源、天線等角度進行新技術研究，不斷提高系統的等效輻射功率，提升對目標的作戰效能；進一步研究毀傷機理，掌握目標特性，評估毀傷效能；降低尺寸、質量，實現高功率微波小型化和集成化，滿足可攜式陸基機動應用。
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美軍空基高功率微波武器規劃路線為：第一步基於AGM-86平台研製、測試具備對多目標、多次攻擊能力的高功率微波巡航飛彈；第二步在此基礎上，進一步小型化微波載荷，優化發射波形並提高發射功率，以集成於尺寸更小、隱身性能更優的JASSM-ER平台上；第三步是將微波載荷應用在無人機作戰平台，應用智能化波形提升作用距離。
目前，微波飛彈成為高功率微波武器技術的發展亮點，成功完成演示飛行試驗，破壞目標內所有電子系統，表明小型化重頻微波載荷、飛彈平台微波防護、高精度跟瞄、微波載荷與飛彈平台集成等方面取得突破，具備了工程應用條件，但實戰化能力（如有效作用距離）未知。根據現有資料初步判斷，空基微波武器基本完成第一階段工作，但未轉化為型號研製任務，並基於此項目開展了更具實用性的微波武器研究。同時，美軍開展了高功率電磁武器技術研究。開展的項目包括反電子高功率微波先進飛彈（CHAMP）、高功率聯合電磁非動能打擊（HiJENKS）、高功率電磁項目（HPEM）等。
據推斷，美軍下一步首先要解決現有技術能力下微波飛彈的實戰化應用問題，如飛彈突防能力、對典型目標的毀傷能力、毀傷目標後對整個作戰系統/體系的影響、微波飛彈適用場景等，以判斷微波飛彈的發展價值。其次是進一步提升微波載荷的毀傷能力，一方向是基於飛彈平台約束進一步提升功率，此方向難度較大；另一個方向是更換為無人機平台，一是無人機安裝空間更大，二是飛翼布局的無人機相對巡航飛彈全向隱身能力更強，更易突防；三是無人機底部面積大，便於天線布設，提高增益；四是無人機可回收重複使用，經濟效益更高。
陸基微波武器方面，美軍高功率微波近程反無人機系統相對成熟，兩型微波武器已於2020年開展海外實戰部署，有望正式列裝。目前正在研製與測試可攻擊多個中遠程目標、威力更大的微波武器。陸基微波武器已基本滿足反無人機和電子對抗需求，初步具備普及應用的條件；反簡易爆炸裝置、非致命殺傷人員的微波裝備已經完成研製，並在海外部署試用，但因效果不佳，未見普及。開展的項目包括相位器（Phaser）、戰術高功率微波作戰響應器（THOR）、反電子高功率微波增程型防空系統（CHIMERA）等。
海基微波武器方面，開展了高功率微波武器效能研究，重點進行重頻且頻率可調的高功率微波武器開發，提升了微波武器系統能量轉換效率和殺傷力，研製出用於近程防禦的工業級艦載高功率微波武器樣機（BAE公司高功率微波武器），進行了針對各種目標的能力測試，驗證了對小型船隻和無人機的有效性。
3 結束語
長期以來，美軍大力發展定向能武器，加速推動定向能武器與動能武器的一體化作戰使用。未來，美軍將繼續堅持分布、協同、聯合的作戰原則，一方面對此前過於激進的定向能發展規划進行調整，轉為夯實基礎、穩紮穩打，逐步升級定向能武器，重點攻克高能雷射武器高功率、小型化等技術難題，提升微波源功率和轉化效率，降低重量、尺寸和功耗，以適用於多種平台；另一方面根據軍事形勢變化在推進傳統應用的同時，拓展應用領域，加強天基、空基、海基平台的適裝性與應用研究，加強對反空間目標、臨近空間目標和無人集群系統的應用研究。