微波武器--新軍事變革的產(chǎn)物

一、引言

　　海灣戰(zhàn)爭(zhēng)伊始，美海軍首先使用由戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈攜帶的微波彈頭，用于破壞和摧毀伊拉克的電子系統(tǒng)和指揮控制系統(tǒng)，壓制防空武器。在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍將南聯(lián)盟當(dāng)作了新武器的試驗(yàn)場(chǎng)，試驗(yàn)武器包括微波炸彈和石墨炸彈。在1999年3月24日對(duì)南聯(lián)盟轟炸中，使用了微波炸彈，使南聯(lián)盟部分地區(qū)的通訊設(shè)施癱瘓了3個(gè)多小時(shí)，并摧毀了貝爾格萊德的供電系統(tǒng)。科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)后，美軍加快了微波武器的研制速度。

　　在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，2003年3月26日，美軍使用了一種它歷時(shí)4研制的高功率微波炸彈轟炸巴格達(dá)電視臺(tái)，爆炸時(shí)產(chǎn)生的電磁微波能量為數(shù)十億W，在瞬間切斷了炸彈射程內(nèi)的電源供應(yīng)，使巴格達(dá)地區(qū)大面積12小時(shí)停電，雷達(dá)、電腦、電話、廣播通訊陷入癱瘓，一些交通工具無法使用。

　　二、微波武器概述

　　微波是一種高頻電磁波，波長范圍在0.01mm～1m之間，頻率0.5GHz～100GHz。在空中以光速沿直線傳播，在幾十公里的距離，瞬時(shí)到達(dá)，沒有時(shí)間延遲。

　　微波武器，也稱射頻武器。一般由微波發(fā)生器、天線、定向微波發(fā)射裝置、控制系統(tǒng)等組成。微波發(fā)生器用于發(fā)射微波電磁脈沖，天線將微波波束聚成方向性極強(qiáng)、能量極高的窄波束，定向微波發(fā)射裝置將電子束的能量或爆炸的化學(xué)能量轉(zhuǎn)換為微波能量。

　　微波武器通常在遠(yuǎn)距離上對(duì)軍事目標(biāo)和武器的光電設(shè)備進(jìn)行干擾，在近距離上實(shí)施殺傷有生力量，引爆各種裝藥或直接摧毀目標(biāo)。高功率微波武器，指發(fā)射功率在100MW以上，它要求體積小，燃料的燃燒效率高，并可重復(fù)發(fā)射，在瞬間釋放出高功率微波能量。對(duì)軍事目標(biāo)能形成殺傷作用的微波電磁脈沖的功率密度一般為100W～1MW/m2。微波作為武器使用，要求能在距微波輻射源0.1～1km以外達(dá)到這樣的功率密度。

　　微波武器可用于攻擊衛(wèi)星、彈道導(dǎo)彈，巡航導(dǎo)彈、飛機(jī)、艦艇、坦克、通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、計(jì)算機(jī)設(shè)備，尤其是指揮通信樞鈕、作戰(zhàn)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)等重要的信息戰(zhàn)的節(jié)點(diǎn)和部位。使目標(biāo)遭受物理性破壞，并喪失作戰(zhàn)效能，其破壞的程度達(dá)到不能修復(fù)的程序。

　　根據(jù)核爆炸的電磁脈沖效應(yīng)，對(duì)核武器加以改造，使其在爆炸時(shí)，將更多的能量轉(zhuǎn)換為微波電磁脈沖，以這樣的原理研制的微波武器屬于戰(zhàn)略微波武器。根據(jù)激光效應(yīng)和帶電粒子束效應(yīng)或利用普通炸藥、火箭推進(jìn)劑、碳?xì)浠衔锶剂先紵龝r(shí)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為脈沖電能，作為電子戰(zhàn)壓制武器，用于戰(zhàn)役縱深內(nèi)對(duì)武器系統(tǒng)電子設(shè)備的壓制，以這樣的原理研制的微波武器屬于戰(zhàn)術(shù)微波武器。機(jī)載微波武器可通過微波天線對(duì)前方1km處的地面目標(biāo)進(jìn)行照射，利用微波電磁脈沖重復(fù)發(fā)射對(duì)付敵方通訊指揮系統(tǒng)。

　　微波武器與激光、粒子束武器相比，其波束寬得多，作用距離更遠(yuǎn)，受氣候影響更小。而且只需大致指向目標(biāo)，不必像激光、粒子束武器那樣精確跟蹤、瞄準(zhǔn)目標(biāo)，便于火力控制，從而使敵方對(duì)抗措施更加困難和復(fù)雜化。

　　微波炸彈的作戰(zhàn)平臺(tái)包括火炮、裝甲車輛、飛機(jī)、導(dǎo)彈和衛(wèi)星等。微波炸彈的投擲方式分為重復(fù)性使用和一次性使用。微波炸彈比常規(guī)炸彈和核炸彈的效率高，它是戰(zhàn)爭(zhēng)的一個(gè)革命性變化。

　　美軍認(rèn)為，微波炸彈最理想作戰(zhàn)攻擊平臺(tái)是巡航導(dǎo)彈和無人駕駛飛機(jī)，如果用無人駕駛飛機(jī)裝載一枚微波炸彈，只需出動(dòng)一個(gè)架次，就可以產(chǎn)生1000 高功率微波脈沖波，打擊100個(gè)目標(biāo)。巡航導(dǎo)彈和無人駕駛飛機(jī)它可以進(jìn)入縱深嚴(yán)密設(shè)防的地區(qū)，摧毀通訊發(fā)射設(shè)施、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、可疑的生物、化學(xué)武器儲(chǔ)備地點(diǎn)及其生產(chǎn)基地、防空雷達(dá)、導(dǎo)彈基地、坦克裝甲車輛集群的電子設(shè)備、深埋地下的飛機(jī)和導(dǎo)彈武器庫等，以及殺傷作戰(zhàn)人員。

　　巡航導(dǎo)彈擊中目標(biāo)后，微波炸彈爆炸，產(chǎn)生的電磁波能量為100億W，強(qiáng)大的電磁脈沖能使炸彈射程內(nèi)的火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等的電子設(shè)備、生化武器在瞬間失效，導(dǎo)致車輛無法行駛，造成供電電網(wǎng)癱瘓，即使深埋地下也難逃一劫，因?yàn)殡姶琶}沖可以通過通風(fēng)口、管道口和天線進(jìn)入地下掩體，使地下掩體電子設(shè)備癱瘓。

　　美國國防部認(rèn)為，對(duì)使用防御系統(tǒng)微波炸彈，電磁脈沖將使電子設(shè)備和通訊失靈。例如，對(duì)大規(guī)模殺傷性武器設(shè)施使用微波炸彈，可避免常規(guī)轟炸和核轟炸造成生物化學(xué)制劑和核放射性物質(zhì)在空中擴(kuò)散。微波炸彈在破壞軍事目標(biāo)的電子設(shè)備和指揮通訊系統(tǒng)，壓制防空武器方面，比其它武器更有效。

　　三、微波武器的殺傷特點(diǎn)

　　微波武器對(duì)目標(biāo)的殺傷效果取決于微波發(fā)射的功率、微波發(fā)射天線的增益和目標(biāo)與微波武器的距離。一個(gè)GW級(jí)的微波發(fā)生器經(jīng)40～50dB增益天線發(fā)射的微波，在10km處可達(dá)到W/cm2的輻射強(qiáng)度，就能殺傷人員和設(shè)備。

　　當(dāng)微波能量集中在單一頻率為主的窄波段內(nèi)，波長以毫米或厘米為主時(shí)，對(duì)無屏蔽或有屏蔽但有縫隙的電子設(shè)備破壞性強(qiáng)。當(dāng)微波能量分散在一個(gè)很寬的頻段內(nèi)，任何一種頻率對(duì)應(yīng)的能量都極小，它對(duì)有長電纜的設(shè)備干擾和破壞極大。只要目標(biāo)的縫隙大于微波的波長，它就可以經(jīng)過這些縫隙進(jìn)入目標(biāo)的內(nèi)部，還可通過玻璃或纖維等不良導(dǎo)體進(jìn)入裝甲車輛的駕駛室內(nèi)，殺傷里面的人員。微波炸彈還能用來產(chǎn)生使人皮膚起泡的微波電磁脈沖。

　　微波武器的殺傷作用在以下三個(gè)方面：

　　1.殺傷人員。當(dāng)微波低功率照射時(shí)，可使導(dǎo)彈、雷達(dá)的操縱人員、飛機(jī)駕駛員以及炮手、坦克手等的生理功能紊亂，出現(xiàn)煩噪、頭痛、記憶力減退、神經(jīng)錯(cuò)亂以及心臟功能衰竭等癥狀，導(dǎo)致武器系統(tǒng)失靈；當(dāng)微波高功率照射時(shí)，人的皮膚灼熱，眼白內(nèi)障，皮膚內(nèi)部組織嚴(yán)重?zé)齻蜕踔林滤馈?/p>

　　2. 破壞各種武器系統(tǒng)中的電子設(shè)備。當(dāng)微波的功率密度為0.01μW～1μW/cm2時(shí)，可以干擾相應(yīng)頻段的雷達(dá)、通訊、導(dǎo)航設(shè)備的正常工作；0.01W～1W/cm2時(shí)，可使武器、通訊、預(yù)警、雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)備中的電子元器件失效或燒毀；10W～100W/cm2時(shí)，微波輻射形成的瞬變電磁場(chǎng)，可使金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過天線、導(dǎo)線、電纜和各種開口或縫隙耦合到衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)、艦艇、坦克、裝甲車輛等內(nèi)部、破壞各種敏感元件，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)誤碼、記憶信息抹掉等。強(qiáng)大的高功率微波輻射會(huì)使整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)失控，如果輻射的微波功率足夠高，則武器裝備外殼開口與縫隙處可以被電離。從而變成良導(dǎo)體，短的時(shí)間內(nèi)使目標(biāo)受高熱而破壞，甚至能夠提前引爆導(dǎo)彈中的戰(zhàn)斗部或炸藥。

　　3. 能夠攻擊隱形武器。隱形武器，除了具有獨(dú)特的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)、減少雷達(dá)反射波之外，更重要的是采用吸波材料，吸收雷達(dá)探測(cè)的電磁波。如美國B-2隱身轟炸機(jī)，機(jī)體采用吸波材料，機(jī)體表面涂有吸波涂料。高功率微波的強(qiáng)度和能量密度要比雷達(dá)微波高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，它產(chǎn)生脈沖頻帶遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過吸波涂層的帶寬，足以抵消這種隱身效果，高功率微波武器攻擊隱身飛機(jī)，輕者機(jī)毀人亡，重者甚至使武器即刻熔化。高功率微波武器還能破壞反輻射導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)，使導(dǎo)彈跟蹤偏離制導(dǎo)航向。

　　微波武器雖然有上述巨大的殺傷力，但同樣存在缺點(diǎn)：

　　1 微波穿過大氣層傳播時(shí)，大氣中的水蒸汽、氧氣和雨水對(duì)微波具有吸收作用。在戰(zhàn)術(shù)微波武器1～100km的作戰(zhàn)距離內(nèi)，微波在某些頻率的附近有衰減。

　　2 由于微波武器的發(fā)射功率很大，在作戰(zhàn)使用中，可能會(huì)在一定范圍內(nèi)對(duì)友鄰部隊(duì)的電子設(shè)備和通訊情報(bào)系統(tǒng)形成干擾。

　　3 用微波炸彈對(duì)核、生物、化學(xué)武器儲(chǔ)備地點(diǎn)及其生產(chǎn)基地，可能會(huì)導(dǎo)致有毒物質(zhì)釋放到空氣中。

　　四、美國微波武器研發(fā)

　　近20年來，美國一直在進(jìn)行微波武器研發(fā)，研究的重點(diǎn)是高功率微波輻射源和殺傷機(jī)理。美國一直在研究利用微波技術(shù)摧毀敵方的作戰(zhàn)能力，主要進(jìn)行寬頻帶、高功率微波武器和窄頻帶、定向微波武器的研發(fā)。1987美國國防部把高功率微波武器列為五大關(guān)鍵技術(shù)之一。美國的一些重要的發(fā)展計(jì)劃都列入了微波發(fā)展項(xiàng)目。美國現(xiàn)已在新墨西哥州的菲力普實(shí)驗(yàn)室建立了高能研究和技術(shù)設(shè)備中心（HERTF），開發(fā)研究高功率微波發(fā)生器技術(shù)。

　　美軍對(duì)微波武器有不同的要求。陸軍提出戰(zhàn)術(shù)微波武器要能裝在大型履帶戰(zhàn)車上，微波天線裝在直立的桅桿上，以利于最佳瞄準(zhǔn)?？哲娨笪淦黧w積小，并采用專用天線。海軍的艦載微波武器要求具有高功率、大天線和遠(yuǎn)的作用距離，對(duì)微波武器在重量、空間和功率等方面提出的限制條件較小。因此，海軍的微波武器極有可能在未來20年內(nèi)首先投入作戰(zhàn)使用。

　　美軍在《空軍2025戰(zhàn)略規(guī)劃》中提出發(fā)展太空高功率微波武器，要求這種武器對(duì)地面、空中和太空目標(biāo)具有不同的殺傷力。它的地球低軌道（500km～916km）的衛(wèi)星集群把超寬帶微波投射到地面、空中和空間目標(biāo)上，在這樣的目標(biāo)區(qū)產(chǎn)生一個(gè)幾十到幾百米范圍內(nèi)的高頻電磁脈沖，摧毀或干擾所有區(qū)內(nèi)軍事目標(biāo)的電子設(shè)備，而且具有一定的氣象修正能力。

　　按照美國國防部制定的微波武器發(fā)展目標(biāo)，空軍將用微波炸彈進(jìn)行飛機(jī)自衛(wèi)、摧毀飛機(jī)、太空控制、壓制敵防空力量、壓制作戰(zhàn)指揮控制通訊等方面進(jìn)行一系列試驗(yàn)。空軍的微波炸彈作戰(zhàn)時(shí)，飛機(jī)遠(yuǎn)離目標(biāo)，微波炸彈發(fā)射到目標(biāo)上空，用爆炸產(chǎn)生的窄頻帶高功率脈沖，摧毀敵導(dǎo)彈、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、指揮中心等設(shè)備的敏感元器件，使防空火力喪失作戰(zhàn)效能。目前美空軍還在研制一種微波炸彈防護(hù)裝置，以克服在未來戰(zhàn)場(chǎng)上，對(duì)友鄰部隊(duì)作戰(zhàn)系統(tǒng)的干擾和影響。

　　美軍的微波炸彈是在新墨西哥州阿爾伯克基的柯特蘭空軍基地研制的。1999年4月，在美軍聯(lián)合指揮與控制作戰(zhàn)中心進(jìn)行了高功率微波炸彈破壞電子設(shè)備的演示，獲得成功。2001年4月，在馬里蘭州的阿伯丁試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了大功率微波炸彈的第一次野外試驗(yàn)。據(jù)柯特蘭空軍基地發(fā)言人稱，2005年底，這種高功率微波炸彈將裝備至各戰(zhàn)區(qū)。

　　美國Samdia國家實(shí)驗(yàn)室研制了一種小型爆炸壓縮脈沖電源，能將炸藥中20％的化學(xué)能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉}沖能量，適合用在導(dǎo)彈上裝載的高功率微波武器和微波炸彈上。目前，美空軍正在研制一種適合于裝在改裝的巡航導(dǎo)彈上的微波炸彈，它們?cè)诳罩斜ê螅l(fā)射大量的微波脈沖，利用普通炸藥產(chǎn)生具有高度方向性的電磁脈沖，射程1000英尺。此外，空軍還在研制GW級(jí)高功率微波防空壓制武器，并希望最終的微波脈沖功率達(dá)到100GW。

　　五、結(jié)束語

　　未來微波武器發(fā)展的關(guān)鍵是空間作戰(zhàn)和無人飛行器攜帶微波武器所需要的重量輕、功率高的微波器件，高功率微波武器在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中，一旦投入使用，戰(zhàn)場(chǎng)可能會(huì)在很大程度上進(jìn)入以微波和光子代替導(dǎo)彈的新時(shí)代。