隨著科學技術的不斷發(fā)展，世界主要軍事強國為了強化其在未來戰(zhàn)爭中的非對稱作戰(zhàn)優(yōu)勢，在國防預算受限的大背景下，提出蜂群無人機作戰(zhàn)概念，并且通過有計劃、有組織地發(fā)展成本較低、便于制造的無人機技術項目，不斷將理念付諸實踐，將紙面威脅變成現實威脅。在應對無人機蜂群威脅過程中，傳統防空體系受到武器系統自身條件限制，在目標攔截數量上存在嚴重不足，防御體系的目標發(fā)現距離、有效攔截時間被大大壓縮，攔截目標能力被極大降低，在抗擊作戰(zhàn)中面臨耗不起、看不見、探不到、打不著的尷尬局面。在此背景下，研究以高能激光武器、高功率微波武器等為代表的定向能防空武器抗擊無人機蜂群，將有效提升防空體系的反應速度、攔截目標密度、最大攔截目標數量，滿足未來防空作戰(zhàn)需求。1 無人機蜂群作戰(zhàn)特點無人機蜂群是指在操控人員的指揮或監(jiān)督下，通過自主組網遂行統一作戰(zhàn)任務的一群小型無人機。構成蜂群的無人機可以是相同或不同的。組群方式可以是主從型或無中心的。2019年，胡賽武裝僅出動10架無人機，便癱瘓了沙特一半的石油加工產業(yè)， 世界石油市場也為之動蕩不安。2020年，阿塞拜疆運用無人機蜂群戰(zhàn)術，在24 h內便摧毀亞美尼亞130輛坦克、20個火箭發(fā)射系統、64部武裝車輛、25個防空導彈系統以及其它軍事目標，為最終戰(zhàn)爭勝利創(chuàng)造了條件。較之傳統大型、高價值、高效能無人機作戰(zhàn)，無人機蜂群的作戰(zhàn)規(guī)模更龐大，已從簡單的單型單架單批過渡到單型多架集群，并趨向于多型多架蜂群。其作戰(zhàn)任務更多元，已從單一偵察過渡到察打一體，并趨向于多任務融合，這對當下防空體系的威脅也更加現實和緊迫。1. 1 突防能力較強無人機故有的隱身能力可以降低對手的發(fā)現概率，能夠以其較小的體積、隱形化的外觀設計、低噪聲的飛行狀態(tài)，在雷達、聲、光、紅外方面的特征均較弱，這將直接導致防守方預警系統的發(fā)現和反應時間被大大壓縮。其隱蔽快速的機動方式可以規(guī)避對手的首輪打擊。作戰(zhàn)初期，無人機由陸基或空基平臺秘密運送到防區(qū)外特定區(qū)域進行集中投放，在短時間內展開形成戰(zhàn)斗隊形后，便可對敵方縱深進行低空、超低空突防，能夠確保在對手有所反應之前完成作戰(zhàn)任務。其主佯結合的突防手段可以抑制對手的抗擊效果。突防進程中，通過有意識地加入大量誘餌蜂群，可以實現阻塞和消耗對手的探測、火力等多個信道，為已方突擊蜂群完成作戰(zhàn)任務創(chuàng)造條件。1. 2 任務復雜多樣（1）分布式的探測監(jiān)視，即將各型不同的雷達、紅外、可見光探測設備和傳感設備安裝到無人載機上，并廣泛分布到戰(zhàn)場的各個角落，可對戰(zhàn)場進行長時間、全方位、大范圍、高精度的偵察和監(jiān)視。（2）全頻段的電磁壓制，可攜帶電磁干擾設備、電磁脈沖彈、反輻射彈等，對敵實施全時、全頻的干擾、壓制、欺騙、毀傷，為后續(xù)任務蜂群提供掩護。（3）飽和式的集群攻擊，以集群智能為依托，形成多個突擊編隊蜂群，通過多點、多次、快速打擊，以戰(zhàn)場局部的數量優(yōu)勢換取軟/硬目標的突襲成功率。（4）多樣化的協同作戰(zhàn)，包括蜂群內部協同和有人/無人協同，實現態(tài)勢共享、優(yōu)勢互補、整體聯動的體系效應。（5）立體化的保障支援，通過火力引導、物資彈藥補給、戰(zhàn)場氣象監(jiān)測、通信中繼等，為其它任務單元提供及時、精確、有力的保障。1. 3 作戰(zhàn)效費比高（1）從自身價格來說用于蜂群作戰(zhàn)的微/小型無人機系統的價格介于1 000~10 000美元之間，相較于傳統防空導彈動輒上百萬、上千萬的價格，制造成本相對較低，再加上其可回收的特性，循環(huán)利用的價值較高。（2）從制造方式來說依靠市場上成熟的3D打印技術、集成芯片技術，可以在短時間制造成百上千架微/小型無人載機，形成較大規(guī)模的作戰(zhàn)力量，時間成本較低。（3）從升級方式來說在人工智能技術和邊緣計算技術的支持下，通過算法迭代和遠程空中下載技術可實現現有無人機的遠程持續(xù)升級和成長，維護成本較低。（4）從戰(zhàn)損率來說無人機蜂群可以替代有人突襲兵器在情況不明、危險性高的區(qū)域執(zhí)行作戰(zhàn)任務，確保人員傷亡率處于較低水平的同時，實現對敵高價值防空武器的消耗。2 定向能防空武器對抗無人機蜂群的可行性分析定向能武器是指利用定向發(fā)射的電磁波束、高能激光束、高能粒子束直接攻擊目標的武器。定向能防空武器則是專門用于防空作戰(zhàn)的定向能武器，包括高能激光防空武器和高功率微波防空武器。高能激光防空武器主要運用激光的熱效應達到摧毀目標的目的，其原理類似于放大鏡聚光取火，即使用高能激光對目標點狀區(qū)域進行小范圍持續(xù)照射，當能量達到一定閾值后在目標上產生二次效應（包括爆炸、碎裂、熱損等），從而實現擊傷、擊毀來襲空中目標。高功率微波防空武器則主要運用微波的場效應和熱效應，其原理與雷擊對電子設備的損害原理類似，即向目標定向發(fā)射微波射束，通過“前門”和“后門”兩個途徑將能量耦合到目標內部，并對目標內部重要傳感器、關鍵電子元器件進行破壞，最終實現對目標系統整體毀壞和毀傷。使用定向能防空武器抗擊無人機蜂群目標，其優(yōu)勢主要體現在4個方面。2. 1 實施信息對抗（1）手段更全定向能防空武器作為介于電子對抗武器和火力攻擊武器之間的新概念武器，可以綜合采取軟干擾和硬破壞相結合的手段，對蜂群實施隱蔽打擊或者戰(zhàn)略外逼，為奪取制信息權創(chuàng)造條件。（2）范圍更大當下，高能激光防空武器的輸出功率可達到數百千瓦級別，其軟殺傷的作用距離可達到100 km，而高功率微波防空武器的輸出功率可達到吉瓦級別，作用距離可達到300 km。（3）效果更好光電偵查蜂群的態(tài)勢感知能力需要大量的光電傳感設備作為支撐，而這些設備極易受到激光產生的熱噪聲和電磁噪聲的干擾，這使得高能激光防空武器成為抗擊此類蜂群的有效裝備之一。而電子偵察/電子戰(zhàn)蜂群的偵察接收設備由大量精密電子元器件構成，這將給高功率微波防空武器遠距離抗擊此類蜂群創(chuàng)造了條件。2. 2 彌補低空近程盲區(qū)（1）看得更細由于無人機飛行高度低、飛行速度慢、雷達散射截面（RCS） 較小、電磁信號弱，傳統防空武器在抗擊過程中存在發(fā)現不了、發(fā)現時間長、目標性質無法確認、無法連續(xù)穩(wěn)定跟蹤等一系列問題，而定向能防空武器通過綜合運用雷達、聲光、紅外等各領域探測信息，可實現對目標進行實時跟蹤。（2）防得更密定向能防空武器不僅有高能激光的點殺傷，還有高功率微波的面覆蓋，能在低空近程區(qū)域形成更緊密的攔截網，進而有效應對反輻射無人機蜂群的壓制（SEAD） 和毀傷（DEAD） 行動。（3）效率更高相比于有人航空器，無人機蜂群更加依賴于高敏傳感器和無線通信設備，其飛行高度越低、密度越大，則導航和控制系統越容易受小擾動的影響。在此情況下，定向能防空武器只要對其稍微施加影響，就可以實現對蜂群的硬殺傷目的。2. 3 抗擊飽和攻擊（1）“彈藥”更多定向能武器的“彈藥”來自于電源系統，其“海量彈倉”較之傳統防空武器的彈藥來說，具有獲取方便、易于存儲、危險性低、無污染等優(yōu)點，在發(fā)射過程中沒有重新裝填的時間限制，具備快速多次發(fā)射能力。（2）反應更快定向能武器系統發(fā)射的激光或微波均以光速傳播，其跟蹤瞄準系統無需額外計算預計攔截路線，基本可以實現發(fā)現即打擊，加之其“彈藥”是沒有質量的能量態(tài)，火力轉移更方便、更快捷。（3）成本更低典型定向能武器一次發(fā)射消耗的電量不足2度，折合成使用成本大約在1美元左右，而以1美元的代價換取超過自身價值1千余倍的無人機顯然相當劃算。2. 4 避敵自衛(wèi)反擊（1）安全性更高傳統防空導彈在發(fā)射后存在被蜂群自帶的自衛(wèi)設備干擾、欺騙或擊毀的風險，但定向能射束除了存在熱暈、衍射、散射造成的能量削弱外，目前條件下在其攻擊路線上還無法被攔截，其可靠性更強。（2）隱蔽性更好攻擊時除了具有無聲的特性之外，還兼具不可見的特性。微波武器很好理解，激光武器則是因為激光的波長可以從不可見的紅外光到可見光的波長不等，如果使用特殊的濾光片，可以通過改變波長輸出高能量且不可見的紫外線。（3）機動性更強定向能防空武器系統較之傳統防空武器系統來說，系統體積更小、集成度更高、機動性更強，在一定程度上可以實現運動中作戰(zhàn)，戰(zhàn)場生存能力顯著提高。3 發(fā)展現狀3. 1 美國方面美國在加大無人機研發(fā)以確保其領先優(yōu)勢的同時，越來越重視開展反無人機蜂群項目的研發(fā)和試驗。自2002年以來，美國國防情報局每年都要秘密進行1次名為黑色飛鏢的反無人機試驗。2010年，美軍首次進行用于戰(zhàn)術防空的激光武器系統試驗，成功擊中3 km外飛行時速超過300 km/h的4架無人機。2014年，美軍將改進后的33 kW光纖激光武器（LaWS）部署在龐塞號軍艦上，成功擊落掃描鷹無人機。2019年，雷錫恩公司研制的移動式高能激光系統（HEL） 可探測、識別、跟蹤無人機并與之交戰(zhàn)，在演示過程中取得了擊落45 架無人駕駛飛行器和無人駕駛飛機的戰(zhàn)績。到目前為止，美軍高能激光武器已經形成攻擊近程無人機蜂群的作戰(zhàn)能力，并呈現出小型化、輕型化、節(jié)能型的發(fā)展趨勢。2015年之前，美國并不重視高功率微波技術，但自2015年美國開始大力推進定向能技術發(fā)展，情況才有所改變。2016年，美國雷錫恩公司研發(fā)相位器高功率微波反無人機系統，經過短短2年時間，便在美國陸軍卓越火力中心完成了反無人機演示驗證，不僅展示了單次射擊殺傷多個目標的能力，更取得了擊落33架無人機的優(yōu)異成績。2019年，美國空軍展示了THOR微波武器系統，該系統以錐形發(fā)射電磁波的方式，能夠同時擊中多架次無人機，其結果也表明該系統適用于攻擊無人機蜂群。3. 2 俄羅斯方面在繼承大量蘇聯定向能武器研究成果的基礎上，俄羅斯積極拓展理論研究和實戰(zhàn)應用，先后開發(fā)并裝備了多種型號定向能防空武器系統，極大地增強了其傳統防空體系作戰(zhàn)水平。2015年，俄羅斯KRET 公司推出的Krasukha-2 車載高功率微波干擾系統，集成度高，主要針對美軍的E-3預警機和S 波段裝備系統。最新型號Krasukha-4系統可對E-8C監(jiān)視機、捕食者無人機、全球鷹無人機和長曲棍球偵察衛(wèi)星進行干擾。兩型裝備在聯合使用的情況下，可覆蓋區(qū)域內的多個無人機蜂群目標，其不俗的作用效能已在烏克蘭沖突和敘利亞戰(zhàn)爭中得到證明。2018年，俄羅斯推出的新一代定向能激光武器系統佩列斯韋特（Peresvet） 可以攔截包括無人機、巡航導彈和低空飛行的戰(zhàn)斗機等目標。據證實，該系統已正式應用在敘利亞戰(zhàn)場，這標志著俄羅斯激光武器已邁向實戰(zhàn)化應用階段。3. 3 其他軍事大國較之美、俄兩個大國，國外其他幾個軍事大國在本領域的研究還有一定的差距，但對該問題的重視程度卻有過之而無不及。特別是在地區(qū)動蕩、局勢惡化的背景下，研究如何運用新理念、新裝備應對和解決新問題、新威脅已經成為各國軍隊當下首要面對的問題。2012年，德國萊茵金屬公司使用50 kW的高能激光器擊落2 km以外的無人機。2018年，英國BAE系統公司在美國海軍水面艦艇協會2018年年會上，展示了一款可以攔截無人機的艦載高功率微波近程防御系統。鑒于定向能防空武器的重要應用前景，英國、法國、德國、以色列、澳大利亞等國都在花大力研制，也都各有側重，但總體上仍處于技術發(fā)展向戰(zhàn)場運用的過渡階段。