美国CHAMP关键技术及其进展分析

本文由《军事文摘》(ID：mildig)授权转载，作者：苏党帅  武晓龙  王 茜，责编：彭振忠

为在新的一轮大国军事竞争中取得绝对优势地位，美国于2014年推出以“创新驱动”为核心的第三次“抵消战略”。其重点是通过发展新的军事技术和作战概念以改变游戏规则和未来战局，保证美军在未来几十年内与主要对手的新一轮军事竞争中保持绝对优势，主要针对中俄等国日益提升的军事能力，特别是所谓的“反介入/区域拒止”能力。在美国第三次“抵消战略”中，把高功率微波武器技术列为要重点发展的颠覆性技术之一。

根据目前的公开资料来看，美国陆续发展了多种高功率微波武器样机系统，如反电子系统高功率微波先进导弹计划（CHAMP），用于反恐作战的主动拒止系统，用于机场防御的“警惕之鹰”系统，用于反无人机的Phaser高功率微波反无人机系统等。

在众多的系统中，CHAMP系统能够实现美国破坏敌方“反介入/区域拒止”的目标。CHAMP系统是一种基于巡航导弹的高功率微波武器系统，由于巡航导弹具有精度高、射程远、突防能力强的特点，CHAMP系统的出现对于夺取战场内的制电磁权，以及对重要战略目标进行先遣电磁打击都具有重要意义。

1.b 由B-52发射的CHAMP导弹飞经目标上空

1.a 由B-52发射的CHAMP导弹飞经目标上空

基本情况

CHAMP是一项联合概念技术演示计划，由美国太平洋司令部提出需求，美国空军研究实验室牵头。项目于2008年10月启动招标，其目标是研发、试验、演示多脉冲、多目标机载高功率微波演示平台，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。2009年4月27日，波音公司获得价值3800万美元的合同，并作为主承包商负责机载平台和系统集成，Ktech公司作为主要分包商负责高功率微波源，圣地亚国家实验室主要负责脉冲功率系统。

按照合同要求，承包商需要研发一种能够集成至机载平台的紧凑型高功率微波有效载荷，并且生产5套机载演示样机，其中1个用于运输、控制和引信的飞行试验演示，未集成高功率微波源，其他4个集成高功率微波源的机载样机用于飞行试验、演示、高功率微波效应试验。在这4个高功率微波样机中，1个用于地面试验，2个用于飞行试验，另1个作为飞行试验的备份。

2011年9月，波音公司公布CHAMP项目在犹他试验训练基地完成了首次飞行试验。此次试验中高功率微波系统未被激活，但是导弹定位了多个仿真目标及坐标，确定导弹飞行过程可控，高功率微波系统的发射时机可控。

2012年10月16日，CHAMP再次在犹他试验训练靶场进行了一次飞行试验。CHAMP按照既定路线，在犹他沙漠低空飞行1个小时，在沙漠上空自毁之前使7个不同目标中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，此次试验取得了巨大的成功。与传统的动能武器（如导弹、炸弹）不同，CHAMP是在目标上空飞过，而不是摧毁目标。

发展趋势

2013年2月-4月间，在美国空军召开的定向能研究与发展评估相关问题研讨会上，来自美国海军、陆军、国防秘书办公室的代表和多个单位的定向能武器专家都给予CHAMP项目很高的评价。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的快速采办项目，在未来10年增加全寿命成本预算和合同上后勤保障，支持空中战斗司令部的后续CHAMP及其他高功率微波项目。

根据美国国防部公布的空军高功率微波武器发展规划，可以管窥2005年-2025年投掷型电磁脉冲弹的发展远景。2005年-2015年，重点发展机载小型化反电子高功率微波武器，打击对象是对方的防空系统；2015年-2020年，主要研究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高功率微波武器。

综合分析来看，自2009年至今，此计划正处于第一阶段，美国空军已推出了CHAMP计划。第二阶段的目标是，CHAMP计划未来配备至F-35上，有助于避免F-35被敌方无源雷达系统跟踪。

资料显示，2016年，美国实现了常规空射巡航导弹级二代高功率微波武器的设计、开发，并试验了多炮多目标高功率微波巡航导弹；2024年左右，将实现联合空地防区外导弹-增程型高功率微波武器，主要是优化波形，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，将高功率微波武器集成至第五代机或无人机，建立高功率电磁科学技术学科。

美国空军2025年前高功率微波武器发展规划

系统组成

目前，关于CHAMP的各项技术指标均属于保密范畴，无论是美国空军、波音公司，还是雷声公司都不会透露该项目的技术细节。综合目前能够收集到的公开资料，一般认为CHAMP武器系统主要包括巡航导弹载荷平台与高功率微波系统以及武器相关的控制器件。

目前，CHAMP载荷平台使用的是波音公司的AGM-86常规空射型巡航导弹。下一步有可能集成到联合空地防区外导弹上以获得更大的作战效能，未来有可能会逐步部署到无人机、飞机等作战平台。

高功率微波系统主要包括微波源、脉冲功率源等。

微波源  2008年美国空军招标时，微波源主要是由位于新墨西哥州阿尔伯克基一家重要的定向能武器技术研发企业Ktech公司承研。雷声Ktech公司成立于1971年，在紧凑型脉冲功率研究方面成绩斐然，研发了称之为“线性传输驱动技术”的紧凑型脉冲功率源、高效的磁控管等。

Ktech公司以研究高效的磁控管技术而出名，在2009年5月承担CHAMP项目的高功率微波源研制后，7月又申请了由美国空军资助的用于高功率、长脉冲、长寿命磁控管的非热电阴极小型企业创新研究计划，为CHAMP计划进一步改进磁控管的阴极性能。美国的WND网站与PESWiki网站均报道，在CHAMP计划中使用的高功率微波源是Ktech公司的磁控管，功率约1吉瓦左右。

脉冲功率源  脉冲功率源由位于新墨西哥州阿尔伯克基的美国能源部圣地亚国家实验室承研，主要为CHAMP计划提供硬件和技术建议。硬件包括高电压、大电流、高功率、紧凑型脉冲功率系统，此外还协助完成脉冲功率源的研发和外场测试。主要包括为CHAMP计划开发和交付5个不同Marx系统（2个工程开发系统、1个地面测试系统和2个飞行系统）；首次研发成功双脉冲Marx系统并进行演示验证；改善脉冲功率源绝缘体的设计优化。巧合的是，圣地亚国家实验室与雷声Ktech公司都在新墨西哥州阿尔伯克基，且二者在脉冲功率研究方面多有合作，如Cygnus的研制等，且Ktech公司在研究紧凑型脉冲功率系统方面具有技术优势，有理由相信Ktech公司在CHAMP项目的脉冲功率源研制方面也做了大量工作。

美空军披露的CHAMP研究规划

CHAMP武器性能分析

由于受巡航导弹平台的限制，CHAMP计划首次成功地实现了高功率微波技术与航空飞行器技术的完美结合，特别是首次解决了脉冲功率装置的小型化、高功率微波天线设计、紧凑型高功率微波源以及导弹的自防护等关键技术，具有重要的应用前景。从目前美国国内的发展形势来看，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胁。

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、工业控制系统等民用设施进行扰乱破坏，也可在更近的距离对不按规范使用或电磁兼容不良的少数军用设施产生扰乱效应，但应该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，可为后续火力攻击提供战略时机。从目前来看，CHAMP将会对以下几类目标形成重要的潜在威胁。

第一，航母战斗群。一般来讲，航母战斗群的防御范围约在500千米左右，而巡航导弹的作战半径可达到数千千米，且巡航导弹雷达散射面小，突防能力强，利用CHAMP对分布在20千米范围内的航母战斗群进行电磁攻击，可对其指挥控制与雷达系统进行干扰破坏，为后续的火力打击赢得战略时间。

第二，地面卫星指挥通讯与预警雷达阵地。地面卫星指挥通讯与大型预警雷达系统在现代战争中具有重要的价值，一般都是由前端的天线与后端的计算机处理系统组成，且分布存在数千米的范围内。凭借巡航导弹的突防能力进入作战范围后，通过CHAMP的多次不连续电磁打击，可对一定范围内的卫星接收站与预警雷达形成干扰，严重时会对后台的网络及计算机构成干扰，造成网络阻塞、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，从而为后续的打击提供战略时机。

由于CHAMP计划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Super CHAMP计划。其近期目标是在作战相关范围内拓展CHAMP的反电子能力，中远期目标是提供频率捷变的反电子能力，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。未来CHAMP的运载平台也可为巡航导弹或无人机，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行攻击，未来发展趋势是开发一种可回收、可反复使用的系统。

雷声公司“Phaser”高功率微波（高功率微波）武器样机

结  语

美国国防部从2014年底开始推行第三次“抵消战略”，其目的是确保对中俄等竞争对手的慑止和制胜能力。美军认为其主要竞争对手的一体化防空系统对其现役空中装备威胁极大，即使是B-2隐身轰炸机，2020年左右也将在“反介入/区域拒止”环境中面临生存威胁。在此背景下，CHAMP技术对美国的全新作战概念有着重要的战略价值和实战意义。

首先，CHAMP技术拥有巨大的实战价值，能够对电子信息系统造成扰乱、降级等效应，通过实施突防可影响一定范围内的关键指挥通讯与雷达设施的作战效能，从而为后续进攻提供战略作战时机，这种作战模式对一体化防空体系形成了巨大的挑战。

其次，CHAMP技术在现代战争环境下具有高效费比的作战优势，并且已达到较高的技术成熟度，有望在一段时间内转化为战斗力。在美国国防预算受限的背景下，美军无法通过高端装备大规模的更新换代来解决问题，必须寻求更为经济有效的途径。而CHAMP作为一种低成本、高效能的装备，有潜力实现在强对抗环境中对强敌形成压倒性军事优势。

综上所述，CHAMP技术是一项拥有改变战争游戏规则能力的技术，加之其效费比高、技术成熟度高的优势，使它成为了美国重点发展的一项颠覆性武器技术，也必将对未来战争模式带来巨大的影响。

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