作者：张满仪 谢闰航 曾浩明
近年来定向能武器的发展非常迅速，其中最典型的武器就是定向激光武器。在中东地区，沙特阿拉伯在其炼油厂受攻击时使用Silent Hunter战斗激光器来应对胡塞武装发射的神风敢死队无人机，这也被认为是在实际敌对行动中使用激光武器的第一个确认案例。同时美军在伊拉克部署激光武器，俄罗斯或将部署激光武器来保护其免受乌克兰无人机的袭击。那么定向能武器有何特点，定向激光武器有何发展方向，其原理又是什么？下面让我们一同来揭晓。
图1： silent hunter战斗激光器
一、定向能武器的优势与不足
随着科技的发展进步，越来越多的新型武器装备出现在战场上，定向能武器就是其中之一。美国曾列出一系列未来装备，其中定向能武器被视为“重中之重”。同样很多国家也在加紧脚步地开展研发定向能武器。
在多种定向能武器中，定向激光武器是定向能武器的典型代表，定向激光武器优势主要有以下几点：（1）极高的精度与速度。众所周知光有速度快精准度高的特性，定向激光武器使用高能激光来打击目标，所以其必然也有高精度高速度的特性。不论是拦截弹道导弹还是击落来犯的敌机，只要发现目标，激光武器便能立刻将其拦截或摧毁。
图2： 激光武器攻击示意图
定向激光武器的超高精度使得战争伤及无辜的概率得以降低，传统的火炮导弹造成的是面积伤害，而且落点无法精准确定，这使得火炮导弹无法避免的会伤及无辜。而定向武器则可以精确地把握打击方向，控制打击目标，从而避免了战争中的误伤问题。（2）.持续战斗力突出。定向激光武器或者频射武器都是靠电力来工作的，只要电力不断供应那么定向激光武器就可以持续工作。传统导弹数量的多少是有限的，使用完后就需要重新从其他地方调拨，在这一时间段传统炮弹无法进行战斗或防御，而定向激光武器就不会出现弹药用光的问题，只要电力能得到保障，定向激光武器就可以随时待命进行战斗。同时电力驱动的定向武器相对于传统炮弹来说还有对环境友好的特点，不会产生大量排放物或弹片残渣等污染物。
定向武器也有其不足之处（1）定向激光武器容易受气候干扰。定向激光武器打击杀伤机制分为硬破坏和软破坏，硬破坏是指用高功率激光直接对打击目标进行灼烧毁蚀，使得打击目标结构功能等直接受损从而完成打击目的。软破坏则是指通过激光辐射波使得目标内部光电元件等信号接收处理器件受损来达成战术目的。两种破坏方式都是通过激光辐射来达成的杀伤作用的，其中大气作为激光传播的介质，大气组分将导致定向激光武器的能量是否能较大程度的得到保留，威力杀伤力等能否得以体现。所以天气的好坏很大程度上决定了定向激光武器是否可以在战场上发挥作用。雨、雪、冰雹等极端天气将使得定向激光武器的威力大幅下降甚至于完全失效，就算没有极端天气出现，大气层中气流的波动对流等因素也同样会对激光的能量产生不小的影响。
图3： 激光的大气传输机制示意图
（2）定向激光武器重量大，灵活性差。激光武器需要超大功率的电力系统作为其能源支撑，不利于灵活机动，一般情况下只能装备在地面上。并且装备在地面上的激光武器也是固定版型居多，固定版型或灵活机动性差的激光武器，很容易成为敌人攻击的目标。此外，武器重量大导致定向激光武器很难装备在战斗机上，如果战斗机可以装备定向激光武器的话，它的反导能力将会得到极大的提高。
二、定向能武器的原理
以电磁波为载体的定向能武器，主要分为激光武器与微波武器两种，二者都是通过发射高功率的电磁波来达到破坏目标物的效果，激光武器是利用定向发射的电磁波来直接毁伤目标或使之失效的定向能武器，微波武器则是指以电磁波携带的能量杀伤有生力量或破坏电子设备的武器。
虽然二者的攻击手段都是电磁波，但是激光所属的电磁波频段大约500THz左右，频率较高，远大于微波武器所使用的微波频段（大约300GHz），电磁波频率差异引起的传播特性、破坏效果、产生方式、武器结构等方面也都有所不同。
激光杀伤的主要方式是“穿孔”和“层裂”以及“致盲”，其原理是通过高功率密度的激光束碰撞破坏目标的物理结构和化学键，使得目标表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，同时原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播并辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件，从而达到摧毁目标的目的。而微波武器杀伤的主要方式是能量的直接转化，通过将微波中携带的电磁能转换为热能达到提高目标温度进而对目标造成伤害的目的。
除此之外，频率差异还造成两种电磁波的传播特性有所不同，激光，即高频电磁波传播路径呈直线，但是稳定性较弱，易受天气、温度、湿度等大气环境影响，不适应全天候作战，并且容易被障碍物反射。而频率相对较低的微波则具有较强的环境适应性，能够在大气层之间反射传播，并且能够穿透护甲防御直接对生命体进行杀伤，但是微波传播的直线性较差，能量易分散，杀伤规模不易控制。
激光与微波的产生方式和武器系统也有所不同，目前军用高功率激光产生的装置主要有固态激光器、光纤激光器、高功率核汞浦激光器等，俄罗斯最新的战斗激光系统Persevet就是采用高功率核汞浦激光器来产生激光，因为它能产生比其他激光器射程更远、功率更大的激光。
图4： 高功率核汞浦激光器原理示意图
而微波则由微波发生器产生，按照发生器产生原理分为体效应二极管振荡器、硅三极管微波振荡器和场效应管微波振荡源三种类型，都属于电子元器件。武器结构方面，微波武器主要由微波发生器、定向发射天线以及伺服控制系统等组成，但是激光不需要定向发射天线，它的武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，发射部分为精密的光学仪器，通过在激光器内部来回反射不断提高激光的功率。
三、定向能武器的展望与应用
当前，俄乌战场上无人机大放异彩，对地面装备造成重大威胁，传统野战防空系统面对数量巨大的廉价自杀无人机，无论是在效费比还是拦截效率上都不甚理想，俄罗斯S300、S400防空系统需要用上百万美元的防空导弹拦截乌克兰几万甚至几千的无人机，对俄罗斯来讲是一个巨大的损耗，而传统的自行防空炮受限于火药动能，拦截半径较小，并且拦截弹药也不便宜，因此，寻求一种高效，低成本的拦截方式成为各国防空部队探索的方向，而定向能武器因其速度快，毁伤效果好，价格低廉的特点正在成为各大国在防空系统方面的角逐的重要赛道。
图5： 激光防空系统拦截无人机
定向能武器的典型代表就是定向激光武器，灵活安置在各个作战平台的各型激光武器既可以用于电子对抗，破坏敌方数据链控制节点，同时可以拦截中远程弹道导弹，提高本国战略威慑力，也可用于近距离拦截巡航导弹和无人机等目标，干扰或致盲各类光电制导精确打击武器，保护地面重要设施和人员装备，提升部队防空能力，具有较高的战术应用价值。
目前，美以俄等国在定向激光武器上都已经有所建树，美国军工巨头洛克希德·马丁公司探索光谱合束（SBC）技术，发展出HELIOS“高能激光和一体化光学炫目监视”的舰载激光武器系统，并且已经在舰上进行测试。而以色列国防军在2023年11月首次投入“铁束”激光武器系统并成功拦截从加沙发射的多枚导弹，证明目前激光武器已具备实战能力。但是，受限于环境、能量来源、射频技术、激光技术等，定向能武器大规模投入作战仍有很长一段路要走。未来，更高功率、小型化、更高输出效率将是定向能武器的重要发展方向。
图6： 以色列“铁束”激光武器系统
而定向能武器中的高功率微波武器以其全天候、精确打击与面打击相结合的特点将成为未来信息化、智能化战争中攻击敌方电子设备的重要手段，在未来新质新域作战，特别是信息对抗作战中发挥重要作用。高功率微波武器通过毁伤电子设备，使其功能降级，甚至完全不能工作，进而瓦解敌方武器的作战能力，达到作战目的。在适当的距离上，高功率微波武器发射的电磁脉冲能够毁伤敌军通信节点、军用电子信息系统、电子侦查系统等，有效降低敌军电子作战能力。
定向武器的发展日新月异，威力与战场适用性等综合性能都在逐步提高，但定向武器毕竟刚刚在战场上正式投入使用，经过战争检验的次数场景等并没有很多，实战经验相对传统武器较少，未来还需不断积累作战经验。在未来战场定向武器的前景非常广阔，对于拥有定向武器的国家来说如何正确高效地部署使用定向武器是目前的一大挑战，对于没有定向武器的国家来说如何应对防御定向武器的打击又是一大挑战。