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进展神速?美国陆军斥资研发下一代高能微波反无人机技术
帝国苍穹fw190
2025年07月23日 20:26
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       今日,高功率微波(HPM)系统制造商Epirus宣布,已从美国陆军快速能力与关键技术办公室(RCCTO)获得一份价值43551060美元的合同,将交付两套其新型先进第二代“列奥尼达斯(Leonidas)”高功率微波防空系统以及相关设备和备件用于测试活动,合同还包含额外测试、组件和支援的选项。

        Epirus公司首席执行官安迪·洛里上周在华盛顿特区公司办公室举行的媒体圆桌会议上透露,莱奥尼达斯系统正在建造中。预计第一个系统将于7月底完工,第二个系统将于8月底完工,第三个系统将于9月底完工。

        陆军正式将“列奥尼达斯”高功率微波系统称为“综合火力防护能力高功率微波”(IFPC-HPM)系统。IFPC-HPM系统旨在承担关键的低空防空(LAAD)任务,保护设施、平台和编队。

       “列奥尼达斯”系统主要旨在击落无人驾驶飞行器,包括无人机群。它还有可能用于对抗更传统的飞机、低空飞行的巡航导弹以及地面或水面的机器人威胁。

       Epirus公司将IFPC-HPM描述为一种高效且经济实惠的电磁干扰系统,具备“一对多”的能力,能够同时干扰多架无人机的电子设备。该系统通过在多个频段发射长脉冲微波能量,在其产生的电磁场中飞行的无人机的电气系统会因过载而失效。

       鉴于乌克兰在俄罗斯境内以及以色列在伊朗境内近期所谓的“特洛伊木马”式无人机袭击取得成功,陆军和整个国防部都急于获取针对突然出现的无人机群的防御手段。这些无人机群可能会威胁到美国在国内外的基地、传感器、舰船、港口、通信以及更广泛的军事/民用基础设施。

       列奥尼达斯IFPC-HPM是该公司产品线中的一员,该产品线还包括列奥尼达斯移动系统,其将公司的HPM阵列集成在斯特赖克车辆系统顶部;莱奥尼达斯H₂O,一款专为反无人水面舰艇和海上反蜂群设计的船用系统;莱奥尼达斯吊舱,一款用于电子攻击的无人机载系统;以及为海军陆战队前沿部署防御设计的远征定向能反蜂群系统。

        RCCTO正在采购的第二代系统是在第一代“列奥尼达斯”系统设计的基础上开发的。它们还受益于2024年向中东部署的四个第一代系统原型以及今年早些时候向印太地区部署时所获得的用户反馈。

       美国陆军计划于10月在加利福尼亚州的中国湖海军航空武器站对两套“第二代”系统进行测试。测试将评估其协同火力能力和其他工程指标。Epirus公司首席执行官在圆桌会议上表示,在他看来,此次测试将是该公司的一个“决定性时刻”。如果系统表现符合预期,陆军将正式进行采购。

       据洛厄里称,陆军方面的成功将推动对IFPC-HPM以及基于“列奥尼达斯”的其他系统的至少三个新兴市场的需求。首先是陆军寻求满足的基本海外轻型装甲运兵车需求。洛厄里称这种情况为“22号塔”场景,这是对2024年1月伊拉克伊斯兰抵抗组织发动的一次无人机袭击的指代,那次袭击击中了位于约旦东北部鲁克班的美国军事前哨22号塔,造成3名美军士兵死亡,另有47人受伤。洛厄里坚称,如果当时部署了Epirus系统并正确启用,美国的损失本可避免。

       他还指出,以色列近期利用无人机和巡飞弹药从伊朗境内发动攻击,成功破坏了伊朗的防空系统,这成为海外市场,尤其是中东地区的一个需求驱动因素。“我认为这是我们的系统最紧迫的应用之一--将‘列奥尼达斯’部署到美国中央司令部责任区内的每一个爱国者(地对空导弹系统)站点旁。”

       国土防御代表着第二个市场。洛厄里认为,IFPC-HPM以及Epirus公司的其他系统有可能成为特朗普政府“金穹”计划所设想的分层国土防空体系的一部分。他指出,鉴于明年6月至7月美国城市将举办世界杯足球赛,届时可能会出现相关威胁,因此建议在比赛场馆附近以及美国南部边境部署现成的高功率微波系统。

       洛厄里还提到他最近与空军负责作战的副参谋长阿德里安·斯佩恩中将(Lt. General Adrian Spain)举行了一次会议,斯佩恩中将表达了空军对空军基地和飞行线“点防御”的迫切需求。洛厄里表示,鉴于这种威胁以及此次会议,他认为空军很可能在2026年开始租赁IFPC-HPM系统。而海军陆战队(ExDECS、Leonidas POD)和海军的潜在采购,可能会在后续为这两个军种进行的演示之后进行。

       第三个市场是外国军售(FMS),乌克兰和中东的事态发展推动了这一市场。洛厄里还提到了《澳英美三方安全伙伴关系》(AUKUS)协议的第二支柱,这促使Epirus公司参与了澳大利亚的“陆地156项目”(Project LAND 156),该项目旨在战场上消灭重量在25公斤以下的小型无人机。Epirus的首席执行官表示,公司“相当有信心”会被选为该计划非动能效应器部分的供应商。

      洛厄里在圆桌会议上表示,最新版本系统(IFPC-HPM II)的销售势头非常积极。他补充说,陆军对先前在中东和印太地区进行的两次IFPC-HPM I系统实验性部署感到“极其满意”。他形容Epirus与陆军及国防部(DoD)的讨论,重点不在于是否要推进合作。“问题变成了,我们要用什么来推进合作?”他说。

       洛厄里表示,目前,Epirus在其位于加利福尼亚州托伦斯(Torrance)的工厂,可以相对轻松地每年生产20套IFPC-HPM II系统,如果需要,可能提升至30套。考虑到潜在需求,该公司正在评估在俄克拉荷马州锡尔堡(Fort Sill)陆军联合反小型无人机大学(Joint Counter-Small UAS University)和火力卓越中心(Fires Center of Excellence)附近增设生产基地的可能性。

       在潜在生产开始前,必须与陆军最终敲定具体要求,包括维护、训练课程、每套系统部署的操作员数量等。

       确保IFPC-HPM II作为分层低空防空(LAAD)系统的一部分满足射程预期同样至关重要。洛厄里证实,陆军已定义了一个名为“最终防护火力区”(Final Protective Fires)的区域,这是最内层--约一公里范围的防护圈。

       然而,洛厄里强调,Epirus并不将Leonidas简单地视为一种定向能或高功率微波(HPM)系统。他特意将其称为“武器化电磁干扰”。洛厄里解释说,当Epirus在2018年开始研发时,最初设想将其打造为一种类似“雷神”(THOR,战术高功率作战响应器)系统的相控阵版本。但在进一步开发了IFPC-HPM GEN I之后,公司意识到Leonidas的工作原理与THOR完全不同。

       他表示,Leonidas并非像THOR那样通过精确瞄准并过载无人机的电容器来摧毁它们。洛厄里将THOR比作“死亡射线”。他解释道,Leonidas是生成一个非常强烈的电磁干扰场(EIF)。该系统形成的EIF会创造出一个穹顶或伞状区域,延伸至陆军发射器周围的“战术相关距离”,其顶点位于地面以上数百英尺。它不针对特定的无人机甚至集群。相反,无人机是在飞向目标的过程中闯入这个EIF区域。

       IFPC-HPM是通过在较长时间内持续扩展电磁场来实现这一点的。洛厄里指出,传统的高功率微波(HPM)会发出一个极其强大的脉冲,持续时间约10纳秒--比计算机一个时钟脉冲到下一个时钟脉冲之间的间隔还短。

       而Leonidas的HPM脉冲延长至1毫秒,甚至比雷达脉冲还长。“想象一下,在那1毫秒内可能包含上千个时钟周期。在这整个过程中,电磁能量持续不断地冲击[目标],使其陷入混乱直至系统关闭。这就是Leonidas系统的工作原理。”

       在阐述Epirus的HPM概念如何运作的同时,洛厄里还提出了一个值得注意的主张:“我们发现电磁干扰可以是智能的……如果你能正确设置载波频率脉冲,它就能找到进入加固区域的路径。如果一切参数都调整得当,你甚至能穿透那些你认为经过加固、不易受干扰的无人机。”

        如果IFPC-HPM类型的系统得以扩散,那么其能够干扰并击落甚至经过电磁屏蔽的无人机(或地面机器人、无人水面艇等)的能力,将令美国的对手面临严峻挑战。

       简单来说,该系统由相控阵天线、配套的计算机处理设备、指令控制链路、用户界面、拖车以及发射机组成。发射机的核心部分由可更换放大器模块(LRAM)构成,这些长方体模块的数量可根据尺寸、重量、功率要求或期望的射程输出进行调整。

       IFPC-HPM 系统约有 150 个低射频模块(LRAM)。洛厄里解释说,该系统大部分高价值电子设备都在这些模块中。升级部件也会主要发送到这些模块。一般来说,系统的尺寸和射程与低射频模块的数量成线性关系。

       IFPC-HPM第一代是一款用于最后一道防线的近程系统。该系统的第二代版本将射程扩大到了第一代系统的两倍多。在讨论可扩展性和射程时,洛厄里给出了一个引人入胜的例子。

       如果需要更大的拦截范围,Epirus可以制造一个“25 个LRAM乘以25个 LRAM”的系统,总共625个单元。他说,这样的系统拦截范围大约是第二代系统的三倍。洛厄里很快补充说,“这都是理论上的”,而且 Epirus 目前并未出售任何625单元的系统。

        列奥尼达斯系统的可扩展性也与成本相契合。据洛厄里称,IFPC-HPM的成本中有65%用于LRAM,其余35%则用于其他设备,包括天线的金属柱、拖车、定位器以及上述其他组件。该系统的开放式架构和模块化设计--从LRAM组成部分到相控阵模块使得持续的软件定义改进和升级成为可能。

       由于其模块各自独立运行,即使有一个或多个模块失效,IFPC-HPM 仍能正常工作,而且失效的模块也易于更换。这意味着购买者无需购买两套莱昂尼达斯系统(主系统和备用系统)来实现 99% 的任务可用性。只要备有替换模块,现场维护应该相对简单。

       洛厄里认为,上述所有因素都使得其维持成本远低于传统的高功率微波武器或其他定向能系统,每套系统的采购价格“在1000万到2000万美元之间”。2022年,Epirus公司开始按照陆军对性能提升的需求重新设计IFPC-HPM。“尽管第一代和第二代产品功能完全相同,但它们完全不同。

       新系统能产生30%+的能量,能持续传输更长时间,并能发射更多高强度脉冲和周期。它还能利用所有不同的主信号极化,这是第一代系统所不具备的能力。(全面的信号极化能力能够传输经过特殊过滤的波。)。该公司预计在相同尺寸的封装下,其续航里程将是第一代产品的2.5倍。

       这些改进包括峰值功率的提升,这要求对电源结构进行重新设计,现在其包含800磅的锂聚合物电池。能量存储量的增加意味着IFPC-HPM II在不依赖外部电源的情况下,能够连续发射长达30分钟。鉴于与一架无人机的典型交战可能仅需 4 秒,洛厄里表示,GEN II运行30分钟足以击落大量无人机或抵御波次攻击。

       在野外或基地,操作人员可以选择是接入一台70千瓦的发电机以实现持续供电,还是使用一台20千瓦的发电机像给特斯拉充电那样定期给系统电池充电。

       随着第二代产品的推出,还具备了将两套IFPC-HPM系统连接起来协同发射的能力。洛厄里表示,它们将有效地作为一个整体运行,功率和射程将实现2倍的线性增长。如前所述,协同发射能力将在中国湖进行测试。

       具有讽刺意味的是,尽管在预料之中,但IFPC-HPM显然所展现的能力也成了其弱点。当系统处于休眠或待机状态时,没有特征信号,没有辐射,也许有一点热信号。除了它的金属材质和物理尺寸,没什么可作为目标的。

      “但要是你们在基辅用我们的系统进行传输,他们在圣彼得堡就能检测到。要是他们有测向仪,就能说:‘嘿,我们在1000英里外的L波段上发现了一个信号。’它释放出的能量巨大,产生的电磁干扰能量比世界上任何其他系统都要多。”

        鉴于IFPC-HPM II在传输时“会如太阳般明亮”,陆军将需要制定一套在战斗前沿使用的作战概念,以确保其在敌方试图摧毁它的情况下能够生存。洛厄里表示,该军种可能会发展“打了就跑”(shoot-and-scoot)的战术,即短暂启动IFPC-HPM以击落无人机或其他威胁,然后立即转移到另一个位置,使该系统更难被导弹瞄准。其他攻击风险,例如从高轨道、高海拔投放的无人机,也必须加以考虑。

        洛厄里表示,利奥尼达斯“生来就是移动的”,IFPC-HPM系统可以从储存状态冷启动,并在“15到20分钟之间”完成启动并开火。Epirus公司将在明年初为其基于利奥尼达斯系统的多种产品在多种车辆平台上进行集成工作,旨在通过使其具备机动性来增强其生存能力并扩大其作战范围。围绕IFPC-HPM这类系统将上演的猫鼠游戏,贯穿了他的职业生涯。在这段经历中,他逐渐认识到战争已经在“第六作战域”中打响,该领域与空中、陆地、海洋、太空和网络空间并列。他称这个新领域为“物理网络域”(physical cyber)。

       第六域战争是一场游击机器人战争,是利用机器人、自主系统、高通骁龙和英伟达处理器进行的游击战。”洛厄里指出,乌克兰、以色列和俄罗斯现在都设有专门负责无人机作战的军种部门。而美军目前还没有。但随着IFPC-HPM和其他反无人机系统的采购似乎即将到来,美国成立专门的机器人作战军种部门的可能性增加了。

        它断言,如果美军不能迅速采纳这类系统并树立第六域思维,它注定会失败。

END