反制無人機的新選擇：
雷射與微波武器的發展現況
王臻明
喜歡閱讀歷史書籍，特別是戰史，也因此略為涉獵軍事領域，希望可以從地緣戰略與武器戰術的不同角度，來分析台灣所面臨的一些外在挑戰與國防問題。
圖為戰術高能任務回應機（Tactical High-power Operational Responder, THOR）。 圖／U.S. Air Force
隨著無人機在戰場上的重要性不斷提升，世界各國除了加緊投入無人機的研發採購，同時也積極尋求反制敵方無人機的方法。
目前主要分為兩大類，
一是用遮蔽無線電訊號、干擾電子系統的方式，讓敵方無法遙控無人機，或使無人機失控墜落，稱為軟殺；
另一種是以飛彈與機砲擊落無人機，稱為硬殺，是目前最常見的手段。
但飛彈的造價通常比較昂貴，與相對便宜的無人機相比，並不符合經濟效益，而機砲的射程有限，攜帶的彈藥也有一定的限制，這也讓新一代的「定向能武器」（Directed Energy Weapon）逐漸受到青睞。
美軍雷射與微波武器已進入作戰測試
定向能武器的範圍很廣，包括電漿、聲波、高能無線電等，目前技術較成熟的應該算是雷射與微波。不少國家都有雷射武器的發展計畫，其中進度最快的當屬美國，各軍種都已經開始接收原型系統，進行作戰測試。
如美國陸軍計畫將雷射武器安裝在輕型的步兵班載具（Infantry Squad Vehicle, ISV）與史崔克輪型裝甲車（Stryker）上，以反制無人機、火箭彈等低空威脅。高功率的雷射能直接燒穿無人機的機體，破壞外部結構或內部的電子零件，甚至在空中引爆火箭彈的彈頭，以保護地面部隊。
步兵班載具安裝了BlueHalo公司的LOCUST雷射武器系統，功率為20kW，而史崔克裝甲車則配備Kord Technologies與Raytheon公司所合作開發的50kW雷射武器。其實一開始美軍研發的雷射武器只有2kW功率，後來進步到5kW，並先安裝在史崔克裝甲車上，少量部署在歐洲地區，不過5kW並不足以直接擊落無人機，主要的目的是要進行測試與累積操作經驗。
隨後又引進更為成熟的民間技術，讓功率提升到10kW與50kW，並在2022年先交付四輛採用50kW雷射武器的史崔克裝甲車，組成一個排，進行作戰測試。
圖為步兵班用載具（Infantry Squad Vehicle, ISV）。 圖／維基共享
安裝雷射武器的史崔克裝甲車，是美國陸軍未來野戰防空架構的一部份。計畫稱為「機動短程防空系統」（Maneuver Short-Range Air Defense, M-SHORAD），共有三大部份：包括配備Ku波段雷達、刺針防空飛彈、地獄火反裝甲飛彈與30公釐機砲的「過渡型機動短程防空系統」（Imterim M-SHORAD, IM-SHORAD），配備雷射的「定向能機動短程防空系統」（Direct Energy M-SHORAD, DE M-SHORAD），與目前還在研發，配備微波武器，可使無人機電子系統瞬間過載的「高能微波機動型短程防空系統」（M-SHORAD High Power Microwave, M-SHORAD HPM）。
從名稱就可以清楚看出，美國陸軍未來的短程防空系統，是以雷射與微波武器為主，而配備刺針防空飛彈與30公釐機砲的史崔克裝甲車，只是這些新型防空系統服役前的過渡。
畢竟跟傳統的飛彈與機砲相比，雷射與微波武器具備非常多的優點，除了每一次的攻擊成本比飛彈便宜太多，準確度比機砲高，又沒有彈藥限制外，還有發射速度快、安靜易於隱藏、不易受天候影響、無法用電子干擾反制、不會殘留飛彈殘骸或大量彈殼在戰場上等諸多特點。特別是微波武器除非有特殊設計，否則多數不會傷害人體，可避免無謂的死傷。
在美國空軍方面，一樣同步在發展雷射與微波武器。如「自衛型高能量雷射展示計畫」（Self-protect High Energy Laser Demonstrator, SHiELD），正在研發能掛載在戰機上的莢艙，可發射雷射擊落來襲的飛彈，以保護戰機與飛行員。
整個計畫包括數個部份，其中之一稱為「次世代緊緻型先進雷射」（Laser Advancements for Next-generation Compact Environments, LANCE），已經交付首批原型莢艙進行作戰測試。雖然主要是對付空對空飛彈的威脅，但也有擊落無人機的潛力，未來勢必會進一步發展出攻擊遠距飛行器的能力。
圖為史崔克輪型裝甲車 (IAV Stryker)。 圖／維基共享
另外美國空軍所發展的微波武器，近期也才完成一次成功測試，名為「戰術高能作戰反擊系統」（Tactical High-power Operational Responder, THOR）。這是陸基型的微波武器，能一次擊毀來襲的大批無人機。這也是微波最大的特點，可以有效應付蜂群式攻擊，瞬間癱瘓某個空域裡的所有電子系統。
美國空軍發展這種微波武器，是要用來保護重要的空軍基地或設施，而且整套系統是安裝在標準貨櫃中，能以運輸機空運到前線基地，或以大型拖車機動部署，在抵達後的幾個小時內，完成組裝並開始運作。
各國積極發展，但仍有缺點待克服
不過雷射與微波武器，也不是完全沒有缺點。以THOR為例，目前的最大有效作戰距離，可能不到一公里，代表這款微波武器可以保護的空域範圍，遠比一般防空飛彈要小。雷射稍微好一點，但與一般防空飛彈，動輒數十公里的射程相比，仍然遠遠不及。
另外雷射與微波武器都非常耗電，部署在固定基地時有穩定的供電，但配備在小型車輛或戰機上，就必需考慮到電力消耗問題。美國陸軍的DE M-SHORAD與空軍的LANCE雷射莢艙，若要進一步提高功率，最大的關鍵將是如何提供充沛的電力。
美國過去也曾測試過多款高功率雷射武器系統，想要攔截戰機、巡弋飛彈或彈道飛彈，如HEL-TVD或HEL-MD等，都需要大型卡車來載運發電模組。相較之下海軍艦艇通常都有大型發電系統，在電力供應上較有餘裕。
圖為M-SHORAD。 圖／取自Leonardo
以美國海軍最早發展的XN-1 LaWS為例，功率只有30kW，但稍後上艦測試的HELIOS，功率已發展到60kW，LWSD更達150kW。目前有可能取代近迫武器系統的「多層雷射防禦武器」（Layered Laser Defence weapon , LLD），最大功率已上看300kW。這也讓美國海軍專注於艦載雷射系統的發展，而在微波武器方面較為落後，近日才成為一個專責辦公室，希望全力推動微波武器的發展。
而除了美國，實戰經驗也非常豐富的以色列，過去以性能非常優異的鐵穹防空系統（Iron Doom），成功攔截許多攻擊以色列的火箭彈、迫擊砲、無人機與榴彈砲。
但以飛彈為攔截器的鐵穹，每一次發射的成本也不低，因此積極發展新一代的鐵束（Iron Bean）雷射防空系統，除了反應更迅速，每一次發射只要幾塊美元，已在2020年小規模量產，將與鐵穹混合部署。而這也可以看出雷射武器的另外一個缺點，初期的研發建置成本並不低，多數國家都沒有辦法立刻淘汰短程防空飛彈或機砲，全面改採雷射或微波武器。
俄羅斯方面則宣稱，已將雷射武器投入烏克蘭戰場上使用，並成功擊落烏軍的無人機，但無法被證實。外界對於俄羅斯的雷射武器發展所知不多，過去曾經傳出Zadira與Peresvet兩個計畫，彼此可能有相關，除了反制無人機，俄羅斯也透露，發展中的雷射武器擁有干擾人造衛星的能力。
此外，歐洲國家也有多個雷射武器發展計畫，其中較讓人注目的，是德國萊茵金屬公司的艦上雷射防禦系統，與MBDA所發展的雷射近迫防禦系統。法國的HELMA-P系統則是安裝在裝甲車上，英國也有「Dragonfire計畫」，兩者都已進行過多次試射，成功擊落無人機，但整體來說，距離交付部隊測試，仍有一段距離。
圖為HELMA-P裝載於Sherpa Light 4x4裝甲運兵車上。 圖／取自MBDA
中國也有多個不同的雷射或微波武器發展計畫，包括在2015年就曝光的低空衛士雷射防禦系統，在當時就已突破10kW的功率，並宣稱在測試中多次擊落小型無人機。近年來的發展更為快速，如安裝在輕型裝甲車上的LW-30雷射防禦系統，主要用於短程與野戰防空。
至於另一款空軍車載戰術雷射系統，安裝在大型卡車上，可推測其功率與射程可能更高。另外較值得注意的是天穹防禦系統號稱整合了雷射、微波與電磁干擾能力，同時具備硬殺與軟殺的功能。不過這些雷射武器是否已量產服役，也還有待觀察。
美野戰防空架構值得台灣效法
台灣的中科院日前也向媒體透露，已研發雷射武器多時，並推動「雷護專案」以發展反無人機系統，第二階段還將嘗試安裝在海軍艦艇上。不過國軍近年來的野戰防空規劃，仍以昂貴的飛彈為主，包括自製的陸劍二防空系統與外購的刺針飛彈，也引發是否應該強化防空機砲，以反制無人機的討論。
國軍未來若是行有餘力，或許可以考慮仿效美軍的IM-SHORAD，以雲豹輪型甲車為載具，整合多用途機砲、捷羚防空系統、改良型的紅隼反裝甲火箭，強化野戰防空與反裝甲能力。機砲除了能反制低空飛行的小型無人機，輔助現有的軟殺系統，也可提供步兵支援火力，以做為中科院雷射武器成熟前的過渡方案。
圖為IM-SHORAD。 圖／取自Army Technology
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