中国成功试验陆基中段反导 世界反导技术大势如

新闻 2022-09-28 09:12 132未知 新闻资讯网编辑

前不久,中国在境内成功进行了一次陆基中段反导拦截技术试验。这一事件,使得“反导”迅速成为热词。当今世界,反导系统已然成为强国的标志性武器。那么,反导技术发展到了哪个水平,又朝着哪个方向发展呢?

  从“末段反导”到“初段反导”:拦截范围不断延伸

  在谈及反导之前,我们需要先了解下反导系统的基本分类。根据弹道导弹被拦截时所处位置不同,目前的反导系统被分为初段反导、中段反导和末段反导系统。这一点是没有什么异议的。而关于弹道导弹的飞行初段、中段和末段的划分,国内媒体却存在普遍一个认识误区。一种典型的观点是,当导弹从发射架发射到飞出大气层之前,这一阶段叫初段;导弹飞行飞出大气层,在大气层外飞向目标,这一阶段是飞行中段;重返大气层后,导弹到达目标区域上方继而命中目标,这一阶段被称为再入段,或者叫末段。

  实际上,出没出大气层,不是划分弹道导弹飞行阶段的标准。大气层本身是连续存在的介质,那怎么叫飞出大气层呢?我一般把100公里的卡门线人为定为太空和航空空间的分界线,一般认为超出100公里就被视为“飞出大气层”(美国国防情报局的一份报告,将这一标准定为120公里)。但是,不同射程的弹道导弹弹道顶点高度差别很大。一些近程弹道导弹,如早期的V2弹道导弹弹道顶点90公里左右,而“民兵-3”洲际弹道导弹的弹道顶点高度700英里(1126公里)。如果按照出没出大气层来算,V2岂不是不存在中段了?

  实际上,弹道导弹飞行阶段的划分,和末级发动机关机高度息息相关。初段,又叫助推段,是从导弹发射到末级推力发动机关机为止,弹道导弹射程越远,这个高度越高。有些弹道导弹顶点不到100公里,而洲际弹道导弹飞出大气层后,还要助推一阵,它的助推段是高于大气层的。中段是助推段结束时到再入段之间的飞行阶段。那么再入段怎么算呢?学术上是按照末级发动机关机高度算起的,也就弹头下落到这个高度之后直到命中,都是再入段。也就是说,再入段和助推段结束的高度是一样的,但与大气层没关系。

  图注:美国现役及在研的初段、中段和末段反导系统。

  使用常规战斗部的反导系统是从末段反导系统起步的。这类反导系统由传统的远程防空系统衍生而来,比如说美国“爱国者”系列、俄罗斯的S-300系列,它们主要针对战术弹道导弹末段进行拦截,最大拦截高度30公里左右,拦截范围40公里以内。在反导系统中,算是难度相对较低的。之后,反导系统不断拓展拦截空域,发展了末段区域反导系统和中段反导系统。例如俄罗斯的S-500、A235系统,美国的“萨德”“陆基中段防御”系统等型号。其中“萨德”系统,拦截高度在40到180公里之间,实际上是贯穿了战术弹道导弹的末段和中段。之所以被称为“末段高空防御”系统,按照笔者的“脑补”,大概是为了减小“改名”给项目带来的不便吧。该项目最初被称为“战区高空区域防御”(Theater High Altitude Area Defense),后改为末段高空区域防御Terminal High Altitude Area Defense),“萨德”的简称可以不变。

  图注:美国“陆基中段防御”系统的陆基拦截弹,头部整流罩内为大气层外杀伤器

  尽管末段和中段反导系统层出不穷,但是初段反导系统却“拖了后腿”。一个重要原因在于初段拦截导弹,反应时间过短,平台靠近对方过近的话,自身安全难以保证。之前最接近成功的初段反导系统,是美国的“空基激光器”(ABL)。该系统由一架波音-747改装,安装了大型的化学激光器,使用类似于火箭推进剂的化学燃料来产生高功率激光,拦截飞行初段的战术弹道导弹

  该系统进行了多次试验,曾成功摧毁液体燃料弹道导弹靶弹和固体燃料弹道导弹靶弹。但该项目最终下马。一个重要原因在于,当时的化学激光器,不足以在远距离摧毁弹道导弹。美国时任国防部长盖茨曾表态,“现实情况是,你现在需要比飞机中的化学激光器强大2030倍的激光器,才能在距离发射场很远距离进行射击。。。。。。因此,现在ABL必须在伊朗境内飞行,才能尝试在助推阶段使用激光击落导弹。”

  虽然初段反导“屡败屡战”,美国仍然在探索新的助推段拦截手段。一个重要的方向是使用无人机等空中平台,携带红外传感器和拦截弹进行空中拦截。美国先后发展了多个空基拦截弹概念,是“有枣没枣先打上一杆子再说”。

  从“一对一”到“一对多”多目标能力不断增强

  目前所有的反导系统,都是一对一拦截,也就是发射一枚导弹,拦截一枚来袭导弹或者弹头。那么问题就来了。首先是拦截成本高。例如,一枚“萨德”拦截弹超过1千万美元,一枚“爱国者”-3拦截弹也超过了400万美元,陆基中段系统的陆基拦截弹就更贵。费用一高,就导致采购量有限。美国仅仅部署“陆基拦截弹”(GBI)44枚。这样的数量,难以应对大规模攻击。先进的远程弹道导弹、洲际弹道导弹普使用分导式多弹头,少则3枚,多则11枚。而释放假目标,也成为了先进弹道导弹的标配。这些假目标在中段较难识别,保险起见也要进行打击。这样的话,乐观的估计是当前的拦截水平应付“小打小闹”尚可,对付大国的核打击力有不逮。美国物理学今年一项针对美国导弹防御系统的新研究发现,经过70年和约3500亿美元的投资,迄今为止开发的系统没有一项“被证明对现实洲际弹道导弹威胁有效”。

  大气层外拦截器使用的EKV

  为了提高拦截能力,美国出了提升传感器的性能,以甄别真假弹头以外,美国人打算让一枚拦截弹携带多个弹头。目前美国的“陆基中段防御”系统使用的“陆基拦截弹”(GBI),携带一枚“大气层外杀伤器”(EKV), EKV本身搭载的火箭和燃料只负责修正拦截任务最后阶段的飞行轨道修正工作,其重量64公斤,速度大约10米/秒,依靠直接撞击动能杀伤目标。但是一次只能拦截一个目标。为此美国首先提出了一个“多重杀伤器”(MKV)计划。2004年初,导弹防御局向洛克希德·马丁公司授予了系统开发合同。2008年12月在加利福尼亚州爱德华兹空军基地的国家悬停测试设施进行了悬停测试。但是2009年4月被国防部长盖茨终止。不过,美国并没有对多目标拦截死心,随后在2015年换了个马甲启动了“多目标杀伤器”(MOKV)计划。为啥要改名?这至少部分是美国军队“讲政治”的表现,上个项目让领导否了,你能原封不动的再拿出来吗?这类情况其实屡见不鲜。

  “多目标杀伤器”的每个杀伤器有自己的传感器和控制发动机,多目标杀伤器之间将能够互相通信,以进行协同攻击。根据设想,一枚反导拦截弹将携带6枚“多目标杀伤器”。拦截弹在大气层边缘将其释放,打击各自的目标。

  多目标杀伤器想象图

  此外美军原计划研制“改进型杀伤拦截器(RKV),并准备把项目交由波音公司主导,和雷神公司共同合作研制。但是2019年8月,由于该项目存在设缺陷,国防部宣布该项目取消。尽管如此,美国导弹防御局仍然启动了“下一代拦截弹”(NGI)计划(注意拦截弹和杀伤器的不同)。MDA打算用21个“下一代拦截弹”补充(而不是取代)目前44个陆基拦截弹,并建造另外10个用于测试。目前,下一代拦截弹的具体性能要求尚未公布,但是拦截多目标能力或许是方向之一。

  根据美国物理学会的一项新研究,由于物理定律,需要许多天基拦截器才能击中一枚来袭弹道导弹。至少400个轨道拦截平台来对抗一枚液体燃料的导弹。

  由反导向“反高超”延伸:目标种类不断拓展

  当拦截具有先进突防手段的弹道导弹的问题还没有完全解决的时候,另外一个更狠的角色出现了——高超声速导弹。高超声速导弹除了速度快,还具有飞行线路灵活的特点,不像弹道导弹具有明显的抛物线弹道。而最先服役的高超声速导弹,则是和弹道导弹有着相同弹体的助推滑翔型高超声速导弹。

  现有的反导系统,拦截这种导弹就吃力了。高超声速导弹除了具有弹道导弹速度快的优势之外,还要另外两大“杀手锏”。一是飞行高度低,通常在大气层内或者大气层边缘飞行,大大降低了地面雷达精确跟踪的距离。地面雷达很难快速、远距离做出预警、跟踪和识别。二是具有比较好的机动性,可以瞄A打B。拦截弹发射后,奔着计算的遭遇点去了,结果来袭导弹一个拐弯走了,你就追不到了。

  所以,要有效拦截高超声速导弹,首先要解决远距离精确探测跟踪问题。为此,美国提出“高超声速和弹道导弹跟踪空间传感器”(HBTSS)卫星星座计划。该星座能够从主动飞行段到滑翔段,始终对导弹保持高精度跟踪。重要的是,它能够提供火控级别的精度,以前的预警卫星是做不到的。之前的导弹预警卫星通常只能大致给出助推段导弹的位置,然后由地面的远程预警雷达进一步探测、跟踪,然后再由更精确的雷达进行识别,并给出火控级精度的数据,引导拦截弹进行拦截。

  增程型的“萨德”-ER拦截弹。

  而在拦截阶段,美国的计划是使用“宙斯盾”舰搭载专用的“滑翔段拦截弹”(GPI),在广阔的区域布网拦截。这种拦截弹可以克服高超声速导弹的速度和机动带来的影响。目前的计划是在本世纪20年代后期装备GPI拦截弹。同时,美国还希望使用改进的标准-6导弹,在来袭的高超声速导弹的末端对其进行拦截。这种导弹可能是标准-6 Block IB的放大型,其本身可以达到高超声速。美国弹道导弹防御局就在考虑在2024财年,使用标准-6击落一枚助推滑翔型高超声速导弹。此外,美国之前还打算对“萨德”-ER反导系统进行改进,利用这种拦截弹拦截末段的高超声速导弹。而俄罗斯的S-500据称也具备一定的拦截高超声速导弹的能力。S-500的拦截弹自身体积大,发动机的总冲更高,适合大范围机动。同时,各大国也在考虑使用定向能武器,比如激光,拦截高超声速导弹。

  当然,很对高超声速导弹的拦截技术,也能对弹道导弹防御进行“反哺”,进一步提高弹道导弹的防御水平。

  俄罗斯S-500防空反导系统示意图

  俄S-500系统发射拦截弹。


萨德”拦截弹在拦截大气层内较低层的目标时,需要进行能量管理机动。

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