反弹道导弹 :用于拦截弹道导弹的防御性武器

更新时间:2023-08-15 17:20

反弹道导弹,是指用于拦截来袭弹道导弹的导弹,它主要由战斗部推进系统、制导系统、电源系统和弹体等组成。具有射程远、速度快、精度高、杀伤破坏性大等特点,其多与目标预警、目标识别与引导以及指挥控制通信系统等构成导弹防御系统。是国家战略防御系统的重要组成部分。

根据反弹道导弹对目标的拦截高度,可以分为高空反弹道导弹和低空反弹道导弹两种。前者在大气层以外的真空环境里对来袭的弹头,用引爆反弹道导弹的大当量核战斗部进行拦截;后者一般是在敌方的弹头进入大气层后,用反弹道导弹的小当量核战斗部摧毁目标。

20世纪50年代初,美国苏联在防空导弹的基础上,从理论上论证了研制反弹道导弹导弹的可行性,并进行了一系列的试验。20世纪60年代初,美国研制成“奈基-宙斯”反弹道导弹导弹。同时,苏联研制成了“橡皮套鞋”反弹道导弹导弹,并于20世纪60年代中期在莫斯科周围进行了部署。1975年,美国在大福克斯、怀特曼等反导场地部署了由低空拦截的“斯普林特”和高空拦截的“斯帕坦”两种反弹道导弹导弹所组成的“卫兵”防御系统。1980年,苏联部署的是“橡皮套鞋”改进型SH-04反弹道导弹导弹。

简介

“反弹道导弹”描述的是任何一种设计来用于对付弹道导弹的反导系统,是一种旨在应对弹道导弹的导弹,常常特指用于拦截远程、装备核弹头的洲际弹道导弹的导弹防御系统。

分类

通常反弹道导弹导弹分为两类:①高空拦截导弹。又称被动段拦截导弹。一般用于在大气层外拦截来袭的弹道导弹。②低空拦截导弹。又称再入段拦截导弹或近程拦截导弹。用于在目标上空拦来袭的弹道道导弹。反弹道导弹导弹的主要特点是反应时间短、命中精度高。其中,高空拦截导弹受到普遍重视。实战时,可单独部署使用,也可与低空拦截导弹配合部署使用,以提高其拦截概率。

高空拦截导弹

高空拦截导弹,也称被动段拦截导弹。一般用于在大气层外拦截来袭弹道导弹。实战时,可单独部署使用,也可与低空拦截导弹配合部署使用,以提高其拦截概率。

低空拦截导弹

低空拦截导弹,又称再入段拦截导弹或近程拦截导弹。用于在目标上空拦截来袭弹道导弹。

特点

反应时间短、命中精度高。

组成

反弹道导弹主要由战斗部、推进系统、制导系统、电源系统和弹体等组成。

战斗部

战斗部,是直接毁伤目标的有效载荷。大多采用核爆炸装置,用在大气层外拦截来袭弹道导弹时,主要依靠核爆炸释放的X射线,穿透来袭弹头的烧蚀层,破坏其防热层,进而烧毁其内部的核装药;用在大气层内拦截时,主要依靠核爆炸释放出的中子流、γ射线和强大的冲击波等综合毁伤效应,摧毁来袭弹头。随着反弹道导弹命中精度的提高,有的战斗部已采用常规装药或无装药的高速飞行的精确制导弹头,以近炸或直接碰撞方式毁伤来袭弹头。

推进系统

推进系统,是使导弹获得一定飞行速度的动力装置。一般采用推力大、启动时间短的固体火箭发动机。为了获得良好的飞行加速性,通常由火箭主发动机和火箭助推器组成推进系统,能产生100g以上的加速度。当拦截来袭机动弹头时,反弹道导弹导弹的末级发动机,一般采用推力和方向均可控制的固体火箭发动机,也可采用能多次启动和调整推力的液态火箭发动机

制导系统

制导系统,是导引和控制导弹准确命中目标的装置。通常采用无线电指令制导系统。

电源系统

电源系统,是保证导弹各系统正常工作的能源装置。

弹体

弹体,是连接、安装弹上各分系统,承受各种载荷并具有良好的气动外形的结构体。一般由2级或3级弹体组成,还有弹翼和操纵稳定面,以保证导弹稳定飞行和改变飞行方向的需要。通常采用锥柱形或全锥形的结构样式,以轻型耐烧蚀、高强度的金属或非金属材料制成。为了能够对来袭弹道导弹进行全方位拦截,反弹道导弹导弹多采用导弹发射井发射,并配有重新装填、快速发射的装置。为提高其生存能力,也有的采取机动配置方式。

发展历程

二战至50年代

第二次世界大战中德国研制出德国V-1导弹导弹和V-2导弹,用于对付盟军。这种当时的秘密武器,虽然技术还不成熟,命中精度和杀伤力不大,但是他们的问世和使用,开创了世界上最早的导弹战。

战后,美国军队开始研究反导导弹。不过50年代后期研究的重点转向了苏联方面。苏联的首颗人造卫星在1957年10月4日发射,促使美国优先考虑防范苏联的远程炸弹。

第一个实验性的反弹道导弹系统是苏联的V-1000系统(A-35反导系统的一部分),紧接着是美国的宙斯系统。宙斯后来被证明毫无用处,于是开发了哨兵系统。

美国另一个研究方向是由舰艇发射低当量级的核弹,并在超高空引爆。核弹在高空爆炸后会释放巨量的X射线影响地球大气层,在数百英里内造成短时间的带电粒子雨。这些带电粒子在地球磁场中运动时,会造成能量巨大的电磁脉冲,在任何导体内造成巨大的电流。以此来摧毁导弹中的电路,让导弹失灵。这项计划的结果不得而知。

在早期的反弹道导弹研究中也有其它国家的参与。例如加拿大的CARDE计划,主要是研究反弹道导弹系统存在的问题。

60年代至70年代

一、宙斯、哨兵、卫兵

美国的宙斯系统是由两枚导弹、两个雷达及其相关的控制系统组成的。一枚是升级之后的宙斯导弹(后来改称斯巴达导弹),射程更远,且装备了500万吨级的弹头,用以在大气层外释放大量的X射线来摧毁弹头。第二枚是一枚中短程导弹,名为斯普林特,具有非常高的加速度,以拦截那些躲过了斯巴达导弹的罗网弹头。斯普林特是一种速度非常快的导弹(据说可以在4秒钟内加速到13000千米/时,平均加速度达到100g),具有一个小型的W66增强辐射型弹头。

新的斯巴达导弹也改变了部署方式。以前的拦截系统只能在城市附近部署,而斯巴达导弹的拦截范围是数百英里,允许只要有一个基地,就可以保护整个美国大陆,这就是哨兵系统的原理。不过当证明这种发法在经济上是不可行的之后,一种更小型的反导部署——卫兵系统就提了出来。卫兵系统的原理与哨兵系统相同。只是卫兵系统只保护美国的洲际弹道导弹基地免受攻击,从理论上来看,这也确保一旦美国需要,可以对攻击进行回应,一个活生生的“玉石俱焚”原则的例子。

二、苏联的反弹道导弹系统

苏联于1961年3月使用V-1000导弹进行反导拦截试验,V-1000导弹从1500公里之外发射,成功的拦截了R-12弹道导弹的弹头。V-1000导弹的拦截原理是在高空引爆核弹头。这一点在实际军事情况下毫无用处,因为谁也不愿意自己的核弹在本国上空爆炸。

V-1000导弹属于苏联A-35反导系统的一部分。该系统设计使用galosh导弹在外太空对来袭导弹进行拦截,并于二十世纪70年代初在莫斯科周边布置了4处。

根据1972年签署的反导条约的规定,该系统从最初计划的大规模部署,缩减为在莫斯科周边只部署了2处。80年代该系统被A-135反弹道导弹系统取代。

三、防御分导式多弹头带来的问题

反导系统最初设计用来防御单弹头的洲际弹道导弹。随着火箭尺寸的增加,大弹头的洲际导弹的造价将远高于拦截它的导弹。在军备竞赛中,防守的一方将会获胜。

不过自从使用了分导式多弹头之后,情况发生了戏剧性的变化。忽然间每一次进攻不是只有一枚弹头,而是多枚弹头了。防守方对每一个弹头都需要一枚拦截导弹,这就导致了防守方的花费比进攻方多了许多。

四、1972年的反弹道导弹条约

众多的技术、经济、政治原因,促使美苏两国在1972年5月26日签署了反弹道导弹条约。这一条约限制发展战略(非战术)反弹道导弹。

根据反导条约和1974年的修订版本,苏联美国可以各自选择两处分散的地点,各部署100枚反弹道导弹防御以重要目标。苏联部署了A-35反弹道导弹系统来保护莫斯科。美国部署了卫兵系统保护北达科他州的圣福克斯空军基地。

2002年6月13日,美国宣布将退出反导条约,随后宣布研发之前受到双边条约禁止的导弹防御体系。美国解释这一举动是因为“《反弹道导弹条约》妨碍了我们政府寻求保护民众的新途径所做的努力,阻碍了保护民众免遭恐怖分子和流氓国家的导弹袭击的努力。”

波斯湾战争

里根时代的星球大战计划,以及在各种能量束型武器的研究,为反导技术带来的新的发展。

星球大战计划极具野心,能够防御苏联庞大的洲际弹道导弹的进攻。其核心内容是:以各种手段攻击敌方的外太空的洲际战略导弹和外太空航天器,以防止敌对国家对美国及其盟国发动的核打击。其技术手段包括在外层空间和地面部署高能定向武器(如微波、激光、高能粒子束、电磁动能武器等)或常规打击武器,在敌方战略导弹来袭的各个阶段进行多层次的拦截。

由于系统计划的费用昂贵和技术难度大,许多计划中的项目,最终无限期延长甚至终止。加上苏联后来的解体。美国在已经花费了近千亿美元的费用后,于20世纪90年代宣布中止“星球大战计划”。

MIM-104防空导弹是第一个实际部署的战术反导系统,一开始它只是用来拦截飞机,后来的改良型才是用来做反导导弹的,这也导致它的使用具有一定的局限性。在1991年的海湾战争中它被用来拦截伊拉克飞毛腿导弹。战后分析显示,爱国者导弹的实际效果远远不及预想,因为它的雷达和控制系统无法准确判断飞毛腿导弹重返大气层时哪个是弹头,哪个是碎片。

海湾战争时期

战术反导的发展

星球大战计划

国家导弹防御系统

简史

随着进攻性弹道导弹的出现和发展,用于拦截它的反弹道导弹导弹相继问世。早在1944年德国使用V-2导弹袭击伦敦时,英国就开始寻求在空中拦截V-2导弹的防御手段,曾提出包括反弹道导弹导弹、预警和跟踪导引雷达所组成的防御方案,为研制反弹道导弹航空武器系统奠定了基础。美国苏联在防空导弹的基础上,于50年代初,从理论上论证了研制反弹道导弹导弹的可行性,并进行了一系列的试验。60年代初,美国研制成"奈基-宙斯"反弹道导弹导弹,最大射程为640千米,因其识别能力差、拦截概率低,未进行部署。同时,前苏联研制成了"橡皮套鞋"反弹道导弹导弹,最大作战半径为640千米,最大拦截高度为320千米,有效杀伤半径为6~8千米,60年代中期在莫斯科周围进行了部署。1975年,美国在大福克斯、怀特曼等反导场地,部署了由低空拦截的"斯普林特"和高空拦截的"斯帕坦"两种反弹道导弹导弹所组成的"卫兵"防御系统,但该系统难以拦截多弹头和带突防装置的弹头,于1976年2月宣布关闭。1980年,苏联因反导技术有了新的进展,宣布将已部署的64部反弹道导弹导弹发射架拆除一半。其余32部发射架配备的是"橡皮套鞋"改进型SH-04反弹道导弹导弹,它可在飞行中关闭发动机,在滑行中等待地面指令再次启动对目标实施拦截。同时,还装备了SH-08型高速、低空拦截导弹。1983年,美国提出建立多层次反弹道导弹导弹防御系统,着手研制非核拦截导弹、超高速拦截导弹等。1991年,美国陆军ERIS拦截器试射成功,该拦截器从夸贾林岛靶场发射井发射,在空中摧毁了从7770千米以外的范登堡空军基地发射的导弹模拟核弹头。

截获目标

反弹道导弹引信有效截获目标的能力主要指引信或目标探测器有足够的能力检测到目标的存在,并且能够可靠控制战斗部起爆和满足引战配合要求。反弹道导弹(ATBM)拦截的目标对象为战术弹道导弹(TBM),遭遇段极高的相对速度和较小的TBM目标雷达截面积增加了引信探测目标的难度,同时要使ATBM战斗部能有效杀伤一般位于弹体前部且尺寸较小的TBM有效载荷(弹头),所允许的起爆控制时间间隔是非常小的。

采用传统的固定倾角引信(侧视引信)拦截TBM目标存在的问题是炸点可能滞后,战斗部往往命中目标尾部。而采用减小倾角的方法可以满足炸点不滞后,但是增加了引信探测器的设计难度。因此,要实现对目标的有效杀伤,尤其在采用动能杆等低速战斗部时应采用前视引信。它可以在较远距离上探测到目标并有足够时间控制战斗部起爆。该技术可由多种方法实现,如导引头在近距离时作为引信探测器使用、或采用与导引头共平台的随动引信等。

反导能力国家

俄罗斯

俄罗斯在20世纪80年代时在莫斯科周围部署A-135反弹道导弹系统,A-135导弹装备有核弹头,但由于资金缺乏,维护不当等原因,正逐步丧失作战能力。

以色列

以色列的箭式战术弹道导弹防御系统是以色列和美国联合研制的。

整个系统的研制和投入使用已经经历了4个阶段:

1986-1988年为第一阶段,主要研制了试验型的箭-1导弹系统。

1991年开始第二阶段,研制了更小尺寸、更轻重量的箭-2导弹系统。

1999年开始第三阶段,开始全面实验可供部署使用的箭式战术弹道导弹防御系统,包括反导导弹、发射装置、地面雷达等。

2003年开始第四阶段,以色列在这一阶段部署了两套试验性的箭-2反导系统,旨在进一步改进系统性能。

印度

印度在反导领域的努力很活跃,其反导技术主要依靠了自身的发展,并整合了(他国的)雷达与本土设计的导弹。

2006年11月27日,进行的大地防空演习中(Prithvi Air Defence Exercise,PADE)一枚拦截火箭成功的在50千米的上空击中了弹道导弹目标。

2007年12月6日,一枚印度自主研制的先进防空导弹(Advanced Air Defence (AAD) missile)成功地进行了导弹拦截试验,在15千米高空成功拦截了来袭导弹。

中国

2010年1月11日中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验(China National Missile Defence(CNMD)),试验达到了预期目的。这一试验是防御性的,不针对任何国家。

反导技术发展

中国

1964年2月,毛泽东会见一批科学家时说:“有矛必有盾,搞少数人有饭吃,专门研究这个问题,五年不行,十年;十年不行,十五年。总是要搞出来的。”。这是中华人民共和国建国后首次明确提出防御战略设想。

中国反导系统仍然停留在研究层面上,并未投入实际使用。故官方并没有明确现在中国所具有的反导能力。

因存在一本《863先进防御技术通讯》的刊物,故可认为国家高技术研究发展计划中包含反导的相关研究。

2010年1月11日,中华人民共和国在境内进行了首次中段反弹道导弹试验,并取得了成功。

日本

2007年3月29日,日本在东京北部的航空自卫队基地埼玉县入间空军基地部署爱国者-3型导弹。

2007年11月29日,日本在东京东部千叶县习志野市空军基地部署了第二套弹道导弹拦截系统

2007年12月18日,日本防卫省宣布其日本海上自卫队金刚级驱逐舰当天在夏威夷考爱岛附近海域试射了标准-3型(SM-3)海基拦截导弹,并成功的击中假设的模拟导弹。

陆基反导系统主要用于低空拦截,海基反导系统主要用于高空拦截,他们共同构成了日本的主要导弹防御体系。

作战过程

当来袭弹道导弹发射起飞,并穿过稠密大气层后,弹道导弹预警系统(地球同步轨道和大椭圆轨道导弹预警卫星、预警机、远程地基或舰载预警雷达)中的导弹预警卫星或预警飞机上的红外探测器探测到导弹火箭发动机喷焰,跟踪其红外能量,直到熄火。经过60~90秒的监视便能判定其发射位置或出水面处的坐标。导弹穿过电离层时,喷焰会引起电离层扰动,预警卫星监视这种物理现象,借以进一步核实目标。美国第三代地球同步轨道反导弹预警卫星上的红外望远镜能探测发射5~60秒的导弹喷焰,这将为反导弹系统提供4~6秒的作战时间。将在2006年部署的天基红外导弹预警卫星系统,能在10~20秒内将预警信息传递给地基反导弹系统。预警卫星发现导弹升空后,通过作战管理/指挥、控制、通信(BM/C3)系统,将目标弹道的估算数据传送给空间防御指挥中心,并向远程地基预警雷达指示目标。预警雷达的监视器则自动显示卫星上传来的导弹喷焰的红外图像和其主动段的运动情况,并开始在远距离上搜索和跟踪目标。预警雷达的数据处理系统估算来袭目标的数量、瞬时运动参数和属性,初步测量目标弹道、返回大气层的时间、弹头落地时间、弹着点、拦截导弹的弹道和起飞时刻以及拦截导弹发射所需数据等。同时预警系统根据星历表和衰变周期,不断排除卫星、再入卫星、石陨石和极光等空间目标的可能性,以降低预警系统的虚警概率,减少预警系统的目标量。

布置在防空前沿地带的远程地基跟踪雷达,根据预警雷达传送的目标数据,随时截获目标并进行跟踪,根据目标特征信号识别弹头或假目标(气球诱饵、自由飞行段突防装备、再入飞行器壳体生成的碎片子弹药等),利用雷达波中的振幅、相位、频谱和极化等特征信号,识别目标的形体和表面层的物理参数,评估目标的威胁程度,并将准确的主动段跟踪数据和目标特征数据,通过BM/C3系统快速传送给指挥中心,为地基反导弹系统提供更大的作战空间。

指挥中心对不同预警探测器提供的目标飞行弹道数据统一进行协调处理,根据弹头的类型、落地时间以及战区防御阵地的部署情况和拦截武器的特性等因素,提出最佳的作战规划,制订火力分配方案,并适时向选定的防御区内反导弹发射阵地的跟踪制导雷达传递目标威胁和评估数据,下达发射指令。

在拦截导弹起飞前,跟踪制导雷达监视、搜索、截获潜在的目标,进行跟踪,计算目标弹道,并在诱饵中识别出真弹头。一枚或数枚拦截导弹发射后,先按惯性制导飞行,制导雷达对其连续跟踪制导,以便把获取的更新的目标弹道和特征数据传输给拦截导弹,同时将跟踪数据发往指挥中心。

导弹预警卫星或预警机系统对来袭导弹的整个弹道进行跟踪,并将弹道估算数据通过BM/C3系统传给拦截导弹,以便其在弹道导弹高速飞行的中段实施精确拦截。

指挥中心综合来袭弹头和拦截导弹的飞行运动参数,精确计算弹头的弹道参数、命中点以及拦截弹道、拦截点,通过拦截导弹飞行中的通信系统向拦截导弹适时发出目标数据和修正拦截导弹弹道和瞄准数据的控制指令(可进行多次修正)。

制导雷达对拦截导弹进行中段跟踪制导,当拦截导弹捕捉到目标后,助推火箭与杀伤弹头分离。当来袭弹头在外大气层进入杀伤范围时,制导雷达在指挥中心的指挥下,发出杀伤拦截指令,拦截导弹以每秒10公里左右的速度接近目标。

弹上探测传感器(主动导引头)实施自得寻的引向目标,根据目标飞行轨道参数,轨控和姿控发动机推进系统调整杀伤弹头的方向和姿态,最后一次判定目标,然后进行精确机动,与目标易损部位相撞,将其摧毁(或制导雷达下达引爆指令,引爆破片杀伤战斗部以摧毁目标)。

拦截过程中,地面雷达连续监视作战区域,收集数据,进行杀伤效果评定,同时将数据传送至空间防御指挥中心,以决定是否进行第二次拦截。

引战能力

反弹道导弹引信探测器根据截获目标的方向可分为侧视引信探测器和前视引信探测器两大类。侧视引信探测器的典型例子是与弹轴成固定倾角的单波束引信探测器。前视引信探测器能够探测在导弹前方较远距离上的目标。前视探测方向与弹轴夹角可能较小,若设计一个独立的引信探测器比较困难,因此,在遭遇段通常由导引头作为引信探测器来完成对目标的截获。

反弹道导弹战斗部通常采用高速破片杀伤战斗部和低速动能杆战斗部,并配合定向控制或瞄准控制等手段来提高对导弹目标的毁伤能力。动能杆战斗部是一种新颖的可攻击来袭弹道导弹的战斗部。动能杆战斗部C/M值较小,杆条抛射速度要比破片杀伤战斗部低得多,但其利用弹目交会速度提供必要的动能,能够使高密度大质量杆条侵彻又厚又硬的目标有效载荷。

由于反弹道导弹作战具有极高的交会速度,采用侧视引信一方面要求有较小的倾角,另一方面要求有极高的破片速度,否则炸点将可能滞后。而当采用动能杆战斗部时,由于速度很低,一般小于200m/s,采用侧视引信杆条将不能击中目标,因此,采用动能杆战斗部时,要采用前视引信,使引信在较远距离上就能探测到目标,从而有足够的时间控制战斗部起爆杀伤目标。战斗部采用定向模式可以使全部质量从侧面向目标方向抛射,定向方案通常只要求在方位上对准目标。文献中介绍了一种GimbaledWarhead方案,按字面可译为万向战斗部,根据内涵这里称其为瞄准战斗部,这种战斗部可以在方位角和高低角方向调整战斗部对准目标,战斗部破片采用前向抛射方式。

瞄准战斗部的起爆控制过程:首先对准目标,对准方法是让战斗部指向与相对速度矢量方向一致;其次控制战斗部在最佳弹目距离时起爆,获得对目标的最佳杀伤。与瞄准战斗部起爆相配合的引信探测器要采用前视技术,如利用导引头作为引信探测器测量数据估计相对速度矢量进行方向对准和估算弹目距离实现最佳起爆控制。

防御区

防御区定义

导弹系统对弹道导弹的防御区定义为:弹道导弹的弹头对准该区域内任何一点来袭时,反导弹系统能将其拦截和摧毁。

防御区特点

弹道导弹防御区的特点如下:

1) 它是地球表面上的一个面区域,对不同目标、不同来袭方向有不同的防御区域。

2) 防御区以拦截导弹发射点或作战制导雷达为基准,相对来袭方向为一个对称的图形,而且呈明显拉长的外形轮廓线。美国战区高空区防系统(THAAD)的防御区。弹道导弹的防御区是衡量反导弹系统效能的重要指标,因此在讨论反弹道导弹防御系统性能时,必须分析防御区的参数,主要包括防御区的面积、前界和后界,以及相对于目标来袭方向的最大侧向宽度。

影响因素

影响防御区的因素主要有:

1) 来袭弹头的方向和飞行特性,包括弹道导弹的射程和弹头的再入速度、再入角。弹头的方向不影响防御区的边界,但影响防御区相对地面的定向。

2) 弹道导弹预警系统对来袭弹头的发现距离,分为以下几种情况:

a.依靠作战拦截系统的搜索雷达探测目标时,确定弹头发现距离的主要因素包括弹头的雷达有效散射面积、雷达的威力、雷达搜索截获性能等。

b.依靠星载或机载探测器探测目标时,确定弹头发现距离的主要因素是目标的红外辐射特性、预警卫星预警机)特性等。

c.依靠地面远程预警雷达探测目标时,确定弹头发现距离的主要因素是弹头雷达有效散射面积(RCS)、雷达威力等。在其它参数不变的情况下,RCS越小,雷达发现目标的距离越短。在一定的距离上,目标弹道高度越低,发现目标所需要的RCS越大,换句话说,弹道高度越低,雷达越难发现目标。现役的地面预警雷达在2000公里的作用距离上,对δ=0.05平方米的弹头的定位精度可达10~20公里,这实际上缩小了拦截系统制导雷达的搜索空域,从而提高了其发现目标的距离。显而易见,防御区受弹头发现距离影响很大。因此,要扩大防御区,重点在于增加制导雷达的发现距离,或利用预警雷达的远距离目标指示。

3) 拦截系统的响应时间。拦截系统的反应速度,对于取得主动段拦截的高度极为重要,若延迟造成尾追态势,则会降低杀伤速度和效果。摧毁射程1000~2000公里的弹道导弹,最关键的条件是获得主动段弹道的信息。

4) 拦截导弹的飞行特性及加速度。可用平均速度Vm=拦截距离Ri /起飞到拦截的飞行时间Ti表示。Vm愈大,Ti愈小,防御区边界愈大。拦截导弹的Vm为1500~2000米/秒以上时,才能保证足够的防御区。

5) 最低拦截高度Hi。Hi愈低,防御区边界愈大,防御区的前界主要取决于Hi和最大拦截距离。拦截导弹拦截距离越远,压制弹道导弹的发射区域则越大。严密覆盖弹道导弹的发射区域,才能有效地扩大防御区。例如在罗马附近若能得到北非等地弹道导弹发射的主动段数据,则可对几乎整个欧洲地区提供防御。

6) 最大拦截交会角ψ。ψ\u003e90°时为尾追攻击,拦截导弹一般不采用。ψ和最大拦截高度影响防御区后界。

7) 地面雷达与拦截导弹发射点的相对位置。

弹道导弹的防御区是衡量反导弹系统效能的一个重要指标,以上的讨论带有概念性并且是简化了的。进一步详细分析,需要在导弹攻防对抗的仿真中建立分析模型,不断加以完善。

技术要求

综述

反弹道导弹理想的技术体制是预警卫星监视系统+远程大功率固态相控阵雷达组网+直接碰撞杀伤导弹。支撑这一基本体制的关键技术有:

信息技术

信息技术为核心的防御体系技术

1) 目标预警技术。包括反导弹预警卫星技术,预警卫星、预警机、远程地基预警雷达构成立体防空预警网技术,预警系统的体制、工作模式、采用的波段研究等。

2) 拦截航空武器系统总体技术。大气层内,拦截导弹要解决已困扰多年的导弹气动常数大和红外天线罩气动加热的问题。大气层外要解决对高速目标,特别是高速隐身目标的探测、特征及各频段的识别,隐身机理、隐身特性的模拟试验研究等。

3) 大空域立体、动态防御体系效能研究。除了要研究适应不同作战环境(国土、海上、野战)的防御体系的组成、武器配置结构、攻防体系对抗仿真评估、效费比及生存能力外,确保制电磁权和计算机网络空间作战优势已成为反弹道导弹作战迫在眉睫的突出问题。其对策包括:

a.建立我军自己的网络安全防护体系,确保受到计算机病毒侵袭时空间防御BM/C3系统的安全。

b.提高我国网络控制和自主开发能力,开发我军专用的网络、操作系统以及反制“病毒”、“黑客”的安全软件。

c.建立体系日常服务器、网络用户单位的专业化防御手段。

d.为防止反导作战中信息流混乱和讹误,在网络通信中,通过有选择地使用公共网络数据库系统,最大限度地减少通信负荷,以保持作战中更长的信息连续性时间。

4) 防御体系核心技术——计算机通信技术研究。通过将分布式的作战拦截、探测通信系统,组成以计算机为核心的网络,提高信息中继效率。使BM/C3系统中的作战规划数据、传感器探测数据及杀伤拦截数据与武器配置实现共享。通过覆盖范围广阔的宽波段局域网,将指挥中心、联合作战战术信息系统和参与协同作战的单位实施联网。

高速导弹技术

拦截导弹由固体火箭助推器和一个动能杀伤飞行器(KKV)组成,KKV由中长波红外成像/主动毫米波雷达双模导引头、脉冲点火的轨控和姿控发动机及杀伤增强装置等组成。在总体布局上,轨控发动机安装在导弹的质心位置,用于控制飞行方向,减少扰动力矩,其推力通过质心,提供导弹各方向的机动能力;姿控发动机安装在导弹尾部,用于控制弹体的俯仰、偏航和滚动姿态,提高直接控制力矩,确保自主寻的时的快速响应能力。在拦截洲际弹道导弹时,拦截导弹对预测命中点的接近速度必须大于10公里/秒。在大气层外,除依靠地面雷达完成对来袭弹头的识别、跟踪、计算和瞄准任务外,拦截导弹的作战性能还必须取得重大突破。

拦截杀伤技术

来袭弹道导弹的直径一般为1米左右,远程地基动能拦截导弹的直径一般为0.5米。如今世界上在研的反弹道导弹,包括美国NMD系统的远程地基拦截导弹,大都采用动能杀伤而不是破片战斗部,即利用拦截导弹本体高速飞行产生的动能,直接碰撞杀伤目标。在大气层外作战时,两者相撞产生的巨大能量,足以摧毁弹头,而且还可以改变弹头的化学与生物药剂成分。为实现最佳杀伤,要求拦截器以一定的角度命中目标上的某一点,而侧面攻击的效果要优于正面。为控制命中精度,也可采用变轨道飞行等方法。

其他

除此之外,还要有固态相控阵雷达总体及分站组网技术和高精度智能化导引头技术。

国内情况

2016年8月28日,中国空军新闻发言人申进科大校在空军“英雄营”表示,开创世界上首次使用地空导弹击落敌机先例的“英雄营”,装备中国自主研发的第三代地空导弹后,已经形成作战能力。军事专家尹卓在接受人民网股份有限公司采访时表示,我国第三代地空导弹武器系统不仅导弹武器本身实现了成体系发展,而且还建成了保障导弹形成实战能力的信息体系。

中国空军装备的第三代地空导弹具备很强的作战能力,可在复杂电磁环境下对多目标进行判别、跟踪、锁定和打击,与美国“MIM-104防空导弹3”、俄罗斯S-300、S-400防空导弹等第三代地空导弹处在同一技术水平。第三代地空导弹采用车载机动式发射,可部署于战区或集团军,执行野战任务;还可以执行要地防空任务,部署于沿海地区、大中型城市、大型港口、核基地或重要指挥和通信中心;此类导弹武器系统运输便捷,可通过大型运输机进行远程投送。此外,我国第三代导弹还登上了水面舰艇,拥有很强的对海空目标的打击能力和抗干扰能力。

在胜利日大阅兵上亮相的红旗-9地空导弹,主要用于抗击各类航空空袭目标,是我军中高空中远程防空装备;红旗-12地空导弹,是中国自主设计的新型中高空防空武器;红旗-6弹炮,是我军新一代末端防御武器装备,以导弹的高精度和高射炮的高射速实现末端防空拦截。

中国第三代地空导弹已经形成了远、中、近和极近程的系列化配置,其中包括射程数百公里的红旗-9、中高空拦截导弹红旗-16和红旗-12、中低空拦截弹炮红旗-6、以及针对超低空超音速反舰导弹的弹炮合一系统,加之电子侦察和电子干扰设施,如此便形成了一个完整的防空体系,“可使任何敢于侵犯我国领空的国家付出惨重代价。”

展望

弹道导弹的突防、隐身和精确制导等技术的不断发展,推动了反弹道导弹导弹的发展。还将继续研制多层拦截导弹,例如研制在卫星上发射的助推段拦截导弹;提高自身的生存能力和实施拦截的成功概率;研究由非核战斗部代替核战斗部的技术,或采用无装药的直接作用于目标的碰撞式战斗部;进一步使反弹道导弹导弹小型化、机动化、自动化,采用多种发射方式。

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