美國彈道導彈防御體系研究及對我國海軍的啟示*

張　偉

(北京西三環中路19號　北京　100071)

ZHANG Wei

(No.19 Central Xisanhuan Road, Beijing　100071)

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美國彈道導彈防御體系研究及對我國海軍的啟示*

張偉

(北京西三環中路19號北京100071)

彈道導彈是極具威力的武器,世界軍事大國都在大力發展彈道導彈防御系統。論文介紹了美國彈道導彈防御系統的發展歷程,并通過分析美軍彈道導彈防御系統的組成,指出了美國?；鶑椀缹椃烙到y在中段防御的重要作用。然后分析了美國?；鶑椀缹椃烙到y的發展建設,結合我國海軍的實際情況,最后提出了彈道導彈防御系統發展的新思路。

彈道導彈防御系統; 中段防御; ?；鶑椀缹椃烙到y; 陸基彈道導彈防御系統; 發展趨勢

ZHANG Wei

(No.19 Central Xisanhuan Road, Beijing100071)

Class NumberE927

1　引言

自二戰末期彈道導彈問世以來,世界各國便競相研制各種彈道導彈,它是現代戰爭中極具威力的進攻性武器,具有射程遠、速度快、精度高、突防能力強、殺傷威力大、效費比高等優點[1～2]。與此同時,世界軍事大國也在積極尋找各種對付彈道導彈的途徑,大力發展彈道導彈防御系統[3～4]。彈道導彈防御系統是用于探測、攔截并摧毀正在高速飛行的敵方彈道導彈彈頭,使彈頭失去進攻能力的武器系統。典型的彈道導彈防御系統由目標探測系統、攔截彈系統與指揮控制系統三大部分構成。美國、俄羅斯自20世紀60年代就開始研制自己的彈道導彈防御系統,歷經幾十年的探索與進步,美國已經初步形成了其以本土為中心,覆蓋亞洲、歐洲、中東地區的一體化多層防御網絡,俄羅斯也具備了較強的彈道導彈防御能力。在亞洲,印度、日本等國不甘落后,紛紛將彈道導彈防御技術作為本國的研究重點,并且已經取得了階段性的成果。一個國家彈道導彈防御系統的發展程度在一定程度上顯示了該國的綜合實力。

2　美軍彈道導彈防御系統發展歷程

從冷戰初期,美國就開始進行彈道導彈防御系統(ballistic missile defense,BMD)的研究,其導彈防御系統曾幾經修改,先后研制了“奈基—宙斯”系統、“哨兵”系統、“衛兵”系統、“星球大戰”計劃、“防御有限打擊的全球保護系統”、“彈道導彈防御計劃”、“全球導彈防御計劃”、“歐洲導彈防御系統”計劃。

“奈基—宙斯”反彈道導彈系統和“哨兵”反導系統均是驗證階段的反導系統,并沒有實用化,在經歷了短時間的發展后,便由于種種原因被迫停止了,從根本意義上講,1969年3月14日,尼克松政府宣布部署的“衛兵”反導系統,是美國第一個實用化的反導系統,核心依然是“哨兵”的系統部件,其設備及反導導彈都沒有改變,但作戰任務發生了變化。

1983年3月23日,里根政府提出了發展導彈防御武器系統的計劃,正式命名為“戰略防御倡議計劃”,俗稱“星球大戰”計劃,該計劃試圖通過發展包括動能武器和定向能武器在內的先進的非核防御武器以及各種先進的探測器技術,組建一個所謂的“天網”,對來襲的戰略導彈飛行全程進行多層攔截。這是“星球大戰”計劃作戰方式的基本構想。對導彈的攔截主要分四個階段:第一階段為助推段攔截,第二階段為末助推段攔截,第三階段為中段攔截,第四階段為再入段攔截。

美國總統克林頓于1993年5月宣布停止執行星球大戰計劃,轉而執行“彈道導彈防御計劃”。該計劃包括兩個部分,一是戰區導彈防御系統(theater missile defense,TMD),是BMD計劃重點發展的武器系統,主要用于在美國派遣有大量海外駐軍和認為美軍和盟國正在遭受導彈威脅的地區進行部署。二是國家導彈防御系統(national missile defense,NMD),用于在美國本土部署,避免美國直接遭受來自敵國的導彈襲擊。

1994年6月,美國防部成立“彈道導彈防御體系辦公室”。所謂“彈道導彈防御體系”是指在一個全球性的雷達與紅外傳感器網絡引導下,利用空基或陸基(包括?；?導彈攔截敵方向美國發射的洲際彈道導彈。1999年1月20日,美國國防部長科恩公布了美國發展導彈防御系統的新計劃。該計劃提出的防御系統仍然包括兩個部分。一個稱為有限的國家導彈防御系統,另一個就是戰區導彈防御系統。同年10月,美國軍方對用于國家導彈防御系統的導彈攔截技術進行了首次試驗,并獲得成功。但是由于對技術和使用效能缺乏足夠的信心,克林頓在2000年9月宣布中止了該系統的部署。

2002年12月布什下令部署“導彈防御”(missile defense,MD)系統,大力加速了發展彈道導彈防御系統建設步伐。美國還積極促進導彈防御的國際合作。日本、澳大利亞、以色列、德國、意大利、英國以及美國的一些盟國都積極參與美國的導彈防御活動[5]。

2010年2月1日,奧巴馬政府對單一的、一體化、多層次的彈道導彈防御系統的組成稍加調整,在助推段防御、中段防御、末段防御基礎上,新增上升段防御。發展計劃也有所變動,助推段取消“動能攔截彈”計劃和第2架“機載激光器”飛機計劃,現有的機載激光器轉入技術驗證項目[6];上升段新增無人機載探測器、“標準-3”I/II型地基與?；鶖r截彈計劃;中段保持“地基攔截彈”部署規模,暫?！岸鄶r截器”計劃,大力發展“宙斯盾”彈道導彈防御(Aegis BMD)計劃;末段加強“末段高空區域防御”(terminal high-altitude area defense,THAAD)系統發展,繼續改進“愛國者-3”系統和發展?；┒畏烙到y[7]。

3　美軍彈道導彈防御基本組成

美國現行的彈道導彈防御系統是“一體化分段多層防御系統”,按照彈道導彈的飛行階段劃分為助推段防御、上升段防御、中段防御和末端防御。

圖1　美國彈道導彈防御系統示意圖

3.1助推段防御

助推段防御的最大優點是可以在導彈投放子彈頭、誘餌等其他對抗手段之前將其攔截,從而避免這些對抗手段帶來的防御難題。這也減少了中段和末段防御面臨的威脅。

2002年底,美國國防部導彈防御局(Missile Defense Agency,MDA)決定發展用于助推段防御的動能攔截彈(kinetic energy interception,KEI)。其目標是在2012年～2013年研制出地基機動KEI攔截彈,為BMDS增加動能助推段防御層。KEI攔截彈將以現有的成熟技術為基礎進行設計。目前,KEI計劃的重點是發展高速、高加速助推火箭。2008年,其第1級和第2級助推火箭先后進行了點火試驗,都取得成功。2009財年將專注于助推火箭的飛行試驗,以驗證是否已經準備就緒進行總體開發和試驗。

助推段防御系統可實現盡早攔截,但留給攔截系統的響應時間短,對攔截彈飛行速度和作戰響應的技術挑戰大,短期內難以達到作戰需求,因此美國2012年后也取消了助推段攔截系統研發項目。

3.2上升段防御

上升段防御系統目前還未形成作戰能力,美國導彈防御局原計劃利用海軍“標準-3”Block 2B導彈攔截處于上升段的彈道導彈,但2012年美國導彈防御局經過評估認為,潛在敵對國彈道導彈的技術發展速度較慢,目前的中段和末段防御已經能夠實現防御的目的,因此取消了所有上升段攔截武器研發項目。

3.3中段防御

美國現已部署的中段防御單元包括“地基中段防御系統”(ground-based midcourse defense,GMD)和“?；卸畏烙到y”——即現有的Aegis BMD系統?！昂；卸畏烙到y”利用“宙斯盾”艦攜帶的“標準-3”導彈,在外大氣層攔截處于飛行中段的中、近程彈道導彈,是美國目前中段反導的主力?！暗鼗卸畏烙到y”相對復雜,僅具備初始作戰能力,尚處于發展完善過程中。

3.3.1GMD系統

GMD系統用以防御針對美國本土戰略目標和人口密集城市發動的導彈襲擊,它主要攔截飛行中的來襲導彈。GMD系統目前主要由預警系統、跟蹤制導系統、攔截武器系統和作戰管理/指揮控制通信情報系統四個部分組成[8]。

GMD系統目前使用的預警衛星系統是國防支援系統,計劃自20世紀70年代初開始執行,已發展了三代,其主要目的是對來襲的洲際導彈進行預警。首要任務是實時探測并報告導彈和航天器的發射,同時還承擔監視核爆炸、監督核試驗條約的履行情況和收集其感興趣的紅外輻射數據的任務。地基探測設備方面主要包括預警雷達、火控雷達和前沿部署雷達。

3.3.2Aegis BMD系統

Aegis BMD系統,即以前所說的?；卸畏烙到y[9～10]、海軍全戰區防御(或海軍高層防御系統。其用來保護美國本土軍隊和盟國,使其免遭短程、中程彈道導彈的襲擊。主要組成單元包括:艦載SPY-1雷達,標準-3(SM-3)導彈和指揮控制系統。Aegis BMD系統不僅用于防御近程、中程彈道導彈,還擔負遠程監視和跟蹤任務。Aegis驅逐艦具有偵察、探測并跟蹤洲際彈道導彈的能力,為BMDS提供跟蹤數據。同時與其他導彈防御傳感器共享跟蹤數據,并為地基中段防御攔截彈提供火控數據。

3.4末段防御

末段防御系統的攔截武器為“末段高層區域防御”系統(terminal high-altitude area defense,THAAD)和“愛國者”PAC-3。THAAD主要用于在外大氣層攔截處于末段飛行的近、中程彈道導彈;“愛國者”PAC-3主要用于在內大氣層低層攔截彈道導彈目標,其攔截高度為20km。上述兩種武器系統技術較為成熟,均已部署。

3.4.1THAAD

THAAD系統的開發始于1992年,是原先戰區導彈防御系統總體結構框架的高層防御部分,是TMD系統的核心之一,用于防御射程達3500km的彈道導彈,不僅能在大氣層內攔截來襲導彈,也能在大氣層外摧毀目標,能夠更有效地保護大范圍的區域、分散的資源和人口中心免遭彈道導彈的攻擊。

THAAD計劃辦公室表示THAAD系統的所有關鍵技術都已成熟。2008年6月25日,THAAD系統第1次成功攔截彈頭和彈體可分離目標。MDA2009年預算指出,THAAD第1和第2火力單元的地面系統將在2009財年～2010財年交付,但是攔截彈的交付要推遲6個月。同時,THAAD的第3和第4火力單元的交付要被推遲一年,交付時間分別是2013財年和2014財年。

3.4.2PAC-3

PAC-3導彈防御系統是由美國早期的愛國者導彈防御系統發展而來的,是目前美國技術上最成熟的先進防空與導彈防御系統,其主要任務是保護地面作戰部隊和重要的資源與地區免遭短程/中程彈道導彈、巡航導彈與各種飛機的攻擊。該系統的特點是:搜索速度高,跟蹤能力強;反應時間快;火力強,可以實施多目標同步攻擊;有對付現有電子對抗手段的能力;能夠與其他武器系統聯合作戰;具有很強的機動性,可由C-17或C-5運輸機空運到世界任何地方。

PAC-3系統是目前美國唯一完成作戰試驗并經受了實戰檢驗的系統。PAC-3系統基本組成包括:地基雷達,交戰控制站,發射裝置和攔截彈。美國國防部作戰試驗鑒定局最新的評估報告認為PAC-3系統已經交付了“全面能力”,屬于信心度最高,能支持作戰人員決定全面任務能力的系統。

4　美國?；鶑椀缹椃烙到y的意義

4.1美國彈道導彈中段防御主要依靠?；α?/p>

美國主要依靠艦載“宙斯盾”系統和“標準-3”導彈,探測并跟蹤所有射程的彈道導彈,包括洲際彈道導彈,并在外大氣層攔截處于飛行中段的中、近程彈道導彈。目前這套?；到y還不具備攔截遠程洲際彈道導彈的能力。

目前美國海軍已有9艘“提康德羅加”級巡洋艦和27艘“阿利·伯克”級驅逐艦可裝備“標準-3”Block 1A導彈,占兩型艦總數的45%,載彈量達到246枚。計劃到2015年12月共裝備32艘“宙斯盾”巡洋艦/驅逐艦,可攜帶421枚“標準-3”Block 1A/B導彈,屆時美軍將具備強大的?；磳芰?。

“標準-3”Block 1A是已發展成熟并裝備部隊的攔截彈,2002年首次試驗成功。Block 1A針對彈道導彈的攔截距離大于400km。攔截高度大于160km,攔截速度可達3.7km/s。除了“標準-3”Block 1A導彈外,美軍目前還有“標準-3”Block 1B和Block 2A在研。Block 1B于2013年首次試驗成功,攔截距離,目標識別能力,機動性均優于Block 1A。Block 2A由美、日聯合研制,日本參與了頭錐、戰斗部、雙模紅外引導頭和二級火箭發動機的研制。該型彈除射程更遠、攔截高度更高以外,還加強了對低空目標的攔截能力,可承擔編隊的遠程區域防空職能,集防空、反導能力于一身。Block 2A的首次全制導攔截試驗計劃于2016年進行,預計2018年部署,美國DDG-1000驅逐艦和日本“愛宕”級驅逐艦有可能裝備Block 2A導彈。

美國海軍主要通過“標準-6”導彈來完成?；┒螐椀缹椃烙?其采用破片殺傷式高爆戰斗部,炸毀處于飛行末段的彈道導彈,同時還可以承擔對超聲速巡航導彈、飛機、直升機和無人機的攔截任務。而承擔中段防御的“標準-3”導彈則是采用動能攔截的方式撞毀處于飛行狀態的彈道導彈,“標準-6”導彈于2013年完成了全速生產評審,并成功進行了首次超視距攔截試驗,2013年底已在“基德”號驅逐艦上部署,說明導彈已經具備了初始作戰能力?！皹藴?6”的最大攔截距離為370km,與“標準-3”采用同樣的發射系統和指控系統。未來“標準-3”Block 2A和“標準-6”配套使用,可實現對彈道導彈的中段,末端防御以及對海上編隊的超視距遠程區域防空一體化。

4.2美國?；鶑椀缹椃烙到y的發展建設

從“標準-6”的順利部署和“標準-3”的不斷升級可以看出,美國海軍的“宙斯盾”/“標準”導彈組合已經成為一個成熟、完善的防空反導系統。在國家彈道導彈防御和海上編隊遠程區域防空中發揮重要作用。

4.2.1依托預警衛星和專用預警雷達提供早期預警

美國彈道導彈預警系統由預警衛星和彈道導彈預警雷達組成,?；χ饕ㄟ^上述裝備獲得彈道導彈預警信息。美國共有在軌預警衛星11顆,可對全球彈道導彈的發射和全程飛行進行24小時不間斷探測及高精度實時跟蹤。并將信息傳遞給地面控制站,由地面控制站傳遞給指揮控制系統,進而分發給艦載“宙斯盾”系統,地基彈道導彈預警雷達在美國本土部署了6部,以色列、日本和土耳其各部署1部。在日本還計劃部署第2部,上述雷達覆蓋了任何可能對美國進行攻擊的彈道導彈飛行方向,可再彈道導彈發射的第一時間對其進行捕獲、跟蹤、識別及飛行彈道的估算,并將目標數據傳遞給指揮控制系統,用于中、末段傳感器和武器的后續跟蹤和攔截。

4.2.2重視推進發展防空反導一體化作戰能力

在彈道導彈防御攔截武器系統技術相對成熟的基礎上,美國海軍高度重視發展防空和導彈防御一體化作戰能力。美國海軍的艦載反導武器裝備是在編隊防空武器裝備基礎上發展而來的,如“標準-3”導彈是“標準-2”Block 4防空導彈的彈體加新型戰斗部組合而成。發射裝置也采用“標準-2”Block 4防空導彈的彈體加新型戰斗部組合而成。發射裝置也采用“標準-2”防空導彈的垂直發射裝置,為美國海軍防空反導一體化提供了先天的物質基礎?？梢?從建設編隊防空能力過渡到建設彈道導彈防御能力,進而獲得防空反導一體化防御能力,是行之有效的發展途徑。

4.2.3注重發展關鍵技術提升作戰能力

美國海軍在彈道導彈防御系統建設中,既注重利用成熟系統又注重發展創新技術,不斷提高作戰能力。除了持續關注先進概念與性能評估技術,傳感器識別技術,武器技術,先進的指揮,控制、通信、計算機、情報、監視與偵察(C4ISR)技術外,美國海軍為應對未來威脅,還在重點研究和試驗高性能機動推進系統、遠距離識別導引頭、輕型低散射特性電子設備,攔截管理算法、建模與仿真等關鍵技術。隨著上述關鍵技術的發展,美國海軍彈道導彈防御能力必將得到進一步提升。

4.2.4采用漸進發展、不斷完善的發展模式

彈道導彈防御系統建設技術復雜,投資巨大,建設周期長,美國海軍采取先形成初始作戰能力,之后不斷開發提高的方法,漸進發展,降低風險,美國海軍在反導裝備體系建設過程中,沒有明顯的“狀態凍結和定型”概念,總是邊研制、邊試用、邊評估,逐漸改進,螺旋發展,這種模式有利于不斷引進新技術,有利于在實際作戰環境下使用系統、發現問題,便于及時調整計劃。

4.2.5指揮控制采用總體上集中與交戰上獨立的方式

總體集中是指美國海軍的彈道導彈防御指揮控制總體上服從美軍反導指控系統C2BMC(指揮、控制、作戰管理與通信)的統一指揮,交戰獨立是指在具體的?；卸螖r截作戰中,由海軍“宙斯盾”系統使用自身的指揮/控制/作戰管理/通信系統和任務計劃工具獨立進行。C2BMC目前已經具有網絡化一體化能力,可向美國部署在全球的作戰司令部和指揮中心(包括海軍)提供來自反導預警體系的所有信息,促成各單位在反導作戰中的相互協調,協助海軍利用“宙斯盾”系統實施?；卸畏磳ё鲬?。

5　對我國海軍彈道導彈防御系統發展的一些啟示

由于我國軍事探測及武器系統的研制工作起步較晚,技術基礎相對薄弱,現有技術極大地落后于其它國家,特別是發達國家。雖然現階段還沒有能力部署全方位的導彈防御系統,但是可以利用已有的技術條件分階段、分步驟地完成該系統的研制工作。結合我國實際的技術現狀,可以從以下三個方面入手。

第一,提高衛星研制能力和雷達探測性能,完成天基預警系統和雷達預警系統的建設,從而實現對遠距離目標的警戒,特別是對空中目標的警戒,為攔截武器提供充足的反應時間。同時發展預警探測技術、真假彈頭識別技術、攔截彈制導與控制技術等關鍵技術。

第二,提高不同類型攔截武器的性能,包括天基、陸基和?；鶖r截系統的攔截能力,特別是攔截距離和高度亟待提高,以實現攔截武器的全方位部署。特別需要一提的是?；鶑椀缹椃烙到y具有極高的機動性,可以在前沿長期作戰而不需當地批準或東道主國家的支持。除了能保護陸上部隊和人口經濟中心外,還能擴大艦隊的防空范圍。此外,由于海軍戰略意義的上升,使得?；烙到y的作用愈發的突出。雖然受我國海軍武器裝備的限制,我國的?；鶖r截能力還不強,但是我們可以通過學習和借鑒,不斷提高自身的研制能力,實現攔截能力的提高。

第三,提高海軍指揮控制系統的能力,必須要擁有強大的信息處理和控制系統,其指揮控制系統的結構必須是獨特的,并能保證數據傳輸的實時性、精確性。指揮控制系統基本以自主方式在極短的時間內完成來襲的彈道導彈威脅判定、傳感器網管控、真假彈頭識別、火力分配、攔截控制、效果評估、再次組織攔截等作戰過程。

6　結語

本文針對美國彈道導彈防御體系的發展做了一個初步的探討,其總體概念、組成結構均在不斷變化,系統設備亦在不斷更新。然而,隨著彈道導彈防御技術的進步,美國導彈防御系統將更加成熟、可靠,實戰能力將不斷提升,因此要加強對此類問題的研究和改進,不斷提高我們的海上實力,促進我們的國防事業更上一層樓。

需要重點研究指揮控制系統,它是彈道導彈防御體系中的核心與神經中樞,而?；笓]控制防御系統是其非常重要的組成部分。同時進一步深入研究易于工程化實現的彈道導彈識別的理論和方法,提高我國海上反彈道導彈能力。

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Development and Inlightment of US Ballistic Missile Defense System*

The ballistic missiles are powerful attacking weapon. Many countries develop ballistic missiles defense (BMD) system rapidly. This paper introduces the development of the BMD system. By analyzing the composition of the US BMD system, it proves that sea-based midcourse defense system play an important role in the midcourse defense. Then the development of the BMD system is analyzed, and some new ideas of the ballistic missile defense system combined with the actual situations of our navy are put forcoard.

ballistic missile defense system, midcourse defense system, sea-based midcourse defense system, ground-based midcourse defense system, development trend

2015年2月3日,

2015年3月24日

張偉,男,研究方向:電子信息裝備管理。

E927

10.3969/j.issn.1672-9730.2016.08.005