技術(shù)原理
“陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)”通俗地講是預(yù)警系統(tǒng)對目標(biāo)進(jìn)行早期預(yù)警,在大氣層外進(jìn)行捕獲。所謂“中段”則是按導(dǎo)彈發(fā)射過程劃分的。由于導(dǎo)彈從發(fā)射到命中目標(biāo)要經(jīng)歷三個(gè)飛行階段:即初始段、中段和末段。中段反導(dǎo)攔截就是說在導(dǎo)彈的中段即大氣層外飛行過程中將其攔截。[1]
中段是彈道導(dǎo)彈飛行高度最高、速度極快的一段,在理論上攔截難度比“愛國者”防空系統(tǒng)更高,因此試驗(yàn)的意義很重大。陸基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng),是從陸地發(fā)射平臺(tái)對敵方彈道導(dǎo)彈進(jìn)行探測和跟蹤,然后從地上或海上發(fā)射攔截器,在敵方系統(tǒng)曾彈道導(dǎo)彈尚未到達(dá)目標(biāo)之前,在其飛行彈道中段,也就是太空中對其進(jìn)行攔截并將其戰(zhàn)斗部摧毀。[1]
陸基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的系統(tǒng)組成龐雜、技術(shù)難度極高,此前世界上只有美國和日本進(jìn)行過類似中段反導(dǎo)攔截試驗(yàn)。
彈道導(dǎo)彈的飛行是拋物線狀的,一般分為三個(gè)階段:
第一個(gè)階段就是導(dǎo)彈從發(fā)射架發(fā)射到導(dǎo)彈飛出大氣層的過程,這個(gè)階段是在大氣層內(nèi)的飛行,一般稱為導(dǎo)彈的上升段。
第二個(gè)階段就是導(dǎo)彈飛出大氣層外,在大氣層外向目標(biāo)區(qū)域飛行的過稱,一般稱為飛行中段。
第三個(gè)階段就是導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)區(qū)域上空附近,重返大氣層,命中目標(biāo)的過程,一般稱為重返大氣層階段或再入段。
陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)是指在彈道導(dǎo)彈的飛行中段,也就是在大氣層外實(shí)施攔截的技術(shù)。
攔截技術(shù)
實(shí)際上,目前的反導(dǎo)技術(shù)主要是針對這三個(gè)不同的飛行階段進(jìn)行攔截的技術(shù):
針對上升段的攔截技術(shù)就是上升段攔截技術(shù),從導(dǎo)彈飛行的階段來看,攔截的越早效果會(huì)越好,因此國際反導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展趨勢是盡可能地提前攔截,如果能在上升段攔截是最好的,但難度也是最大的。目前典型的上升段攔截技術(shù)有美國試驗(yàn)的裝在波音747飛機(jī)上的ABL機(jī)載反導(dǎo)武器系統(tǒng)。
第二種是在彈道導(dǎo)彈的飛行中段,也就是在大氣層外實(shí)施攔截的技術(shù),這就是我們所說的陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)。這個(gè)階段的攔截效果也是比較好的。
最后,就是針對導(dǎo)彈飛行的末段,也就是再入段進(jìn)行攔截的技術(shù),一般稱為末段攔截技術(shù)。末段攔截實(shí)際上是在大氣層內(nèi)實(shí)施攔截的。目前,我們看到最多的應(yīng)該是末段攔截技術(shù)的武器,比如美國的"愛國者3"、俄羅斯的S-300和S-400等。這些導(dǎo)彈都具備在大氣層內(nèi)針對導(dǎo)彈的末段進(jìn)行攔截的能力,它們都屬于末段反導(dǎo)技術(shù)的范疇。[2]
中段攔截與末段攔截的不同
中段攔截與末端攔截的攔截彈、高度、范圍、目標(biāo)都是不同的。就末段攔截來說,它的攔截高度是幾十公里,一般為20-30公里,攔截范圍的半徑也是幾十公里。而彈道導(dǎo)彈在大氣層外的中段飛行的飛行高度是很高的。一般而言,中段攔截彈的攔截高度和范圍比末段攔截彈要大得多,通常都在幾百公里以上。所以中段攔截所使用的攔截彈與末段攔截完全不同。
中段攔截技術(shù)和末段攔截技術(shù)還有一個(gè)很大的區(qū)別就是所攔截的目標(biāo)有很大差別。末段攔截針對多種目標(biāo),可以針對中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈,但更多的是針對近程彈道導(dǎo)彈,比如"飛毛腿"。而中段攔截彈則是針對中遠(yuǎn)程乃至洲際彈道導(dǎo)彈。[2]
中段攔截的攔截彈是一個(gè)"小導(dǎo)彈"
中段攔截的武器系統(tǒng)就是由助推火箭和彈頭組成的,而技術(shù)難點(diǎn)就在攔截彈頭。由于不能做得很大、很重,因此,攔截彈頭擁有小型化的結(jié)構(gòu)。同時(shí),彈頭的飛行精度要求很高,要有很靈敏的目標(biāo)捕獲的制導(dǎo)系統(tǒng)。另外,指揮系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力也要很強(qiáng),速度要很快。
當(dāng)然,助推火箭也要有一定的要求,最好是速燃火箭,這樣才能在盡可能短的時(shí)間里把反導(dǎo)攔截彈頭送入到大氣層。另外,助推火箭的控制精度要求也相當(dāng)高,如果誤差超過彈頭制導(dǎo)系統(tǒng)所能捕獲的范圍,也不能達(dá)成攔截效果。[2]
中段反導(dǎo)攔截是一個(gè)實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)
中段反導(dǎo)攔截系統(tǒng),不僅有導(dǎo)彈,還要有強(qiáng)大的預(yù)警和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),是一個(gè)實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)。
彈道導(dǎo)彈從發(fā)射到進(jìn)入中段飛行的時(shí)間很短,如果想要在中段實(shí)施攔截,就要盡可能提前發(fā)現(xiàn)對方發(fā)射的彈道導(dǎo)彈,同時(shí)要在其上方進(jìn)行跟蹤、計(jì)算飛行彈道,這樣才能計(jì)算出最佳攔截點(diǎn),緊接著將中段攔截彈發(fā)射到攔截點(diǎn)的位置,釋放攔截彈頭。這樣才算完成一個(gè)完整的攔截過程。[2]
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
陸基中段防御系統(tǒng)由遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)、攔截系統(tǒng)和指揮管理系統(tǒng)組成,主要用來對敵方中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈進(jìn)行探測和跟蹤,然后從陸地發(fā)射攔截器,在敵方彈道導(dǎo)彈飛行中段將其攔截,使其無法飛臨我方本土,將有效防止敵方對我的核打擊,降低敵方對我國的核威懾。
陸基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)在于目標(biāo)的預(yù)警,攔截彈對目標(biāo)的跟蹤、攔截彈頭與助推器分離等方面。飛行中段是彈道導(dǎo)彈飛行高度最高的一段,遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的中段是在大氣層以外飛行。
做為中段導(dǎo)彈攔截系統(tǒng),其技術(shù)難度要遠(yuǎn)大于愛國者PAC-3之類的末段攔截系統(tǒng),中段導(dǎo)彈攔截首先需要克服大氣層外惡劣的工況條件,必須具備動(dòng)能攔截器(KKV)、精確探測跟蹤與末制導(dǎo)技術(shù)、空間作戰(zhàn)平臺(tái)總體技術(shù)與平臺(tái)戰(zhàn)時(shí)測控技術(shù)等等一系列當(dāng)今導(dǎo)彈和空間作戰(zhàn)武器的前沿科技。而目前能夠具備如此強(qiáng)大技術(shù)能力的國家僅有美、中兩家。[1]
重要意義
導(dǎo)彈防御系統(tǒng)決定國家最終戰(zhàn)略威懾力,意義十分重大。
根據(jù)當(dāng)前導(dǎo)彈技術(shù)水平,只有大推力陸基導(dǎo)彈才有能力攔截中段飛行的彈道導(dǎo)彈,而艦載防空導(dǎo)彈受到艦艇噸位以及導(dǎo)彈、雷達(dá)性能限制,還無法攔截中段飛行的彈道導(dǎo)彈。
因此,我國的陸基中段反導(dǎo)技術(shù)試驗(yàn),理論上遠(yuǎn)比美制“愛國者”防空導(dǎo)彈系統(tǒng)只在彈道導(dǎo)彈幾十公里的末段進(jìn)行攔截要更難實(shí)現(xiàn)。
陸基中段反導(dǎo)技術(shù)僅我國和美國掌握,陸基反導(dǎo)系統(tǒng)走向?qū)嵱没€需要加強(qiáng)早期衛(wèi)星預(yù)警系統(tǒng)。要能夠攔截中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈,需要強(qiáng)大的早期預(yù)警能力。要使得陸基中段反導(dǎo)攔截系統(tǒng)能夠達(dá)到真正的實(shí)戰(zhàn)部署,必須發(fā)展自己的早期預(yù)警衛(wèi)星,如果沒有自己的彈道導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星,中段攔截是無法投入實(shí)際使用的。
發(fā)展?fàn)顩r
綜述反導(dǎo)攔截技術(shù)以陸基和?;鶠橹?。美國擁有全球最成熟的海基反導(dǎo)技術(shù),以“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)為支撐的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)試驗(yàn)成功率超過90%。相比之下,其陸基反導(dǎo)系統(tǒng)仍有待完善,基于陸基雷達(dá)和固定攔截彈發(fā)射井的陸基反導(dǎo)試驗(yàn)多次失敗。
世界上有能力制造導(dǎo)彈的國家有30多個(gè),擁有導(dǎo)彈的超過100個(gè),但能研發(fā)反導(dǎo)武器和技術(shù)的國家只有美俄。就整個(gè)世界反導(dǎo)攔截技術(shù)發(fā)展水平來看,美國、中國、俄羅斯、以色列都已具有開發(fā)末段攔截技術(shù)的能力,英國、印度由于購買了美、俄的反導(dǎo)產(chǎn)品,也具備這樣的能力。
高技術(shù)條件下的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,戰(zhàn)略防御武器和戰(zhàn)略進(jìn)攻武器之間的界限已經(jīng)越來越模糊,一旦需要,戰(zhàn)略防御武器可以立即轉(zhuǎn)入戰(zhàn)略進(jìn)攻狀態(tài),并成為重要的戰(zhàn)略威脅力量。毫不夸張地說,中國打造中段反導(dǎo)能力的戰(zhàn)略意義絕不亞于“兩彈一星”工程。中國已經(jīng)三次成功進(jìn)行反導(dǎo)試驗(yàn),標(biāo)志著包括信息處理、偵查預(yù)警、攔截武器、武器傳輸、制導(dǎo)精度和反應(yīng)速度在內(nèi)的反導(dǎo)技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的階段。
目前,與中國中段反導(dǎo)試驗(yàn)處在同一技術(shù)水平線上的相應(yīng)陸基系統(tǒng)僅有美國的GMD系統(tǒng)。[1]
中國試驗(yàn)2010年1月11日中國在境內(nèi)進(jìn)行了一次陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn),而在2010年1月7日,美國宣布將向臺(tái)灣出售“愛國者”導(dǎo)彈系統(tǒng),有專家推測中國導(dǎo)彈試驗(yàn)很可能和美國向臺(tái)灣軍售有關(guān)。但中國外交部稱這一試驗(yàn)是防御性的,不針對任何國家。
2013年1月27日,中國在境內(nèi)再次進(jìn)行了陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。這一試驗(yàn)是防御性的,不針對任何國家。
2014年7月23日,中國在境內(nèi)進(jìn)行了一次陸基反導(dǎo)技術(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。
2018年2月5日,中國在境內(nèi)進(jìn)行了一次陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。這一試驗(yàn)是防御性的,不針對任何國家。
2021年2月4日,中國在境內(nèi)進(jìn)行了一次陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。這一試驗(yàn)是防御性的,不針對任何國家。[3]
2022年6月19日晚,中國在境內(nèi)進(jìn)行了一次陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn),試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。這一試驗(yàn)是防御性的,不針對任何國家。[4]
美國試驗(yàn)1999年10月2日,美國首次進(jìn)行真正的陸基中段反導(dǎo)試驗(yàn),即首次國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(NMD)飛行攔截試驗(yàn)。
在那次試驗(yàn)中,美軍從加州范登堡基地發(fā)射了一枚洲際彈道導(dǎo)彈作為靶彈,從7000多公里外的馬紹爾群島夸賈林環(huán)礁發(fā)射了一枚外大氣層攔截導(dǎo)彈。攔截導(dǎo)彈在太平洋上空將靶彈擊毀。此后,美國先后進(jìn)行了10多次陸基中段反導(dǎo)試驗(yàn),其中多次失敗,問題主要集中在攔截彈丟失目標(biāo)、攔截彈頭未及時(shí)與助推器分離等方面。
由于反彈道導(dǎo)彈研發(fā)周期長,制造成本高且工藝復(fù)雜,即使以美國的實(shí)力也難以大量部署。美國僅在加州范登堡空軍基地和阿拉斯加州葛利里堡部署了數(shù)十枚陸基攔截導(dǎo)彈,以防范其所謂的“流氓國家”洲際彈道導(dǎo)彈威脅。
2013年1月27日,美國軍方當(dāng)日試射了"地基中段防御"導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(GMD)攔截導(dǎo)彈。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間晚間加利福尼亞州范登堡空軍基地進(jìn)行了導(dǎo)彈試射。期間導(dǎo)彈成功完成預(yù)定動(dòng)作,而后飛向外太空。此次試射并沒有預(yù)定目標(biāo)。這次試射是2010年12月失敗以來GMD攔截導(dǎo)彈第一次試射。
資料圖
美國陸基中段反導(dǎo)系統(tǒng)(GMD)發(fā)射攔截彈
美國陸基中段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的攔截彈發(fā)射
日本自衛(wèi)隊(duì)裝備的愛國者-3型防空導(dǎo)彈