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简析美国陆基中段导弹防御系统,我国成功进行陆基中段反导拦截技术试验

日期: 2020-02-14 05:15 浏览次数 : 159

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我国成功进行陆基中段反导拦截技术试验 专家称此举表明该项技术已世界领先

问:简析美国陆基中段导弹防御系统,说说反导系统是如何拦截导弹的?

视觉中国

中国国防部6日发布消息,2月5日中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,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。

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近日,美军从范登堡空军基地发射了一枚拦截导弹,目标是一枚从太平洋马绍尔群岛夸贾林环礁试验场发射的模拟洲际弹道导弹。拦截导弹进入外层空间后,释放出“外大气层杀伤飞行器”,在太平洋上空摧毁了来袭目标。这是美军首次进行洲际弹道导弹拦截测试。

科技日报记者了解到,2010年1月,我国成功进行了首次陆基中段反导拦截技术试验,此举使我国成为继美国之后第二个掌握中段动能反导技术的国家。2016年,我国首次公开了2010年、2013年两次反导试验的视频录像,并宣传了反导专家陈德明的事迹。有媒体认为,按照我军的惯例,能够进行宣传的内容,都是比较成熟的。

陆基中段反导系统,主要是从陆地发射平台对敌方的中远程弹道导弹,洲际导弹进行跟踪和探测。然后从陆地上发射拦截导弹,在敌方导弹尚未到达目标之前,在其飞行中段也就是太空中对其进行拦截,并将其摧毁。这说起来简单,实现起来有相当的难度。像太空中的导弹预警卫星,陆基远程预警雷达,用于对来袭导弹的探测发现和进行跟踪目标,这些都是军事大国才能拥有的军事装备,一般国家是玩不转的。其次是这拦截弹的技术难度就更大了,因为中远程弹道导弹,尤其是洲际导弹中段飞行都处于大气层外,弹道高度达到几百公里甚至上千公里。

科技日报记者了解到,美国此次测试的陆基中段反导系统,属于美国反导体系中的核心部分,它来自于美国原来的国家导弹防御系统。美国反导体系还有其他三个部分,一个是海基中段反导系统,即大名鼎鼎的舰载“宙斯盾”系统,另外就是“萨德”末段高空系统和“爱国者-3”末段低空系统。此次成功拦截洲际弹道导弹,预示着GMD技术有了新的提升,可以拦截所有射程的弹道导弹。

对此,远望智库研究员王强表示:“中段反导主要包括预警、探测、跟踪、决策、引导和拦截多个环节,任何一个环节有弱项都不可能实现中段成功拦截来袭导弹。此次中段反导试验取得成功,表明中国在该项技术上已经处于世界领先地位。”


国防科技大学国家安全与军事战略研究中心王群教授对此表示:“在飞行试验阶段,美军GMD曾做过一次拦截洲际弹道导弹的测试,因此准确地说,这次应该是它自2004年实战部署以来,所进行的第一次洲际弹道导弹的拦截测试。试验的成功,表明GMD防御洲际弹道导弹已不再是纸上谈兵,对世界军事平衡和安全局势都将有一定影响。”

反导拦截技术按照拦截时机不同可分为“助推段”拦截、“中段”拦截和“末段”拦截,分别针对弹道导弹飞行的不同阶段进行反导拦截。

为了达到这样的高度,拦截弹都是大型弹道导弹改装的。另外拦截弹还要有佷灵敏的目标捕获能力,还要有精准的姿态调控系统,最终才能准确撞毁目标。

陆基中段拦截难度大,成功率不足50%

记者了解到,“中段”拦截是己方发射导弹拦截对方来袭洲际导弹的技术,此时对方来袭导弹发动机已关闭并处于大气层外飞行,是弹道导弹飞行高度最高的一段。其弹道最长、平稳固定、能精确预测,拦截阵地设置要求低,提供的拦截时间长,拦截后附带损伤小。在中段进行拦截,相对于“萨德”“爱国者”-3等末段反导系统,安全系数更高。但中段拦截因为目标距离远,也要求反导系统的雷达拥有更远的探测距离、拦截弹拥有更快的速度和加速度,技术难度更高。一般来说,陆基中段反导需要天基、地基、海基等多个侦察预警平台对弹道导弹的接力探测与跟踪。

虽然美国的拦截成功率声称达到50%以上,但是成功的意义应该大打拆扣。因为美军的拦截试验存在假唱行为。在事先知道来袭导弹的类型,发射地点和时间,方向,再在来袭导弹上装〈信标〉能够发射很强烈的信号,诱导拦截导弹来捕捉它,摧毁它来降低技术难度,不是真正的背靠背模拟实战试验。

谈陆基中段反导系统,必须先了解洲际弹道导弹飞行的三个过程:初始段,即导弹发射后向大气层外爬升的有动力阶段;中段,即导弹重返大气层前的自由飞行阶段;末段,即导弹再入大气层到落地的阶段。中段反导拦截,就是说导弹在大气层外飞行时对其拦截。在该段拦截有一定优势,如弹道最长、平稳固定、能精确预测,拦截阵地设置要求低,提供的拦截时间长,拦截后附带损伤小等。

美国国防部曾解释,这就像在高速状态下“子弹打子弹”——导弹先升入太空,之后释放“外大气层杀伤飞行器”,利用其动能摧毁目标。

美国现有的反导体系里面,最难最弱的就是中段反导了。

美国为了能够推行它的全球霸权,特别是打破“核威慑”的动态平衡,从里根提出的“星球大战”计划开始,就已经在研究反导防御系统了。经过数十年的发展变化,就成了现在的“国家导弹防御系统”和“战区导弹防御系统”。前者是用来保护美国本土免受弹道导弹攻击,后者则是“用于保护美国本土以外一个战区免遭近程、中程或远程弹道导弹攻击的武器系统”。

美国主要是靠三个反导系统来进行拦截,“萨德”系统它主要用于在大气层内外、高层地拦截战区弹道导弹;第二个就是PAC-3“爱国者”反导系统,主要用于在大气层内拦截战区弹道导弹,另外一个就是“宙斯盾”反导系统,主要是靠“标准-3”进行反导拦截,这几个系统在反导的作战距离和高度上面是各有侧重的。

而“国家导弹防御系统”也在美国陆军空军和海军的内斗中硬生生的拆分为陆基中段反导系统,和海基中段反导系统,毕竟大家都是要恰饭的。海基反导大家都应该知道,就是如雷贯耳的标准-3防空导弹,而陆基反导系统可能大家知道的比较少。陆基中段反导系统由美国陆军和空军共同管理,又被称为GMD系统,其主要由预警系统、目标识别系统、反弹道导弹导弹、引导系统和指挥控制、作战管理与通信系统五部分组成。GMD系统可以对敌方弹道导弹进行探测和跟踪,然后发射拦截器,在敌方导弹飞行弹道中段、也就是太空中,对其进行拦截和摧毁。GMD系统是目前美国唯一可对洲际弹道导弹实施拦截的反导系统。

就是如此牛逼闪闪的系统,在13年的11次实验中,仅仅有5次成功,就是这仅有的5次还是靠“作弊”!因为每次试验,他们都会提前获知模拟敌方导弹何时从何地发射,包括它们的预期速度和轨迹。

在这里不得不提一嘴GBI拦截弹。GBI拦截弹和标准-3导弹一样,都是采用我弹奉命撞击你弹的方式对来袭的洲际导弹进行拦截的。但由于洲际导弹的弹道轨迹非常高,大多数都在1300千米的高空运行,这就直接导致了GBI拦截弹的火箭助推器也是洲际导弹。从90年代的民兵 3导弹的助推火箭,到现在使用“侏儒”洲际导弹血统的C1/C2/C3火箭,其火箭性能已经非常优良。但糟心的是拦截弹头大气层外动能拦截器EKV,前几次拦截失败很大的锅都得它来承担

EKV是由波音、洛马、雷神、轨道科学等军火巨头,在美国政府的组织下,“集中力量办大事”造出来的。到现在已经发展到了第三代RKV,上面还运用了标准3导弹的一些技术。其拦截方式是将大气层外拦截器(实际上是一系列杀手卫星)用洲际导弹尺寸的拦截弹,投射到敌方洲际导弹飞行路线上,在中段飞行阶段实施轨道拦截。拦截弹上的高灵敏度红外探测器在这一阶段将自动搜索和引导杀伤器与目标进行直接碰撞。

反导系统的工作大致可以分为以下3个部分。

(1)早期预警阶段

在和平时期,导弹预警系统对所监控的空域进行不间断的扫描探测,对空域出现的目标进行识别分析,并测量保存其轨道数据。当空域中出现新的目标的时候,导弹预警系统立刻对目标进行识别并比对数据库中的目标参数,如果判定是旧目标,则对数据库中的目标参数进行修改,如果判定是新目标,则将其编入数据库,以便之后对其进行监控和跟踪记录。

(2)拦截决策阶段

在预警系统进行监控的过程中,一旦发现监测到可疑目标,预 警雷达加大对此空域的扫描频率,测定来袭目标精确的轨道参数。在判定识别来袭目标为弹道导弹目标后,计算出其落点和发射点,发出TBM告警,并将预警信息传达给相关火力单元。随后中继跟踪雷达对导弹的飞行姿态和各项轨道参数进行实时的精确的测量,并将测量数据实时传递给C2BMC系统,建立起该导弹的数学模型,分析可能的拦截方案,决策者根据实时的战场态势和我方的导弹部署情况等综合分析,从而确定拦截方案。

(3)拦截实施阶段

与此同时,在预警信息传递到火力单元后,火力单元立刻开始战斗准备,进行电站启动、供电、制导站加电自检、导弹供电、发射架竖起和自检等一系列的导弹发射前的准备工作,随时准备发射。在火力单元做好战斗准备后,引导雷达根据跟踪雷达所测量的数据对相应的空域进行搜索,在引导雷达捕获目标后,根据拦截方案进行拦截弹的发射。

当GBI飞行到距离弹道导弹弹头一定距离,即进入EKV导引头能够探测到弹头的交战空域时,EKV与GBI的助推火箭分离。当EKV的红外探测器探测到威胁目标时,它将探测到的目标信息与前期由雷达提供的“目标实物图”信息进行比较和识别,确认并锁定真实弹头,并以直接碰撞的方式将弹头予以摧毁。

图片源自网络,侵权必删。

陆基中段导弹防御系统

中段导弹防御系统由拦截器、传感器和战斗管理系统组成,用来对敌方弹道导弹进行探测和跟踪,然后从地上或海上发射拦截器,在敌方系统的弹道导弹尚未到达目标之前,对其拦截并将其战斗部摧毁。

美国已经最先部署陆基中段防御系统(GMD),作为国家导弹防御系统(NMD)的一部分。目前,美国已经进行一系列相关试验,包括从范登堡的作战拦截导弹发射基地首次发射拦截导弹,对模拟的和真实的目标导弹进行拦截。自2004年部署了第一枚GMD陆基中段导弹拦截系统。

发展

陆基中段防御系统(GMD)过去被称为国家导弹防御系(NMD,在2002年为了和其他的反导弹计划有所区分而改变称呼,例如太空基和海基的拦截计划,以及再入大气层阶段与加速阶段弹道导弹的拦截计划。

然而,陆基中段反导并不简单,需要天基、地基、海基等多个侦察预警平台对弹道导弹的接力探测与跟踪。同时,还需要有大推力的拦截导弹高速飞向太空,以动能撞击的方式迎头拦截,这就像是“用子弹打子弹”。

普遍认为,陆基中段反导系统是构建反导体系的最重要一环,是拥有真正意义上反导能力的标志。当前,在陆基中段反导系统建设最为成功的就是美国,即大名鼎鼎的GMD系统。美国反导系统建设基本采取“边部署、边研究、边试验、边提高”的策略。2004年,尽管外界普遍认为GMD系统还达不到实战标准,但美军还是进行了部署。

美国反导系统建设基本采取“边部署、边研究、边试验、边提高”的策略,即部署后通过不断研究、改进和试验,提升反导系统的性能。

然而,这个过程相当曲折。美军在陆基中段反导系统的试验中几乎是成败参半。

“1999年10月以来,GMD一直在进行拦截试验,至今共进行了19次,美国对外宣布成功10次。”王群介绍,“可以说,在美国目前实战部署的4种反导系统中,它投资花费最多,400多亿美元,但拦截成功率却最低,而且此前的18次拦截测试,大都以速度较慢的中程弹道导弹为目标。就是这些成功的试验中,据美国媒体透露有些也只能算是部分成功,所以即使按美军的标准,GMD的拦截成功率也不到50%。”

国防科技大学国防科技战略研究智库王群教授对记者介绍,自1999年10月以来,GMD一直在进行拦截试验,至今共进行了19次,美国对外宣布成功10次。在美国目前实战部署的4种反导系统中,它投资最多,达400多亿美元,但拦截成功率却最低。即便是这些成功的试验中,据美国媒体透露有些也只能算是部分成功。因此,即使按美军的标准,GMD的拦截成功率也不到50%。

“特别是2010年到2013年,连续3次反导拦截试验均告失败。这与海基‘宙斯盾’系统相比,简直是天壤之别。要知道2002年至2014年,后者35次拦截试验29次都成功。因此,GMD的连续失败,美国国内舆论几乎是一边倒的质疑声浪,政治压力巨大,让它灰头土脸、挺不起腰板,同时国际影响也不好,威慑力下降。”王群说。

那么,我国连续几次试验成功,是否意味着我国在陆基中段反导试验上取得了较大进展?

近几年,美军顶着压力又进行了一系列的改进。2014年6月22日,GMD成功拦截了太平洋上空一枚“来袭”的远程弹道导弹。这是它2008年以来首次成功实施拦截,一扫连续失败的阴霾。

对此,王强表示:“据新闻报道,这次试验成功是中国的第5次试验,实现了次次成功的100%目标。这表明中国的中段反导不是偶然的技术突破,而是扎实掌握了所有关键技术。”

时隔3年后,美军再次成功进行了陆基中段反导系统试验,不过目标是洲际弹道导弹。

“应该指出,美国的中段反导试验虽然失败率较高,但是这些试验中,不光有飞行试验,也包括大量的模拟实战试验,试验了中段反导的各个环节,从预警到拦截,基本形成一个闭环。而我国总体上还处于技术验证阶段。”王群指出,比如据媒体报道我国还缺乏天基预警系统,反导试验中只能模拟天基预警系统获取导弹发射信号。如果没有自己的导弹预警卫星,陆基中段反导系统是无法投入实际使用的。

既能反导也能反卫,且能力更强

“需要强调的是,近期有关国家发布所谓《核态势审议报告》,对中方的核政策进行无端指责。我们注意到,此前中方就反导技术还与友好国家进行了相关联合演习,形成了体系更加完整的反导网络。此次试验成功一方面加强了中方的反导能力,更重要的是直接回应了强加给中方的各种无端指责。”王强说。

“弹道导弹的射程越远,它的弹道最高点就越高,速度也就越快。洲际弹道导弹的关机速度能达到20多个马赫,接近第一宇宙速度7.91千米/秒。这样高的速度,极大地压缩了实施预警、跟踪的时间,给洲际弹道导弹的拦截带来很大的难度。”王群指出,目前,美国GMD的拦截弹基本是由“民兵-2”洲际弹道导弹改进而来,其速度达到7千米/秒甚至更高,已逼近了洲际弹道导弹的最高速度,因此具备了拦截条件。

(科技日报北京2月6日电)

对于刚结束的史无前例的试验,王群表示:“此次模拟的洲际弹道导弹在性能上接近美国‘民兵-3’洲际弹道导弹,射程最大应该也能达到1万千米。‘民兵-3’是目前美国唯一的陆基洲际弹道导弹。GMD成功拦截洲际弹道导弹,表明了美军对它的改进是有效的。”

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此次试验中,导弹先升入太空,之后释放“外大气层杀伤飞行器”,利用其动能摧毁目标。那么,“外大气层杀伤飞行器”是否意味着美国拥有了可打击外太空装备的另一种打击方式?

“陆基中段拦截弹的射高可达上千千米,理论上讲对付低轨卫星绰绰有余。而且,由于卫星是按照固定轨迹飞行,又缺乏规避和防御措施,打卫星比打导弹会更容易一些。”王群说,“事实上,美国‘宙斯盾’系统就不但能反导,而且能反卫,这也是美国更看好它的一个重要原因。早在2008年2月,美国就利用它击落了其一颗高度247千米的失控卫星。从性能上看,GMD的反卫能力应该更强。此次拦截试验成功后,不排除美国未来将对它进行反卫试验,让它实际上也具备反卫能力。”

虽打破战略平衡,但距离实战还很远

2016年我国首次公开了2010年、2013年两次反导试验的视频录像。2010年进行的试验是我国第一次陆基中段反导拦截技术试验,此举使中国成为当今世界除美国之外唯一掌握中段反导动能拦截技术的国家。

有专家分析,我国中段反导系统研究与应用当前尚处于起步阶段,基本只能进行技术验证试验。比如,中国还缺乏天基预警系统,反导试验时不得不用地基雷达模拟预警卫星获取导弹发射信号,体系方面缺项,无法进行实战模拟试验。

王群介绍,此次试验中,美国利用天基预警系统在洲际弹道导弹发射的瞬间就获得情报,这时受地球曲率限制,海基和陆基预警系统还不能发现来袭导弹。随后,天基预警系统将信息传递给预警和跟踪雷达,持续地对来袭导弹探测和跟踪,同时跟踪雷达引导拦截弹到达交战区,释放“外大气层杀伤飞行器”实现对来袭导弹的拦截。

“这套系统美国现在已经比较齐全,但包括我国和俄罗斯等国还远远达不到美国的水平,因此肯定会有危机感。换句话说,此次试验进一步打破了目前的核威慑和战略平衡。”王群说。

但是,王群也特别指出:“这也没有必要过分担心其威胁。这些年GMD的拦截试验,实际上并不是‘背靠背’进行的,基本都事先知道时间、地点等信息,而且‘来袭’导弹上往往带有信标,引导拦截弹找到它,这有‘作假’嫌疑,离实战环境相去甚远。况且,它拦截的还仅仅是单弹头,对分导式多弹头或有先进突防掩护措施的弹头,能否拦截还是未知数。因此,此次试验的意义更多的是在政治上,以威慑诸如朝鲜和伊朗这样的国家,但对俄罗斯、中国来说却是另一回事,毕竟它们洲际导弹不但数量多,且技术先进,突防手段强,更重要的是它们对付反导系统的‘矛’日益锋利。”