國外防空防天裝備發展現狀與趨勢

陳利玲,蔡亞梅

(中國航天科工集團8511研究所,江蘇南京 210007)

1 引言

20世紀90年代以來,美國及其盟國發動的幾場局部戰爭,越來越依賴在以衛星為主導的態勢感知系統的支援下,綜合使用多種作戰平臺發射防區外制導武器,實施精確打擊。在阿富汗戰爭中,美軍及其盟軍在2001年以“反恐”名義對阿富汗發動的戰爭中初期向阿富汗發射了600余枚海射和空射CM,打擊指揮設施、防空系統等設施;2003年伊拉克戰爭,美向伊發射了950余枚海射和空射CM并使用了100余顆軍用和商用衛星為戰爭服務。未來戰爭,空天打擊裝備對沖突雙方國土實施密集攻擊的能力將不斷提升,空天一體作戰模式將日趨明顯,為此,世界主要國家均大力發展防空防天裝備。

2 未來空天威脅環境分析

隨著陸、海、空、天一體化的現代戰爭模式的逐步形成,空天打擊武器系統特別是精確制導武器以及各種“軟”、“硬”殺傷(防護)手段得到了迅猛發展。美國一方面建設攔截彈道導彈(BM)、CM等精確制導武器的完備的防空反導體系,另一方面構筑以反衛星為主的空間對抗體系,試圖做到攻防兼備;俄羅斯認為“空天防御體系是俄聯邦武裝力量的重要部分”,正在加緊建設“統一的空天防御體系”。

2.1 精確制導武器成為重要的打擊手段

信息化條件下局部戰爭中,無人駕駛空天飛機、戰術彈道導彈(TBM)以及CM等各種武器配合使用,實施非接觸式防區外遠距離精確打擊,是主要空襲作戰手段。當前世界上有近80個國家擁有約上百種類型的CM,而且性能也在不斷增強,呈現出大載荷、遠射程、低成本、高精度的發展態勢。

使用空地導彈有效摧毀縱深與嚴密設防的高價值地面目標使非接觸作戰成為現實。覆蓋100～500km的空地導彈成為空中精確打擊體系的重要力量。由于技術進步,許多高新技術廣泛應用于防區外發射的空地導彈,不僅提高了命中精度、能夠全天候使用,加上成本低,從而使其成為現代戰爭中的首選武器。

2.2 體系對抗將是主要的作戰方式

21世紀的幾場高技術戰爭表明,隨著戰場區域向外層空間的擴展,空襲體系已由各種作戰飛機為主要打擊裝備,擴展成以BM、CM、其它戰術導彈、各種軍事衛星以及無人機的空天打擊體系。空天一體的戰爭觀念與實踐,使得空襲與反空襲演變為空天打擊體系與空天防御體系之間的對抗。

另外,隨著空襲作戰平臺的高速機動、遠程奔襲和新型遠距離投射彈藥的作戰形式大量運用,防空反導作戰區域擴展成全縱深、全空域防御為主的大區域防空反導。美、俄等發達國家十分重視防空防天一體化建設,為保持防空防天一體化優勢,加快實現空中與空間導彈防御一體化,把各軍種的防空防天兵力進行優化組合,努力建立精干高效的一體化空天防御體系。

2.3 空間態勢感知系統必為未來信息戰的核心力量

軍事衛星系統在支持現代高技術武器裝備和陸、海、空、天一體化的戰場信息系統方面,具有無可比擬的優勢和不可替代的軍事力量倍增作用。

美國在空間偵察、監視、預警、導航和通信能力方面已占絕對優勢。從中期到遠期,美軍將不斷提高其態勢感知能力,主要包括發展“空間雷達”、地面移動目標指示系統和SAR,以提供全球態勢感知能力;部署“天基超光譜成像系統”,以實現對生物、化學、輻射、核等武器目標的探測;實現“先進極高頻衛星通信系統”、“先進極軌衛星系統”以及“轉型衛星通信系統”的互聯,建設綜合網絡化的衛星通信系統;確保為作戰人員提供有效的空間力量增強能力,如按需發射有效載荷能力、將有效載荷送入所需軌道的能力以及為延長使用壽命的在軌服務能力。

3 國外防空防天裝備體系發展現狀

3.1 預警探測系統

國外軍事強國(美國和俄羅斯)建成了由衛星、預警機、地面預警系統等多種預警設備組成的功能齊全的多層次立體預警探測系統。

目前,美國預警衛星有7顆,其中“國防支援計劃”(DSP)衛星5顆(由4顆工作星和1顆備份星進行組網)、“天基紅外系統-高軌”(SBIRS-H igh)大橢圓軌道衛星2顆。

天基紅外系統(SBIRS)是美國NMD計劃的核心內容,計劃取代DSP衛星,用于執行戰略和戰區導彈預警、為導彈防御指引目標、提供技術情報和戰局分析。SBIRS系統建成后,能比DSP衛星更出色地完成戰略導彈預警任務,還能對針對美國與其盟國以及海外駐軍的戰區BM攻擊實施有效的預警和跟蹤。對較小導彈發射的探測能力比DSP衛星強得多,它可在導彈發射后10～20s內將警報信息傳送給地面部隊。

預警機對飛機RCS的最大探測距離可達400～700km,可同時跟蹤數百個目標,引導數十批目標。美、俄、英、法、日、印均已擁有多種預警機/預警直升機。美、英、法裝備的E-3預警機有6種工作方式,能探測、跟蹤較小的隱身目標,對低空、超低空目標探測距離可達300～400km,對中、高空目標的探測距離達500～600km。俄羅斯和印度裝備的A-50預警機采用脈沖多普勒三坐標雷達,最遠探測距離可達620km,可同時跟蹤50～60批目標,能同時引導12架戰斗機作戰。

在地基防空預警方面,俄羅斯在本國及周邊國家部署有“萊納”、“弗貢”、“奧博羅亞-14”遠程防空雷達和St-68UM等數千部近程對空警戒雷達組成防空警戒系統,部分采用了相控陣技術并使用米波波段,具有較強地探測隱身目標和CM的能力。俄羅斯正在建設的新型“沃羅涅日-DM”預警雷達站,據說“能識別6000km外的飛行物到底是氣球還是導彈”。

在地基BM預警方面,美國的BM預警系統(BM EWS)和潛射BM預警(SLBMW)系統具備早期戰略預警和跟蹤中段和再入段導彈和彈頭的能力,探測距離達5000km,可對ICBM提供10～25m in預警時間,對潛射BM提供6m in左右的預警時間。BM預警雷達還可用于空間目標監視。美國地基空間目標監視系統由31部雷達和光學探測器組成、以美國本土為主遍布全球16個站點,探測距離可達40000km,可對直徑大于10cm的8000個空間目標進行識別和分類,還可以定期對直徑大于30cm的空間目標進行探測和跟蹤。但目前的地基空間監視網對小型的空間碎片、高軌的空間目標進行穩定探測、跟蹤的能力有限,對空間的覆蓋上存在空白。

3.2 指揮控制系統

指揮控制系統是防空防天武器系統的“中樞”,是整個戰場的大腦。美軍初步建成了戰略層面“指揮控制、作戰管理與通信”系統(C2BMC)和戰術層面特定導彈防御系統專用的指控系統。美國防空指揮控制系統能接收來襲轟炸機、BM和CM等空中、空間目標的動態信息,并能對目標信息進行處理,為防空武器系統提供目標的方位、高度、距離和速度等數據,引導或指揮防空武器系統對目標實施有效攔截。

俄羅斯防空指揮控制系統自動化水平較高,生存能力強。防空分區指揮所采用的“棱堡-3K 3”自動化指揮系統可同時處理1000個目標,并能自動指揮戰斗機和地空導彈對來襲的戰略轟炸機及其它作戰飛機、BM和CM等目標進行攔截。

3.3 防空導彈

由于地面防空導彈作為攔截來襲飛機的重要力量,當前美國、俄羅斯等西方各軍事強國均開始研制第四代防空導彈,到目前為止已有多型號裝備部隊。美國已裝備PAC-3中程防空導彈,增程中程防空導彈系統(MEADS),THAAD戰區區域高空防空導彈;俄羅斯防空導彈的發展到第五代,當前以三代C-300系列防空導彈為地面防空武器的絕對主力,另外還裝備了新型的“安泰-2500”及C-400系統。C-400系統采用新型的40N6遠程導彈時,射程可達400km,遠大于俄羅斯現役防空主戰兵器C-300“驕子”系統的9M 96E導彈。

3.4 地基末段反導系統

美國部署了多種反導系統,其中地基末段反導系統最為成熟。美國現已投入部署的有“地基中段防御”(GMD)系統、“宙斯盾”BMD系統和PAC-3系統。雖然這三種系統均已成功地進行了多次飛行試驗,并發展部署了一定數量的裝備,但其演示的技術成熟度和作戰性能各不相同。據美方評估,GMD系統屬于只具有“應急的、置信度低”的“初始能力”系統;“宙斯盾”導彈防御系統屬于具備了“中等置信度”的“部分能力”系統;PAC-3系統則具備了完全作戰能力,屬于置信度高,能支持作戰人員決定全面任務能力的系統。

美國陸軍主要以戰區高空防御系統(THAAD)和PAC-3形成高低雙層攔截體系,THAAD最大射高接近150km,“愛國者”的攔截高度也達到60km。印度研制的大地防空導彈(PAD)和先進防空導彈(AAD)反導系統也采用類似的攔截方式,分別在大氣層內外進行兩次攔截。俄S-400系統也具備一定的反導能力,該系統能在150～200km范圍攔截末段飛行的戰術彈道導彈。以色列的“箭-2”反導系統已經進入戰斗值班狀態。外媒認為,中國S-300、“紅旗-9”等防空系統也具備一定的末段反導能力。2010年1月11日,中國成功進行了陸基中段反導攔截試驗,成功擊毀了一枚來襲的BM。此次試驗成功標志著中國反導攔截能力有了很大提高。

4 國外防空防天裝備發展趨勢分析

4.1 注重臨近空間預警探測能力,構建空天偵察于一體

臨近空間平臺與空基和天基平臺相比,探測覆蓋范圍大,分辨率高。外軍進行的試驗證明,一艘飛行高度為3000m的浮空器,其雷達對高度在340m左右的空中目標的探測距離可達300km,對地面的覆蓋區域超過28000km2,大于13部同類地面雷達的覆蓋范圍。美國陸軍和海軍進行的山頂CMD作戰演示表明,利用升空的浮空器搭載傳感器,可以提供超視距目標數據。

因此,在反導預警方面,美國“聯合對陸攻擊巡航導彈防御空中聯網傳感器”(JLENS)與導彈預警衛星SBIRS將投入使用,空間跟蹤和監視系統(STSS)將部署,可識別假目標,提供精確的發射位置和落點預報,顯著增強對各種助推段導彈目標的探測能力和精確定向能力,特別是對戰術導彈的預警能力。

在天基空間目標監視方面,“天基空間監視”(SBSS)將于2014年完成4星組網,實現完全作戰能力,使美國對近地軌道衛星的跟蹤能力提高50%以上,能及時探測到深空中的微小目標;由3顆衛星組網的“軌道深空成像系統”(ODSI)預計在2015年完成,可提供空間目標的詳細特征圖像和軌道位置數據,顯著增強高軌目標的跟蹤和監視能力。

4.2 發展網絡化、智能化、戰略戰術一體的指揮控制系統

隨著指揮控制系統自動化程度的提高,防空反導作戰指揮控制系統可利用網絡技術、智能技術等提高作戰指揮的連通性、協同性和自主決策能力,更為靈活地根據需要自動組網,形成特定戰場態勢圖,實現對戰場態勢感知的共同理解,對戰略、戰役、戰術行動的一體化指揮。

據稱,到2020年,美軍將完成現有全球指揮控制系統(GCCS)到“網絡使能指揮控制系統”(NECC)的升級,實現戰略到戰術的指揮一體化,各級部隊可采用類似Web網頁瀏覽的方式,隨時隨地使用NECC中的情報信息分析、態勢圖融合、戰備狀態分析、兵力運用與部署演示、自適應決策等通用功能。

空天防御系統的指揮控制系統將能對防空、反導和空間防御實施統一的指揮,更充分利用整個系統的資源,提高整個空天防御系統的作戰能力。

4.3 發展反導反衛一體化的攔截系統

美國的助推段防御系統主要用于攔截助推段飛行的ICBM與遠程BM,附帶反衛星功能,中段防御系統主要用于攔截中段飛行的ICBM、中遠程BM,同時兼有打擊低軌衛星能力,末段防御系統集攔截TBM、CM、其它戰術導彈與有人駕駛作戰飛機、無人機的功能。隨著動能反衛星武器的完善和空間目標監視技術的發展,美國在繼續完善動能“硬摧毀”形式反衛星武器的同時,積極發展干擾衛星通信鏈路的“軟殺傷”形式反衛星武器。預計在2015年前美軍的“衛星通信對抗系統”(CCS)將全面形成作戰能力。

2008年2月21日美國在太平洋的伊利湖號巡洋艦上發射了標準-3(SM-3)導彈,在247km高空將2006年12月14日發射的失控的雷達成像偵察衛星USA 193號(NKOLZ_21衛星)擊毀。美國SM-3導彈攔截衛星的情景如圖1所示。SM-3導彈動能彈頭撞擊衛星的相對速度達到9.83km/s。此次試驗表明了反導反衛一體化能力。

圖1 SM-3導彈攔截衛星示意圖

5 結束語

美國正在通過發展多功能系統,實現作戰能力的緊密融合;通過加強信息聯系,實現各種組成要素的互聯與互通;通過加強戰場態勢信息融合、形成統一態勢圖,實現高效決策和協同,從而實現防空反導反衛的一體化。俄羅斯也提出空天防御一體化的構想,設想將導彈攻擊預警系統、太空監視系統、反導防御系統、防天系統聯合構成統一的導彈-太空防御系統。該系統在統一指揮網絡內實時、持續自動地協同工作。可以預見,在未來的防空反導反衛系統建設中,籌劃構建多層次的、一體化的、多平臺防空反導反衛系統成為世界各國關注的焦點。■

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