無人機助推段反導技術發展現狀及應用前景

在各種可執行助推段反導任務的作戰平臺中；無人機的綜合效費比最高!適合以其為基礎發展專用的助推段反導空中平臺。

自上世紀80年代、尤其是冷戰結束以來，彈道導彈及其技術擴散的問題逐漸凸現，并成為影響全球和地區安全的重要問題之一，這促使彈道導彈防御武器在相關國家得到發展并投入使用。但迄今為止世界現役的反導武器均集中在末段反導(如美國THAAD“末段高空區域防御系統”和俄羅斯A－135反導系統)或中段反導(如美國GBI“地基攔截彈”)領域，而助推段反導由于技術難度大等原因，一直沒能有實用化的武器入役，由此造成的反導火力空白亟待填補。目前美國等國已在此領域加大了投入，并取得相當的技術進展(如已下馬的美國ABL“機載激光器”)。隨著近年來無人機技術的發展，其在助推段反導領域內的應用前景日漸引起了相關各國的關注和重視。

助推段反導的主要特點

眾所周知，根據彈道導彈全程飛行的不同階段，可以將反導作戰分為助推段、中段和末段反導。而助推段反導具有不同于中/末段反導的特點和獨特優勢，美國等國一直對其懷有濃厚的興趣，并為此進行了多年探索。

助推段反導的優勢

在彈道導彈三個飛行階段中，從易摧毀性的角度來看，助推段可以說是其全程飛行中最脆弱的時段，此時最容易被攔截：

(1)處于助推段的彈道導彈彈頭與彈體沒有分離，整個導彈體型巨大，同時發動機尾焰紅外特征信號強因而易被對方探測。

(2)處于助推段的彈道導彈飛行速度較慢，并且無法像飛行中段/末段那樣采取機動變軌、有源/無源干擾等突防措施，因而更易于跟蹤和攔截。

(3)助推段導彈燃料箱內充滿燃料，同時導彈因處于加速狀態而承受氣動壓力，彈體較為脆弱，很容易因外部打擊而破損、斷裂以至完全解體。

(4)對多彈頭彈道導彈來說，助推段飛行時其全部彈頭(包括誘餌彈頭)尚未投放，“全部雞蛋在一個籃子里”，此時對其實施攔截可將其攜帶的所有彈頭一網打盡，避免后續攔截時所面臨的多目標識別、跟蹤和打擊的麻煩。

(5)對于目前正在探討發展中的激光武器等新概念反導武器來說，用于助推段反導時才能發揮出最佳的攔截效果。因為目前的彈道導彈為解決重入大氣層時與空氣摩擦產生高溫的問題，其彈頭通常都配備有高性能的耐熱防護層，這意外地增大了激光武器對其打擊時的難度，而在助推段則不存在這樣的問題。

(6)對于部分攜帶特殊彈頭的彈道導彈，只有在助推段對其實施攔截才能有效防止或消除其打擊效果。例如，若敵方彈道導彈攜帶的是電磁脈沖彈頭，這種彈頭通常是在離地球表面數十至數百千米的高度引爆，此時導彈尚未進入末段甚至中段，己方的末端或中段反導武器對其基本失效，助推段攔截則是最有效、甚至是唯一的對付手段。

助推段反導的作戰效果

從作戰效果的角度來看，選擇助推段對敵方彈道導彈實施攔截可謂事半功倍，因而對各國軍方極富吸引力：

(1)通過助推段反導，可以擴大己方反導系統的作戰縱深，增加攔截層次，實現對來襲導彈的分層防御，提高己方導彈防御系統的綜合作戰效能和整體攔截概率。尤其是對于短程彈道導彈來說，由于其全程飛行時間短，彈道低伸，單靠中、末段反導往往防不勝防，而將助推段反導作為分層攔截的第一層，將有助于減輕中、末段反導作戰的壓力。

(2)一旦助推段攔截成功，被擊落的敵方彈道導彈殘骸碎片和戰斗部(包括其可能攜帶的核、生、化彈頭)都將落在敵國境內，不會給己方帶來任何附帶損傷，而敵方必須考慮由此帶來的嚴重后果，從而影響其戰時使用彈道導彈的決心。

(3)通過實施助推段反導，可由其協助己方預警衛星對敵方彈道導彈實施早期預警(因為助推段反導平臺比衛星更接近目標)，為己方反導系統提供更多的預警時間和更精確的目標數據，提升其整體作戰效能。

(4)敵方要應對助推段反導，將被迫采用速燃火箭(以縮短助推段飛行時間)等措施，不僅技術要求高，經濟代價大，還會導致導彈重量增加、載荷減少、射程減小、殺傷力減弱、突防力降低等一系列弊端，嚴重影響其戰術使用效果，以至背離彈道導彈作為一種廉價、高效威懾武器的初衷。

實施助推段反導面臨的困難

盡管助推段反導有著上述誘人的應用前景，但各國在該領域內的進展卻并不大，這主要是因為助推段反導實現起來面臨著技術和戰術上的巨大困難，其中最主要的有兩點：

(1)由于彈道導彈助推段飛行時間非常短暫(通常為1～5分鐘)，要在此階段內實施反導，需要在極短的時間內完成導彈預警、探測、跟蹤、決策、射擊等一系列動作，這在目前技術條件下具有極大的難度。美國物理協會(APs)的專家曾評估，在實施助推段反導作戰時，從探測、跟蹤到制定出攔截計劃至少需要45～65秒的時間，此后直到助推段結束，為攔截器摧毀目標留下的時間僅僅為200秒左右。

(2)由于彈道導彈助推段持續時間短，造成反導攔截武器的射擊窗口狹小，須分秒必爭，這要求己方反導平臺的部署地點不能太遠以保證快速反應。同時，為了獲得更加精確的目標數據，也要求己方反導平臺應盡可能靠近敵方導彈發射陣地。在各種中遠程武器不斷擴散的今天，這將使反導平臺的戰時生存力面臨極大考驗。

無人機用于助推段反導的可行性分析

反導作戰系統按照其發射平臺的不同，可分為陸基、海基、空基(其中包括有人機和無人機)和天基四大類，從理論上講這四類反導系統均具備實施助推段反導的潛力，但由于平臺自身性能的不同，它們在進行助推段反導作戰時的任務效能存在明顯差異。結合前述助推段反導的主要特點，表一從以下幾個方面對此進行對比分析：

從表中可以看出，在各種可執行助推段反導任務的作戰平臺中，無人機的綜合效費比最高，適合以其為基礎發展專用的助推段反導空中平臺。同時，與空戰、近距支援、遠程打擊等任務相比，助推段反導任務所面臨的作戰環境較為簡單，對平臺有無人員的要求相對較低(其任務效能更多地是依賴技術力量)，也比較適合由無人機來承擔。因此可以說，發展助推段反導無人機不僅能最大程度地滿足相關戰術需求，在技術上也是可行的。助推段反導無人機的能力需求

從近年來國外(主要是美國)對助推段反導無人機的研究情況來看，其基本思想是利用具備先進隱身和長航時性能的無人機，在敵方彈道導彈潛在發射地點附近(甚至敵方國土)上空長時間巡飛，一旦發現敵方導彈發射，迅速探測、跟蹤目標并發射攔截武器，力爭在助推段內將其摧毀；一旦助推段攔截失敗，則迅速將目標信息傳送給地面控制中心，以便組織對目標實施后續的中、末段攔截。從這一作戰思想出發，對無人機助推段反導系統提出了以下能力需求：

(1)長航時巡飛能力

由于實戰條件下及時搜尋敵方彈道導彈發射地點(尤其是機動發射車)相當困難，再加上助推段時間短暫，戰機稍縱即逝，因此要實施助推段反導，最好的辦法就是使己方無人機在目標可能活動區域上空長時間巡飛以等待它的出現，從而縮短攻擊鏈，這對無人機的長航時飛行及持久作戰能力提出了較高要求。因此無人機平臺的外形尺寸和重量均不能太小，同時還應采用升阻比高、結構重量輕、內部空間大的氣動布局，在保證良好氣動性能的同時，還能擁有較大的機體空間，以便容納足夠數量的燃油和任務載荷。

(2)全向寬頻隱身能力

由于敵方彈道導彈陣地往往布置有較嚴密的防空火力，要在其附近長時間巡飛，對無人機的雷達、紅外、目視、聲學和射頻(平臺數據鏈信號泄露也可能暴露自身)等各方面隱身性能提出了很高要求。若平臺隱身性能不足，易被敵方過早發現，不僅危及自身，還會導致敵方采取中止發射、轉移陣地等應對措施，給己方的反導作戰帶來不便。

(3)目標自動探測，識別/跟蹤能力

系統可在相當遠的距離上對助推段彈道導彈進行及時準確的探測并保持實時跟蹤，判斷其類型，評估其威脅程度，測量其方位、速度、距離等數據并提供給機載處理控制分系統。

(4)數據信息處理與指揮控制能力

由于時間緊迫，系統所獲取的目標信息不能像目前大多數無人機那樣需傳送給地面控制中心，而應交由機上控制分系統處理并做出決策，由其根據目標信息推算來襲導彈的前置點、計算射擊參數、發出攔截指令。

(5)對來襲導彈的可靠殺傷能力

為了防止來襲敵方導彈被攔截后，其大塊殘骸(甚至包括沒有引爆的戰斗部)憑慣性飛入己方或盟國區域而造成嚴重附帶殺傷，應當力爭在敵方助推段導彈達到一定速率和高度之前就將其攔截，同時增強攔截彈的殺傷威力，盡可能將來襲導彈徹底摧毀。

(6)作戰效果評估能力

發射攔截武器后，可對作戰效果進行實時觀測評估，一旦發現目標沒能摧毀，可及時向機上相關分系統反饋信息，爭取射擊機會對目標進行再次攔截。若判別目標已飛離攔截射界，應迅即通知地面控制中心并向其傳送相關的目標信息，準備后續的中、末段攔截。

(7)高性能數據鏈通信能力

為了在無人機平臺與地面指控中心之間建立起快速、可靠、實時的數據交流通道，數據鏈應盡量減少自身的延時以避免地面控制中心判斷決策滯后而貽誤戰機，同時應盡量降低自身電磁信號泄露以保證平臺的隱身性能，還應考慮到多架無人機編隊協同作戰的需要以對付敵方大批量導彈的飽和攻擊，這對數據鏈的傳輸速率、帶寬、低截獲概率、抗干擾等性能均提出了較高要求。

(8)系統兼容能力

無人機助推段反導系統可與己方整個反導作戰體系無縫連接在一起，在為其提供信息的同時也從中獲得支持，使助推段反導與中、末段反導一起，組成大縱深、全方位、多層次的綜合反導體系。國外助推段反導無人機技術發展動向

目前國外在進行助推段反導無人機－技術研究的國家主要是美國，近年來美國軍方曾進行過多次無人機助推段反導演示驗證。通過一系列試驗，美國軍方在助推段反導無人機平臺、任務傳感器和反導攔截武器等領域均取得了相當的技術進展。

無人機平臺

近年來美國使用MQ－9“死神”中空長航時無人機進行了多次助推段彈道導彈探測跟蹤試驗，同時也在考慮使用更大型的RQ－4“全球鷹”高空長航時無人機執行類似任務。這兩種無人機具備續航時間長、作戰半徑大等特點，適合對特定目標實施持久的定點監視，這對其承擔彈道導彈早期預警任務非常有利，但二者均沒采用隱身設計，在高威脅環境下的生存力弱，同時有效載荷也相當有限，在執行前述的助推段反導攔截任務時性能明顯不足，當面對具備較強軍事實力和較大國土縱深的國家時更是如此。為此，目前美國國內已經開始探討發展更適合執行助推段反導任務、兼具先進隱身性能和長航時飛行性能的新一代無人機。例如目前正在測試的美國海軍X－47B艦載無人機就可內埋攜帶4枚NCADE“網絡中心機載防御單元”反導攔截彈，具備執行高威脅環境下助推段反導任務的潛力。按照美國戰略預算評估中心(CSBA)的分析計算，待X－47B正式入役后(屆時其編號可能改為MQ－47B)，1個編制12架X－47B的中隊將可以在距離航空母艦3000海里(5556千米)處建立5個“彈道導彈防御戰斗空中巡邏圈”(BMD CAP)，并且每個巡邏圈均可實現24小時覆蓋。

目前美國國內還開始探討發展一種外形類似B－2A隱身轟炸機、但體積重量略小的專用反導無人機的可行性，它將在具備先進隱身性能的同時，擁有比上述無人機更大的載彈量和續航能力，從而更高效地執行助推段反導任務。

任務傳感器設備

要從幾百千米甚至更遠距離外對助推段彈道導彈進行準確探測和跟蹤，需要選用具有很高靈敏度的傳感器。根據美國近年來相關測試的經驗，中波紅外探測器可以滿足這樣的要求。目前美國軍方在利用MQ－9“死神”無人機進行彈道導彈跟蹤測試時，使用的是集成有紅外傳感器的MTS－B“多頻譜瞄準系統”。

據美國彈道導彈防御局(MDA)透露，截止2011年8月，該局已經使用“死神”無人機掛載MTS－B進行了10次試驗，并取得了“令人振奮”的試驗結果。例如在2009年4月7日的一次試驗中，“死神”使用MTS－B傳感器以很高的分辨率在“視距外”距離(有媒體披露為1000千米左右)上對剛剛發射、處于助推段的彈道導彈靶彈進行了準確探測和跟蹤，直至其逐漸加速、飛離自身作用范圍。

經過一系列試驗，目前“死神”無人機及其搭載的MTS－B傳感器系統所擁有的彈道導彈防御能力已獲得美國軍方的高度評價。美國導彈防御局局長帕特里克·奧萊利(Patrick O’Reilly)中將于2010年8月聲稱，該系統擁有“驚人的導彈防御能力”，并且其跟蹤精度和質量今后還將進一步提高，同時還有能力應對敵方大批量的導彈攻擊，可“同時跟蹤30、40、50甚至100枚來襲的導彈”。

盡管這樣，由于MTS－B在很大程度上只是一種臨時的試驗性裝備，從長遠計議，目前美國導彈防御局正計劃研制一種性能更加先進、使用更加方便靈活的新型機載紅外傳感器(ABIR)吊艙，它將可供多種不同型號的無人機(甚至有人機)攜帶使用。

此外值得注意的是，2010年9月7日，美國F－35戰斗機配裝的AN/AAQ－37“光電分布式孔徑系統”(EODAS，是一種高分辨率的全向紅外傳感器系統)成功地進行了一次遠距離(1280千米外)跟蹤助推段兩級火箭的測試，顯示出執行彈道導彈防御任務的潛力。這類技術今后也完全可以移植到專用的反導無人機上。

機載反導攔截武器

近年來，美國軍方對空空反導攔截彈的發展非常重視，推出了一系列由傳統地空/空空導彈改進而來的空射攔截彈，其中包括“愛國者”PAC－3地空導彈的空射改型(洛－馬公司研制)、THAAD“末段高空區域防御系統”的空射改型(洛·馬公司研制)和AIM－120C先進中距空空導彈的改型——NCADE“網絡中心機載防御單元”(雷聲公司研制)。在這三種攔截彈中，前兩者的體積重量均較大，目前技術狀態下由無人機掛載比較困難，美國軍方考慮的是由F－15/－16/－22戰斗機等有人機攜帶，但隨著今后更大型的專用助推段反導無人機入役，由其攜帶這類攔截彈應不存在太大問題。相比之下，NCADE的體積重量比較適中，在近期內更適合掛載能力有限的無人機攜帶。目前美國軍方已經著手進行無人機配備這類武器的嘗試，如前所述，測試中的美國海軍X－47B無人機就可在其內埋彈艙中掛載4枚NCADE。

從長遠看，隨著美國軍用激光器技術的發展，在無人機機載反導武器領域，目前美國軍方已經將注意力投向更具良好發展前景的激光反導武器上。這主要是因為激光武器作為一種新概念武器，具有明顯有別于傳統武器的獨特優勢：激光以光速傳播，目標與之相比基本可視為靜止狀態，射擊時無需考慮提前量；激光束質量近于零，射擊時幾乎不產生后坐力，可通過控制反射鏡快速改變射擊方向。因此激光武器具備反應時間短、精度高、火力轉移迅速等特點，非常適于助推段反導作戰。而隨著技術的進步，今后的激光器體積重量日趨減小、結構更加緊湊，效率也更高，用于配裝無人機所面臨的技術困難也將逐漸得到解決。例如目前美國國防高級研究計劃局(DARPA)主持研制的150千瓦級“高能液體激光區域防御系統”(HELLADS)激光器的體積不大于2立方米，包括冷卻系統在內的總重不超過750千克，可以方便地安裝到包括無人機在內的小型戰術作戰平臺上。美國導彈防御局于近期明確表示，在先前的ABL“機載激光器”項目下馬后，今后將會尋求一種性能更加先進、可由高空無人機攜帶的新型激光器用作助推段反導武器。