岳松堂+田志剛



采用動能攔截技術(亦稱“命中殺傷技術”)的末段高空區域防御系統(THAAD,亦音譯為“薩德”)是美軍彈道導彈防御系統(BMDS)的重要組成部分,也是美國陸軍未來防空反導作戰的“撒手锏”。該系統是美國陸軍雙層彈道導彈防御體系的高層反導裝備,具備在大氣層內和大氣層外防御來襲近、中程導彈彈道的能力,用于為城市、工廠和軍事設施提供反導防護。
研制與裝備概況
美國陸軍于1987年開始論證“薩德”系統(當時稱為“戰區高空區域防御系統”),1992年9月開始立項研制,1995年4月開始飛行試驗。該系統在1999年8月前共進行了11次飛行試驗,其中前3次為非攔截試驗,2次成功,1次失敗;后8次為攔截試驗,6次失敗,2次成功。由此可以看出該系統的前期進展并不順利,此后5年多更是再沒有進行攔截試驗。鑒于研制初期遭受的失敗,美國陸軍于2004年對“薩德”系統進行了重新設計,并重新命名為“末段高空區域防御系統”(由于“戰區”和“末段”的英文單詞都是以“T”開頭,所以縮寫仍為THAAD)。從“戰區”向“末段”的名稱變化真實地反映了美國戰區導彈防御與國家導彈防御走向一體化的戰略動向,“薩德”系統已從原來的戰術戰役性質的戰區反導防御武器發展成為戰術戰役與戰略通用化、系列化和模塊化的地面防空反導武器系統。“薩德”統從此進入了一個新的發展階段。
調整后的“薩德”系統于2005年11月恢復飛行試驗,隨后該計劃進展順利,所進行的試驗不斷取得成功。目前,美國陸軍已分別于2008年5月28日和2009年10月16日在得克薩斯州布利斯堡組建了2個臨時“薩德”系統連,用于部隊培訓和訓練。首批組建的這2個連將編入位于布利斯堡的第32陸軍防空反導司令部。2011年3月,主承包商洛克希德·馬丁公司獲生產合同,為第3個和第4個“薩德”系統連生產發射裝置和攔截彈。每個連配備3部發射裝置、24枚攔截彈、1部X波段陸基雷達和1套作戰管理/指揮、控制、通信和情報系統(BM/C3I,也稱火控通信系統)。2012年3月7日,洛克希德·馬丁公司對外宣布,隨著第24枚攔截彈的交付,首個完整裝備的“薩德”系統連已接收了全部裝備和部件。該連的建成標志著美國陸軍已經具備攔截最大射程3500千米中程彈道導彈的實戰能力。
“薩德”系統由美國國防部導彈防御局進行管理,由美國陸軍防御項目辦公室、防空反導司令部和“薩德”項目經理部協同實施。洛克希德·馬丁公司是該系統發射裝置及攔截彈的主承包商,雷聲公司是其X波段陸基雷達的主承包商。參與研制工作的分承包商包括聯合技術公司、化學系統公司(負責研制固體推進劑火箭發動機)、航空噴氣公司(負責研制助推發動機)、羅克韋爾國際公司洛克達因分公司、洛克希德·桑德斯公司、霍尼韋爾公司空間系統集團、利頓數據系統公司(負責研制計算機軟件和戰術作戰中心)、洛拉爾紅外與成像系統集團(負責研制雙軸萬向懸掛式紅外末段制導凝視導引頭組件)、威斯丁豪斯船舶公司、道尼爾公司、BAE系統公司(負責研制生產紅外導引頭)、阿諾德工程發展中心(負責俯仰動力裝置的研制及試驗)、漢密爾頓標準公司(負責研制推力矢量傳動裝置)、康卡倫特公司(負責為試驗期間的回路模擬硬件提供“紅鷹”實時Linux系統)、洛克希德·馬丁公司空間系統分公司(負責研制火力單元部署設備、支援設備和初始零部件)。
初期遍嘗失敗
盡管海灣戰爭向世人清楚地表明了反導防御作戰的巨大價值,但是由于在作戰中使用的“愛國者”屬于低層防空反導系統,且只具備初始反導能力,對戰術彈道導彈的最大攔截高度只有約15千米,主要用于保護機場、港口、軍事指揮中心、小城市等目標,防御面積較小。而且該系統對目標的攔截不能在足夠高的空間進行,產生的導彈碎片經常落在己方或友軍陣地上,會對地面人員和設施造成破壞。如果敵方使用大規模殺傷性武器,如核彈頭或化學彈頭,這樣的低層攔截就失去了實際意義。因此,研制部署一種能在更遠距離、更大高度上攔截來襲彈道導彈的先進防空反導系統就顯得十分必要。
美國陸軍對“薩德”系統進行概念研究和論證始于1987年。1992年9月,美國陸軍授予洛克希德·馬丁公司導彈與火控分公司一份價值6.89億美元的合同,正式開始立項研制“薩德”系統,并同時將陸基雷達的初始演示/驗證合同授予了雷聲公司。次年10月,美國國防部又把“薩德”系統列為重點發展的戰區導彈防御計劃的核心計劃。該系統隨即開始了一系列的試驗。
1994年5月,“薩德”系統攔截彈的動能殺傷器轉向與姿態控制系統(DACS)成功進行點火試驗。
1995年4月21日,系統在位于新墨西哥州的白沙導彈靶場進行了第1次飛行試驗,達到了預期目的。此次試驗對發動機、控制系統、助推器與動能殺傷器間的分離性能、導引頭保護罩的熱防護性能、動能殺傷器的自毀性能進行了驗證,同時評估了轉向與姿態控制系統發動機引起的側向噴流對導引頭側窗及高度控制效果的影響。
1995年7月31日,系統在白沙導彈靶場進行了第2次飛行試驗。攔截彈發射后執行能量管理控制系統(TEMS)機動飛行(由于白沙導彈靶場的空域限制,“薩德”系統進行試驗時嚴格要求攔截彈飛離發射裝置后需要進行當時獨具特色的TEMS機動飛行,也稱為“螺形飛行”)。助推器分離后利用陸基雷達提供的數據進行中段制導。但由于攔截彈飛行速度超過了靶場安全限制而導致飛行試驗終止。
1995年10月13日,系統在白沙導彈靶場進行了第3次飛行試驗,對能量管理控制系統、助推器分離階段的阻尼裝置、導引頭數據收集、與地面作戰管理系統的連通、發射系統、陸基雷達等做了測試。動能殺傷器亦演示了閉合回路導航,整個系統通過了軟硬件的對接過程。
1995年12月13日,系統在白沙導彈靶場進行了第4次飛行試驗,這也是“薩德”攔截彈的第1次攔截試驗,目標是“暴風”(Storm)靶彈。該靶彈采用“中士”導彈的第一級動力裝置,其第二級動力裝置則采用“民兵”I導彈的第三級動力裝置。在燃料燒盡之后,第二級動力裝置和制導控制裝置仍與再入彈頭(也稱為戰斗部)相連,以便為攔截彈提供單一目標。“薩德”系統雷達成功跟蹤了攔截彈和靶彈,動能殺傷器紅外成像導引頭發現并跟蹤了目標,但由于代用雷達第一次提供的目標信息出現錯誤,導致動能殺傷器耗用過多燃料修正彈道,致使攔截失敗。endprint
1996年3月22日,系統在白沙導彈靶場進行的第5次飛行試驗由于機械故障使攔截彈助推發動機沒有成功分離導致攔截“赫拉”靶彈失敗。“赫拉”靶彈由“民兵”Ⅱ導彈的兩級動力裝置、改進型“潘興”Ⅱ導彈的制導系統及再入飛行器組成,其最大飛行速度約2.4千米/秒,對應射程約1000千米,可模擬多種目標,其再入飛行器的紅外特征和物理外形可以改變,甚至可以按程序模擬“飛毛腿”導彈在以色列和沙特阿拉伯上空那樣的搖晃與斷裂。這是“薩德”系統全部單元都參加的首次試驗,攔截彈首次從車載發射裝置上發射,雷達成功跟蹤了靶彈和攔截彈。
1996年7月15日,系統在白沙導彈靶場進行了第6次飛行試驗,由于動能殺傷器的紅外成像導引頭電子系統失靈沒有識別到目標導致攔截失敗,攔截彈飛過目標后自毀。
1997年3月6日,系統在白沙導彈靶場進行第7次飛行試驗,由于動能殺傷器的轉向與姿態控制系統出現故障導致攔截失敗。試驗開始時,從白沙導彈靶場北端發射了“赫拉”靶彈,雷達探測到并跟蹤了目標,作戰管理系統計算出攔截位置。靶彈發射7分鐘后“薩德”系統發射了攔截彈。通常,攔截彈飛離發射裝置后,動能殺傷器上的6個姿態控制和4個轉向控制發動機應短暫點火,以吹開噴口并啟動轉向與姿態控制系統。但此次飛行中只有兩個姿態控制發動機點火,造成轉向與姿態控制系統死火,而遙測裝置也表明其輸出電流為零。期間,動能殺傷器接受并應答了6次目標位置的上行信息,但因轉向與姿態控制系統死火使其不能沿正確軌道飛行。雖然動能殺傷器頭部的防護罩打開,導引頭工作,但不能轉到使導引頭朝向目標的方向,致使側視紅外成像導引頭未能截獲目標。攔截彈發射2分鐘后,動能殺傷器因在稠密大氣層與目標偏差幾百米而丟失了目標。
1998年5月12日,系統在白沙導彈靶場進行的第8次飛行試驗由于助推段電子系統短路導致攔截失敗,攔截彈在發射后不久即失去控制。
1999年3月29日,系統在白沙導彈靶場進行的第9次飛行試驗中,由于高度控制系統故障使攔截試驗再次失敗。試驗開始時,系統的發射裝置、雷達、BM/C3I系統均表現正常,攔截彈發射后助推器和動能殺傷器順利分離,然后動能殺傷器依靠陸基雷達提供的最新目標信息進行中段制導繼續飛行。導引頭保護罩分離正常,進入到最后的攔截階段。但在第58秒時高度控制系統失靈,導致攔截彈飛過了計劃高度,沒有攔截到目標。不過,試驗數據顯示攔截彈已飛到距目標只有91厘米的高度。這次試驗雖然沒有攔截到目標,但完成了31個試驗目標中的27個。
1999年6月10日,“薩德”系統在白沙導彈靶場進行第10次飛行試驗并首次實現了成功攔截,在靶場中部的大氣層高空,一個模擬“飛毛腿”的靶彈被擊毀。駐扎在得克薩斯州布利斯堡的第6防空炮兵旅負責試驗過程中所有設備的實際操作,為部隊提供了寶貴的試驗與操作經驗。發射時共7名人員參與,其中2名負責操作發射車,3名負責作戰管理車,2名負責雷達車。
1999年8月2日,“薩德”系統在白沙導彈靶場進行第11次飛行試驗,攔截彈在大氣層外攔截到了靶彈。試驗中,“赫拉”靶彈模擬1枚射程為575千米的“飛毛腿”-C導彈。靶彈在到達約300千米的彈道最高點后,其長約3.96米的再入彈頭從導彈上分離。在此之前,攔截彈旋即發射。大約在攔截前的7秒鐘,陸基雷達最后一次向攔截彈紅外成像導引頭發送制導控制信號,之后由紅外成像導引頭負責跟蹤目標。在速度接近2.5千米/秒、高度略大于100千米時,攔截彈命中并摧毀了再入彈頭。此次試驗驗證了陸基雷達與導引頭之間的交接能力,導引頭亦能正確分辨已分離的靶彈助推器和再入彈頭。
2000年6月,“薩德”系統獲準進入工程與制造開發(EMD)階段,美國陸軍空間與導彈防御司令部授予洛克希德·馬丁公司一份約40億美元的合同,要求提供7部發射裝置、6個指揮控制站和30枚攔截彈用于EMD階段試驗。
2000年8月,洛克希德·馬丁公司授予雷聲公司一份14多億美元的合同,用于為該項目設計、研制、生產3部EMD階段雷達,該合同還包括6套BM/C3I作戰管理/指揮、控制、通信和情報系統的設計、研制和生產。
2003年12月,“薩德”項目順利通過系統關鍵設計評審。
重新設計后漸入佳境
2004年,美國陸軍對“薩德”系統攔截彈進行了重新設計,提高了其可靠性。導彈防御局與洛克希德·馬丁公司以及其他分承包商對之前11次飛行試驗、7次失敗的原因進行了認真分析,發現7次試驗失敗均與攔截彈控制過程有關而影響攔截彈可靠性的最大因素是彈上電纜和連接器,重新設計后的攔截彈不再使用傳統電纜。
2004年5月26日,洛克希德·馬丁公司在其位于亞拉巴馬州特洛伊市的工廠開始攔截彈的初始生產(包括最后的集成、組裝和測試),這些初始生產的攔截彈用于進行2004年年底至2009年期間的飛行試驗。
2004年7月15日,“薩德”系統進行轉向與姿態控制系統飛行試驗,以驗證脈沖模式下單一/多重轉向與姿態控制系統發動機的點火等。試驗共進行了33次點火、超過90次轉向控制脈沖和近200次姿態控制脈沖。在共80秒的測試中,推進器的工作時間超過了25秒。
2004年9月2日,“愛國者”PAC-3防空反導系統在白沙導彈靶場進行了攔截試驗,成功攔截了1個戰術彈道導彈目標和1個巡航導彈目標。“薩德”系統的AN/TPY-2型X波段相控陣陸基雷達參與了試驗,成功跟蹤了戰術彈道導彈目標。
2004年10月13日,“薩德”系統成功進行了短距熱發射試驗,驗證了系統的飛行試驗發射系統,確認了攔截彈儲運發射筒的設計。攔截彈安全飛離儲運發射筒后通過降落傘回收。
2005年6月17日,“薩德”系統的BM/C3I系統在白沙導彈靶場對真實目標成功進行了集成試驗。試驗期,間該系統的雷達對目標導彈重返大氣層內已分離的助推發動機和單個的再入彈頭進行探測、跟蹤和分類。通過使用來自雷達的跟蹤數據,BM/C3I系統進行了威脅評估、目標分配和攔截規劃,而且還發射了1枚模擬攔截彈,向雷達提供探測和攔截數據。endprint
2005年11月22日,重新設計后的“薩德”系統恢復飛行試驗,在白沙導彈靶場完成單純的攔截彈(即重新設計后的第二代攔截彈,它已接近于作戰使用的攔截彈,為了進行飛行試驗還增加了遙測裝置)飛行試驗,驗證了攔截彈發射、能量管理控制機動、助推器分離、整流罩分離、動能殺傷器分離等科目。AN/TPY-2雷達對飛行試驗中的攔截彈成功進行了探測、跟蹤,并與其進行了通信。
2006年4-5月,AN/TPY-2雷達在白沙導彈靶場進行了多次試驗,并演示了首次將雷達、發射裝置和火控系統完全集成在一起的“薩德”系統對模擬目標的攔截彈操作和模擬攔截。
2006年7月12日,AN/TPY-2雷達在白沙導彈靶場進行了對真實目標的試驗,并在試驗中對1枚彈頭與彈體不分離的“赫拉”靶彈進行了成功攔截(盡管攔截不是試驗的主要目的),這是重新設計后的“薩德”系統成功進行的第1次攔截試驗。進行此次試驗的深層原因是測試攔截彈導引頭的性能,包括測試導引頭的上行鏈路、下行鏈路及導引頭對目標進行探測和跟蹤的能力。
2006年9月13日,“薩德”系統在白沙導彈靶場進行以攔截目標為主要目的的飛行試驗。但靶彈發射后出現故障,攔截彈沒有發射,導彈防御局把這次試驗定為“未試驗”。
2006年10月,“薩德”系統從白沙導彈靶場移至位于夏威夷考艾島的太平洋導彈靶場(原因是隨著試驗的進行,靶彈越來越復雜、射程越來越遠,白沙導彈靶場有限的場地已不能滿足需要)。在太平洋導彈靶場進行試驗可以對從海基平臺發射的彈道導彈進行更加真實的攔截,這意味著“薩德”系統試驗時不再需要實施能量管理系統機動飛行。
2006年12月,洛克希德·馬丁公司接到一份交付首批2個完整的“薩德”火力單元(即2個系統連)的合同,包括48枚攔截彈、6部發射裝置和2套火控通信系統及支援設備、初始零部件等。
2007年1月26日,“薩德”系統在太平洋導彈靶場進行的第2次攔截試驗中成功攔截了1枚“飛毛腿”型導彈(也是首次實彈發射試驗)。試驗中,作為目標的整體式“飛毛腿”導彈(彈頭與彈體不分離)從位于太平洋考艾島海岸的機動平臺上發射,系統探測到目標后發射攔截彈在大氣層頂部對目標實施了成功攔截。這次攔截試驗的主要目標包括:演示在太平洋導彈靶場的發射陣地發射導彈;演示攔截彈導引頭對目標的識別與分辨能力,并對未分離的采用液體燃料的目標實施攔截;收集相關數據,包括導彈瞄準點信息、地面裝備信息、雷達跟蹤/目標識別信息、毀傷評估算法以及對導彈發射過程和裝備的測定。據統計數據顯示,此次試驗實現了預定目標。
2007年4月6日,“薩德”系統在太平洋導彈靶場進行的第3次攔截試驗(第2次實彈發射試驗)中又一次在大氣層頂部成功攔截了1枚整體式“飛毛腿”導彈,實現了所有的預定目標。試驗的主要目的是驗證攔截彈識別目標、區分目標類型、選擇瞄準點和直接命中殺傷目標的能力。次要目標之一是驗證系統的“可用性”,即評估士兵操作系統的能力;為了使試驗更具真實性,沒有讓操作系統的士兵提前得到有關“飛毛腿”導彈何時發射的信息。在這次試驗中,第6防空炮兵旅的官兵首次操作了全套“薩德”系統,進一步為部隊提供了試驗和操作經驗,并有利于增強試驗的真實性。
2007年10月27日,“薩德”系統在太平洋導彈靶場進行了第4次攔截試驗,攔截彈在大氣層外成功攔截了1枚來襲導彈。試驗中,美軍首先從位于太平洋考艾島外洋面上的1艘軍艦上發射1枚整體式“飛毛腿”導彈。隨后,美國陸軍第6防空炮兵旅利用部署在考艾島上的AN/TPY-2雷達探測并跟蹤了這枚“飛毛腿”導彈。最后,該旅發射攔截彈在100千米以上的大氣層以外高度,直接命中并摧毀了“飛毛腿”導彈。試驗數據表明,這次試驗實現了所有預定目標,系統的雷達、發射裝置、火控通信系統、攔截彈的性能及相互之間的協同能力和在大氣層外發現、跟蹤和攔截來襲單一目標的能力,都得到很好的驗證。試驗還演示了攔截彈在發射前被加熱到一定溫度條件下的性能及攔截彈在攔截目標前最后幾秒鐘正確執行交戰的能力,并進一步考察了陸軍士兵操作全套“薩德”系統的能力。
2008年5月28日,美國陸軍在得克薩斯州布利斯堡組建了首支“薩德”系統連,即隸屬于美國陸軍第32防空反導司令部第11防空炮兵旅第4防空炮兵團的第1連(也稱A連)。該連裝備的后勤支援設備包括連支援中心、一體化“承包商支援系統”和零配件等。
2008年6月25日,“薩德”系統在大氣層內60千米高空成功進行了第5次攔截試驗。在這次試驗中,1枚模擬彈道導彈的靶彈首先從1架C-17上發射出去,6分鐘后1枚攔截彈從太平洋導彈靶場發射。攔截彈識別出了與助推火箭分離的模擬彈頭后,直擊命中并摧毀了模擬彈頭。這是“薩德”系統首次成功攔截彈頭與彈體分離的目標,標志著該系統又向實戰部署邁進了一大步。
2008年8月底,由航空噴氣公司負責研制的“薩德”攔截彈助推發動機在位于加利福尼亞州薩克拉門托市的公司總部通過了鑒定試驗,助推發動機在試驗中的極寒氣候條件下展示了可靠性。該發動機已于2008年初通過了高溫試驗。極寒試驗和高溫試驗的成功為航空噴氣公司向美國陸軍交付高質量助推發動機及2009年部署使用鋪平了道路。
2009年3月18日,“薩德”系統在太平洋導彈靶場進行了第6次發射試驗,試驗演示了該系統在大氣層內探測、跟蹤和攔截分離目標的能力。這也是該系統進行的首次雙攔截彈齊射試驗,試驗中發射了2枚攔截彈來攔截1個單一的分離目標(在實戰中系統將采用這種“二攔一”戰術對付彈道導彈威脅)。在這次試驗中,第一枚攔截彈摧毀了目標,而第二枚攔截彈則由靶場安全官員遙控自毀。
2009年10月16日,美國陸軍在得克薩斯州布利斯堡組建了第2個“薩德”系統連。
2010年6月28日,“薩德”系統進行了第7次攔截試驗。在事先未通知靶彈發射時間的情況下,攔截彈在“迄今為止最低”的高度上擊落了1枚從海上浮動平臺發射的近程彈道導彈,驗證了該系統在大氣層內低空攔截單體(即彈頭和彈體不分離)目標的能力。試驗還驗證了系統的集成能力和在大氣層內高氣壓環境中以大攻角攔截目標的能力,以及通過攔截彈導引頭電子飛行軟件完成目標探測和瞄準的能力。這次試驗開創了該系統飛行試驗的多項“第一”:攔截高度迄今為止大氣層內最低;首次利用“薩德”系統連的地面硬件設備和軟件;首次利用實彈攔截試驗驗證了系統和“愛國者”PAC-3系統之間能夠進行自動攔截協作,首次將來自“愛國者”PAC-3系統和“宙斯盾”彈道導彈防御系統的兩路信息集成到“薩德”系統中。endprint
2010年10月底,導彈防御局再次授予雷聲公司一份1.9億美元的固定價格合同,用于生產、集成和試驗一種新型AN/TPY-2雷達。
2011年3月,洛克希德·馬丁公司簽訂生產合同,為第3個和第4個“薩德”系統連生產發射裝置和攔截彈。
2011年10月5日,“薩德”系統首次進行了“多對多”攔截試驗(也是第8次攔截試驗),驗證了該系統在近實戰條件下應對小規模彈道導彈突襲的初步能力。試驗中,1枚空中發射的近程彈道導彈和1枚海上發射的近程彈道導彈在數秒內先后發射,“薩德”系統探測到來襲導彈后發射了2枚攔截彈,2枚導彈幾乎同時攔截到目標。
2012年3月7日, “薩德”系統A連接收了全部裝備和部件,這標志著美國陸軍建成了首個齊裝滿員的“薩德”系統連。
2012年10月24日,導彈防御局在西太平洋夸賈林環礁的里根導彈靶場及周邊海域組織了一次代號為“綜合飛行試驗”-01的有史以來規模最大、最復雜的陸海空三軍都參與的聯合導彈攔截試驗,參試的“薩德”首次成功攔截了中程彈道導彈靶彈(第9次攔截試驗)。該系統之前在試驗中攔截的全部是近程彈道導彈靶彈,從此次試驗開始,該系統便從位于夏威夷考艾島的太平洋導彈靶場轉移至位于西太平洋夸賈林環礁的里根導彈靶場,進行對中程彈道導彈的攔截試驗。
2013年4月3日,美國國防部宣布,為應對所謂的朝鮮導彈威脅,“未來幾周內”將在關島部署“薩德”系統。為操作該系統,已經有約100名美軍士兵被增派到關島。
2013年9月上旬,“薩德”系統與海軍的“宙斯盾”驅逐艦彈道導彈防御系統在西太平洋地區進行了聯合實彈反導試驗,驗證了美國多層反導體系具有同時摧毀2個中程彈道導彈目標的能力。試驗中,美軍首先向馬紹爾群島夸賈林環礁里根導彈靶場附近同時發射2枚中程彈道導彈,“宙斯盾”反導系統的雷達探測、跟蹤到第一個目標后發射1枚“標準”-3攔截彈成功將其攔截,“薩德”系統的雷達探測、跟蹤到第二個目標后也發射了1枚攔截彈將其摧毀。為防止“宙斯盾”系統攔截失敗,“薩德”系統還向第一個目標發射了1枚攔截彈。
系統組成
“薩德”系統主要由攜帶8枚攔截彈的發射裝置、AN/TPY-2雷達以及BM/C3I作戰管理/指揮、控制、通信和情報系統組成。
發射裝置及攔截彈 八聯裝發射裝置安裝在1輛奧什科什公司的10×10重型擴展機動戰術卡車上,該卡車裝有自動裝彈系統,可以自動填裝導彈。“薩德”系統的很多組件都可以用1架C-130“大力神”戰術運輸機空運,只有其發射裝置需要使用C-17“環球霸王”Ⅲ或C-5“銀河”戰略運輸機空運。
“薩德”系統的攔截彈是美國專門為防御戰區彈道導彈而研制的一種動能攔截彈,由一級固體助推火箭和作為彈頭的動能殺傷器(KKV)組成。全彈長6.17米,起飛重量約800~900千克。動能殺傷器主要由用于捕獲和跟蹤目標的中波紅外導引頭、信號處理機、采用激光陀螺的慣性測量裝置和用于機動飛行的軌道與姿態控制推進系統等組成。紅外導引頭通過向彈載計算機傳輸目標導彈彈頭的紅外成像照片為攔截彈進行制導。動能殺傷器長2.32米,包括保護罩長2.325米,底部直徑為370毫米,重量約60千克,其最大飛行速度為2800米/秒。在美國所研制的眾多動能攔截彈中,“薩德”系統的攔截彈是唯一一種既能在大氣層內(40~100千米)高空攔截目標,又能在大氣層外(100~150千米)攔截目標的動能攔截彈,可用于保護美國及其盟友的部隊、人口中心和關鍵基礎設施免遭各種近程、中程、中遠程彈道導彈的襲擊,其200千米的最大射程尤其適合安全地攔截攜帶核生化彈頭的彈道導彈。而且其動能殺傷器具有很高的毀傷動能,來襲核生化彈頭在受到攔截時不會發生爆炸,因而不會對防御地帶造成沾染。所以,“薩德”系統既能執行戰區導彈防御任務,又能執行戰略導彈防御任務。攔截彈主要靠鉛酸蓄電池為其提供動力,而鉛酸蓄電池則由戰術靜噪發電機自動進行充電。
該攔截彈利用推力矢量技術實施機動,在命中目標前,動能殺傷器與攔截彈彈體分離,普拉特·惠特尼公司洛克達因分公司研制的高性能液壓轉向與姿態控制系統(DACS)用于控制動能殺傷器的末段機動。目標線路和預計彈著點在發射前輸入攔截彈,攔截彈在飛行過程中還能夠通過上行鏈路接收目標數據修正。動能殺傷器的末段制導通過安裝在萬向支架上的紅外導引頭來實施。后者通過一個帶蓋的非冷卻式側窗孔進行制導,引導攔截彈直至命中摧毀目標。側窗孔的蓋子在實施末段制導前脫落。
為確保摧毀大規模殺傷性武器所需的殺傷力,該攔截彈采用動能攔截技術,即采用直接命中并摧毀來襲彈道導彈的彈頭。因此,單級固體燃料火箭助推發動機采用最新的復合殼體材料以減輕重量。發動機尾部裝有可折疊式尾翼,儲存時呈平直狀態。飛行時可折疊式尾翼通過彈載計算機控制的一個金屬氣倉展開,以提高飛行穩定性。在助推階段,由一個電動冷氣瓶和套筒式推動矢量控制系統進行高度控制。發動機前端連接部分有一個分離電機,用以確保彈頭在大氣層內、外環境中與發動機分離。
彈頭和火箭發動機構成一個雙錐形結構的整體。尾部是復合材料制造的錐體結構。動能殺傷器采用不銹鋼制造,可將導引頭窗口被燒蝕的可能性降到最小。為了進行目標搜索,需要將動能殺傷器上的金屬袋充氣,從而產生一個分離速度,并去掉導引頭窗口的護罩,而充氣金屬袋擋住護罩,防止后者的碎片碰撞導引頭窗口。采用這種設計,導引頭窗口不需冷卻,從而簡化了設計。
與PAC-3動能攔截彈相比,“薩德”系統攔截彈除了也具有尺寸小、重量輕、便于機動部署等特點外,還有一些前者所不具備的突出特點:
第一,能夠保護更大的區域。按照設計要求,攔截彈的最大攔截距離可達200千米,攔截高度為40~150千米,可以保護直徑為200千米的廣大區域,是一種真正的區域防御武器,而PAC-3攔截彈只能算作一種點防御武器;endprint
第二,能實施多次攔截。攔截彈由于攔截距離遠和作戰高度高,因此有更多的交戰時間,可以采取“射擊-觀測-再射擊”的戰術模式:先發射1枚攔截彈攔截來襲目標。如果攔截失敗,可以再發射1枚攔截彈進行再次攔截。如果再次攔截失敗,還可以把目標交給PAC-3攔截彈進行第3次攔截。
AN/TPY-2雷達 “薩德”系統的雷達為AN/TPY-2高功率X波段相控陣陸基雷達。該雷達由雷聲公司一體化防御系統分公司研制,雷達軟件則由雷聲公司和洛克希德·馬丁公司聯合研制。該雷達能夠使用洛克希德·馬丁公司的C-130戰術運輸機進行空運,也便于公路運輸,探測距離為500千米,使用全視場相控陣天線能夠探測到射程達1000千米的彈道導彈。雷達采用全固態部件和波形捷變技術,輸出功率大。AN/TPY-2雷達能夠進行目標搜索、探測、識別、分類、攔截彈跟蹤制導、評估毀傷等,還能在很遠的距離上對目標進行精確跟蹤。
整部雷達由面積為9.2平方米天線、電子設備車、冷卻設備車、電源車和操作控制車組成。雷達的相控陣天線主要由天線裝置和前后移動器裝置2部分組成,使用25344個固態傳輸/接收模塊,工作頻率9.5GHz,前向探測方位角為120°,探測仰角為90°。每個模件功率為6~8瓦。這些模塊的重量較輕,且易于進行野外維修。
電子設備車的車廂為具有核生化防護系統及環境控制裝置的密閉保護罩,車內裝有2臺VAX7000數據處理機和4臺MP2大規模并行信號處理機,以及接收機/主控振蕩器、波形發生器、高速記錄儀等設備。
冷卻設備車作戰準備時間小于20分鐘,制冷流量為300克/分。電源車包括2臺1.1兆瓦柴油發電機(其中1臺備份),作戰準備時間小于10分鐘。操作控制車包括3個操作臺,用光纖數據鏈路與“薩德”的BM/C3I系統連接,與電子設備車通過長度小于500米的光纜鏈接,自帶15千瓦發電設備和核生化防護系統。
AN/TPY-2雷達的任務是:對有限空域進行搜索,捕獲目標后自動轉入跟蹤狀態;建立狀態評估,提供目標信息,預報落點,進行攔截計算,確定預測攔截點;利用目標狀態和高分辨率波形兩種組合信息對目標進行識別;測量攔截彈位置并通過上行鏈路給攔截彈發送目標狀態修正信息;提供目標威脅圖像,配合導引頭的紅外成像辨認真假彈頭;在實施完第一次攔截后,進行首次攔截殺傷評估以及可能的第二次攔截結果的綜合殺傷評估。該雷達的研制成果還將成為陸基中段攔截系統陸基雷達的技術驗證機的基礎。
“薩德”系統于2010年6月28日完成了第7次飛行試驗后,試驗人員使用“實況模擬程序”(SOLD)軟件系統為AN/TPY-2雷達注入了多種模擬威脅想定方案,用于演練系統應對敵人大規模彈道導彈攻擊的能力。
BM/C3I作戰管理/指揮、控制、通信和情報系統 BM/C3I作戰管理/指揮、控制、通信和情報系統是“薩德”系統的“大腦”和“神經中樞”,能將其車載發射裝置、攔截彈和AN/TPY-2雷達集成為一個完整的有機整體,用于協調與控制整個系統的運作。BM/C3I系統安裝在加固型方艙內,載車為“悍馬”高機動多功能輪式車。它是一個分布式、可重復、非節點的指揮控制系統,代表了陸軍未來防空系統的發展方向。其主要功能是:一、負責全面的任務規劃,協調并執行攔截來襲的彈道導彈;二、提供話音與數據通信能力,由此可以把AN/TPY-2雷達與車載發射裝置分散部署,以提高生存能力和擴大防御區域;三、與其他防空系統接口以便實施聯合作戰;四、與天基傳感器接口,以便利用其數據擴大防御區域。
BM/C3I系統由一些模塊化組件構成,包括戰術作戰中心、發射裝置控制站、傳感器接口,構成一個分配、轉發、連續指揮和控制系統。所有組件都安裝在“悍馬”車載標準方艙內。
戰術作戰中心的功能是為部隊作戰提供規劃、分析和后勤支援,為反導作戰行動提供監視和戰斗管理。它使用普通軟硬件設計,包括2個作戰方艙和2個通信方艙,作戰方艙具有雙倍的冗余能力。
發射裝置控制站擔負BM/C3I系統內的無線通信任務,構成遠距離的戰術作戰中心、發射裝置和傳感器接口之間的通信聯絡,保障分支通信線路暢通。
傳感器接口是AN/TPY-2雷達與BM/C3I系統之間的緩沖器。雷達數據首先由它進行迅速處理和濾波后再通過BM/C3I系統的通信系統進行傳輸。傳感器接口亦采用普通軟硬件設計,其方艙與戰術作戰中心方艙相同,必要時它也能完成戰術作戰中心方艙的任務。
為確保與陸軍和聯合部隊的協同作戰能力,BM/C3I系統能夠支持各類通信協議,其網絡各組成部分之間的主要通信線路是“聯合戰術信息分發系統”。在這個網絡上,傳感器與BM/C3I系統各組成部分能夠相互報告跟蹤數據和其他關鍵戰場信息,也能向其他防空系統報告跟蹤數據和其他重要戰場信息。BM/C3I系統任何一部分的損壞都不會導致其他部分的失能,大大增強了系統的生存能力和可利用率。
結束語
作為專門設計用于對付大規模彈道導彈襲擊的防御系統,“薩德”系統的獨特優勢在于其在對付大規模導彈威脅的同時,能夠為作戰部隊提供更加靈活的使用選擇。“薩德”系統不是用來取代而是用來補充“愛國者”PAC-3系統以及海軍“宙斯盾”彈道導彈防御系統、陸基中段防御系統和美國在世界各地部署的傳感器,從而使美軍具備多層彈道導彈防御能力。該系統還能接收“宙斯盾”導彈驅逐艦和衛星等外部傳感器發送的信號,進一步拓展了作戰空間和防護范圍。
“薩德”系統將和“愛國者”PAC-3系統相互配合遂行反導作戰任務,為戰場上的地面作戰部隊和重要設施提供一張安全的反導防御網:前者最大攔截距離為150~200千米,最大攔截高度100~150千米,負責“高層”防御,可攔截射程達3500千米的彈道導彈,還能為“低層”攔截系統提供目標信息;后者最大攔截距離為30千米,最大攔截高度15千米,負責“低層”防御,并能對“薩德”系統的“漏網之魚”實施再次攔截。在美軍陸基中段攔截系統和海基“宙斯盾”驅逐艦攔截洲際彈道導彈失敗后,“薩德”系統也能夠在洲際彈道導彈的飛行末段再次實施攔截。所以,“薩德”系統按計劃列裝后,將大大提升美軍的反導能力。
美國陸軍共計劃裝備7個“薩德”系統連,到2015年前后該系統將具備全面作戰能力。洛克希德·馬丁公司還計劃將每個“薩德”系統連的發射裝置從3部增加到6部。根據美國陸軍的預測,“薩德”系統能夠對付“美國陸軍通用目標系列戰區彈道導彈目標清單”中80%的戰區彈道導彈目標。“薩德”系統和“愛國者”PAC-3系統結合使用時,則能對付美國陸軍面臨的大部分空中威脅,這意味著面對大量彈道導彈威脅。美國陸軍將可能具備幾乎“無縫”的攔截能力,從而為美國本土和海外駐軍提供有效的彈道導彈防御能力。
(編輯/萬歷)endprint