郭彥江
防空導彈是指由地面、艦船或者潛艇發射,攔截空中目標的導彈。從20世紀40年代初德國開始研究到現在經歷了70余個春秋。
防空導彈就像自然界中形形色色的生物,由多個分系統共同組成一個完整的作戰系統。每個分系統都像生物的器官一樣,不可或缺。從防空導彈設備組成上劃分,一套防空導彈武器系統由以下四部分組成:
導彈 導彈由彈體、動力裝置、彈上制導設備和戰斗部組成,但不同的導彈其具體組成也各不相同。
制導設備 在復雜的防空導彈武器系統中,制導設備主要包括跟蹤制導雷達、光電跟蹤設備、高速數字計算機與顯示裝置等。單兵便攜式防空導彈的這部分設備比較簡單,幾乎全部由彈上設備來完成。

發射系統 發射系統由發射(如發射架、發射筒)、裝填(如裝填機)以及發射控制設備組成。其主要功能是:發射前支撐導彈,并與其他設備一起協助完成發射前的準備工作;賦予導彈規定的發射角度;發射后與儲存、運輸設備一起完成再裝填。有些導彈(如“愛國者”、C-300)的發射設備也是導彈的儲存、運輸裝置。
指揮控制系統 現代軍事指揮、控制、通信系統是以計算機、通信技術為支撐的自動化軍事指揮系統,為指揮員收集情報信息、掌握戰場實況、運籌決策、調度資源提供了高效的工具,曾經有人把指揮控制系統比喻為“兵力倍增器”。防空導彈武器系統的組成,除包括以上提及的設備外,還包括技術保障設備,技術保障設備用于導彈進入發射陣地前的各項準備工作(包括戰斗部的裝填、液體推進劑的加注、導彈的綜合測試等),同時還用于對武器系統各種設備的檢測和維修。
隨著科學技術的發展,國際上政治和經濟競爭的更加廣泛與深刻,隨著精確制導技術的不斷發展,目前防空系統的重心以攔截來襲導彈為主要目標。
美國擁有全球最雄厚的財力和最強大的技術能力,致力于構建一個多層次、全方位、覆蓋全球的導彈防御系統,謀求反導的“絕對安全”。美國在2002年12月16日的《國家安全政策指令》文件中正式將“戰區導彈防御(TMD)”和“國家導彈防御(NMD)”的名稱取消,統稱為“導彈防御”,并將其分成末段防御、中段防御和助推段防御。各型武器在“指揮、控制、戰斗管理和通信系統”的支持下分別負責各段的防御,形成一體化、多層次的彈道導彈防御系統。末段防御,包括“愛國者”PAC-3和末段高空區域防御;中段防御,包括陸基中段防御和“宙斯盾”導彈防御;助推段防御,包括機載激光、動能攔截器和空基助推段動能攔截等。

“愛國者”PAC0-3 MSE型導彈的攔截飛行測試
“愛國者”PAC-3 “愛國者”PAC-3系統是美國導彈防御系統的重要組成部分,主要用于對高度在40千米以下的彈道導彈飛行末段進行攔截。作為一種陸基末段防空反導系統,PAC-3系統的性能獲得了各國的認可,目前已經被日本、德國和沙特阿拉伯等多個國家選為本國防空反導的中堅力量。
鑒于PAC-3導彈的優良性能,洛克希德·馬丁公司正在積極研制PAC-3導彈的空射型和艦載型。2008年初,洛克希德·馬丁公司完成了一項長達一年的可行性研究,該研究項目受美國海軍委托,論證了PAC-3導彈集成在“宙斯盾”軍艦上的作戰能力。
按照洛克希德·馬丁公司一位工程師的說法,PAC-3導彈只需要進行幾處小的改動就可以用于海軍艦艇。PAC-3的攔截彈長4.635米,彈徑0.255米,起飛重量304千克,完全適裝于MK41發射系統。洛克希德·馬丁公司的單隔艙發射裝置可實現4聯裝改進型“海麻雀”導彈一起裝入MK41發射單元的一個發射箱內,“海麻雀”的彈徑為0.254米,幾乎與PAC-3的攔截彈相同,因此有理由推測,PAC-3導彈將以4聯裝占用一個MK41發射箱的形式集成到“宙斯盾”系統中,提供強大的海基中低空反導能力。
末段高空區域防御(THAAD) THAAD設計用于保衛美國軍隊、盟國軍隊、人口密集區以及關鍵基礎設施免受中近程彈道導彈威脅。THAAD由火控與通信系統、攔截器、發射器以及一套雷達組成,攔截器利用碰撞殺傷技術摧毀目標,攔截高度40~150千米,即大氣層的高層和外大氣層的底層,這一高度實際是射程3500千米以內彈道導彈的飛行中段,是3500千米以上洲際彈道導彈的飛行末段,可有效填補“愛國者”系統與“宙斯盾”系統的防御空白。THAAD系統可以接收來自“宙斯盾”彈道導彈防御系統、預警衛星,以及其他外部戰區傳感器與指揮控制系統的目標指示信息。
陸基中段防御(GMD) GMD系統由部署在范登堡和阿拉斯加格里利堡地下發射井內的攔截彈,以及雷達、各種傳感器、指控設施、通信終端和光纖通信網絡組成。2008年12月5日,美國導彈防御局2008年12月5日成功進行了一次導彈防御攔截試驗。試驗中,一枚遠程彈道導彈從阿拉斯加卡迪亞克試驗場發射,操作人員從范登堡空軍基地發射了一枚攔截彈攔截這枚目標導彈。攔截彈飛向目標導彈時,接收到了來自GMD火控系統的目標數據,火控系統收集并整合了來自4個傳感器的數據。攔截彈飛入太空后,釋放了其大氣層外殺傷器,殺傷器跟蹤、攔截并摧毀了目標彈頭。這是美國進行的首次遠程彈道導彈防御系統試驗。試驗證實,GMD系統能夠防御遠程彈道導彈。

美國“宙斯盾”艦試射“標準”-6導彈
美國導彈防御局前局長奧柏林曾表示,GMD系統能夠對抗彈道導彈的襲擊,但美國在經濟上只能承受部署一套系統。2009年,波音公司完成了范登堡空軍基地的GMD系統第2個攔截試驗地下井的建造。新的地下發射井雖然被稱為試驗井,但擁有可以配置為試驗用或戰術作戰使用的獨特功能,為使用提供了更大的靈活性。
海基中段防御 以“標準”-3導彈為核心的海基“宙斯盾”導彈防御系統提供了對彈道導彈的海基中段防御能力。相對于陸基中段防御系統的攔截彈固定在地下發射井中,海基中段防御的最大優勢在于“標準”-3導彈可通過海軍艦艇實現全球公海的移動部署,因此在美國的導彈防御系統中占有十分重要的地位。
“標準”-3導彈計劃發展4種型號,分別為“標準”-3 Block 1A、“標準”-3 Block 1B、“標準”-3 Block 2A和“標準”-3 Block 2B。目前,“標準”-3 Block 1A和“標準”-3 Block 1B已部署,“標準”-3 Block 2A仍處于研制階段,“標準”-3 Block 2B已取消。
“標準”-3 Block 1A導彈由三級火箭發動機和一個動能戰斗部構成。第三級發動機可進行兩次脈沖點火,兩次脈沖點火之間的時延可變,具有靈活管理能量的特點。導彈制導系統采用了加裝抗干擾模塊的GPS和與“宙斯盾”系統通信的上/下行指令傳輸鏈路,中段制導利用上行鏈路提供的目標狀態和GPS提供的自身狀態信息進行指令修正和GPS輔助導航。對典型戰術彈道導彈的作戰距離大于300千米,跟蹤精度為微弧,制導精度為0.15米。動能戰斗部結構緊湊、高度模塊化,總質量為23千克,末段變軌能力大于3千米,是目前世界上質量最小的動能戰斗部。
“標準”-3 Block 1B采用雙色紅外成像導引頭,增加了一個新的先進信號處理器,提高了對彈頭、碎片和誘餌的識別能力。姿軌控系統采用了10個相同的姿軌控樞軸小推力發動機,4個用于動能戰斗部的橫向運動,其余6個用于保持導引頭對目標的角度和視角調整。這些小推力發動機可動態改變推力和燃燒時間,并增大推力,以應對各種目標,也稱為推力可調。
“標準”-3 Block 2A采用新研發的直徑均為0.534米的第二級和第三級火箭發動機。新型發動機除增大直徑使裝藥增多外,還采用輕質材料,使得最大作戰距離進一步增加。改進后的導引頭存儲器容量將達到200兆字節,為目前的20倍。該導彈將使“宙斯盾”彈道導彈防御系統的防御區域擴大2倍,并且具備一定的攔截洲際彈道導彈能力。

MEADS發射裝置
“標準”-6 “標準”-6導彈具有防空和反導雙任務能力,基本型主要用于防空,對付遠程巡航導彈,具有超視距攔截能力。“標準”-6導彈采用了“標準”-2 Block 4導彈的彈體和動力裝置,屬于半主動尋的和主動尋的制導體制。2014年10月,在綜合試驗中成功攔截巡航導彈,驗證了超視距攔截能力。2015年進入批量生產階段。
“標準”-6 Dual 1由“標準”-6基本型發展而來,具有雙任務能力,既可攔截巡航導彈,又可攔截彈道導彈。該型導彈采用了一個功能更強、可運行先進目標指示軟件的新型處理器,可跟蹤、識別和攔截處于下降段飛行的彈道導彈彈頭,還可攔截巡航導彈。2014年,美國導彈防御局完成“標準”-6 Dual 1導彈套裝軟件研制,在模擬的環境下進行了試驗,2015年成功進行了該導彈攔截近程彈道導彈試驗。
“標準”-6導彈還是目前“標準”導彈系列中惟一可接入“協同作戰能力”(CEC)的導彈。基于CEC的“標準”-6導彈可以不受本艦探測雷達的限制,通過CEC網絡中的空中傳感器獲取目標數據,或接收經CEC系統融合多平臺傳感器數據后形成的目標信息,實現遠程交戰。
俄羅斯正在大力推進S-500地空導彈防御系統的研制。S-500作為新一代地空導彈防御系統,其攔截范圍預計可擴展到500千米以上,同時攔截10個目標,能夠摧毀射程3500千米以內的彈道導彈目標。此外,S-500的雷達探測范圍比S-400更廣,其攔截導彈時的反應時間為3~4秒,而S-400是9~10秒。S-500防空導彈在未來將與S-400導彈系統一起,組成俄羅斯新一代空天防御體系。
中程增程型防空系統(MEADS)由美國洛克希德·馬丁公司、MBDA公司意大利分公司和德國LFK公司聯合研制,用于機動部隊及其他重要前沿設施的防空反導。它配裝有PAC-3 MSE“導彈組件增強”型導彈,1個火力單元包括3~6輛發射車(每輛發射車可攜帶8~12枚導彈)、3輛裝填車、1~2個車載戰術作戰中心,1~2部多功能火控雷達和1部超高頻搜索雷達。
MEADS作為新型防空導彈系統,采用了全新的設計理念和發展思路,具有以下特點:支持網絡化分布式作戰,寬帶即插即用通信網絡和通用型防空反導標準接口使其可隨時集成其他的傳感器和武器;系統采用最新型的PAC-3 MSE導彈,具有很強的殺傷能力;導彈發射裝置可安裝在一個5噸的輪式車上,可用C-130和A400M運輸機空運部署,其機動性相對“愛國者”系統有很大的提高。
目前,各國普遍開始重視導彈防御,防空反導技術近年的發展速度很快,并呈現出以下特點與趨勢:
政治因素影響技術發展。包括防空反導在內的國防科學技術,其發展與國家安全息息相關,很大程度上受到國家戰略需求的影響。符合國家戰略需求的技術往往能獲得廣闊的發展空間。美國導彈防御系統的發展幾經波折卻始終是美國政府的重點發展對象,根本原因就是它能夠攔截彈道導彈這一對美國本土威脅最大的武器。
導彈防御系統繼續向一體化、網絡化、分布式發展。洛克希德·馬丁公司負責的C2BMC系統體現了這一趨勢。C2BMC系統是美國導彈防御系統網絡化作戰的核心,通過探測器、武器和指揮中心的組合與匹配,擴大探測和交戰能力,比各個武器系統單獨作戰所實現的效能大得多,目前能夠支持全球17個時區內的軍事行動。
技術具有延續性和通用性。從美國國家導彈防御系統和戰區導彈防御系統,再到導彈防御系統,美國導彈防御系統的戰略定位與側重點是不斷變化的,但是其中的技術卻是一脈相承。“星球大戰”計劃早已被取消,但其計劃中的定向能武器、天基武器、預警探測系統等眾多技術都仍舊在不斷地發展。美國導彈防御系統中的陸基中段防御、動能攔截器等都采用了動能攔截方式,各種動能攔截器的技術方案雖然不相同,但其基本原理是類似的,技術上有很大的通用性。“標準”-6導彈的成功也是綜合利用了多項現有技術的結果。
跨國合作成為武器研發的有效途徑。跨國合作存在技術保密、合作矛盾、利益分配等問題,但研發過程中具有發揮各方技術特長、分攤研發成本的優勢巨大。目前,美日、美以、美德、英法意等各國之間都有合作研發的防空反導項目。現有的“拉姆”“海麻雀”改進型等型號都是成功的跨國合作范例。“標準”-3 Block2導彈、MEADS等先進的在研武器都采用了合作研發的模式,充分說明了跨國合作是一條可行的武器研發途徑。
責任編輯:劉靖鑫