針對美國導彈防御系統的彈道導彈突防通道研究

北京航天長征飛行器研究所 王春莉 謝亞梅 焦勝海

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針對美國導彈防御系統的彈道導彈突防通道研究

北京航天長征飛行器研究所 王春莉 謝亞梅 焦勝海

【摘要】本文針對美國導彈防御系統作戰體系提出了采用突防通道來實現讓預警雷達無法發現突防物釋放、多彈頭分導或單彈頭分離過程的思路。具體從突防通道定義、戰術運用及具體參數設計等方面展開分析，對在體系對抗條件下提高彈道導彈突防能力有一定的參考價值。

【關鍵詞】突防通道；箔條

1 引言

美國導彈防御系統主要指用于保護美國本土、美國海外的軍事設施、駐軍及其盟國，使其免遭近程、中程、遠程和洲際彈道導彈襲擊的導彈防御系統，它是一個集預警、指示、制導、攔截和殺傷評估等功能于一體的作戰體系。在這個體系中早期預警信息對防御系統成功的展開攔截是至關重要的，所以本文研究的重點即是利用突防通道來實現讓預警雷達無法發現突防物釋放、多彈頭分導或單彈頭分離過程。

2 突防通道

傳統的通道概念來源于空軍也稱為干擾走廊，由大量拋撒在空中（大氣中）并形成具有一定長度、寬度和厚度的云狀干擾物組成。由于干擾走廊的干擾云多由箔條形成，因此干擾走廊又稱為箔條走廊。干擾走廊的作用是對電磁波散射衰減，使雷達無法看到飛機。而我們這里提到的突防通道是以彈道導彈為平臺在真空段應用箔條通道掩護突防物釋放、多彈頭分導和單彈頭分離，使防御系統無法獲取各種信息。并可在通道有效存活時間內，組織多波次導彈進攻。

3 突防通道的戰術運用及設計

3.1 突防通道的戰術運用

彈道導彈突防通道生成系統以彈道導彈為平臺，在彈道上升段或中段按照預設的時間、姿態、速度釋放大量箔條，在時間和空間上形成掩護通道。突防通道生成系統主要由釋放系統、時序控制系統、干擾物生成系統等組成。

在單彈頭導彈上鑒于運載能力有限而突防通道生成系統質量大，突防通道生成采用突防彈來實現，突防彈與進攻導彈協同作戰。在多頭分導式導彈中，突防通道生成可以由其中一枚彈頭承擔完成,用于掩護其他彈頭的分導和相應突防裝置的釋放。

3.2 箔條突防通道設計

3.2.1 箔條突防通道的雷達散射特性[2][4]

箔條云團可以看成由大量的偶極子型散射體組成。將箔條等效為偶極子，箔條的長度一般取為雷達工作波長的一半，此時箔條等效為半波偶極子。根據天線理論[3]半波偶極子的散射截面為：

當箔條之間的間距足夠大時，可以將每根箔條看成是獨立的，即如果箔條云團含有N根箔條，那么整個箔條云團散射回波的Stokes矢量為N根箔條各自散射回波的Stokes矢量之和，整個箔條云團的平均RCS為N根箔條各自的平均RCS的和。

3.2.2 箔條突防通道的主要參數[1][2]

箔條突防通道的主要設計參數為通道長度、寬度、厚度、密度等，具體分析如下。

a）通道的長度及寬度：寬且連續的箔條通道其基本要求是能夠使彈頭隱蔽在通道內，同時在通道內可以進行相應的突防裝置釋放而不被敵方雷達發現，通道的長度和寬度取決于預警雷達的部署位置和對導彈目標的可探測的總時間而定。

b）通道厚度：對于在真空、微重力條件下使用的箔條其厚度由信號衰減要求決定。

c）突防通道中箔條的長度、直徑：根據有關理論[1][5]研究表明，帶寬隨著L/d的減小而單調增寬,即增大箔條的直徑，使箔條的干擾帶寬增寬，但靠直徑增加帶寬是有限的,因此借鑒有關工程應用的經驗，我們認為選取箔條直徑d=25μm～50μm的鍍鋁玻璃絲比較合適。

為了獲得最好的干擾效果，應使箔條與被干擾雷達頻率產生諧振。在實際使用中，考慮偶極子及媒質均非理想導體，箔條的長度通常比理想情況下使用的半波長短一點，即約為l=0.48λ。

d）通道的平均體密度和衰減：箔條的平均體密度和衰減是鋪設通道考慮的重要因素。箔條的平均體密度是單位體積內平均箔條數，箔條的平均體密度ρ為：

式中：

ρ為箔條的平均體密度，單位：根/m3；

n為箔條包的數量，單位：個；

Si為第i個箔條包內箔條絲的數量，單位：根；

V為突防通道體積，單位：km3。

箔條通道對電磁波衰減的度（衰減系數β，單位dB/ m）可用來衡量干擾的效果。

隨著波長減小(頻率上升)衰減系數減小，這就意味著要增加箔條根數；隨著箔條體密度減小(突防通道體積增大)，衰減系數減小，這就意味著要增大箔條體密度，也就是要增加箔條根數。因此隨著時間的推移，干擾走廊體積的增大，對雷達的遮蔽性能也在降低。

4 結束語

經過多年的大規模投入，美國已經初步建立了基于網絡中心戰的多層次反導體系，嚴重威脅著我國以單件導彈武器、少量突防手段為主的突防能力。為了應對日漸完善的反導體系的威脅，如何在“大防御體系”下導彈武器系統能夠避免或減少被敵方發現識別的概率，增強突防能力，是確保我國導彈武器強大威懾力和后發制人報復能力的關鍵。本文開展的突防通道技術研究就是從體系對抗的角度，探索提高突防技術措施的使用效能，為多發進攻導彈開辟安全通道，具有重要的軍事應用價值。

參考文獻

[1]陳靜.雷達箔條干擾原理[M].北京:國防工業出版社,2007,5.

[2]趙勛杰,陳靜.箔條云電磁散射統計特性研究[Z].電子對抗,1990,(3):1～10.

[3][美]J.D.Kraus,等.天線(第三版)[M].章文勛,譯.北京:電子工業出版社,2004.

[4]王雪松,赫曉峰,周穎,等.自由空間中偶極子云團極化散射特性研究:相干散射模型[J].電波科學學報.2001,16(1):66-77.

[5]Butter,B.C.F.;“Chaff”;IEE Proceedings,Vol.129,Pt. F;NO.3,June 1982;pp.197～201.

王春莉（1976－），女，黑龍江人，碩士，北京航天長征飛行器研究所高級工程師，研究方向：飛行器設計。

謝亞梅（1977－），女，陜西人，學士，北京航天長征飛行器研究所高級工程師，研究方向：飛行器設計。

焦勝海（1976－），男，山東人，碩士，北京航天長征飛行器研究所研究員，研究方向：飛行器設計。

作者簡介：