美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)評估

楊云翔　齊艷麗

2015年3月，美國國防部作戰(zhàn)試驗與評估辦公室發(fā)布了《2014年彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)評估報告》，對2013年10月1日至2014年12月31日期間的美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的研制與試驗進行了評估。該報告共計75頁，主要包括引言、彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)簡介、作戰(zhàn)有效性/適用性/生存能力評估、以及試驗項目充分性等4個章節(jié)。

美國彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)由作戰(zhàn)系統(tǒng)、探測器和指揮控制系統(tǒng)組成，其中四大自主作戰(zhàn)系統(tǒng)包括陸基中段防御系統(tǒng)（GMD）、“宙斯盾”彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)、末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)（THAAD）系統(tǒng)和“愛國者”系統(tǒng)。

2013年10月1日-2014年12月31日期間，美國共開展8次飛行試驗和5次地面試驗。此外，評估報告還分析了2013財年進行的FTO-01聯(lián)合反導(dǎo)試驗的試驗數(shù)據(jù)。FTO-01試驗是首次系統(tǒng)級作戰(zhàn)試驗。與之前的年度評估報告類似，本報告是基于現(xiàn)有的攔截試驗數(shù)據(jù)以及有限建模與仿真的校核、驗證與確認(rèn)（VV&A）結(jié)果。

作戰(zhàn)有效性、適用性和生存能力

近5年來，由于陸基中段防御系統(tǒng)連續(xù)3次失敗，仍有很多問題尚未查明，因此該系統(tǒng)的成熟度以及驗證本土防御能力的復(fù)雜性及難度并未得到提升。而區(qū)域性/戰(zhàn)區(qū)防御系統(tǒng)取得了很大進步，試驗成熟度和復(fù)雜度很高。表1從試驗驗證、技術(shù)難度、試驗復(fù)雜度、作戰(zhàn)真實程度等多個維度總結(jié)了不同能力級別的關(guān)鍵特性。表2基于演示驗證試驗和能力評估標(biāo)準(zhǔn)，對不同系統(tǒng)針對不同導(dǎo)彈目標(biāo)的攔截能力進行評估，粗線框的代表已經(jīng)部署的系統(tǒng)能力等級，標(biāo)注“無”的表示不具備攔截此類目標(biāo)的能力。

GMD系統(tǒng)

美國導(dǎo)彈防御局（MDA）已經(jīng)驗證了GMD系統(tǒng)的部分能力，例如攔截少量伊朗和朝鮮等國簡易彈道導(dǎo)彈的能力，但目前還無法開展定量評估。這是由于定量分析需要大量地面試驗數(shù)據(jù)，而支撐其性能評估和飛行試驗的建模與仿真確認(rèn)工作還沒有完成。

陸基攔截彈的作戰(zhàn)有效性和可靠性很低，MDA仍在試驗中繼續(xù)查找潛在的問題。在2014財年進行的FTG-06b試驗中對EKV的多項改進進行了驗證。在2013財年的FTG-07試驗中，CE-Ⅰ型EKV出現(xiàn)故障，由于電池電解質(zhì)泄露導(dǎo)致電壓漂移，進而造成飛行系統(tǒng)計算機關(guān)閉，引起最終的殺傷器分離失敗。目前，CE-Ⅰ型殺傷器軟件已經(jīng)完成了研發(fā)、試驗和部署，它能夠在電壓漂移后重置和修復(fù)飛行系統(tǒng)計算機。此外，MDA正在研制新型電池，試驗后將應(yīng)用在計劃2016財年交付的CE-Ⅱ1型殺傷器上。目前，對GMD系統(tǒng)的生存能力驗證工作仍然有限，其生存能力特性主要是依賴設(shè)施測試和組件級測試，缺乏關(guān)鍵數(shù)據(jù)的支撐。

“宙斯盾”系統(tǒng)

2014財年，“宙斯盾”4.0系統(tǒng)和“標(biāo)準(zhǔn)-3”Block 1B攔截彈完成了初始作戰(zhàn)試驗和評估。“宙斯盾”4.0系統(tǒng)在試驗中采用“標(biāo)準(zhǔn)-3”Block 1B攔截彈驗證了在來襲導(dǎo)彈飛行中段攔截整體式和復(fù)雜頭體分離的近程彈道導(dǎo)彈、簡單分離式中程彈道導(dǎo)彈、較短射程的中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的能力。然而，飛行試驗和建模仿真還沒有測試所有預(yù)期的導(dǎo)彈威脅目標(biāo)類型、攔截幾何條件以及突襲規(guī)模等。通過飛行試驗以及維護演示驗證數(shù)據(jù)分析，“宙斯盾”4.0系統(tǒng)達(dá)到可靠性要求，但是指揮、控制、通信、計算機和情報系統(tǒng)硬件的可靠性低于預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，并且早期飛行試驗中的信號處理系統(tǒng)穩(wěn)定性不佳，總體計算能力基本滿足閾值要求。

而基于“宙斯盾”4.0系統(tǒng)的“標(biāo)準(zhǔn)-3”攔截彈遭遇失敗，其主要原因是第三級火箭發(fā)動機出現(xiàn)問題。MDA成立故障評估委員會，確定了失敗的根本原因，隨后決定重新設(shè)計第三級發(fā)動機噴管，以提高導(dǎo)彈可靠性。新設(shè)計已經(jīng)在2014財年初的地面試驗中得到了驗證。目前，還沒有在惡劣環(huán)境中驗證“宙斯盾”4.0系統(tǒng)的生存能力，如暴雨、高海況以及其他極端環(huán)境等。目前的環(huán)境試驗還不能驗證核和生化效應(yīng)，以及在GPS系統(tǒng)失效環(huán)境下的情況。

THAAD系統(tǒng)

THAAD系統(tǒng)已經(jīng)驗證了針對大多數(shù)整體式和頭體分離式近程彈道導(dǎo)彈和中程彈道導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力。在2007-2013財年期間，THAAD共完成9次飛行試驗，累計攔截10枚彈道導(dǎo)彈靶彈（包括5枚整體式近程彈道導(dǎo)彈、3枚簡易頭體分離式彈道導(dǎo)彈和2枚中程彈道導(dǎo)彈）。2009財年驗證了齊射作戰(zhàn)能力，2012財年驗證了多目標(biāo)同時作戰(zhàn)能力。然而，預(yù)期能力是攔截更多復(fù)雜的近程和中程彈道導(dǎo)彈，甚至能夠攔截射程更遠(yuǎn)、速度更快的中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈。

評估報告指出，目前在人員配置上，尚不能確保THAAD導(dǎo)彈連及時、充分地部署并作戰(zhàn)。2014年，THAAD項目開啟了31項適用性提升工作，預(yù)計2017年全部完成，其中2項正在進行中，仍然需要大量的士兵訓(xùn)練和裝備可靠性工作。美陸軍并沒有針對THAAD進行充分的訓(xùn)練，目前仍缺乏足夠的訓(xùn)練設(shè)備。可靠性條件測試和多次飛行試驗的數(shù)據(jù)顯示，THAAD系統(tǒng)在兩次飛行試驗之間的可靠性提升不穩(wěn)定。并且，部隊缺乏診斷性工具和設(shè)備，不能準(zhǔn)確定位、維護和評估THAAD系統(tǒng)的作戰(zhàn)狀態(tài)。美MDA將開展THAAD系統(tǒng)自然環(huán)境測試，以發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷，如在極端溫度、溫度驟變、濕度、暴雨、冰雪、沙塵等環(huán)境中試驗。

“愛國者”系統(tǒng)

在攔截某些戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈方面，“愛國者”系統(tǒng)滿足了“性能研制文檔”中全部系統(tǒng)效能需求。但是，針對另外一些戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈，該系統(tǒng)只滿足了部分需求。

1990年以來，“愛國者”PAC-3系統(tǒng)已經(jīng)演示驗證了攔截30枚近程彈道導(dǎo)彈靶彈的能力。2002年，成功攔截中程彈道導(dǎo)彈靶彈。在2003年伊拉克戰(zhàn)爭中，“愛國者”攔截了所有9枚伊拉克近程彈道導(dǎo)彈，但同時由于訓(xùn)練和系統(tǒng)缺陷等問題導(dǎo)致“愛國者”系統(tǒng)擊落了2架友軍戰(zhàn)機。為了避免出現(xiàn)類似誤傷事件，美國對“愛國者”系統(tǒng)進行了多處能力增強，并采取了9項改進措施。2012年5月-2013年1月期間開展了“愛國者”（PDB-7）版本系統(tǒng)的有限用戶測試（LUT），但未能實現(xiàn)在可靠性、可維護性和可用性的作戰(zhàn)需求。美國陸軍計劃于2018財年在PDB-8版本系統(tǒng)中使用改進的雷達(dá)數(shù)字處理器，增強其可靠性，并減少維護操作。在2012-2013財年進行的有限用戶測試中，還發(fā)現(xiàn)隨著“愛國者”系統(tǒng)復(fù)雜性的提升，作戰(zhàn)人員需要更高水平的專業(yè)技能，并且需要接受更深入的培訓(xùn)。由于戰(zhàn)場上需要較高的作戰(zhàn)能力，美陸軍取消了專門用于試驗的愛國者系統(tǒng)部隊。因此，與THAAD一樣，不可能在接近實際作戰(zhàn)場景下，評估培訓(xùn)有素的愛國者部隊。缺乏訓(xùn)練，將增加風(fēng)險，“愛國者”部隊作戰(zhàn)能力可能不會達(dá)到預(yù)期水平。愛國者系統(tǒng)還未能驗證其在某些電磁環(huán)境下的生存能力，同時沒有滿足部分美國陸軍核化武器局的需求。但在陸軍核化武器局的支持下，美國陸軍尚無需對該局要求進行驗證。

C²BMC系統(tǒng)

有效的作戰(zhàn)管理對一體化彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)來說至關(guān)重要，C²BMC是實現(xiàn)系統(tǒng)級作戰(zhàn)管理的主要組成部分。C²BMC 6.4是目前部署系統(tǒng)，由作戰(zhàn)司令部（COCOM）和全球交戰(zhàn)管理器（GEM）組件構(gòu)成。C²BMC 6.4已經(jīng)驗證了為彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)提供戰(zhàn)場感知，以及在各組件之間傳送跟蹤信息的能力。C²BMC 6.4在增加了全球交戰(zhàn)管理器組件后，具備了管理多部AN/TPY-2前沿部署雷達(dá)的能力，雖未進行飛行試驗，但已在多次地面試驗中驗證了管理兩部雷達(dá)的能力（如2014年8月美國歐洲司令部分布式地面試驗、跨作戰(zhàn)司令部彈道導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)行動的分布式地面試驗以及2014年12月美國太平洋司令部分布式地面試驗）。CZBMC系統(tǒng)還尚未驗證實時交戰(zhàn)指令能力，計劃在軟件改進后實現(xiàn)這一功能。

試驗項目充分性

GMD試驗項目在評估攔截中遠(yuǎn)程和洲際彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的作戰(zhàn)有效性、適用性以及生存能力方面還不夠完全充分。FTG-06b（2014財年）有限地驗證了陸基攔截彈（GBI）的攔截能力，其試驗數(shù)據(jù)有助于通過仿真手段驗證未來部署與FTG-06b配置相同的攔截彈。但EKV電池、新型慣性測量組件和硬件等需要更為嚴(yán)格的審查過程，對于目前已部署的陸基攔截彈來說，當(dāng)前試驗數(shù)據(jù)并不具有代表性，同樣也不能用于目前的VV&A。由于試驗失敗致使無法收集到中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈和洲際彈道導(dǎo)彈威脅目標(biāo)動力學(xué)和特征、多部雷達(dá)建模與仿真以及大氣環(huán)境的VV&A。因此，2014年的試驗未能提升彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)性能評估所需的多種建模與仿真能力。

區(qū)域性/戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)自主作戰(zhàn)系統(tǒng)的飛行試驗較為充分，可以支持?jǐn)r截近程和中程彈道導(dǎo)彈的系統(tǒng)性能定量評估。在評估中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈威脅目標(biāo)的有效性方面，定量評估尚不充分。

建議

報告指出，MDA應(yīng)該加強基于彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)仿真的性能評估能力的研發(fā)重點和相關(guān)投資，包括建模與仿真的VV&A以及開發(fā)出高逼真和具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計意義的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)級性能評估的能力。

GMD系統(tǒng)

為提高和演示驗證作戰(zhàn)型陸基攔截彈的可靠性和可用性，MDA應(yīng)：

系統(tǒng)升級改進已部署的EKV，直至研制并部署重新設(shè)計的殺傷飛行器（RKV）；

試驗裝備CE-I型EKV的陸基攔截彈，實現(xiàn)FTG-07（2013財年）的試驗?zāi)繕?biāo)；

將MDA獨立專家小組評估報告中關(guān)于陸基攔截彈的工作原則和建議延伸拓展到彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的各個組成部分。

在更為惡劣環(huán)境下開展CE-Ⅰ型EKV的攔截試驗，驗證CE-Ⅰ型EKV的能力，并為CE-Ⅰ型EKV的建模與仿真提供驗證數(shù)據(jù)。

加強陸基中段防御系統(tǒng)的生存能力測試，包括賽博安全。為獲取其他生存能力數(shù)據(jù)，未來彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)試驗大綱中增加相關(guān)的試驗、驗證和演習(xí)

“宙斯盾”系統(tǒng)

MDA應(yīng)確保對“宙斯盾”彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)4.0和“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)（ACS）基線9.C1進行充分的試驗，用于建模與仿真系統(tǒng)的VV&A。

MDA應(yīng)采用“標(biāo)準(zhǔn)-3”Block 1B型開展飛行試驗以驗證“宙斯盾”4.0系統(tǒng)攔截射程更遠(yuǎn)的中程/中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈靶彈的能力。計劃2015財年第四季度進行FTO-02試驗，驗證這一能力。

MDA應(yīng)在更為接近實戰(zhàn)環(huán)境下，驗證“宙斯盾”4.0系統(tǒng)與THAAD、PAC-3協(xié)同作戰(zhàn)的能力。計劃2018財年第4季度驗證這一能力。

MDA應(yīng)對“標(biāo)準(zhǔn)-3”Block 1B攔截彈重新設(shè)計后的第三級固體發(fā)動機噴管進行充分的地面和飛行試驗，以驗證新方案在更為惡劣作戰(zhàn)飛行環(huán)境下的可靠性。

MDA還應(yīng)在飛行試驗中攔截多枚彈道導(dǎo)彈威脅目標(biāo)的同時，驗證艦艇自防御反艦巡航導(dǎo)彈的能力。2015財年第二季度，F(xiàn)TX-19試驗計劃將采用“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)（ACS）基線9.C1對上述能力進行部分驗證，試驗中將發(fā)射3枚近程彈道導(dǎo)彈和2枚對空靶彈。

THAAD系統(tǒng)

美國陸軍應(yīng)進一步增強THAAD系統(tǒng)的訓(xùn)練，確保系統(tǒng)作戰(zhàn)人員可隨時準(zhǔn)備作戰(zhàn)。

THAAD系統(tǒng)（狀態(tài)2）對一些過時的硬件和軟件進行了重新設(shè)計，MDA應(yīng)對該系統(tǒng)進行充分試驗。開展THAAD的飛行試驗，攔截復(fù)雜近程彈道導(dǎo)彈目標(biāo)，提高先進算法。2015財年第四季度開展FTO-02對上述能力進行驗證。

詳細(xì)評估可靠性增長試驗（2015財年）的數(shù)據(jù)，確定其是否滿足可靠性需求，是否驗證了可靠性的提升。先前的數(shù)據(jù)表明，兩次飛行試驗之間的性能提升還不夠協(xié)調(diào)。

MDA應(yīng)進行飛行試驗，驗證攔截中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的能力。計劃在2015財年第四季度的FTT-18試驗中驗證此能力。

在自然環(huán)境試驗中識別出的問題，MDA和陸軍應(yīng)完成相應(yīng)的重新設(shè)計和改進，以防在后期試驗中再次出現(xiàn)問題。

MDA應(yīng)驗證已批準(zhǔn)的THAAD文檔的使用情況，驗證其準(zhǔn)確性及完備性。此外，還需開展THAAD系統(tǒng)的電子戰(zhàn)試驗。

“愛國者”系統(tǒng)

美國陸軍應(yīng)進一步加強“愛國者”系統(tǒng)的訓(xùn)練，確保作戰(zhàn)人員隨時作戰(zhàn)。還需進行一次攔截反輻射導(dǎo)彈的飛行試驗，以驗證其建模與仿真。

MDA應(yīng)包含系統(tǒng)級的飛行試驗，驗證“愛國者”與THAAD系統(tǒng)之間的自動攔截協(xié)作、“愛國者”與“宙斯盾”系統(tǒng)問的人工或自動攔截協(xié)作，以及“愛國者”系統(tǒng)在THAAD和“宙斯盾”作戰(zhàn)失敗情況下，攔截目標(biāo)的能力。預(yù)計2018財年第四季度開展的FTO-03 E2試驗將對此能力進行驗證。

美國陸軍還應(yīng)提高“愛國者”雷達(dá)的可靠性，并且重建專門的“愛國者”試驗導(dǎo)彈營。

C²BMC系統(tǒng)

MDA應(yīng)該繼續(xù)研制C²BMC系統(tǒng)，提高彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的作戰(zhàn)管理能力。

美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)應(yīng)在飛行試驗中，用多部前沿部署探測系統(tǒng)以評估C²BMC系統(tǒng)準(zhǔn)確分配和融合來自多部探測源的跟蹤數(shù)據(jù)。

MDA應(yīng)在更真實的威脅環(huán)境下，開展分布式地面試驗，評估一旦C²BMC失效時彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作戰(zhàn)的連續(xù)性。