簡析美國空基反衛星武器發展現狀

張遷

本文從反衛星武器的需求出發，對反衛星武器的分類、特點、組成及其作戰過程以及美國反衛星武器的發展現狀進行了闡述，對重點研究的三種反衛星武器作了介紹，并分析了反衛星武器發展特點及趨勢。

關鍵詞：反衛星武器，網絡中心機載防御單元，空射撞擊殺傷系統，機載激光武器。

1.引言

近幾次局部戰爭表明，衛星系統已經成為現代戰場上不可或缺的重要組成部分，從太空中獲取情報信息已經是成功取得軍事作戰勝利的關鍵。為了獲取太空優勢，美國發射了大量的衛星，他們在研制和發射衛星的同時，還積極發展反衛星武器系統，試圖利用反衛星武器系統干擾和破壞敵方的衛星，阻斷敵方信息源，謀求太空戰略優勢和太空資源壟斷。因此，圍繞衛星系統進行的破壞與反破壞、干擾與反干擾、摧毀與反摧毀，也就成為了對抗的主要內容，而反衛星武器則是破壞各種衛星的必要手段。

由于政治因素，美國并沒有大張旗鼓地進行反衛星武器的研制，而是將其融入反導攔截系統的研制當中。反導攔截系統也可以用于反衛星作戰，這兩方面的技術具有一致性，美軍在進行系統研制時也逐漸融合發展。

2.衛星系統與反衛星武器系統

目前衛星系統發展迅速，有很強的通信、導航、定位和氣象等空間能力，而且現代戰爭也需要衛星來完成信息傳遞、戰場偵察、導彈預警等任務。但是由于衛星系統受到軌道、載荷特性的限制，容易遭受到各種反衛星武器的攻擊，使之受到損傷或者失效。

2.1來自衛星軌道特性的限制

按照衛星距離地球表面的軌道高度，一般將其分為：低軌衛星、中高軌衛星和地球靜止軌道衛星。低軌衛星的高度為150～2000km，中高軌衛星的高度為2000～20000km，地球靜止軌道衛星的高度為36000km左右、軌道傾角為零度。此外，還有一種比較特殊的大橢圓軌道衛星，其軌道的近地點高度為幾百千米，而遠地點約40000km。根據不同的軌道特點，衛星容易遭受到不同種類武器的攻擊。

2.2來自有效載荷特性的限制

衛星的分系統有不同的功能，通常分為有效載荷與保障系統兩大類。其中，有效載荷是用于完成各種不同的航天任務。如光學偵察衛星的可見光相機、導彈預警衛星的紅外掃描儀、通信衛星的轉發器等。這些有效載荷容易受到激光武器的照射、高功率微波武器的攻擊。一旦有效載荷受到損傷，那么衛星系統也失去了應有的效果。

目前反衛星武器系統種類繁多，按照部署方式的不同，可以分為地基、空基以及天基反衛星武器，各種不同的反衛星武器系統的功能不同，有著自身的優缺點。根據不同目標的特性，選擇適合的反衛星武器，可以使衛星受到制約甚至破壞，其作用大大降低。而空基反衛星武器的優點是反應迅速，能在較短時間內完成作戰任務準備；載機目標較小，飛行速度快，不易被攔截，因此作戰半徑大；作戰成本低，可以通過改造現有的戰斗機完成。缺點是由于載機載荷與導彈體積的限制，射程較短。

3.空基反衛星武器系統

目前研制的空基反衛星武器一般分為兩類，機載動能反衛星武器與定向能反衛星武器。下面介紹下美國的反衛星武器系統：

3.1“網絡中心機載防御單元”（NCADE）

“網絡中心機載防御單元”（NCADE）項目是美國雷神公司研制的一種低成本空基反衛/反導攔截系統，屬于美國導彈防御局（MDA）和美國國防預先研究計劃局（DARPA）開展的“機載武器層”項目中基于動能攔截的空基反導系統研究項目，旨在探索將空空導彈改裝為反衛/反導攔截彈，形成空基反衛/反導攔截殺傷能力。美國導彈防御局于2006年5月首次授予雷神公司總金額700萬美元的NCADE導彈研制合同，所提出的要求包括：能夠在20km高度以上攔截高度為20～80km的彈道導彈，攔截半徑應達到25～150km；攔截彈的速度應達到2500m/s，即大約馬赫數8，并能以這個速度連續飛行20～60s。

雷神公司選擇其AIM-120中距空空導彈作為改裝對象，該導彈體積小、射程遠、技術先進、生產數量很大、實戰使用較多，是一型非常成熟的中距空空導彈。在該導彈的基礎上，NCADE進行的主要改進包括兩點：一是改用兩級結構，其中第一級采用AIM-120空空導彈的彈體和增程固體火箭發動機，第二級是帶有“變流量轉移和姿態控制系統”的KKV（派生自“標準”3攔截彈的戰斗部），采用硝酸羥胺（HAN）液體燃料，擴大了射程，提高了末段速度和殺傷動能；二是用改進的AIM-9X紅外成像導引頭取代原來的主動雷達導引頭。該攔截彈有三分之二的部件已經是在生產之中的成熟部件。該導彈的長度和彈徑都與AIM-120導彈相同，但重量減輕了近14kg。該導彈的最大射程可達160km（實際射程與導彈發射平臺的飛行速度和高度有關）。

在后期的發展工作中，雷神公司優化了該攔截彈的方案，改為無彈翼布局。該公司還指出：作戰飛機搭載NCADE攔截，既可以對彈道導彈進行大氣層內攔截，也可以進行大氣層外攔截。該公司還研究了其他一些具體的作戰構想，其平臺涉及有人駕駛作戰飛機、無人作戰航空系統（ UCAS）和長航時偵察無人機。

3.2空射撞擊殺傷系統（ALHTK）

空射撞擊殺傷系統是由洛-馬公司向美國國防部提出的一項方案，期望為空軍研制一種“低成本、多任務”的空基導彈防御系統，該系統是將具備動能攔截能力的地空導彈集成到戰斗機上使用，具備較高的效費比。2007年1月，洛-馬公司與美國導彈防御局簽訂合同，已開展空射撞擊殺傷系統的研究工作。目前，洛-馬公司完成了初始風險評估工作，主要進行將美國末端高空區域防御系統（ THAAD）以及PAC-3導彈集成到現有戰斗機上的可行性研究。

初步設想是把PAC-3地空導彈集成到F-15C戰斗機上（未來發展中將裝備到其它更為先進的戰斗機上），將其轉換為空空導彈通過機載平臺發射以摧毀敵方衛星系統。此外，該系統還可以保衛美國本土以及海外部署的美軍基地，用于攔截敵方來襲的彈道導彈。然而在研制期間，洛-馬公司認為將兩個系統進行集成是更加理想的辦法，即地面雷達負責提供發射和制導信息，飛機負責提供發射高度和初速度、以及更加靠近威脅來源的有利條件，這樣只用專門研究一個飛機和導彈的轉換接口系統就可以解決問題。為此，洛·馬公司設計了一個特殊的吊艙來實現F-15戰斗機和地面傳統PAC-3火控雷達的通訊，不通過飛機控制，而是由地面火控雷達直接用數據鏈和導彈通訊。同時，通訊內容也通過吊艙傳達給飛行員，飛行員反過來將飛機的精確位置、速度、高度和軌跡等信息傳遞給地面火控中心，并給導彈提供電源和點火信號。其作戰過程為：F-15戰斗機在高空巡邏，作戰空域必須處于地面PAC-3系統雷達的視野內，戰斗機與雷達進行數據交換。飛行員根據任務規劃改變飛行狀態，按照設計好的角度爬升，同時與地面雷達進行數據更新，在戰斗機激活導彈之后，地面雷達開始與導彈通訊，并與戰斗機形成閉環。在最佳時刻，導彈點火發射，這時可以獲得400m/s的初始速度和大約22km的初始高度。

PAC-3是美國陸軍所采用的低空防御系統，1989年開始研制，主承包商為洛-馬公司。1996年，改進型增程攔截彈（ERINT）被選為系統的導彈，具體命名為ERINT-1， 2002年裝備部隊。ERINT-1彈長4635mm，彈徑255mm，質量304kg，攔截高度15km，攔截距離20Km，由單級固體火箭和動能殺傷器組成，動能殺傷器包括Ka波段主動尋的導引頭、姿控發動機、制導系統和直接碰撞增強裝置等。攔截時的接近速度為3.35km/s，依靠高速碰撞殺傷目標。

3.3機載激光武器

機載激光（ABL）武器項目是一種高能激光武器系統，具有反應速度快、準確性強、效率高的特點。該項目開始于1992年，最初美國空軍牽頭，2001年11月，該項目的管理權被轉交給了美國導彈防御局。1996年，美國空軍與波音公司、諾·格公司和洛-馬公司簽署了ABL項目的初步設計和風險降低階段合同，開發名為YAL-1A的激光武器。其中波音公司是主承包商，主要負責提供飛機、BMC41（作戰管理、指揮、控制、通信、計算機和情報）系統以及全套系統的集成和測試；諾·格公司負責化學氧碘激光器（COIL）及信標照明激光器（BILL）的設計和研制；洛-馬公司則負責光束控制與火控系統的研制。主要用于攻擊并摧毀低軌道衛星和在助推段剛飛出大氣層的彈道導彈等戰略目標，它能在10～20秒之內摧毀低軌衛星或來襲導彈。

ABL主要由載機平臺（波音747-400F）、兆瓦級的高能化學氧碘激光器、光束控制與火控系統（包含有功率為幾百瓦的11.5μm主動測距C02激光器、1.03μm固體脈沖跟蹤照明激光器（TILL）、1.06μm固體脈沖信標照明激光器、精確穩定的光學系統等）以及BMC41等系統構成。首架裝備ABL的飛機機體已于2000年1月提供，進行16～17個月的改裝后，成為“攻擊型激光器一1”，用做試驗平臺。美國政府在ABL項目上已經花費了大約50億美元，完成了近50次飛行試驗，證明其有能力跟蹤空中目標、測量和補償大氣條件，并攔截助推段彈道導彈。

但是，最終因氧碘化學激光器的輸出功率不達標、激光在大氣層內強的“吸收”和“抖動”效應等無法克服的技術難題而于2011年被取消，轉為技術儲備研究。盡管如此，ABL還是幫助美國完成了機載平臺及激光器方面的技術積累，近幾年，隨著固體激光器、光纖激光器等小型化、實用型新一代高能激光器的快速發展，美國進一步加大了對機載激光武器項目的投入，各軍種、研究機構聯合工業界開展了多個機載激光器項目。

4.空基反衛星武器發展趨勢

在諸多反衛星武器中，空基反衛星武器具有反應速度快、打擊范圍廣、成本低等優點。目前反衛星武器的發展趨勢主要有以下幾個方面：

4.1反導反衛星相結合

反衛星與反導武器系統在許多技術上是一致或相似的，比如推進技術、精確制導技術、目標相對位置的測量技術、空間目標檢測跟蹤技術等。能夠在大氣層外攔截彈道導彈的反導系統同樣具有反衛星能力，衛星軌道基本固定，很少機動，所以衛星軌道可以被準確確定，因此可以說反衛星比反導更容易。所以說，具有反導能力的國家，同樣具有反衛星的能力。例如美國，雖然出于政治等方面因素考慮，美國沒有大張旗鼓地研究反衛星技術，但卻把這種技術隱含在反導系統的發展之中，目前美國的幾種導彈防御系統均有反衛星能力，而且在大力發展空基反導系統的同時，其反衛星能力也不斷提高。

4.2發展多種類反衛星武器

現代反衛星武器既可采取直接碰撞動能硬殺傷，又可采用激光等定向能軟殺傷，還可采用噴涂化學物質等其它非致命殺傷手段。各國在發展動能反衛星武器的同時，也在研制定向能反衛星武器。與動能武器相比，定向能武器具有速度快、攻擊空域廣、可重復使用等優點。定向能反衛星武器能在很小的立體角內定向傳輸能量，瞬間打中遠至幾千公里的目標，將其摧毀。具有代表性的是機載激光武器。

4.3通過實現多目標攻擊和利用現有成熟技術使作戰成本逐步降低

機載激光武器每次攜帶的化學燃料足以與40個目標交戰，每次成本僅為約1000美元。這不僅大大降低了作戰成本，還節約了作戰時間，一次起飛作戰任務可以攻擊多個目標，大大提高了作戰效率。而網絡中心機載防御單元與原有的AIM-120尺寸一樣，能夠直接裝備到F-22戰斗機上，無須像ASM-135導彈只能由改裝后的F-15飛機發射。

5.結論

2008年2月12日，美國在聯合國裁軍會議上公開拒絕了“防止外太空軍備競賽條約草案”，這讓人們更清楚的認識到太空軍備競賽的不可避免。目前美國已經建立起了較為完善的衛星信息系統，探測、獲取并傳遞軍事信息，在近幾次局部戰爭中發揮了重要的作用，隨著衛星系統對現代戰爭的作用日益增強，各國對太空控制權的爭奪也日益激烈。而反衛星武器更是成為取得制天權和獲得太空優勢的關鍵之一，其中空基反衛星武器的特點使其能夠應對緊急作戰任務等突發事件，并且研究成本較低。通過花少量的錢就能高效、迅速地完成空中打擊任務，也是現代戰爭的重點之一。