楊云翔



2013年,美國以朝鮮威脅為借口,公布了導彈防御系統計劃的4點新舉措,加快了本土和亞洲導彈防御系統的建設步伐。同時,美國調整了部分研制項目,取消了“精確跟蹤空間系統”(PTSS)項目,暫停了“標準3-2B”攔截彈項目,啟動了“通用殺傷器”技術研究,未來將繼續發展助推段動能攔截和激光攔截技術等。最終,美國將建成一個覆蓋近程到洲際射程、從助推段到末段攔截的全球一體化、多層彈道導彈防御系統。
部署現狀
截至2013年底,美國在全球范圍內部署的導彈防御系統如下(見表1):
* 探測系統: “國防支援計劃”(DSP)、“天基紅外探測系統”(SBIRS)以及“空間跟蹤和監視系統”(STSS)等天基紅外探測系統,“丹麥眼鏡蛇”、“改進的早期預警雷達”(UEWR)和AN/TPY-2等陸基雷達和海基X波段雷達。
* 攔截系統: “地基中段防御系統”(GMD)、“宙斯盾”系統、末段高空區域攔截系統(THAAD)和“愛國者-3”系統(PAC-3)等。
* “指揮、控制、作戰管理和通信系統”(C2BMC): 負責全球反導系統的協同作戰。目前服役的是6.2版本系統,6.4版本系統正處于部署過程中。
試驗情況
2013年,美國共開展14次飛行試驗,其中地基中段防御系統2次,“宙斯盾”反導系統6次,THAAD系統1次,“愛國者-3”系統4次,中程增程防空系統(MEADS)1次,其中僅地基中段防御系統攔截試驗失敗,具體試驗情況見表2。
美國導彈防御局繼續執行一體化、高效費比的地面和飛行試驗計劃,即“一體化試驗計劃”(IMTP)。2014財年,MDA為IMTP計劃增加了12次飛行試驗,總數達到49次。該計劃模擬真實作戰條件,驗證導彈防御系統應對當前及未來威脅的能力。
目前,國防部作戰試驗和評估辦公室與MDA開展合作,利用飛行試驗數據為導彈防御系統建模和仿真中的“校核、驗證與確認”(VV&A)工作提供支持。多種作戰場景及大規模性能評估的建模和仿真還需要多年時間才能完成。
隨著導彈防御系統的成熟,美國未來會逐步提高飛行試驗的復雜度,包括增加系統級的作戰試驗、反導系統的參試數量、試驗靶彈的數量和種類(彈道式和吸氣式)、評估作戰、策略、技術和流程的整體作戰指揮鏈等。
試驗特點及能力分析
GMD系統攔截試驗遭遇三連敗,實際作戰能力有限。
2013年1月26日,GMD系統成功開展代號為“CTV-01”的非攔截控制飛行試驗,試驗采用3級地基攔截彈,攜帶CE-II型EKV。EKV與助推器分離后,按照預定計劃實施機動,成功收集空間環境數據。
7月5日,美國開展的GMD系統攔截試驗(代號FTG-07)遭遇失敗,這是2010年以來連續第3次攔截試驗失敗。試驗采用3級地基攔截彈和LV-2型中遠程彈道靶彈,攔截彈攜帶CE-I型EKV。試驗中,里根試驗靶場附近的“宙斯盾”艦載AN/SPY-1雷達、STSS系統衛星、以及太平洋導彈靶場附近的海基X波段雷達參與探測和跟蹤任務。7月17日,導彈防御局局長在參議院撥款委員會的預算聽證會上稱,經初步調查,此次攔截失敗原因為軌道科學公司研制的地基攔截彈的第三級助推器與殺傷器分離失敗,其根本原因是彈載電池和電子控制器件的設計問題。
GMD系統采用“邊研制、邊部署”的并行采辦策略,甚至是先部署,后開展研制試驗,因此存在極大風險。此外,歷次攔截試驗場景較為簡單,靶彈并沒有采用復雜的突防裝置。盡管如此,至今的攔截試驗成功率僅為50%,失敗多由殺傷器及其探測系統故障導致,表明探測識別和殺傷器技術還不成熟,實際作戰能力有限。
美國導彈防御局稱,盡管2013年7月的攔截試驗失敗,但還是取得了一定成績,包括天基、海基探測系統成功開展跟蹤交接工作,首次采用“宙斯盾”艦載雷達跟蹤信息引導發射地基攔截彈,驗證了地基中段防御系統的“遠程發射”(LOR)能力。
“宙斯盾”系統試驗場景復雜,中段和末段攔截能力較為成熟。
試驗特點方面,每次試驗的側重點不同,難度逐步提高。
2013年2月13日,FTM-19試驗首次采用STSS衛星跟蹤數據發射“標準3-1A”攔截彈,成功驗證了基于天基探測系統的“遠程發射”能力。
9月10日,FTO-01試驗是繼2012年FTI-01試驗以后開展的第2次多系統協同攔截試驗。天基預警衛星、AN/TPY-2雷達和“宙斯盾”艦載SPY-1雷達在試驗中相互協同跟蹤目標,在實戰場景下驗證了“宙斯盾”系統和THAAD系統的多層防御能力。此次試驗中包括了“增程中程彈道導彈”(EMRBM)空射靶彈的首飛試驗,試驗成功表明美國空射彈道導彈的能力也在不斷提高。
9月18日,FTM-21試驗不但首次驗證了“標準3-1B”攔截彈雙發齊射能力,還創造了攔截高度的記錄,超過了2008年反衛星試驗的攔截高度。實際上,更高的攔截高度能夠提供更長的決策時間,尤其對“攔截-觀測-攔截”能力至關重要,即攔截后觀測目標是否被摧毀,如有需要,可進行再次攔截。
8月23日,“標準-6”攔截彈首次在海上開展飛行攔截試驗(2008年曾在白沙導彈靶場的沙漠中開展過攔截試驗),2枚“標準-6”攔截彈成功攔截2枚BQM-74巡航導彈靶彈,驗證了超視距攔截巡航導彈靶彈的能力。
攔截能力方面,“宙斯盾”系統具備較為成熟的中段和末段攔截能力。
中段攔截方面,“標準3”系列攔截彈攔截能力已經十分成熟,至今共開展過31次飛行試驗,其中失敗6次,成功率達80%以上。此外,參試靶彈種類和數量多,靶彈攻擊彈道多樣化,試驗場景復雜并且接近實戰配置,試驗設計難度逐步增強,幾乎均與天基預警和跟蹤系統協同作戰,驗證了遠程發射等能力。endprint
末段攔截方面,“標準2-4”型攔截彈至今開展過3次攔截試驗,全部獲得成功,而新型“標準-6”攔截彈結合了“標準-2”、“標準-3”攔截彈和AMRAAM型空空導彈的優勢,驗證了超視距攔截多靶彈的能力,未來逐步替代“標準-2”攔截彈,末段攔截能力將會更為成熟。
THAAD系統驗證了中程彈道導彈攔截能力,正在發展遠程發射能力。
THAAD系統的現階段試驗項目起始于2006年,至今開展的11次攔截試驗全部成功,成功率達100%。自2012年起,美國成功開展了2次中程彈道靶彈攔截試驗,具備了中程彈道導彈攔截能力。
根據美國最新歐洲部署計劃,未來可能在歐部署的THAAD系統將具備遠程發射能力,即利用其他位置部署的外部探測跟蹤信息發射THAAD攔截彈,該策略能夠進一步擴大作戰區域和提高攔截能力。
MEADS系統成功開展多次試驗,驗證了360°攔截能力。
2013年10月21日,中程增程防空系統(MEADS)在新墨西哥州白沙導彈靶場成功開展雷達跟蹤試驗。試驗中,多功能火控雷達探測和跟蹤了1枚“長矛”戰術彈道導彈,為11月的攔截試驗做準備。
11月6日,MEADS系統在白沙導彈靶場開展雙發攔截試驗,2輛發射車幾乎同時發射PAC-3 MSE攔截彈,成功攔截相反方向來襲的1架QF-4靶機和1枚“長矛”彈道導彈靶彈,驗證了360°防空反導能力。北約MEADS管理機構總干事稱,目前機動型防空反導系統沒有能像MEADS一樣,能夠同時攔截2個方向的目標。
研制進展
攔截系統
地基中段防御系統(GMD)
GMD系統能夠在大氣層外攔截中段飛行的彈道導彈,重點防御美國本土免遭遠程彈道導彈的打擊。該系統包括天基紅外預警和陸基早期預警雷達等探測系統,以及攜帶外大氣層殺傷器的地基攔截彈和指揮控制系統等。目前,美國共部署30枚地基攔截彈,其中阿拉斯加州格里利堡部署26枚,范登堡空軍基地部署4枚,均為軌道科學公司研制的3級地基攔截彈。軌道科學公司正在研制性能更好的2級地基攔截彈,2級攔截彈的助推段燃燒時間小于3級攔截彈,其作戰時間更短。
2013年,美國提出強化導彈防御新舉措,擴大地基中段防御系統部署規模,提出進一步增強美國本土防御能力。2017財年前,美國計劃在阿拉斯加州格里利堡增加14枚地基攔截彈(第1陣地6枚,第2陣地8枚),預計投資約10億美元,攔截彈總數從當前的30枚增至44枚。此外,美國可能在東海岸建設GMD攔截陣地。該陣地將是美國建立的第3處GMD攔截陣地。目前已經開展相關環境影響研究,計劃2016財年完成環境影響聲明。美國導彈防御局局長9月稱,需要評估的東海岸備選陣地共5處:紐約州德拉姆堡、佛蒙特州伊森艾倫訓練營、緬因州樸茨茅斯、俄亥俄州拉文納訓練中心和密歇根州卡斯特堡訓練中心。
此外,美國還繼續在東海岸紐約州德拉姆堡建設新的“飛行中攔截彈通信系統數據終端”(IDT),計劃2015年建成并運行。該終端能夠與格里利堡和范登堡空軍基地進行遠距離通信,進一步提升本土東部的導彈防御能力,可能是為東海岸建立GMD攔截陣地奠定基礎。
“宙斯盾”導彈防御系統
目前,“宙斯盾”導彈防御系統包括海基和陸基系統,其中海基“宙斯盾”系統主要執行海基中段和海基末段防御任務,陸基“宙斯盾”系統還處于研制階段,計劃將于2015年首先在歐洲部署。
海基“宙斯盾”系統是以“宙斯盾”軍艦為平臺,以艦載“宙斯盾”作戰系統為核心,以“標準-3”系列攔截彈為武器的攔截系統。“宙斯盾”艦、“宙斯盾”作戰系統和“標準-3”攔截彈正處于不斷改進的過程中,當前裝備了“宙斯盾”3.6.1系統版本和“標準3-1A/1B”攔截彈。未來將繼續改進“宙斯盾”艦,擴大具備導彈防御能力的“宙斯盾”艦的數量,將“宙斯盾”作戰系統改進至5.X版本,攔截彈將發展至“標準3-2A”型號。“標準3-2A”攔截彈在“標準3-1”型基礎上開展研制,未來將具備上升段攔截能力,以及遠程發射和遠程作戰能力。
2013年3月,美國宣布暫停“標準3-2B”攔截彈項目,并取消了歐洲“分階段、適應性方案”(EPAA)第4階段計劃。原因是國會預算削減,“標準3-2B”攔截彈部署時間至少推遲到2022年。而將該項目資金劃撥到GBI部署以及先進殺傷器技術上,進而提高GBI和“標準-3”系列攔截彈的性能。該結果與2012年美國國家科學院及2013年美國政府問責局報告結論相符,或已證明這些報告產生了決策效力。這些報告提到,“標準3-2B”攔截彈關機速度大于4000米/秒,不能攔截俄羅斯采用抬高彈道打擊美國東部的戰略彈道導彈。此外,根據攻擊美國本土的彈道特點,羅馬尼亞和波蘭并不是“標準3-2B”攔截彈的合適部署地點,而應該是歐洲北海地區。
2013年8月,美國建成了夏威夷太平洋導彈靶場的陸基“宙斯盾”試驗設施。美國將在該靶場開展各種試驗,計劃2014財年開展陸基“宙斯盾”系統的首飛試驗。根據歐洲“分階段、適應性”方案的第2和第3階段計劃,美國將于2015年和2018年分別在羅馬尼亞和波蘭部署陸基“宙斯盾”系統,配備“標準3-1B”和“標準3-2A”攔截彈。
末段高空區域攔截系統(THAAD)
THAAD系統用于防御中程和近程彈道導彈,是目前唯一一種既能在大氣層內也能在大氣層外攔截彈道導彈的反導系統。
2013年4月,美國以朝鮮威脅為借口,首次在西太平洋的關島部署1套THAAD系統,美國之前僅在本土的德克薩斯州布里斯堡部署THAAD系統,以及在亞太地區的里根試驗靶場和太平洋導彈靶場部署試驗用系統。
日本計劃2015財年引入THAAD系統。韓國也曾提出引進THAAD系統的意向。由此表明,THAAD系統可能從研制階段轉為部署階段,未來很有可能在韓國等亞太國家部署。endprint
探測系統
2013年,美國陸海天基探測預警系統研制進展較為順利,均成功參與導彈防御試驗。由于技術和預算風險,美國取消了PTSS項目,但將繼續改進陸基早期預警雷達,擴大天基紅外探測衛星和陸基前沿AN/TPY-2雷達的部署。
天基紅外預警系統
“天基紅外探測系統”(SBIRS)是美國新一代紅外預警衛星,未來將逐步取代DSP衛星。2013年3月,美國成功發射第2顆SBIRS系統衛星(GEO-2),11月完成了空軍太空司令部的驗收。項目負責人稱,GEO-2能夠提高對全球彈道導彈發射的早期預警和探測能力,支持彈道導彈防御系統作戰,擴大技術情報收集能力,提升戰場態勢感知能力。截至目前,美國部署了4顆SBIRS衛星,包括2顆HEO和2顆GEO軌道衛星。2013年,美國空軍還授予洛·馬公司價值約2.8億美元的合同,計劃建造第5和第6顆天基紅外探測系統的地球同步軌道衛星。
“精確跟蹤空間系統”(PTSS)項目于2009年啟動,計劃在空間軌道上部署PTSS衛星星座,用來取代STSS衛星,旨在采用商業化的成熟技術降低成本,利用紅外探測技術持久穩定地跟蹤上升段及中段飛行的彈道導彈。2013年4月,美國決定終止該項目,并取消未來預算申請。主要原因是PTSS技術和進度風險高,實際投資遠高于預期。該調整與2012年9月美國國家科學院(NAS)發布的《美國助推段導彈防御與其他備選方案的概念和系統對比評估》報告結論相符。該報告稱,PTSS探測系統壽命周期成本相對其探測能力來說過于高昂,部署多部AN/TPY-2雷達的成本更為合理,當前沒有證據表明PTSS的中段識別能力好于SBIRS/X波段/彈載探測器相結合的效果,因此建議取消PTSS系統。
陸基雷達系統
美國為提升雷達的探測、跟蹤、識別目標,以及引導攔截彈對來襲導彈實施攔截的能力,對已有的“鋪路爪”等預警雷達進行升級改進,升級后的雷達就是改進型早期預警雷達(UEWR)。2013年,美國繼續改進阿拉斯加州克利爾和馬薩諸塞州科德角的早期預警雷達,計劃分別于2017財年和2018財年改進完畢。屆時,世界范圍內將共有5部改進的早期預警雷達。
AN/TPY-2為固態相控陣X波段雷達。該雷達由卡車拖動進行近距離轉移,也可由C-5/C-17運輸機遠距離運輸轉移,可為反導系統提供探測、監視、跟蹤彈道導彈與殺傷評估,具備識別彈頭、碎片和假目標的能力。2013年2月,美日宣布在日本京丹后市航空自衛隊的經岬分屯基地部署AN/TPY-2雷達。該雷達將是美國在日本部署的第2部前沿預警雷達,未來美國將繼續擴大該型雷達在全球的部署規模。
海基雷達系統
美國正在研制新型艦載防空反導雷達(AMDR),該雷達是下一代雙波段導彈防御及防空雷達系統,計劃在2019年首先裝備在“宙斯盾”驅逐艦上,美海軍使用該雷達應對未來更加先進復雜的威脅,未來可能逐步取代“宙斯盾”艦載AN/SPY-1雷達。
該雷達包括導彈防御和防空的主動電掃陣列(AESA)S波段雷達、X波段雷達和集成控制2種雷達的控制器。AMDR雷達能夠在航母戰斗群中擔負防空和反導一體化防御任務,性能優于AN/SPY-1雷達。其中,S波段雷達用于立體搜索和跟蹤,彈道導彈防御識別和導彈通訊,主要執行分辨率較低的搜索任務,X波段雷達用于水平搜索,精確跟蹤,導彈通訊和末端照射等,主要執行分辨率較高的識別任務。
指揮、控制、作戰管理和通信系統(C2BMC)
C2BMC系統是連接、集成導彈防御單元的全球網絡,能夠使不同戰略作戰層面的人員能夠系統地規劃彈道導彈防御作戰,并能動態管理網絡中的探測器及武器系統以實現全球及區域作戰任務。目前采用的是2007年12月服役的6.2版本,6.4版本正處于部署階段,8.2版本處于研制階段,計劃2017年部署。
6.2版本系統已經具備link16數據鏈以及“宙斯盾”系統UHF/EHF波段等通信能力,具備一定態勢感知能力。6.4版本系統具備區域管理多部雷達的能力,以及初步全球作戰管理能力。8.2版本將具備探測系統和攔截系統直接匹配和管理的能力,完成通用X波段接口的研制,即將實現探測系統的一體化管理。
新技術、新方案研究
美國一直重視新技術和新方案的研究,在達到較高技術成熟度后,集成到整個反導系統中,進一步提高未來導彈防御能力。
2013年8月,美國導彈防御局長提出了識別技術、高能激光器、通用殺傷器、機載攔截器和軌道炮等5項需要重點投資的技術領域,并且針對當前探測識別的技術問題,制定了詳細的探測識別技術發展路線圖。美國為以上5項技術制定了試驗、概念驗證和研制3個階段的計劃,最終將獲取持久精確的識別技術、無人機載激光攔截武器、GBI和“標準-3”攔截彈通用的多殺傷攔截器、以及機載動能攔截系統,考慮發展軌道炮技術并首先實現其區域性反導能力。
攔截技術
啟動“通用殺傷器”技術研究,降低地基攔截彈和“標準-3”攔截彈項目風險
2013年,美國啟動“通用殺傷器”技術研究,可用于地基攔截彈和“標準-3”攔截彈,預計2020年前完成研制。該研究旨在降低地基攔截彈和“標準-3”攔截彈項目的風險和成本,重點開展推進系統和導引頭等多種技術的研制和試驗。其中導引頭技術將集中攻克長期困擾美國的彈頭與誘餌識別問題。該殺傷器可能重新采用2009年暫停研制的多殺傷器技術。
繼續研制空基動能攔截技術,尋求助推段攔截能力
2013年11月,美空軍分別授予雷聲、洛·馬和波音公司價值28.4萬美元的合同,開展名為“機載武器層”(AWL)的研究項目,標志著美國將繼續發展助推段攔截能力。項目負責人稱,該合同將于2014年6月完成,主要為空基反導系統的采辦項目開展可行性分析。在政府確認采辦項目前,暫不直接啟動研制項目。
此前,美國曾開展過2項機載動能攔截研究,分別是空射PAC-3和THAAD攔截彈以及以網絡為中心的機載導彈防御系統(NCADE)。“機載武器層”項目被認為是以上研究的延續。綜合相關資料,F-15、F-35戰斗機、B-1轟炸機和MQ-9無人機等都可能成為空基攔截彈的搭載平臺。
高層和低層防御兩種方案包括:
* 高層攔截彈將由F-35戰機攜帶,其關機速度為3500米/秒,機動能力達2000米/秒,側向機動加速度值最高達10g。其質量約900千克,作戰區域與“標準3-2”型攔截彈大致相同,但不需要地面或海面設施。
* 低層攔截彈的尺寸和重量與中程空空導彈(AMRAAM)相同。由于采用碰撞殺傷方式,無需攜帶戰斗部,因此其攔截速度和距離是AMRAAM的2倍。
探測識別技術
美國為提高探測識別能力,制定了探測器“識別技術”發展路線圖。2013至2019財年間,計劃并行開展探測器、定向能平臺以及算法等研制工作。其中,探測器以“多光譜瞄準系統”B和C型(即MTS-B和MTS-C)兩種機載探測器為基礎,分別設計、制造和試驗“跟蹤和識別”系統,最終將跟蹤、識別、定向能攔截和無人機平臺集成為一體,建成基于無人機載平臺的跟蹤、識別及定向能攔截系統。endprint