美軍末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢*

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美軍末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢*

胡寶潔，徐忠富，范江濤,馮濤

(中國洛陽電子裝備試驗中心， 河南 洛陽471003)

摘要：作為美軍全球彈道導(dǎo)彈防御體系的重要組成部分，末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)(THAAD)能在大氣層內(nèi)高空或大氣層外攔截來襲的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈。分析了THAAD系統(tǒng)的防護區(qū)域、攔截能力，以及機動能力和生存能力。闡述了末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)動能攔截彈、地基雷達(GBR)、指揮控制/作戰(zhàn)管理與通信系統(tǒng)(C2BMC)的技術(shù)現(xiàn)狀，并分析了發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：末段高空區(qū)域防御；動能攔截彈；地基雷達；指揮控制/作戰(zhàn)管理與通信系統(tǒng)

0引言

末段高空區(qū)域防御(terminal high-altitude area defense，簡稱THAAD)系統(tǒng)是美陸軍現(xiàn)役最先進的第4代地空導(dǎo)彈裝備，在美軍全球反導(dǎo)體系中，擔負地基末段高層反導(dǎo)任務(wù)，用于攔截近程和中程彈道導(dǎo)彈，最大攔截高度為150~200 km，最大攔截距離為200 km[1]。目前，美陸軍已編制了3個THAAD導(dǎo)彈連，列裝了多枚THAAD導(dǎo)彈。THAAD導(dǎo)彈連具有全球空運快速部署能力，目前部署的重點戰(zhàn)區(qū)是亞太和中東。2013年4月，美軍在日本關(guān)島部署的THAAD反導(dǎo)系統(tǒng)進入完全運轉(zhuǎn)階段。

1THAAD系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力分析

THAAD系統(tǒng)由THAAD動能攔截導(dǎo)彈及其八聯(lián)裝導(dǎo)彈發(fā)射車、地基雷達(GBR)以及指揮控制/作戰(zhàn)管理與通信系統(tǒng)(C2BMC)等部分組成。

THAAD系統(tǒng)可在大氣層內(nèi)和大氣層外對目標實施多次攔截，是美國彈道導(dǎo)彈分層防御系統(tǒng)中末段防御系統(tǒng)的重要組成部分[2]，同時還可為低層攔截系統(tǒng)提供目標信息，具備較強的作戰(zhàn)能力。如圖1所示為THAAD系統(tǒng)作戰(zhàn)能力示意圖。

圖1　THAAD系統(tǒng)作戰(zhàn)能力示意圖Fig.1　Capabilities of the THAAD

1.1防護區(qū)域

THAAD系統(tǒng)主要設(shè)計用于保護較大的地區(qū)和目標，用來保護美國、盟國軍隊和人口中心以及關(guān)鍵設(shè)施免遭近、中程彈道導(dǎo)彈打擊，如圖2所示。

圖2　THAAD區(qū)域防御示意圖Fig.2　Defense area for THAAD

THAAD系統(tǒng)攔截彈的最大攔截距離達到200 km，與“愛國者”PAC-3對戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈目標的25 km攔截范圍，以及箭Ⅱ地基高空末段防御系統(tǒng)90 km的攔截范圍，均有大幅度提升，成為美國目前防御區(qū)域最大的地基末段導(dǎo)彈防御系統(tǒng)[3]。

1.2攔截能力

THAAD系統(tǒng)攔截高度高，具備多次攔截能力，摧毀概率高；采用動能殺傷技術(shù)，破壞威力大。

THAAD系統(tǒng)的攔截高度達到20～200 km，即大氣層的高層和外大氣層的低層，與“愛國者”等低層防御中的“末段攔截系統(tǒng)”配合，攔截中短程導(dǎo)彈的飛行中段，形成雙層攔截[4]。從2006年開始，THAAD系統(tǒng)已經(jīng)在9次攔截試驗中成功攔截了10枚不同類型靶彈，驗證了THAAD系統(tǒng)具有較強的攔截近程彈道導(dǎo)彈的能力。2012年10月，首次驗證了該系統(tǒng)可攔截中程彈道導(dǎo)彈。

THAAD系統(tǒng)采用“射擊-評估-再射擊”的作戰(zhàn)方式，具有2次攔截和2次毀傷評定的能力。即，攔截彈攔截距離遠、作戰(zhàn)高度高，因此有更多的交戰(zhàn)時間。如果第1枚攔截彈未能摧毀目標，則再發(fā)射第2枚，進行第2次攔截。如果第2次攔截仍未成功，則由低層防御的“愛國者”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)進行第3次攔截，從而大幅提高了導(dǎo)彈摧毀概率。2011年10月4日，在太平洋導(dǎo)彈靶場THAAD地空導(dǎo)彈反導(dǎo)系統(tǒng)首次實施了雙彈打雙彈試驗，即先后發(fā)射2枚THAAD導(dǎo)彈，先后成功攔截了2枚不同射程的彈道導(dǎo)彈靶彈，這是該系統(tǒng)連續(xù)第8次成功攔截靶彈。此次試驗的成功，標志著該系統(tǒng)已具備對付多目標的反導(dǎo)實戰(zhàn)能力。

THAAD系統(tǒng)采用動能殺傷技術(shù)[5]，其破壞機理即是“碰撞-殺傷”。“碰撞-殺傷”以高速撞擊目標彈頭，引爆彈頭或利用高速撞擊的高熱使生化戰(zhàn)劑失效。由于戰(zhàn)斗部質(zhì)量減少，飛行速度提高，從而增大了破壞威力，在搜索、定位、摧毀整個過程中，只利用動能來攔截目標，即使來襲彈道導(dǎo)彈攜帶生化彈頭，其彈頭也不會發(fā)生爆炸而污染防御地帶。如圖3所示為THAAD系統(tǒng)作戰(zhàn)過程示意圖。

圖3　THAAD系統(tǒng)作戰(zhàn)過程示意圖Fig.3　How THAAD works

1.3機動能力及生存能力

THAAD系統(tǒng)可通過海運、空運快速部署到戰(zhàn)區(qū)，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的快速部署；通過公路機動變換陣地，躲避空中打擊，系統(tǒng)生存能力強。THAAD系統(tǒng)除發(fā)射裝置需要使用C-17“環(huán)球霸王”運輸機空運外，其他組件都可以用一架C-130“大力神”運輸機空運。

THAAD攔截彈發(fā)射裝置安裝在M1075型卡車上，基于標準的美國陸軍托盤化裝載系統(tǒng)，可以快速卸載。發(fā)射車從裝彈到完成發(fā)射準備用時不超過30 min。攔截彈在接到發(fā)射命令后幾秒鐘內(nèi)便能發(fā)射。所有導(dǎo)彈可快速依次發(fā)射，也可單獨發(fā)射。THAAD-GBR地基X波段相控陣雷達具有公路和空運機動能力。THAAD系統(tǒng)的C2BMC子系統(tǒng)將攔截彈、發(fā)射車和雷達聯(lián)接成一個完整的有機整體，提供語音與數(shù)據(jù)通信能力，使得地基雷達與THAAD發(fā)射車可以分散部署；提供與其他防空系統(tǒng)的接口以及與天基探測器的接口，便于實施聯(lián)合作戰(zhàn)；較好的數(shù)據(jù)兼容性，可與“地基中段攔截”系統(tǒng)、“愛國者”系統(tǒng)，以及海軍的“宙斯盾”系統(tǒng)構(gòu)成多層反導(dǎo)攔截系統(tǒng)，提高生存能力和擴大防御區(qū)域。

2現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

2.1THAAD動能攔截彈

THAAD系統(tǒng)采用精度非常高的直接碰撞殺傷技術(shù)來摧毀彈道導(dǎo)彈，是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)在大氣層內(nèi)外對敵方導(dǎo)彈進行末段攔截的武器系統(tǒng)。

THAAD動能攔截彈是一種高速動能殺傷攔截彈，主要由一級固體助推火箭和一個作為彈頭的“動能殺傷攔截器”(KKV)組成。攔截彈長6.17 m，最大彈徑0.37 m，起飛質(zhì)量900 kg，最大速度可達2.8 km/s，采用慣導(dǎo)+GPS+指令修正制導(dǎo)、末段紅外尋的方式，戰(zhàn)斗部采用“動能碰撞殺傷”模式，如圖4所示為THAAD導(dǎo)彈及發(fā)射示意圖。

圖4　THAAD導(dǎo)彈Fig.4　THAAD missile

發(fā)展動能攔截彈技術(shù)的關(guān)鍵，是發(fā)展能夠與目標直接碰撞的動能攔截器[6]，其發(fā)展主要表現(xiàn)在：降低動能攔截器的尺寸、質(zhì)量和成本，例如支持直接碰撞殺傷武器的慣性測量裝置，其體積只有棒球大小，可實現(xiàn)精度大約為1(°)/h的陀螺漂移，從而促進了攔截彈的小型化；解決導(dǎo)引頭估計目標機動技術(shù)、窗口技術(shù)、高靈敏度技術(shù)等，以攔截大氣層內(nèi)低空機動飛行目標；解決KKV識別技術(shù)、精確制導(dǎo)與控制技術(shù)、姿控與軌控技術(shù)等，實現(xiàn)攔截器的智能化。

2.2監(jiān)視與跟蹤雷達GBR

地基雷達(GBR)是為遠程目標跟蹤與識別所設(shè)計的大型X波段固態(tài)多功能相控陣雷達，具有監(jiān)視和遠距離火控功能[7]，能夠提供監(jiān)視、火控、殺傷評估和發(fā)射初始化信息，作用距離1 000 km，由雷達天線、電源車、冷卻設(shè)備車、操作控制車和電子設(shè)備車5部分組成。

GBR雷達作為實施攔截作戰(zhàn)的制導(dǎo)雷達，對空間威脅目標進行探測、跟蹤和識別，為攔截彈提供導(dǎo)引信息，具備對抗電磁干擾、識別真假目標的能力，其涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有X波段有源相控陣技術(shù)、寬帶信號檢測技術(shù)、多目標精密跟蹤和目標特性測量技術(shù)、導(dǎo)彈目標和誘餌識別技術(shù)等。

THAAD地基雷達示意圖如圖5所示。

圖5　THAAD地基雷達Fig.5　THAAD ground based radar

GBR雷達是THAAD系統(tǒng)的核心設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)仍然在不斷地改進和升級。2012年開始升級AN/TPY-2雷達的軟件，使其既可以用于監(jiān)視，也能用于THAAD導(dǎo)彈防御連的火控雷達。未來，GBR雷達將在功率、跟蹤穩(wěn)定性、精度等方面進行改進，以便在地物雜波干擾和電子干擾的情況下，更有效的準確捕獲、跟蹤和識別來襲導(dǎo)彈；升級系統(tǒng)軟件，提升與飛行中攔截彈通信的能力，為攔截彈提供目標更新數(shù)據(jù)；加強GBR雷達的試驗與建設(shè)，提高系統(tǒng)的靈活性[8]。

2.3指揮控制/作戰(zhàn)管理與通信系統(tǒng)C2BMC

C2BMC單元通過發(fā)布指令、提供通信和處理傳感器數(shù)據(jù)對THAAD的各組成部分進行管理和集成，此外，還將THAAD與其他導(dǎo)彈和防空系統(tǒng)以及機動部隊連接起來，加強整個彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的能力，同時還負責敵我識別。

C2BMC項目于2002年作為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)的核心被首次提出，執(zhí)行提供作戰(zhàn)規(guī)劃和監(jiān)控導(dǎo)彈防御任務(wù)，利用各系統(tǒng)所有可用的傳感器跟蹤彈道導(dǎo)彈威脅，并引導(dǎo)武器系統(tǒng)與威脅目標交戰(zhàn)。C2BMC系統(tǒng)以2年為期提供系統(tǒng)能力，從Block2004開始，在每個Block階段不斷升級軟件，版本命名為“螺旋”系列。美國太平洋司令部、戰(zhàn)略司令部以及北方司令部從2011年7月起開始裝備升級版C2BMC系統(tǒng)—“螺旋6.4”系統(tǒng)，替換目前使用的“螺旋6.2”系統(tǒng)。“螺旋6.4”系統(tǒng)擁有更強的多種探測器自動管理及跟蹤處理能力，可直接指揮控制同一責任區(qū)內(nèi)的多部AN/TPY-2雷達，初步具備“全球交戰(zhàn)管理器”的功能。同時，該系統(tǒng)所需的操作人員更少[9]。

2011財年，啟動的螺旋8.2對螺旋6.4進行改進和擴充，主要增加助推段精確引導(dǎo)、交戰(zhàn)評估和提議，實現(xiàn)通用X波段界面，支持多平臺武器系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)之間的信息交流和協(xié)同。2012年的FTI-01試驗中，如圖6所示，參試攔截武器和探測器在C2BMC的支持下，首次完成了以多系統(tǒng)集成對多個導(dǎo)彈目標的攔截，驗證了C2BMC在導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中指揮與控制多個探測器和攔截武器協(xié)同作戰(zhàn)的能力[10]。

圖6　FTI-01 試驗場景Fig.6　FTI-01 primary scenario

未來，C2BMC系統(tǒng)的態(tài)勢感知能力、任務(wù)規(guī)劃能力、作戰(zhàn)管理能力將得到不斷的加強，將具備更強的輔助決策能力，減少交戰(zhàn)所需時間。C2BMC系統(tǒng)在美軍一體化彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中將發(fā)揮越來越重要的作用。

3THAAD系統(tǒng)按階段能力發(fā)展規(guī)劃

3.1研制進展和計劃

目前，末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)THAAD計劃正按照美國導(dǎo)彈防御局螺旋式采辦方法，逐漸增強系統(tǒng)對彈道導(dǎo)彈威脅的防御能力以及與其他防御系統(tǒng)的一體化能力。

Block2.0階段， THAAD系統(tǒng)將能夠接收海基“宙斯盾”系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)射攔截彈，初步實現(xiàn)與彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的一體化，提供保衛(wèi)一個戰(zhàn)區(qū)內(nèi)盟國與美國部署的軍隊免遭近程到中程導(dǎo)彈威脅的能力。

Block5.0階段，計劃增強THAAD系統(tǒng)與其他彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和傳感器的互操作能力。通過利用外部彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與威脅交戰(zhàn)，逐步擴大戰(zhàn)場空間和防御范圍，進一步提升THAAD遠程攔截能力。

鑒于THAAD系統(tǒng)成功穩(wěn)定的發(fā)展情況，美軍方繼續(xù)增加THAAD系統(tǒng)的采購數(shù)量。如表1所示為2010~2016財年美國導(dǎo)彈防御局THAAD系統(tǒng)部分項目采購情況[11]。如圖7所示為THAAD導(dǎo)彈連。

3.2編制和部署情況

2010年2月，美國國防部在2011財年導(dǎo)彈防御預(yù)算申請中，為2011財年度的THAAD計劃申請了8.59億美元(未來5年共40億美元)，以滿足在2015年前后列裝9個THAAD導(dǎo)彈連的經(jīng)費需求[12]。

表1　2010~2016財年THAAD系統(tǒng)部分項目采購情況

圖7　THAAD導(dǎo)彈連Fig.7　THAAD battery

2012年，MDA交付了第50枚THAAD攔截彈，初步完成了現(xiàn)役2個導(dǎo)彈連的攔截彈部署工作。2013財年，MDA正在交付第3個導(dǎo)彈連，計劃2014財年交付完畢。2014財年，計劃交付第4個導(dǎo)彈連，并為第6個導(dǎo)彈連采購6輛發(fā)射車、36枚攔截彈和2部戰(zhàn)術(shù)指揮車。截至2013財年和2014財年底，THAAD攔截彈交付數(shù)量將分別達到82枚和98枚。

4結(jié)束語

2012年10月24日，美國在西太平洋進行了一次代號為“綜合飛行試驗-01”(FTI-01)的導(dǎo)彈防御攔截試驗，首次驗證了多個導(dǎo)彈防御系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)以對抗多目標飽和攻擊的能力。此次試驗標志著美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)發(fā)展已從重點進行關(guān)鍵裝備研制階段轉(zhuǎn)入到重點進行系統(tǒng)集成的新階段，導(dǎo)彈防御系統(tǒng)具備了應(yīng)對更復(fù)雜導(dǎo)彈攻擊的能力。

當前，美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)采取“以能力為基礎(chǔ)”、“邊試驗邊部署”的策略，不斷發(fā)展地區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)THAAD由于具備“機動部署、靈活反應(yīng)、前沿設(shè)置”等特點將成為今后部署和改進的重點。從美軍導(dǎo)彈防御攔截試驗結(jié)果分析，THAAD系統(tǒng)技術(shù)趨于成熟、經(jīng)濟可承受、能機動部署。未來，隨著THAAD攔截彈和武器系統(tǒng)的不斷改進和發(fā)展，美軍THAAD系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力將得到進一步的提升。

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Progress and Prospect of the U.S. Terminal High-Altitude Area Defense System

HU Bao-jie，XU Zhong-fu，F(xiàn)AN Jiang-tao，F(xiàn)ENG Tao

(Luoyang Electronic Equipment Test Center，Henan Luoyang 471003，China)

Abstract:As an important component of U.S. global ballistic missile defense system, terminal high altitude area defense (THAAD) system is designed to hit-to-kill incoming short and medium range ballistic missiles at endo-atmospheric and exo-atmospheric heights. The defense area, intercept capability, deployment flexibility and survival capability of THAAD are described. With reference to Kinetic Energy Interception missile, Ground-Based Radar and C2BMC, progress and prospect of THAAD dominant components are presented.

Key words:terminal high-altitude area defense(THAAD);kinetic energy interceptor missile; ground-based radar；command, control, battle management and communications system

中圖分類號：TJ761.3;TN97

文獻標志碼：A

文章編號：1009-086X(2015)-02-0006-05

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2015.02.002

通信地址：471003河南省洛陽市3602信箱E-mail：baojiehu06@163.com

作者簡介：胡寶潔(1981-)，女，河南南陽人。工程師，碩士，主要從事電子信息裝備領(lǐng)域的情報研究工作。

基金項目：“十二五”裝備預(yù)研基金(51333030103)

* 收稿日期：2014-02-27；
修回日期：2014-06-13