美國彈道導彈防御系統評估

楊云翔　齊艷麗

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

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

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聯合反導試驗的試驗數據。FTO-01試驗是首次系統級作戰試驗。與之前的年度評估報告類似，本報告是基于現有的攔截試驗數據以及有限建模與仿真的校核、驗證與確認（VV&A）結果。

作戰有效性、適用性和生存能力

近5年來，由于陸基中段防御系統連續3次失敗，仍有很多問題尚未查明，因此該系統的成熟度以及驗證本土防御能力的復雜性及難度并未得到提升。而區域性/戰區防御系統取得了很大進步，試驗成熟度和復雜度很高。表1從試驗驗證、技術難度、試驗復雜度、作戰真實程度等多個維度總結了不同能力級別的關鍵特性。表2基于演示驗證試驗和能力評估標準，對不同系統針對不同導彈目標的攔截能力進行評估，粗線框的代表已經部署的系統能力等級，標注“無”的表示不具備攔截此類目標的能力。

GMD系統

美國導彈防御局（MDA）已經驗證了GMD系統的部分能力，例如攔截少量伊朗和朝鮮等國簡易彈道導彈的能力，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據，而支撐其性能評估和飛行試驗的建模與仿真確認工作還沒有完成。

陸基攔截彈的作戰有效性和可靠性很低，MDA仍在試驗中繼續查找潛在的問題。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出現故障，由于電池電解質泄露導致電壓漂移，進而造成飛行系統計算機關閉，引起最終的殺傷器分離失敗。目前，CE-Ⅰ型殺傷器軟件已經完成了研發、試驗和部署，它能夠在電壓漂移后重置和修復飛行系統計算機。此外，MDA正在研制新型電池，試驗后將應用在計劃2016財年交付的CE-Ⅱ1型殺傷器上。目前，對GMD系統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施測試和組件級測試，缺乏關鍵數據的支撐。

“宙斯盾”系統

2014財年，“宙斯盾”4.0系統和“標準-3”Block 1B攔截彈完成了初始作戰試驗和評估?！爸嫠苟堋?.0系統在試驗中采用“標準-3”Block 1B攔截彈驗證了在來襲導彈飛行中段攔截整體式和復雜頭體分離的近程彈道導彈、簡單分離式中程彈道導彈、較短射程的中遠程彈道導彈的能力。然而，飛行試驗和建模仿真還沒有測試所有預期的導彈威脅目標類型、攔截幾何條件以及突襲規模等。通過飛行試驗以及維護演示驗證數據分析，“宙斯盾”4.0系統達到可靠性要求，但是指揮、控制、通信、計算機和情報系統硬件的可靠性低于預期標準，并且早期飛行試驗中的信號處理系統穩定性不佳，總體計算能力基本滿足閾值要求。

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

THAAD系統

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

評估報告指出，目前在人員配置上，尚不能確保THAAD導彈連及時、充分地部署并作戰。2014年，THAAD項目開啟了31項適用性提升工作，預計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練和裝備可靠性工作。美陸軍并沒有針對THAAD進行充分的訓練，目前仍缺乏足夠的訓練設備。可靠性條件測試和多次飛行試驗的數據顯示，THAAD系統在兩次飛行試驗之間的可靠性提升不穩定。并且，部隊缺乏診斷性工具和設備，不能準確定位、維護和評估THAAD系統的作戰狀態。美MDA將開展THAAD系統自然環境測試，以發現潛在的缺陷，如在極端溫度、溫度驟變、濕度、暴雨、冰雪、沙塵等環境中試驗。

“愛國者”系統

在攔截某些戰術彈道導彈方面，“愛國者”系統滿足了“性能研制文檔”中全部系統效能需求。但是，針對另外一些戰術彈道導彈，該系統只滿足了部分需求。

1990年以來，“愛國者”PAC-3系統已經演示驗證了攔截30枚近程彈道導彈靶彈的能力。2002年，成功攔截中程彈道導彈靶彈。在2003年伊拉克戰爭中，“愛國者”攔截了所有9枚伊拉克近程彈道導彈，但同時由于訓練和系統缺陷等問題導致“愛國者”系統擊落了2架友軍戰機。為了避免出現類似誤傷事件，美國對“愛國者”系統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）版本系統的有限用戶測試（LUT），但未能實現在可靠性、可維護性和可用性的作戰需求。美國陸軍計劃于2018財年在PDB-8版本系統中使用改進的雷達數字處理器，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，還發現隨著“愛國者”系統復雜性的提升，作戰人員需要更高水平的專業技能，并且需要接受更深入的培訓。由于戰場上需要較高的作戰能力，美陸軍取消了專門用于試驗的愛國者系統部隊。因此，與THAAD一樣，不可能在接近實際作戰場景下，評估培訓有素的愛國者部隊。缺乏訓練，將增加風險，“愛國者”部隊作戰能力可能不會達到預期水平。愛國者系統還未能驗證其在某些電磁環境下的生存能力，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

有效的作戰管理對一體化彈道導彈防御系統來說至關重要，C²BMC是實現系統級作戰管理的主要組成部分。C²BMC 6.4是目前部署系統，由作戰司令部（COCOM）和全球交戰管理器（GEM）組件構成。C²BMC 6.4已經驗證了為彈道導彈系統提供戰場感知，以及在各組件之間傳送跟蹤信息的能力。C²BMC 6.4在增加了全球交戰管理器組件后，具備了管理多部AN/TPY-2前沿部署雷達的能力，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、跨作戰司令部彈道導彈防御作戰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系統還尚未驗證實時交戰指令能力，計劃在軟件改進后實現這一功能。

試驗項目充分性

GMD試驗項目在評估攔截中遠程和洲際彈道導彈目標的作戰有效性、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，其試驗數據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格的審查過程，對于目前已部署的陸基攔截彈來說，當前試驗數據并不具有代表性，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程彈道導彈和洲際彈道導彈威脅目標動力學和特征、多部雷達建模與仿真以及大氣環境的VV&A。因此，2014年的試驗未能提升彈道導彈防御系統性能評估所需的多種建模與仿真能力。

區域性/戰區彈道導彈防御系統自主作戰系統的飛行試驗較為充分，可以支持攔截近程和中程彈道導彈的系統性能定量評估。在評估中遠程彈道導彈威脅目標的有效性方面，定量評估尚不充分。

建議

報告指出，MDA應該加強基于彈道導彈防御系統仿真的性能評估能力的研發重點和相關投資，包括建模與仿真的VV&A以及開發出高逼真和具有數據統計意義的導彈防御系統級性能評估的能力。

GMD系統

為提高和演示驗證作戰型陸基攔截彈的可靠性和可用性，MDA應：

系統升級改進已部署的EKV，直至研制并部署重新設計的殺傷飛行器（RKV）；

試驗裝備CE-I型EKV的陸基攔截彈，實現FTG-07（2013財年）的試驗目標；

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

在更為惡劣環境下開展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據。

加強陸基中段防御系統的生存能力測試，包括賽博安全。為獲取其他生存能力數據，未來彈道導彈防御系統試驗大綱中增加相關的試驗、驗證和演習

“宙斯盾”系統

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

MDA應采用“標準-3”Block 1B型開展飛行試驗以驗證“宙斯盾”4.0系統攔截射程更遠的中程/中遠程彈道導彈靶彈的能力。計劃2015財年第四季度進行FTO-02試驗，驗證這一能力。

MDA應在更為接近實戰環境下，驗證“宙斯盾”4.0系統與THAAD、PAC-3協同作戰的能力。計劃2018財年第4季度驗證這一能力。

MDA應對“標準-3”Block 1B攔截彈重新設計后的第三級固體發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飛行環境下的可靠性。

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

THAAD系統

美國陸軍應進一步增強THAAD系統的訓練，確保系統作戰人員可隨時準備作戰。

THAAD系統（狀態2）對一些過時的硬件和軟件進行了重新設計，MDA應對該系統進行充分試驗。開展THAAD的飛行試驗，攔截復雜近程彈道導彈目標，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。

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

MDA應進行飛行試驗，驗證攔截中遠程彈道導彈的能力。計劃在2015財年第四季度的FTT-18試驗中驗證此能力。

在自然環境試驗中識別出的問題，MDA和陸軍應完成相應的重新設計和改進，以防在后期試驗中再次出現問題。

MDA應驗證已批準的THAAD文檔的使用情況，驗證其準確性及完備性。此外，還需開展THAAD系統的電子戰試驗。

“愛國者”系統

美國陸軍應進一步加強“愛國者”系統的訓練，確保作戰人員隨時作戰。還需進行一次攔截反輻射導彈的飛行試驗，以驗證其建模與仿真。

MDA應包含系統級的飛行試驗，驗證“愛國者”與THAAD系統之間的自動攔截協作、“愛國者”與“宙斯盾”系統問的人工或自動攔截協作，以及“愛國者”系統在THAAD和“宙斯盾”作戰失敗情況下，攔截目標的能力。預計2018財年第四季度開展的FTO-03 E2試驗將對此能力進行驗證。

美國陸軍還應提高“愛國者”雷達的可靠性，并且重建專門的“愛國者”試驗導彈營。

C²BMC系統

MDA應該繼續研制C²BMC系統，提高彈道導彈防御系統的作戰管理能力。

美國導彈防御系統應在飛行試驗中，用多部前沿部署探測系統以評估C²BMC系統準確分配和融合來自多部探測源的跟蹤數據。

MDA應在更真實的威脅環境下，開展分布式地面試驗，評估一旦C²BMC失效時彈道導彈防御系統作戰的連續性。