抗擊高超聲速飛行器對策研究

許航+周銘秋

摘 要： 高超聲速飛行器具有很強的機動能力和打擊能力，它的出現對于現有防空體系提出了巨大的挑戰。本文在分析高超聲速飛行器未來作戰特點的基礎上，分析了抗擊高超聲速目標的難點。針對這些難點，進行了高超聲速飛行器抗擊策略的研究。

關鍵詞： 高超聲速飛行器；抗擊；策略

高超聲速飛行器作為未來空天攻防對抗中的重要組成部分，具有很強的機動能力和打擊能力，它的出現對于現有防空體系提出了巨大的挑戰。現有防空反導體系是基于飛機及彈道導彈等傳統武器系統建立的，其預警與指揮控制系統均是針對飛機及彈道導彈的各項特點進行工作的。對于高超聲速目標，無法對其進行有效的預警、跟蹤與制導，防空導彈的機動性等性能也無法滿足攔截高超聲速目標的需要，防空系統的攔截效率會大幅度下降，現有防空反導體系效能面臨清零的危險。為應對高超聲速武器的威脅，就需要進行抗擊高超聲速飛行器的對策研究，發展新型防御系統。

一、高超聲速飛行器的特點及對未來作戰的影響

高超聲速飛行器一般指飛行馬赫數等于或大于5，能在大氣層和跨大氣層中實現高速遠程飛行的飛行器，主要包括高超聲速巡航導彈、高超聲速飛機和空天飛機。

高超音速飛行器與現有空氣動力飛行器、彈道導彈等威脅目標相比，具有以下作戰特點：

1.飛行高度高、飛行速度快、打擊距離遠，飛行過程易造成黑障。

2.采用非慣性彈道飛行，具有一定的滑翔或巡航能力，隱蔽性高且突防能力強。

3.攻擊附帶損失小，戰斗部比重大，可裝載更多戰斗部件，提高戰略打擊毀傷能力。

超高度、超聲速和超機動的飛行特點使得高超聲速飛行器在軍事方面能夠有效地進行高空高速偵察、預警和突防，可對敵方進行直接打擊或作為遠程精確打擊的武器平臺，極大地擴展了作戰空間，提高了作戰效能。高超聲速飛行器由于其獨特的優勢，目前已成世界各軍事強國關注的焦點。其中，美軍致力于發展在1小時內可以攻擊全球的高空高超聲速巡航導彈、空天飛機，如X-37B、獵鷹HTV-2 ， X-51A等；俄羅斯、法國、德國等也競相發展高超聲速巡航導彈；俄羅斯與印度合作發展的布拉莫斯2高超聲速巡航導彈正處在試驗定型階段。高超聲速飛行器的研發和應用，使得作戰空域向外層空間擴展，逐步形成天地一體、全球性的、多維的戰略空間和戰場空間。

二、抗擊高超聲速飛行器的難點分析

（一）預警探測的難點

1.對高超聲速飛行器的預警探測能力不足

高超聲速飛行器的飛行速度極快，攔截高超聲速目標要求預警系統盡可能早地發現目標，以爭取攔截時間。受地球曲率、高超聲速飛行器 RCS 較小以及高超聲速產生的等離子體隱身效能，造成對高超聲速飛行器的發現距離較小，同時微波大氣吸收、黑障影響等會對遠程預警和跟蹤制導雷達的預警探測造成不利，進一步壓縮了預警探測系統的發現距離，并容易導致無法進行預警探測或是虛警的出現。所以對于現有的防空反導系統，目標的高速度將大大降低預警系統的發現概率和發現距離。

2.對高速機動目標精確探測難度增大

對目標高精度攔截的首要條件是實現高精度的末制導探測，反導攔截彈比較實用的末制導探測技術是可見光和紅外光學的末制導探測。但在高超聲速武器飛行的高度，大氣較為稀薄，應用光學探測面臨著更為復雜的氣動光學效應問題，這對末端制導探測的影響較大，增大了攔截導彈精度探測目標的難度。

（二）跟蹤預測的難點

1.運動模型、預測模型難以建立

高超聲速飛行器種類多且都具有高馬赫數飛行速度和較廣的速度域，運動階段也復雜多樣，因而不能用一個運動模型完全描述，需分階段進行建模。高超聲速飛行器來襲方位不確定，飛行軌跡多變，其預測模型即使可建立，也是變參數的非慣性運動目標預測模型，從而導致了預測模型的不確定性，所以對跟蹤方法的選擇帶來一定的難度。

2.雷達識別跟蹤能力不足，缺乏有效的跟蹤方法

目前裝備的空間目標監視雷達、防空預警雷達一般采用固定部署，存在探測盲區，且大多屬于窄帶雷達系統，不具備目標識別特征提取能力，難以實現目標識別功能，防空預警探測系統數據更新間隔一般都在5 s或10 s，針對高超聲速目標無法形成連續航跡。由于高超聲速飛行器飛行速度快，給攔截系統留下的反應時間較少，因而必須有效利用多傳感器信息，采用收斂速度快且跟蹤精度滿足一定要求的跟蹤算法，提高攔截系統的反應速度，目前對跟蹤方法的選擇與改進還需深入研究。

（三）攔截能力的不足

1.攔截彈的機動能力不足

高超聲速飛行器一般采用高升阻比的升力體氣動布局，可用氣動力機動過載較大，甚至還可作波浪式的跳躍機動，防御系統難以高精度預測其飛行軌跡，基于預測制導的攔截彈難以實現有效攔截。如采用追蹤目標運動的制導方法通常要求導彈的機動過載大于目標3倍，才能實現高精度的制導控制。

2.攔截彈高精度制導控制難度增大

高超聲速飛行器的防御對攔截導彈有較大的機動過載要求，而僅憑氣動力不可能提供足夠的過載，必須采用直接力/氣動力復合控制以提供可用過載。稀薄大氣層 20km～100 km 高度范圍內，大氣密度變化劇烈，采用直接力控制將產生更為復雜的側噴氣動干擾，這些因素將導致彈體氣動力建模困難，模型的不確定性增加了攔截彈實施高精度復合控制的難度。

三、抗擊高超聲速飛行器對策的幾點思考

（一）如何改善防御武器作戰準備時間

預警系統盡早發現來襲的高超聲速目標是有效防御高超聲速飛行器的關鍵。為此，可構建多層立體預警體系，通過逐層預警來提高預警效率，增加防御武器作戰準備時間。預警探測體系典型組成結構如圖所示。天基探測系統主要由天基紅外和天基雷達探測系統組成，包括中軌和高軌衛星。天基預警能否在爬升段捕捉住目標，是關系著攔截系統能否及時做好戰斗準備，實施跟蹤和進行攔截的關鍵因素，所以首先充分利用天基衛星探測系統，根據態勢作出合理行動。空基探測系統主要以平流層飛艇和高空氣球兩種飛行器作為平臺，同時搭載光學、紅外和雷達等探測器，不受地球曲率的影響，監視范圍大，可以作為輔助預警手段。其次，充分利用機動平臺前伸部署預警系統，利用預警機、電子偵察機、艦載雷達等將預警系統前伸。地基探測系統主要由遠程預警相控陣雷達、地基多功能雷達、凝視雷達、電磁籬笆和地基紅外探測系統組成，部署時必須根據同雷達的用途、特性、戰技性能，充分發揮各種雷達的優勢，擴大雷達探測縱深，對目標提供較為有效的預警。組網探測主要由天基、空基和地基以及海上探測裝備組網構成。endprint

（二）如何提高防御武器探測跟蹤能力

現役探測與跟蹤傳感器主要基于雷達和紅外兩種工作體制，高超聲速目標對雷達傳感器的探測波束提出了很高的要求，需要在已有技術基礎上進行改進，同時應積極探索激光成像技術等新型探測與跟蹤技術，研制新型探測與跟蹤傳感器，提高防御裝備體系探測高超聲速目標的能力。在防御中由于目標相對于地面傳感器的觀測仰角變化快、大氣折射嚴重，加上其高機動性，很容易跟丟，因此，一旦發現目標應立即制定傳感器交接班計劃并動態修正，對目標的機動區域進行無縫覆蓋，以達到全程連續跟蹤。

（三）如何縮短防御武器反應時間

在作戰準備時間有限的情況下，縮短防御武器反應時間是在現役防御裝備體系防御高超聲速武器的必然要求。一方面，應優化現役防御武器的作戰流程，盡可能減少人為干預，實現目標搜索、建立航跡、威脅判斷、目標分配、目標指示、目標跟蹤、火控解算、控制開火、轉火或停火等過程的全自動化；另一方面，改進火控解算算法，提高射擊諸元的解算精度和解算效率，增強現役防御武器的作戰效能。

（四）如何增強防御武器攔截能力

從目標的快速性及機動性來看，高超聲速飛行器是一類比彈道導彈更難攔截的目標，因此需要建立一個銜接緊密的分層攔截機制，當上一層攔截失效時，下層攔截手段能夠及時啟動，對目標進行補射，從而提高攔截成功率。類似于彈道導彈攔截方案，高超聲速目標的攔截可以采用三段攔截的方式：助推段攔截、巡航段攔截和末段攔截。助推段攔截可采用無人機載武器系統，在攔截過程中應注意保持對敏感地點的24 h不間斷巡航。巡航段攔截需增加攔截距離，縮短武器系統反應時間，以此來增加射擊次數，從而達到大幅度提高攔截高超聲速目標的效率。末段攔截一方面應采用硬殺傷，爭取在末段成功攔截，另一方面要實施目標干擾，使其不能準確命中目標，雙管齊下，將對受保護目標的破壞降低到最小。在分層攔截過程中，需要對目標毀傷情況做出合理評價，判定是否需要進行下一次攔截。因此，需要指揮控制系統具有較高的判斷準確率及較快的運算速度。

高超聲速武器開創了戰爭的一個新時代，在這個新時代里，落后的就必然挨打。為有效應對挑戰，就要逐步開展攔截高超聲速飛行器的相關技術研究，積極升級和改進現有的防空預警系統、彈道導彈預警系統和空間預警探測系統，盡快發展高超聲速飛行器攔截系統，防患于未然。發展功能完備的防御體系，必須要做好充分的準備，密切跟蹤高超聲速飛行器的發展動態，同時結合現有防空反導武器的技術途徑，實現防御體系的不對稱發展，在競爭中掌握主動權。

參考文獻

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