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反导拦截系统:“用子弹打子弹”到底有多难
发布时间:2022年11月11日 09:19:27  来源: 解放军报

  反导拦截系统:“用子弹打子弹”到底有多难

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今年8月,以色列“铁穹”防御系统在以色列与加沙边境地带发射一枚拦截导弹。新华社发

  前不久,以色列武器采购委员会正式批准采购“铁束”激光防空系统,用于对现有“铁穹”防空反导系统的补充。据称,以色列这款新型防空系统具有作战成本低、反应时间短等特点,能够有效杀伤无人机、火箭弹等空中目标。

  近年来,世界很多国家将反导拦截技术视为战略防御的核心领域,但当前掌握此技术的国家屈指可数。有人比喻其研制难度:“就像是隔着几百公里用子弹打子弹”。

  回首历史,该技术自诞生以来已实现多次迭代升级。按照导弹拦截时机不同,可将反导系统分为助推段、中段、末段拦截3种阶段。那么,这3种阶段各有什么特点?实施起来又有哪些技术难点?请看本文解读。

  助推段拦截:“纸上谈兵”

  1957年8月,苏联拜科努尔发射场,一枚喷着墨绿漆色的导弹,拖着长长尾焰腾空而起,绽放出耀眼光芒。世界上第一枚洲际弹道导弹SS-6发射成功。

  3年后,“奈基-宙斯”反弹道导弹在大洋彼岸诞生,拉开了“矛”与“盾”争锋的序幕。

  如何拦住万里之外的导弹?科研人员首先想到的是在导弹发射初始阶段将其击毁。我们知道,导弹处于助推段时,飞行速度慢、难以机动变轨,喷射出的高温燃气很容易被红外探测装置发现。

  自1960年开始,美国先后发射12颗导弹预警卫星,通过红外传感器检测洲际弹道导弹和潜射弹道导弹发射地点,为实现助推段反导拦截铺设道路。

  一切貌似进展顺利,拦截方式的选择却难倒了科研人员。导弹从他国本土起飞,拦截导弹很难快速抵达发射地点,这导致理论上最容易实现的助推段拦截,实施起来却非常困难。因此,美国随后提出天基激光拦截方案——依托卫星平台布置激光武器,达到跨越敌国防御完成助推段拦截的效果。该方案提出后,科研人员针对激光器部署轨道展开激烈讨论。有人提出,激光束存在发散问题,部署轨道要尽可能低,保证威力充足;另一部分人则认为,轨道低会导致覆盖面积缩小,意味着要部署大量激光器,成本又很高,所以轨道高更有优势。

  争论尚未平息,一场激光武器试验给出答案:受云、雨、雾等不确定自然因素影响,激光武器并未发挥预期效果,巨额投入与实战收效难成正比。为减少开支,增强助推段拦截可行性,1994年,美国空军提出了“机载激光武器拦截助推段导弹概念设计”任务。机载拦截系统摒弃了卫星上布置激光武器的设想,而是使用波音747-400F飞机作为平台,根据任务需要对目标空域展开防御布置,战术机动性更具优势。

  不过,机载拦截系统也暴露出一个弱点——执行任务时,飞机要飞抵离导弹初始发射位置数百公里外空域,一旦对方战斗机发现波音这类宽体飞机,会快速将其锁定击落。这一致命漏洞,迫使美军最终放弃该方案。

  科研人员始终没有放弃助推段拦截。近年来,随着五代机问世,美国提出通过F-35战斗机携带的机载导弹对助推段导弹进行拦截。虽然F-35性能较为优越,但其飞行速度仅为1.6马赫,短时间内完成寻找导弹位置、突破战机封锁、瞄准发射弹药、确保命中目标……这一过程实施起来困难重重,近乎于痴人说梦。

  就目前军事科技水平看,各国不遗余力地开展技术攻关但收效甚微,助推段拦截依然是“纸上谈兵”。

  中段拦截:“弯弓射雕”

  完成助推段飞行后,导弹会在空气稀薄的外大气层飞行,这一过程被称为中段飞行。

  中段拦截的优点是在对方导弹尚未到达本土之前将其摧毁。其技术门槛同样很高,要想精准完成万米高空的“零误差”拦截,达到“弯弓射雕”的实战效果,拦截导弹需要具备以下三种能力:

  一是看得见。中段飞行导弹,所处大气层温度较低,对红外探测设备要求极高。由于部分加速火箭已经脱落,仅剩体积较小的弹头飞行,需要采用高性能远程雷达准确捕捉到来袭导弹位置。此外,中段飞行导弹还会释放多枚诱饵弹头或随时变换轨道,不断迷惑对方反导武器识别与跟踪,使捕捉导弹飞行轨迹的难度大大增加。

  针对“狡猾”的中段飞行导弹,有的国家在传统雷达基础上研制出高性能大型相控阵雷达,通过数以千计的辐射器,发射波束在空间中不断扫描,与卫星相互配合,以达到锁定导弹飞行轨迹的目的。

  二是反应快。经过助推段加速后,处于中段飞行的导弹,飞行速度非常快,即便捕捉到弹头轨迹,能否快速飞抵拦截空域也是一大难题。

  20世纪80年代,美国提出天基拦截方案,在低轨道上部署大量称为“智能卵石”的拦截器,覆盖整个轨道高度。一旦有导弹进入轨道,“智能卵石”会被激活,启动发动机前去拦截。不过,这种方案需要部署的拦截器数量很大,建造、发射和维护成本也非常高。

  三是打得准。中段飞行的导弹具有随时变轨特点,这就要求执行拦截任务的导弹必须拥有变轨能力。而助推器的脱落时机是导弹变轨的关键,只有精准计算出调整脱落时机,在有限的变轨次数中碰撞目标,才能顺利完成拦截任务。

  为此,科研人员集合精确探测跟踪与末制导技术、空间作战平台战时测控技术等一系列前沿技术,为精准计算变轨时机、控制导弹姿态提供有力支撑。此外,科研人员在执行拦截任务导弹上安装了多个小型轨道调整发动机,用于短距离机动,以便将目标纳入杀伤范围。

  中段飞行导弹如同太空中的“陨石”,具备高迷惑性、高速度、高威力等特点,拦截可靠度并不高。以美国为例,截至2017年,开展了19次陆基中段反导系统拦截试验,只有10次成功,成功率仅有52%。

  总的来说,中段拦截对整个反导作战技术要求很高,大部分国家都是先具备了末段拦截的保底能力,才有能力研究中段拦截技术。随着卫星技术、激光技术的发展,未来天基中段拦截可能打破陆基中段拦截的主格局,“天女散花”将会取代“弯弓射雕”,成为新的拦截模式。

  末段拦截:“多管齐下”

  如果在助推段、中段对导弹难以实现成功拦截,那么只能依靠末段拦截守好最后防线。

  末段拦截导弹飞行速度要有多快?

  以色列箭-2反导系统给出答案:9马赫。然而,即便拥有如此快的速度,面对末段飞行导弹,依旧十分吃力。在末段飞行过程中,受重力影响,来袭导弹最大飞行速度可达20马赫。

  尽管速度很快,但末段飞行导弹具有高度较低、难以及时变轨、无外界因素干扰等特点。与助推段、中段拦截相比,末段拦截难度系数要小很多,被世界各国军队广泛采用。

  发现导弹后,如何实现精准毁伤,不同国家给出不同方案。

  例如,美国“爱国者”反导系统的拦截导弹采用“直接碰撞+杀伤增强”的毁伤方式进行反导,弹头无需携带大量破片战斗部,这样可以大大缩小导弹体积,使发射车携带更多枚导弹。俄罗斯S-300系列防空反导系统则采用破片定向杀伤战斗部,其中加装的控制系统可以控制导弹战斗部实现破片杀伤,杀伤效应大大提升。

  一向博取众长的欧洲各国,汲取各方经验,合力研制出“紫菀”防空导弹系统。该系统装备了破片式高爆弹头和近炸引信,能在近距离内引爆。为提升拦截精度,科研人员在传统尾翼制动的基础上,采用更先进的直接推力控制技术,灵敏度比尾翼制动高得多。

  近年来,以色列“铁穹”防御系统倍受关注。2021年3月16日,升级版“铁穹”系统在测试中成功实现同时拦截无人机群、齐射导弹和火箭弹,提高了应对多种复杂威胁的能力。今年巴以冲突,以色列“铁穹”防御系统再次交出答卷——巴勒斯坦伊斯兰圣战组织(杰哈德)向以色列发射了上百枚火箭弹,大多被以军“铁穹”防御系统拦截,显示出末段反导拦截技术的强大威力。(齐呈荣 高傲 杨洁瑜)

责任编辑:董明强
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