美国反导防御系统的发展及启示
李玉杰 吴训涛 张强
(91550部队,辽宁大连 116023)
摘 要: 美国的反导防御系统从2004年部署开始,向多个阵地的多层系统发展。未来美国反导防御雷达站将覆盖整个北半球,并使用各型反导导弹。论文先对美国反导防御系统的发展历程进行了综述,然后对美国反导防御系统的作战过程进行了介绍,并对美国反导防御系统的发展方向进行分析与预估,最后进行总结。
关键词: 美国；反导防御系统；发展历程；作战过程
0 引言
美国未来的反导防御系统将是有多个阵地区的多层系统。目前包括在加利福尼亚、英国、冰岛、丹麦和阿留申群岛的几个早期预警雷达站。此外,位于阿拉斯加的海基雷达,本州岛的雷达、阿拉斯加和加利福尼亚的陆基反导弹、装备SM-3反导弹的“宙斯盾”驱逐舰和巡洋舰、PAC-3防空导弹系统已经列入美国的反导防御系统。未来美国反导防御雷达站将覆盖整个北半球,并使用各型反导导弹,包括SM-3、Block IB、SM-3 Block ⅡA和SM-3 BlockⅡB以及雷声公司正在研制的改进型PAC-3。美国计划不仅在本土部署,还打算在欧洲一些国家、太平洋和日本部署统一防空与反导防御系统。导弹袭击预警卫星系统将列入反导防御。预计该系统将由多颗地球静止轨道和近地轨道卫星组成。新系统的第一批卫星本应于2010年开始运转,但预定发射计划因故推迟。STSS和SBIRS新型卫星,它们能对弹道导弹的发射做出灵活反应。在新的系统启用之前,仍将使用现有的SEWS系统(能在导弹发射40-50秒后记录发射)。美国未来的反导防御系统还可能包括空基改进型PAC-3反导弹及作战激光器。
1 美国反导防御系统发展历程
美国从上世纪五十年代起就开始寻求远程弹道导弹防御手段,然而冷战后期两国间的军备竞赛导致国际局势越发不稳定。1972年,美苏两国签署了反弹道导弹条约(ABM,Anti-Ballistic Missile)。ABM条约还禁止研发、部署和试验海基、陆基、空基、天基和机动陆基反弹道导弹系统,不过条约并没有对短程导弹做出任何限制。
随着国际局势的不断发展,在1983年,里根政府提出了后来广为人知的“星球大战”计划,官方称谓为远程弹道导弹防御系统(SDI,Strategy Defense Initiative)。SDI计划的野心很大,它的设计目标是要建立一道苏联武器库无法突破的屏障。在当时的科研条件下,SDI就已经提出要发展包括激光武器在内的一系列天基作战平台。不过,随着经费和技术难度的不断增大,老布什政府时期,SDI虽然没有被放弃,但已经被缩减较多。
到了1991年,随着苏联解体,俄罗斯对美国发动蓄意攻击的可能性降低。但是,1991年的海湾战争让美国和其盟友对伊朗和朝鲜导弹威胁的关注越来越多。随着国际合作研发的不断发展,针对中短程导弹威胁的防御系统应运而生。这一系统逐渐演变成针对“某个威胁”或“某区域威胁”的导弹防御系统,比如美国陆军的“爱国者”导弹防御系统、终端高纬度防御系统和美国海军的宙斯盾弹道导弹防御系统。当然,战略导弹防御系统的研发并没有停滞。到了1996年,克林顿政府将战略导弹防御系统命名为国家导弹防御系统(NMD,National Missile Defense)。NMD的主要目标是发展和部署地基拦截系统,将来犯的少量弹道导弹摧毁于弹道中段。
在2000年前,除了共享天基预警信息,国家导弹防御系统和地区导弹防御系统是完全独立的系统。2001年美国退出反导条约,之后小布什主政,导弹防御系统不再被分为地区和国家导弹防御系统,而是统统纳入被称为弹道导弹防御系统(BMDS,Ballistic Missile Defense System)的全球导弹防御系统。BMDS的核心是地基中段反导防御系统,设计目标是利用防御系统拦截弹自带的动能拦截装置,在弹道中段摧毁来袭弹头,因此,BMDS研发初期的重点是拦截弹。不过在2002年,小布什政府随后就宣称要在两年内加速研发并部署远程战略导弹防御系统,并成立导弹防御局。小布什政府声称这一举动是针对类似朝鲜的流氓国家,但这一举动的政治意图十分明显的,而且这个政策在当时是有争议的。不过在当时“9.11”恐怖袭击后的政治氛围下,议会很难对国防和安全事务提出质疑。
经过对滹沱河现状水质状况和水域纳污能力的调查和分析计算，为实现水功能区水质目标，切实保护河流水资源，提出如下对策措施：
2 美国反导防御系统作战过程
从图上可以看出,在威胁导弹发射后,BMDS天基传感器比如国防支援卫星DSP,就会探测到导弹发射时的尾焰,而部署在日本的两部前置部署AN/TPY-2雷达或者宙斯盾的SPY-1雷达如果恰好在发射点附近也会探测到导弹的发射。一般来说,天基探测器和前置部署的AN/TPY-2雷达在导弹发射后的一分钟以内就能探测到目标。之后,两类探测器能够向位于阿拉斯加格里利堡和科罗拉多施里弗空军基地的火控中心提供10秒左右(根据2004年专家Barton等人的信息是10.1s和10.2s)的目标弹道数据。
在将BMDS中所有可用传感器所采集到的信息进行综合分析后,位于阿拉斯基和科罗拉多的火控中心将确定拦截目标、拦截弹道、预定拦截点和拦截弹数量。其中,拦截弹数量受多种因素影响：真弹头是否明确识别、真弹头数量、拦截失败后再拦截窗口等。火控中心在发出拦截指令后,部署于阿拉斯加格里利堡或加州范登堡空军基地的拦截弹就会朝预定拦截点飞去。当拦截弹完成助推后,EKV动能拦截器被释放,之后,EKV配备的双波段红外传感器开始探测并跟踪威胁目标云。理论上,EKV能够获取关于目标的红外辐射特征并与其预设的模板匹配,进行目标识别。当拦截器接近目标后,地面指挥人员还会向拦截弹更新预定拦截点和真弹头信息等数据,再结合EKV自身获取的红外辐射特征等数据,EKV就能准确识别真弹头并开始调姿朝目标飞去,最后采用直接碰撞的方式摧毁目标(在实际应用中,拦截弹在飞行过程与指控中心进行通讯的能力的是不足的,按照美军说法,到2020年这一能力有所提升)。
图1 美国反导防御系统作战示意图
2.1 发射段(发现与追踪)
美国反导防御系统作战目标是将来袭的弹道导弹摧毁于美国本土之外,其作战流程如图1所示。
47个水功能区中，省级水功能区23个，苏州市级水功能区14个，张家港市水功能区10个，其中列入省级、市级水功能区划的河流纳污能力执行规定的指标值，其余的执行《张家港市水资源综合规划》确定的纳污能力指标值。
2.2 中间段(探测与识别)
随着威胁目标云安全地继续朝美国本土运动,位于阿留申群岛西部谢米亚岛上的“丹麦眼镜蛇”的地基跟踪雷达和部署在阿达克岛的SBX雷达将开始跟踪目标云。这两部雷达均能提供足够精确的信息来发射和引导拦截弹进行拦截。最后,如果威胁目标云接近美国的西海岸,则部署在加州北部比尔空军基地的改进铺路爪雷达也能跟踪到。在这些雷达中,只有SBX雷达(海基X波段雷达)具有较好的目标识别能力。理论上它能将弹头从包含碎片、诱饵等各类突防装置的目标云中准确地识别出来,但是在实际应用中,它的使用受到很多客观因素制约,因此,其作战能力有限。按照目前美军的计划,将于2020年在阿拉斯加部署LRDR(远程识别雷达)来代替SBX。
2.3 拦截段(红外)
在导弹发射后3-5分钟后助推结束,导弹进入大气层外,并释放弹头和诱饵或其它突防装置,这些突防装置和弹体碎片一起构成了威胁目标云。此时,预警卫星已无法探测到目标。不过,在日本部署的两部前置部署雷达AN/TPY-2和宙斯盾的SPY-1雷达仍能继续探测并跟踪,直至超出它们的探测距离限制和可视角度。一般来说,无论是前置部署雷达AN/TPY-2还是宙斯盾的SPY-1雷达都不太可能将真弹头从目标云中识别出来(除非是不带任何突防装置的弹头)。但是,它们可以将探测跟踪的信息传递给BMDS系统中的其它大型雷达,从而提升它们的可探测距离和目标识别能力。
在小布什政府之前,复杂武器装备系统均采用‘fly before you buy’模式。通过此模式的应用,美军可以确保装备在购买和部署之前能够达到其声称的性能。然而,小布什声称当时的战略导弹防御形势十分严峻,因而十分有必要对地基中段防御系统(GMD,Ground-based Midcourse Defense)的研发部署模式进行改变。五角大楼专门针对导弹防御系统制定了新的研发与部署模式。通过新模式的运用,导弹防御系统的研制进程大大加快,但也留下了很多隐患。
由表1可知，量表的KMO取样适当度为0.686，根据学者Kaiser的观点，KMO值在0.9以上为极适合进行因子分析；0.8—0.9为适合进行因子分析；0.7—0.8尚可进行因子分析；0.6—0.7勉强可进行因子分析；0.6以下则为不适合进行因子分析的数值[4]146-155，[5]102-105.本量表KMO的取样适合度为0.686，巴特莱特球形检验的值为106.981，自由度为21，显著性水平为0.000达到非常显著性水平，以上说明样本勉强适合进行因子分析.
当拦截完成后,通常由BMDS中的SBX雷达或GBR雷达完成拦截评估,并根据评估结果和拦截窗口判断是否再进行第二次拦截。不过根据以往测试结果,BMDS系统的拦截毁伤评估并不十分有效,因此,美军正在发展天基毁伤评估系统SKA。
翻转课堂起源于国外，国内相关研究起步相对较晚，可以说国外的研究趋势是国内研究的风向标，了解国外文献研究方向，对国内研究具有重要的指导意义。我们在对翻转课堂进行了深入细致的理论溯源之后，结合其他国外有关翻转课堂的研究文献，尤其是大学层面的研究，不难发现已经产生了三大主要研究趋势：
3 美国防御系统发展的启示
通过分析美国导弹防御系统发展历程及方向,对未来弹道导弹防御系统的发展可以得到一定的启示：(1)天地一体化探测系统。由目前以海基X波段雷达构成的探测系统逐步发展成海基X波段雷达和天基卫星构成的联合探测系统,并对多种探测手段、多种途径的探测资料进行综合侦察探测。对于现今海陆空联合作战的体系,天基、陆基、海基一体化的探测系统也是一种必然趋势。(2)光电组合的识别系统。目前美国的识别系统以雷达特征识别为主,未来将会向着雷达和红外多特征组合的识别系统发展,将使其对真假目标的识别能力更强。(3)多样化的拦截方式。多样化的拦截方式是美国导弹拦截技术的发展方向,目前单一的动能拦截方式逐步发展成具有作战能力的小型动能拦截、小当量核拦截等的多样化拦截方式,将会显著提高综合拦截能力。(4)多点部署的指导雷达和拦截阵地。由目前固定部署的制导雷达和拦截阵地发展到全球性部署是大势所趋,从而对来袭导弹的拦截隐蔽性和机动性更强。
4 结语
美军的多层次导弹防御系统并不是“各自为战”,而是密切协同、信息共享,构成一套网络化防控反导体系。从美军反导防御系统的作战过程可以看出,BMDS中雷达的探测、跟踪和识别,拦截器的拦截能力、再拦截能力是防御关键。作为世界军事强国,美国会将保卫本土作为国防第一要务,其对导弹防御系统的要求会更高。
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the National Missile Defense System Development in America and Its Enlightenment
LI Yu-jie,WU Xun-tao,ZHANG Qiang
(91550 troops,Dalian Liaoning 116023)
Abstract: From arranged in 2004, the national missile defense (NMD) system of America develop to multiple posy and multi-level. The missile defense radar stations of America, which equipping anti-missile missile of various sizes will cover the entire Northern Hemisphere in the future. In the paper, the national missile defense system of America's developing process and campaign process are described. And then, the development direction of the national missile defense system of America are analyzed and estimated. The end section summarize the hole paper.
Key words: America；The national missile defence (NMD) system； Developing process； Campaign process
中图分类号: E82
文献标识码: A
文章编号: 1671-2064(2019)15-0254-03
收稿日期： 2019-04-27
作者简介： 李玉杰(1991—),男,山东宁津人,硕士研究生,助理工程师,研究方向：导弹突防工作。