北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所 王春莉 謝亞梅 焦勝海

?

針對(duì)美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的彈道導(dǎo)彈突防通道研究

北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所 王春莉 謝亞梅 焦勝海

【摘要】本文針對(duì)美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作戰(zhàn)體系提出了采用突防通道來實(shí)現(xiàn)讓預(yù)警雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn)突防物釋放、多彈頭分導(dǎo)或單彈頭分離過程的思路。具體從突防通道定義、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用及具體參數(shù)設(shè)計(jì)等方面展開分析，對(duì)在體系對(duì)抗條件下提高彈道導(dǎo)彈突防能力有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】突防通道；箔條

1 引言

美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)主要指用于保護(hù)美國(guó)本土、美國(guó)海外的軍事設(shè)施、駐軍及其盟國(guó)，使其免遭近程、中程、遠(yuǎn)程和洲際彈道導(dǎo)彈襲擊的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，它是一個(gè)集預(yù)警、指示、制導(dǎo)、攔截和殺傷評(píng)估等功能于一體的作戰(zhàn)體系。在這個(gè)體系中早期預(yù)警信息對(duì)防御系統(tǒng)成功的展開攔截是至關(guān)重要的，所以本文研究的重點(diǎn)即是利用突防通道來實(shí)現(xiàn)讓預(yù)警雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn)突防物釋放、多彈頭分導(dǎo)或單彈頭分離過程。

2 突防通道

傳統(tǒng)的通道概念來源于空軍也稱為干擾走廊，由大量拋撒在空中（大氣中）并形成具有一定長(zhǎng)度、寬度和厚度的云狀干擾物組成。由于干擾走廊的干擾云多由箔條形成，因此干擾走廊又稱為箔條走廊。干擾走廊的作用是對(duì)電磁波散射衰減，使雷達(dá)無法看到飛機(jī)。而我們這里提到的突防通道是以彈道導(dǎo)彈為平臺(tái)在真空段應(yīng)用箔條通道掩護(hù)突防物釋放、多彈頭分導(dǎo)和單彈頭分離，使防御系統(tǒng)無法獲取各種信息。并可在通道有效存活時(shí)間內(nèi)，組織多波次導(dǎo)彈進(jìn)攻。

3 突防通道的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用及設(shè)計(jì)

3.1 突防通道的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用

彈道導(dǎo)彈突防通道生成系統(tǒng)以彈道導(dǎo)彈為平臺(tái)，在彈道上升段或中段按照預(yù)設(shè)的時(shí)間、姿態(tài)、速度釋放大量箔條，在時(shí)間和空間上形成掩護(hù)通道。突防通道生成系統(tǒng)主要由釋放系統(tǒng)、時(shí)序控制系統(tǒng)、干擾物生成系統(tǒng)等組成。

在單彈頭導(dǎo)彈上鑒于運(yùn)載能力有限而突防通道生成系統(tǒng)質(zhì)量大，突防通道生成采用突防彈來實(shí)現(xiàn)，突防彈與進(jìn)攻導(dǎo)彈協(xié)同作戰(zhàn)。在多頭分導(dǎo)式導(dǎo)彈中，突防通道生成可以由其中一枚彈頭承擔(dān)完成,用于掩護(hù)其他彈頭的分導(dǎo)和相應(yīng)突防裝置的釋放。

3.2 箔條突防通道設(shè)計(jì)

3.2.1 箔條突防通道的雷達(dá)散射特性[2][4]

箔條云團(tuán)可以看成由大量的偶極子型散射體組成。將箔條等效為偶極子，箔條的長(zhǎng)度一般取為雷達(dá)工作波長(zhǎng)的一半，此時(shí)箔條等效為半波偶極子。根據(jù)天線理論[3]半波偶極子的散射截面為：

當(dāng)箔條之間的間距足夠大時(shí)，可以將每根箔條看成是獨(dú)立的，即如果箔條云團(tuán)含有N根箔條，那么整個(gè)箔條云團(tuán)散射回波的Stokes矢量為N根箔條各自散射回波的Stokes矢量之和，整個(gè)箔條云團(tuán)的平均RCS為N根箔條各自的平均RCS的和。

3.2.2 箔條突防通道的主要參數(shù)[1][2]

箔條突防通道的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為通道長(zhǎng)度、寬度、厚度、密度等，具體分析如下。

a）通道的長(zhǎng)度及寬度：寬且連續(xù)的箔條通道其基本要求是能夠使彈頭隱蔽在通道內(nèi)，同時(shí)在通道內(nèi)可以進(jìn)行相應(yīng)的突防裝置釋放而不被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，通道的長(zhǎng)度和寬度取決于預(yù)警雷達(dá)的部署位置和對(duì)導(dǎo)彈目標(biāo)的可探測(cè)的總時(shí)間而定。

b）通道厚度：對(duì)于在真空、微重力條件下使用的箔條其厚度由信號(hào)衰減要求決定。

c）突防通道中箔條的長(zhǎng)度、直徑：根據(jù)有關(guān)理論[1][5]研究表明，帶寬隨著L/d的減小而單調(diào)增寬,即增大箔條的直徑，使箔條的干擾帶寬增寬，但靠直徑增加帶寬是有限的,因此借鑒有關(guān)工程應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為選取箔條直徑d=25μm～50μm的鍍鋁玻璃絲比較合適。

為了獲得最好的干擾效果，應(yīng)使箔條與被干擾雷達(dá)頻率產(chǎn)生諧振。在實(shí)際使用中，考慮偶極子及媒質(zhì)均非理想導(dǎo)體，箔條的長(zhǎng)度通常比理想情況下使用的半波長(zhǎng)短一點(diǎn)，即約為l=0.48λ。

d）通道的平均體密度和衰減：箔條的平均體密度和衰減是鋪設(shè)通道考慮的重要因素。箔條的平均體密度是單位體積內(nèi)平均箔條數(shù)，箔條的平均體密度ρ為：

式中：

ρ為箔條的平均體密度，單位：根/m3；

n為箔條包的數(shù)量，單位：個(gè)；

Si為第i個(gè)箔條包內(nèi)箔條絲的數(shù)量，單位：根；

V為突防通道體積，單位：km3。

箔條通道對(duì)電磁波衰減的度（衰減系數(shù)β，單位dB/ m）可用來衡量干擾的效果。

隨著波長(zhǎng)減小(頻率上升)衰減系數(shù)減小，這就意味著要增加箔條根數(shù)；隨著箔條體密度減小(突防通道體積增大)，衰減系數(shù)減小，這就意味著要增大箔條體密度，也就是要增加箔條根數(shù)。因此隨著時(shí)間的推移，干擾走廊體積的增大，對(duì)雷達(dá)的遮蔽性能也在降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過多年的大規(guī)模投入，美國(guó)已經(jīng)初步建立了基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的多層次反導(dǎo)體系，嚴(yán)重威脅著我國(guó)以單件導(dǎo)彈武器、少量突防手段為主的突防能力。為了應(yīng)對(duì)日漸完善的反導(dǎo)體系的威脅，如何在“大防御體系”下導(dǎo)彈武器系統(tǒng)能夠避免或減少被敵方發(fā)現(xiàn)識(shí)別的概率，增強(qiáng)突防能力，是確保我國(guó)導(dǎo)彈武器強(qiáng)大威懾力和后發(fā)制人報(bào)復(fù)能力的關(guān)鍵。本文開展的突防通道技術(shù)研究就是從體系對(duì)抗的角度，探索提高突防技術(shù)措施的使用效能，為多發(fā)進(jìn)攻導(dǎo)彈開辟安全通道，具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]陳靜.雷達(dá)箔條干擾原理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007,5.

[2]趙勛杰,陳靜.箔條云電磁散射統(tǒng)計(jì)特性研究[Z].電子對(duì)抗,1990,(3):1～10.

[3][美]J.D.Kraus,等.天線(第三版)[M].章文勛,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2004.

[4]王雪松,赫曉峰,周穎,等.自由空間中偶極子云團(tuán)極化散射特性研究:相干散射模型[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào).2001,16(1):66-77.

[5]Butter,B.C.F.;“Chaff”;IEE Proceedings,Vol.129,Pt. F;NO.3,June 1982;pp.197～201.

王春莉（1976－），女，黑龍江人，碩士，北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所高級(jí)工程師，研究方向：飛行器設(shè)計(jì)。

謝亞梅（1977－），女，陜西人，學(xué)士，北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所高級(jí)工程師，研究方向：飛行器設(shè)計(jì)。

焦勝海（1976－），男，山東人，碩士，北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所研究員，研究方向：飛行器設(shè)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介：