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(xiàn)對于現(xiàn)有防空體系提出了巨大的挑戰(zhàn)。本文在分析高超聲速飛行器未來作戰(zhàn)特點的基礎(chǔ)上，分析了抗擊高超聲速目標(biāo)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(guān)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(xiàn)對于現(xiàn)有防空體系提出了巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有防空反導(dǎo)體系是基于飛機及彈道導(dǎo)彈等傳統(tǒng)武器系統(tǒng)建立的，其預(yù)警與指揮控制系統(tǒng)均是針對飛機及彈道導(dǎo)彈的各項特點進行工作的。對于高超聲速目標(biāo)，無法對其進行有效的預(yù)警、跟蹤與制導(dǎo)，防空導(dǎo)彈的機動性等性能也無法滿足攔截高超聲速目標(biāo)的需要，防空系統(tǒng)的攔截效率會大幅度下降，現(xiàn)有防空反導(dǎo)體系效能面臨清零的危險。為應(yīng)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(fā)展新型防御系統(tǒng)。

一、高超聲速飛行器的特點及對未來作戰(zhàn)的影響

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

高超音速飛行器與現(xiàn)有空氣動力飛行器、彈道導(dǎo)彈等威脅目標(biāo)相比，具有以下作戰(zhàn)特點：

1.飛行高度高、飛行速度快、打擊距離遠(yuǎn)，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(zhàn)斗部比重大，可裝載更多戰(zhàn)斗部件，提高戰(zhàn)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(yù)警和突防，可對敵方進行直接打擊或作為遠(yuǎn)程精確打擊的武器平臺，極大地擴展了作戰(zhàn)空間，提高了作戰(zhàn)效能。高超聲速飛行器由于其獨特的優(yōu)勢，目前已成世界各軍事強國關(guān)注的焦點。其中，美軍致力于發(fā)展在1小時內(nèi)可以攻擊全球的高空高超聲速巡航導(dǎo)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(fā)展高超聲速巡航導(dǎo)彈；俄羅斯與印度合作發(fā)展的布拉莫斯2高超聲速巡航導(dǎo)彈正處在試驗定型階段。高超聲速飛行器的研發(fā)和應(yīng)用，使得作戰(zhàn)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(zhàn)略空間和戰(zhàn)場空間。

二、抗擊高超聲速飛行器的難點分析

（一）預(yù)警探測的難點

1.對高超聲速飛行器的預(yù)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(biāo)要求預(yù)警系統(tǒng)盡可能早地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，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(chǎn)生的等離子體隱身效能，造成對高超聲速飛行器的發(fā)現(xiàn)距離較小，同時微波大氣吸收、黑障影響等會對遠(yuǎn)程預(yù)警和跟蹤制導(dǎo)雷達的預(yù)警探測造成不利，進一步壓縮了預(yù)警探測系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)距離，并容易導(dǎo)致無法進行預(yù)警探測或是虛警的出現(xiàn)。所以對于現(xiàn)有的防空反導(dǎo)系統(tǒng)，目標(biāo)的高速度將大大降低預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)概率和發(fā)現(xiàn)距離。

2.對高速機動目標(biāo)精確探測難度增大

對目標(biāo)高精度攔截的首要條件是實現(xiàn)高精度的末制導(dǎo)探測，反導(dǎo)攔截彈比較實用的末制導(dǎo)探測技術(shù)是可見光和紅外光學(xué)的末制導(dǎo)探測。但在高超聲速武器飛行的高度，大氣較為稀薄，應(yīng)用光學(xué)探測面臨著更為復(fù)雜的氣動光學(xué)效應(yīng)問題，這對末端制導(dǎo)探測的影響較大，增大了攔截導(dǎo)彈精度探測目標(biāo)的難度。

（二）跟蹤預(yù)測的難點

1.運動模型、預(yù)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(shù)飛行速度和較廣的速度域，運動階段也復(fù)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(yù)測模型即使可建立，也是變參數(shù)的非慣性運動目標(biāo)預(yù)測模型，從而導(dǎo)致了預(yù)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(biāo)監(jiān)視雷達、防空預(yù)警雷達一般采用固定部署，存在探測盲區(qū)，且大多屬于窄帶雷達系統(tǒng)，不具備目標(biāo)識別特征提取能力，難以實現(xiàn)目標(biāo)識別功能，防空預(yù)警探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新間隔一般都在5 s或10 s，針對高超聲速目標(biāo)無法形成連續(xù)航跡。由于高超聲速飛行器飛行速度快，給攔截系統(tǒng)留下的反應(yīng)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(tǒng)的反應(yīng)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(tǒng)難以高精度預(yù)測其飛行軌跡，基于預(yù)測制導(dǎo)的攔截彈難以實現(xiàn)有效攔截。如采用追蹤目標(biāo)運動的制導(dǎo)方法通常要求導(dǎo)彈的機動過載大于目標(biāo)3倍，才能實現(xiàn)高精度的制導(dǎo)控制。

2.攔截彈高精度制導(dǎo)控制難度增大

高超聲速飛行器的防御對攔截導(dǎo)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(fù)合控制以提供可用過載。稀薄大氣層 20km～100 km 高度范圍內(nèi)，大氣密度變化劇烈，采用直接力控制將產(chǎn)生更為復(fù)雜的側(cè)噴氣動干擾，這些因素將導(dǎo)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(fù)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(zhàn)準(zhǔn)備時間

預(yù)警系統(tǒng)盡早發(fā)現(xiàn)來襲的高超聲速目標(biāo)是有效防御高超聲速飛行器的關(guān)鍵。為此，可構(gòu)建多層立體預(yù)警體系，通過逐層預(yù)警來提高預(yù)警效率，增加防御武器作戰(zhàn)準(zhǔn)備時間。預(yù)警探測體系典型組成結(jié)構(gòu)如圖所示。天基探測系統(tǒng)主要由天基紅外和天基雷達探測系統(tǒng)組成，包括中軌和高軌衛(wèi)星。天基預(yù)警能否在爬升段捕捉住目標(biāo)，是關(guān)系著攔截系統(tǒng)能否及時做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備，實施跟蹤和進行攔截的關(guān)鍵因素，所以首先充分利用天基衛(wèi)星探測系統(tǒng)，根據(jù)態(tài)勢作出合理行動?？栈綔y系統(tǒng)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(xué)、紅外和雷達等探測器，不受地球曲率的影響，監(jiān)視范圍大，可以作為輔助預(yù)警手段。其次，充分利用機動平臺前伸部署預(yù)警系統(tǒng)，利用預(yù)警機、電子偵察機、艦載雷達等將預(yù)警系統(tǒng)前伸。地基探測系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程預(yù)警相控陣?yán)走_、地基多功能雷達、凝視雷達、電磁籬笆和地基紅外探測系統(tǒng)組成，部署時必須根據(jù)同雷達的用途、特性、戰(zhàn)技性能，充分發(fā)揮各種雷達的優(yōu)勢，擴大雷達探測縱深，對目標(biāo)提供較為有效的預(yù)警。組網(wǎng)探測主要由天基、空基和地基以及海上探測裝備組網(wǎng)構(gòu)成。endprint

（二）如何提高防御武器探測跟蹤能力

現(xiàn)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(biāo)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(shù)基礎(chǔ)上進行改進，同時應(yīng)積極探索激光成像技術(shù)等新型探測與跟蹤技術(shù)，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(biāo)的能力。在防御中由于目標(biāo)相對于地面?zhèn)鞲衅鞯挠^測仰角變化快、大氣折射嚴(yán)重，加上其高機動性，很容易跟丟，因此，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)應(yīng)立即制定傳感器交接班計劃并動態(tài)修正，對目標(biāo)的機動區(qū)域進行無縫覆蓋，以達到全程連續(xù)跟蹤。

（三）如何縮短防御武器反應(yīng)時間

在作戰(zhàn)準(zhǔn)備時間有限的情況下，縮短防御武器反應(yīng)時間是在現(xiàn)役防御裝備體系防御高超聲速武器的必然要求。一方面，應(yīng)優(yōu)化現(xiàn)役防御武器的作戰(zhàn)流程，盡可能減少人為干預(yù)，實現(xiàn)目標(biāo)搜索、建立航跡、威脅判斷、目標(biāo)分配、目標(biāo)指示、目標(biāo)跟蹤、火控解算、控制開火、轉(zhuǎn)火或?；鸬冗^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(xiàn)役防御武器的作戰(zhàn)效能。

（四）如何增強防御武器攔截能力

從目標(biāo)的快速性及機動性來看，高超聲速飛行器是一類比彈道導(dǎo)彈更難攔截的目標(biāo)，因此需要建立一個銜接緊密的分層攔截機制，當(dāng)上一層攔截失效時，下層攔截手段能夠及時啟動，對目標(biāo)進行補射，從而提高攔截成功率。類似于彈道導(dǎo)彈攔截方案，高超聲速目標(biāo)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(tǒng)，在攔截過程中應(yīng)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(tǒng)反應(yīng)時間，以此來增加射擊次數(shù)，從而達到大幅度提高攔截高超聲速目標(biāo)的效率。末段攔截一方面應(yīng)采用硬殺傷，爭取在末段成功攔截，另一方面要實施目標(biāo)干擾，使其不能準(zhǔn)確命中目標(biāo)，雙管齊下，將對受保護目標(biāo)的破壞降低到最小。在分層攔截過程中，需要對目標(biāo)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(tǒng)具有較高的判斷準(zhǔn)確率及較快的運算速度。

高超聲速武器開創(chuàng)了戰(zhàn)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(yīng)對挑戰(zhàn)，就要逐步開展攔截高超聲速飛行器的相關(guān)技術(shù)研究，積極升級和改進現(xiàn)有的防空預(yù)警系統(tǒng)、彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)和空間預(yù)警探測系統(tǒng)，盡快發(fā)展高超聲速飛行器攔截系統(tǒng)，防患于未然。發(fā)展功能完備的防御體系，必須要做好充分的準(zhǔn)備，密切跟蹤高超聲速飛行器的發(fā)展動態(tài)，同時結(jié)合現(xiàn)有防空反導(dǎo)武器的技術(shù)途徑，實現(xiàn)防御體系的不對稱發(fā)展，在競爭中掌握主動權(quán)。

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