楊萌,龔俊斌,丁凡
(1.中國艦船研究設(shè)計(jì)中心,湖北 武漢 430064;2.國防科技工業(yè)海洋防務(wù)技術(shù)創(chuàng)新中心,湖北 武漢 430064)
?;鶑椀缹?dǎo)彈防御,就是利用海上武器平臺(tái)進(jìn)行彈道導(dǎo)彈防御,包括探測(cè)、跟蹤和鎖定目標(biāo)的情報(bào)監(jiān)視偵察系統(tǒng),作戰(zhàn)指揮控制體系,攔截來襲彈道導(dǎo)彈的武器系統(tǒng)。其具有作戰(zhàn)環(huán)境特殊(海洋環(huán)境下?;脚_(tái)承載能力有限)、作戰(zhàn)目標(biāo)特殊(彈道導(dǎo)彈的目標(biāo)和種類多樣)、機(jī)動(dòng)和生存能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其使命包括攔截?cái)撤綇椀缹?dǎo)彈目標(biāo)和實(shí)施?;諔?zhàn)。
?;鶑椀缹?dǎo)彈防御離不開海上艦船平臺(tái)的支持,攔截彈道導(dǎo)彈目標(biāo)需要綜合利用海上艦艇平臺(tái)的相控陣?yán)走_(dá)探測(cè)、指令發(fā)送和接收能力,外部早期預(yù)警和目標(biāo)跟蹤信息等。另外,通過利用末段高層和?;卸螖r截導(dǎo)彈,可以充分發(fā)揮艦艇平臺(tái)機(jī)動(dòng)部署、探測(cè)通信手段豐富、高度集成、攻防一體的優(yōu)勢(shì),在遠(yuǎn)海最佳陣位和海戰(zhàn)場(chǎng)最優(yōu)戰(zhàn)機(jī)打擊敵方低軌衛(wèi)星。
關(guān)于國外海基彈道導(dǎo)彈防御的研究成果已有不少[1-11],但是以艦船研究的視角分析?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)架構(gòu)的文章并不多,需要結(jié)合艦艇平臺(tái)特點(diǎn)對(duì)其闡述。為此,本文將依次介紹國外海基彈道導(dǎo)彈防御的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,國外?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)和具體構(gòu)成,以及其作戰(zhàn)運(yùn)用分析,最后介紹了未來發(fā)展挑戰(zhàn)及趨勢(shì)。
美國擁有種類繁多、型號(hào)各異的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。其攔截精度高,性能優(yōu)越[1]。彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(BMD)是美國對(duì)國家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(NMD)和美國戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(TMD)進(jìn)行整合的產(chǎn)物。從防御目標(biāo)上看,可看作NMD和TMD 2部分。NMD用于防御襲擊美國本土(包括其人口密集的大城市)的“戰(zhàn)略型彈道導(dǎo)彈”,主要在外層空間攔截來襲導(dǎo)彈。相對(duì)于TMD,NMD射程較小,主要用于戰(zhàn)區(qū)防御。兩者通常以3 000 km射程為界限劃分。作戰(zhàn)系統(tǒng)融合后,兩者一起構(gòu)成了覆蓋全球的多層彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。
通過多層一體化多級(jí)攔截,美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋全球的整體攔截網(wǎng)絡(luò),是針對(duì)從近程到洲際彈道導(dǎo)彈的完整、全空域、可靠、具有良好外延擴(kuò)展能力的綜合防御系統(tǒng)。美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的整個(gè)攔截體系總結(jié)如圖1所示。
圖1 各型攔截系統(tǒng)防御區(qū)域示意圖Fig.1 Illustration of defense regions of various interception systems
俄羅斯在大力發(fā)展空天防御系統(tǒng)的總體背景下,不斷推動(dòng)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)建設(shè)[12],擁有4種具代表性的反導(dǎo)系統(tǒng):①機(jī)動(dòng)式全天候的C-300反導(dǎo)系統(tǒng);②超高機(jī)動(dòng)性和反應(yīng)能力的C-400反導(dǎo)系統(tǒng);③發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間短且可防空反巡航導(dǎo)彈的安泰-2500系統(tǒng);④遠(yuǎn)程高空攔截的C-500反導(dǎo)系統(tǒng)??偟恼f來,俄羅斯的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)自成體系,作戰(zhàn)能力遙遙領(lǐng)先除美國以外國家。
以彈道導(dǎo)彈防御能力最強(qiáng)的美軍為例。美軍認(rèn)為目前存在以下現(xiàn)實(shí)威脅:①北朝鮮對(duì)南韓和日本的彈道導(dǎo)彈威脅;②伊朗對(duì)在阿拉伯灣的阿拉伯國家彈道導(dǎo)彈威脅;③伊朗和敘利亞對(duì)以色列彈道導(dǎo)彈威脅;④中國大陸對(duì)臺(tái)灣地區(qū)、日本和東南亞的彈道導(dǎo)彈威脅。因此需要美國海軍具備嚇阻或擊敗對(duì)手使用彈道導(dǎo)彈挑戰(zhàn)美國的能力,從而為美國聯(lián)合海上基地等提供防御。2008年以后,美國雖然總體上對(duì)彈道導(dǎo)彈防御計(jì)劃的規(guī)模進(jìn)行了裁剪,但加強(qiáng)了海基彈道導(dǎo)彈防御部分。
研究海基反導(dǎo)優(yōu)劣勢(shì)的工作已有一些[13-14],若結(jié)合艦船平臺(tái)在海上的使用特點(diǎn),可進(jìn)一步總結(jié)出?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)如下:
相較于陸基反導(dǎo),?;鶑椀缹?dǎo)彈防御具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):①地理優(yōu)勢(shì),海基系統(tǒng)能從海上實(shí)施作戰(zhàn),可進(jìn)入占領(lǐng)有利的攔截位置;②獨(dú)立性,攔截導(dǎo)彈系統(tǒng)裝備于海上,無需同盟國的支援和第三國授權(quán),無需談判基地準(zhǔn)入問題;③快速性,海軍艦艇及其人員和武器裝備可全球布置,響應(yīng)快速,利于躲避敵方的偵測(cè)和瞄準(zhǔn);④完整性,海上攔截導(dǎo)彈系統(tǒng)自身是一個(gè)完整高效的戰(zhàn)術(shù)單位,不需要防御或支援部隊(duì);⑤改裝經(jīng)濟(jì)性好,可以升級(jí)軍艦上已有的攔截系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)和作戰(zhàn)指揮控制通訊系統(tǒng),技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小;⑥隱蔽性好,在海上運(yùn)行,布防位置機(jī)動(dòng)且隱蔽。
每種樣式的反導(dǎo)防御系統(tǒng)都既有所長(zhǎng)又有所短,與陸基、空中以及天基相比,?;磳?dǎo)防御系統(tǒng)主要存在以下不足:①易受攻擊,攔截行動(dòng)會(huì)暴露自身位置,?;到y(tǒng)在前沿地區(qū)作業(yè)比地基系統(tǒng)更易受到攻擊;②與地基系統(tǒng)相比費(fèi)用較高,增加了海上環(huán)境防護(hù)、電磁干擾抑制及滿足艦艇安全要求的費(fèi)用;③增加前沿部署艦艇數(shù)量,需要投入好幾艘海軍艦艇維持戰(zhàn)備,同時(shí)為保護(hù)?;到y(tǒng)免受潛在的攻擊,需要增加護(hù)衛(wèi)艦艇數(shù)量;④多任務(wù)靈活性有限,由于艦艇平臺(tái)的使命任務(wù)較多且有載荷限制,執(zhí)行反導(dǎo)作戰(zhàn)行動(dòng)時(shí)防空能力會(huì)暫時(shí)削弱;⑤惡劣的海上環(huán)境會(huì)對(duì)裝備使用造成不利影響,偶爾會(huì)導(dǎo)致潛在空當(dāng)。
第2節(jié)介紹了海基反導(dǎo)系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)。優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在整體效能的提高上,而劣勢(shì)主要表現(xiàn)在效費(fèi)比較差。盡管成本較高,各海上強(qiáng)國還是積極增加對(duì)其研制的經(jīng)費(fèi)投入,下面將依次介紹。
3.1.1 主要組成部分
“宙斯盾”防御系統(tǒng)是美國?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)的主要組成,其功能是不僅與陸基彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)一起進(jìn)行中段防御,還具備探測(cè)并跟蹤所有射程的彈道導(dǎo)彈(包括洲際彈道導(dǎo)彈)能力,但尚不具備攔截洲際彈道導(dǎo)彈能力?!爸嫠苟堋睂?dǎo)彈防御計(jì)劃(Aegis MD)主要包括“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)系列攔截導(dǎo)彈2部分。
3.1.2 “宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)
Aegis MD的傳感器部分實(shí)現(xiàn)了與BMD其他部分融合,主要包括天基預(yù)警部分、地(海)基預(yù)警系統(tǒng),引導(dǎo)與跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)等組成。其中,?;磳?dǎo)系統(tǒng)獨(dú)有的“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)是其核心。
“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)從1963年開始研制,全稱是“全自動(dòng)作戰(zhàn)指揮與武器控制系統(tǒng)”,包括相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、指揮決策系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、武器火控和發(fā)射系統(tǒng)、戰(zhàn)備狀況檢測(cè)系統(tǒng)、作戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)?!爸嫠苟堋毕到y(tǒng)具有強(qiáng)大的防空、反艦和反潛作戰(zhàn)能力,其關(guān)鍵部位是多功能的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng),下面簡(jiǎn)要介紹一下其發(fā)展型號(hào)。
(1) AN/SPY-1基本型
AN/SPY-1雷達(dá)是4陣面多功能S波段相控陣?yán)走_(dá),每個(gè)八邊形陣面具有90°覆蓋范圍,每個(gè)陣面有1 448個(gè)輻射元。該雷達(dá)可迅速從探測(cè)狀態(tài)進(jìn)入跟蹤狀態(tài),并將信息傳遞給艦上的指揮和交戰(zhàn)決策系統(tǒng)。雷達(dá)功率高達(dá)4 MW,能同時(shí)搜索、跟蹤和引導(dǎo)100個(gè)以上目標(biāo),探測(cè)距離463 km。指揮和決策系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)跟蹤的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。美國海軍“提康德羅加”級(jí)巡洋艦和“阿利·伯克”級(jí)驅(qū)逐艦裝備了該型雷達(dá),日本、西班牙、挪威、韓國和澳大利亞等國也均有裝備。
(2) AN/SPY-1改進(jìn)型
為提高作戰(zhàn)能力,美軍持續(xù)對(duì)AN/SPY-1雷達(dá)進(jìn)行升級(jí)改造,主要型號(hào)如下:
1) AN/SPY-1A
裝備于美國“提康德羅加”級(jí)(CG-47~58)大型巡洋艦/驅(qū)逐艦。
2) AN/SPY-1B
裝備于美國“提康德羅加”級(jí)(CG-59~73)大型巡洋艦/驅(qū)逐艦。AN/SPY-1B采用新型移相器和波束成形技術(shù),質(zhì)量減輕,在同樣的峰值功率條件下具有2倍工作占空比。引進(jìn)超大規(guī)模集成電路技術(shù),使系統(tǒng)重量減輕30%。信號(hào)處理器能力加強(qiáng)。增加了自動(dòng)?xùn)沛i定裝置,以Link-l1數(shù)據(jù)鏈將數(shù)艘艦艇的雷達(dá)整合運(yùn)作并共享數(shù)據(jù),并新增越天頂追蹤模式,雷達(dá)波束能指向垂直方位,能有效偵測(cè)以終端拉高再俯沖攻擊的導(dǎo)彈。目前已升級(jí)為SPY-1B(V)。
3) AN/SPY-1C
該雷達(dá)是搭載在飛機(jī)上的超大型預(yù)警機(jī)項(xiàng)目,因極難實(shí)現(xiàn)而被取消。
4) AN/SPY-1D
裝備于美國“伯克”級(jí)(DDG)、日本“金剛”級(jí)(DDG)、西班牙大型巡洋艦/驅(qū)逐艦。AN/SPY-1D雷達(dá)由AN/SPY-1B雷達(dá)將其功率放大部分縮小一半改制而成的。DDG-79后的“阿利·伯克”驅(qū)逐艦上裝備的是AN/SPY-1D(V)雷達(dá)。
AN/SPY-1D(V)雷達(dá)具有里程碑意義。該雷達(dá)具有雙波束搜索能力,使得雷達(dá)在雜波和嚴(yán)重干擾條件下仍有很高的數(shù)據(jù)率,并采用穩(wěn)定的新型行波管,以及新的目標(biāo)篩選和雜波抑制算法。該雷達(dá)提高了探測(cè)和跟蹤掠海飛行的巡航導(dǎo)彈和戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈等目標(biāo)的能力,從而增強(qiáng)了艦船平臺(tái)的遠(yuǎn)海作戰(zhàn)性能。
5) AN/SPY-lE
AN/ SPY-lE是在AN/SPY-1D(V)雷達(dá)的T程模型基礎(chǔ)上開發(fā)出來的多功能有源相控陣?yán)走_(dá),又稱為S頻段先進(jìn)雷達(dá),即美軍的AN/SPY-2雷達(dá)。該雷達(dá)是一種全新的有源相控陣?yán)走_(dá),陣面上安裝了固態(tài)收發(fā)組件,提高了靈敏度,開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)易于采用新的雷達(dá)波形和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。其可以對(duì)付包括隱身目標(biāo)、反艦巡航導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈和先進(jìn)的干擾措施。
6) AN/SPY-1F
AN/SPY-1F雷達(dá)是AN/SPY-1D雷達(dá)的輕型化產(chǎn)品,裝備在護(hù)衛(wèi)艦上。采用一個(gè)直徑為2.4 m的天線陣列,有1 856個(gè)輻射單元。性能與AN/SPY-lD雷達(dá)相當(dāng),擁有多重作戰(zhàn)和探測(cè)戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈的能力,還可以與非美軍的作戰(zhàn)系統(tǒng)直接連接,支持ESSM和“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅱ?qū)?,能增?qiáng)瀕海作戰(zhàn)和導(dǎo)彈防御能力。
7) AN/SPY-1K
AN/SPY-1K雷達(dá)是AN/SPY1系列中最小、最輕的多功能雷達(dá),天線直徑是1.7 m,單陣面有912個(gè)輻射單元,仍支持SM-2和ESSM導(dǎo)彈,主要裝備于輕型護(hù)衛(wèi)艦和巡邏艇等。
(3) AN/SPY-l雷達(dá)改進(jìn)總結(jié)
AN/SPY-l雷達(dá)從1969年開始研制,1973年試驗(yàn)型上艦,從1983年第1部AN/SPY-1雷達(dá)作為“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)的組成部分正式在艦隊(duì)服役,至今已有100多部、7種型號(hào)進(jìn)入“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)。
其中,AN/SPY-1A,AN/SPY-1B,AN/SPY-1D,AN/SPY-1D(V)屬無源相控陣體制,是目前主要裝備。通過采用成熟技術(shù),包括:相控陣陣列天線、2臺(tái)行波管發(fā)射機(jī)、2部AN/UYK-7型數(shù)字計(jì)算機(jī),可同時(shí)處理11種模式的信息。而為了對(duì)付日益增強(qiáng)的新式威脅,比如隱身目標(biāo)、反艦巡航導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈和先進(jìn)的干擾措施,AN/SPY-1E雷達(dá)采用有源相控陣體制。
綜上所述,“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)的功能特點(diǎn)是反應(yīng)速度快,抗干擾性能好,作戰(zhàn)火力猛,編隊(duì)防空能力強(qiáng),系統(tǒng)可靠性高。
3.1.3 “標(biāo)準(zhǔn)”艦空導(dǎo)彈
“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈是美國通用動(dòng)力公司防空系統(tǒng)分公司研制生產(chǎn)的全天候、中遠(yuǎn)程艦對(duì)空導(dǎo)彈。經(jīng)多次改進(jìn),演變成16種型號(hào),形成艦空“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈系列,是目前世界上性能最先進(jìn)、裝備數(shù)量最多的艦對(duì)空導(dǎo)彈。
1997年,類似于“愛國者”導(dǎo)彈的新型“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈開始裝艦,其中,?;┒螖r截采用“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅱ(SM-2)系列艦空導(dǎo)彈,?;卸魏蛷椀缹?dǎo)彈攔截采用“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ(SM-3)系列艦空導(dǎo)彈,海基末段防空反導(dǎo)后來采用“標(biāo)準(zhǔn)”-6系列攔截彈。
(1) “標(biāo)準(zhǔn)”Ⅱ?qū)?/p>
20世紀(jì)90年代末,美國海軍區(qū)域戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈防御(TBMD)項(xiàng)目的攔截器是SM-2 Block4導(dǎo)彈,美國導(dǎo)彈防御局要求其能實(shí)現(xiàn)?;┒螖r截彈道導(dǎo)彈能力。為此,“提康德羅加”級(jí)導(dǎo)彈巡洋艦“伊利湖”號(hào)和“皇港”號(hào)被改裝成所謂的護(hù)衛(wèi)艦,用作海上試驗(yàn)平臺(tái)。TBMD項(xiàng)目后來在2001年被取消,但在尋求長(zhǎng)期解決方案的過程中,恢復(fù)了導(dǎo)彈研發(fā)作為過渡。
SM-2 Block4的主要改進(jìn)是采用了紅外成像導(dǎo)引頭,增強(qiáng)了末制導(dǎo)。動(dòng)能碰撞與破片殺傷戰(zhàn)斗部共同作用,摧毀目標(biāo)。當(dāng)時(shí)已多次成功驗(yàn)證了該型導(dǎo)彈用于防御在飛行末段再入大氣層的近程彈道導(dǎo)彈的能力。但由于后來項(xiàng)目終止,其改進(jìn)型“標(biāo)準(zhǔn)”-6導(dǎo)彈成了末段彈道導(dǎo)彈防御的關(guān)鍵。
(2) “標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ導(dǎo)彈
“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ導(dǎo)彈是美國?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)中段攔截和末段高層攔截的核心,攔截中遠(yuǎn)程和部分洲際彈道導(dǎo)彈能力強(qiáng)?!皹?biāo)準(zhǔn)”Ⅲ導(dǎo)彈是在“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅱ?qū)椦兄苹A(chǔ)上改進(jìn)而得。
目前正在服役的是SM-3 Block 1A基線1.0型導(dǎo)彈。該型導(dǎo)彈基于SM-2 Block 4的氣動(dòng)外形和推進(jìn)系統(tǒng)重新設(shè)計(jì),配裝了可展開的頭錐、動(dòng)能戰(zhàn)斗部、三級(jí)制導(dǎo)部分和一個(gè)第3級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
SM-3導(dǎo)彈第1次升級(jí)后得到SM-3 Block1B(基線2.0版本),該導(dǎo)彈改進(jìn)了導(dǎo)引頭、信號(hào)處理器和推進(jìn)系統(tǒng)。運(yùn)用全反射光學(xué)系統(tǒng),新型的雙色導(dǎo)引頭捕獲距離更遠(yuǎn),威脅識(shí)別能力更強(qiáng);同時(shí)升級(jí)的信號(hào)處理器可提供更強(qiáng)的處理能力,支持新的識(shí)別算法。多個(gè)助推器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引頭的機(jī)動(dòng)而到達(dá)攔截點(diǎn)。這種可調(diào)節(jié)能力為導(dǎo)引頭提供了動(dòng)態(tài)可變的推力和作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)時(shí)機(jī)。
該導(dǎo)彈的進(jìn)一步改型為SM-3 Block 2A攔截器(基線3.0版本),由美國和日本合作研發(fā),日本通過日-美聯(lián)合研究項(xiàng)目為研制提供關(guān)鍵技術(shù)。2017年,未列裝攔截彈SM-3Block 2A導(dǎo)彈在夏威夷海域的試驗(yàn)中首次成功攔截中程彈道導(dǎo)彈,評(píng)估了其動(dòng)能戰(zhàn)斗部、姿軌控系統(tǒng)、頭罩、控制舵、助推器、發(fā)動(dòng)機(jī)及其分離裝置等關(guān)鍵組建的設(shè)計(jì)成熟度。其燃盡速度快,射高達(dá)到70~500 km。SM-3升級(jí)改進(jìn)示意圖如圖2所示。
圖2 SM-3升級(jí)改進(jìn)示意圖Fig.2 Illustration of upgrades of SM-3
(3) “標(biāo)準(zhǔn)”-6導(dǎo)彈
“標(biāo)準(zhǔn)”-6導(dǎo)彈是SM-2 Block4的進(jìn)一步改型,于2013年形成初始作戰(zhàn)能力。目前已研發(fā)出具備不同作戰(zhàn)能力的多個(gè)型號(hào)。起初型號(hào)具備吸氣式目標(biāo)攔截能力,主要用于超視距防空作戰(zhàn),后續(xù)2個(gè)階段的升級(jí)版——SM-6 Dual Ⅰ型和SM-6 Dual Ⅱ型是美國海軍未來末段反導(dǎo)主力?!皹?biāo)準(zhǔn)”-6導(dǎo)彈具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、威脅適應(yīng)性強(qiáng)、效費(fèi)比高的特點(diǎn),具備防空反導(dǎo)反水面艦船等多任務(wù)作戰(zhàn)能力、一體化火控-防空能力和主動(dòng)尋的作戰(zhàn)能力。
2017年,美國海軍成功進(jìn)行了SM-6 Dual Ⅰ導(dǎo)彈攔截中程彈道導(dǎo)彈靶標(biāo)試驗(yàn),驗(yàn)證了其?;┒未髿鈱觾?nèi)防御能力。這極大地提振了美國海軍對(duì)航母編隊(duì)自身反導(dǎo)的信心,美軍方還聲稱試驗(yàn)中使用的復(fù)雜中程彈道導(dǎo)彈靶彈模仿了中國DF-21反艦導(dǎo)彈的性能和特征[2]。
俄羅斯的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)主要由3部分組成[3]:①莫斯科系統(tǒng);②陸基機(jī)動(dòng)型彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng);③?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)。前兩者是陸基的,不再贅述。對(duì)于?;模壳皟H使用S-300F堡壘及其改進(jìn)型S-300FM,只適合對(duì)近程和部分中程導(dǎo)彈攔截,處于戰(zhàn)斗值班狀態(tài)的只有少數(shù)幾艘巡洋艦。好在S-400和S-500的?;吞?hào)也將逐步裝備海軍部隊(duì)。最快2020年服役的S-500防空導(dǎo)彈系統(tǒng),能夠攔截陸基超聲速導(dǎo)彈,無人駕駛飛機(jī),和各類飛機(jī)甚至包括隱形飛機(jī),能力十分強(qiáng)大。
其他國家的彈道導(dǎo)彈防御技術(shù)水平不如美俄,尚處于探索階段。比如,英國海軍正嘗試45型驅(qū)逐艦開展彈道導(dǎo)彈防御試驗(yàn)[4],法國升級(jí)“紫苑”-30彈道導(dǎo)彈防御能力[5],日本通過購買美軍裝備,建立了完整的導(dǎo)彈防御系統(tǒng),包括“宙斯盾”驅(qū)逐艦、“愛國者”-3攔截系統(tǒng)、陸基X波段雷達(dá)等[6]。進(jìn)入21世紀(jì)后,印度也嘗試推出了自己的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)計(jì)劃,但最近幾年發(fā)展速度變緩,并出現(xiàn)了攔截試驗(yàn)失敗的情況。除自主研發(fā)外,印度還對(duì)以色列的“鐵圓屋頂”反導(dǎo)系統(tǒng)表達(dá)了采購意愿。澳大利亞沒有彈道導(dǎo)彈防御攔截能力,只采購了少量“宙斯盾”驅(qū)逐艦,并與美國合作建立了幾座預(yù)警雷達(dá)基地,響應(yīng)美國的“聯(lián)合的一體化防空反導(dǎo)”構(gòu)想[7]。
海基彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)由偵察情報(bào)、指揮控制和攔截打擊系統(tǒng)3部分組成[1,11-14]。根據(jù)彈道導(dǎo)彈飛行特點(diǎn),對(duì)其防御通常分為在助推段、中段和末段3個(gè)區(qū)段實(shí)施攔截。文獻(xiàn)[15]中認(rèn)為還有上升段防御,但考慮到該防御研究已被美軍取消,這里不再討論。?;鶑椀缹?dǎo)彈防御則需要根據(jù)大型艦船的作戰(zhàn)能力與裝備特點(diǎn),同時(shí)綜合考慮??諈^(qū)域內(nèi)參與協(xié)同的探測(cè)、指揮、武器、保障等作戰(zhàn)資源的具體情況,采用合適的攔截時(shí)機(jī)和攔截方式。
助推段以導(dǎo)彈離開發(fā)射架為起點(diǎn),以最后一級(jí)火箭助推器熄火并與有效載荷分離為終點(diǎn)。在助推段,火箭助推器產(chǎn)生的尾焰明顯,飛行速度相對(duì)較慢,同時(shí)這個(gè)階段整個(gè)導(dǎo)彈的體積龐大,因而具有較大的雷達(dá)發(fā)射面積,而且穿過電離層時(shí)噴焰會(huì)引發(fā)電離層擾動(dòng),易于被天基偵察衛(wèi)星探測(cè)。盡管易于發(fā)現(xiàn),但助推段飛行的時(shí)間較短,防御的主要難點(diǎn)在于如何快速響應(yīng),即在彈道導(dǎo)彈發(fā)射后幾秒鐘內(nèi)迅速完成對(duì)其飛行軌道及攻擊目標(biāo)的預(yù)測(cè),同時(shí)部署好相應(yīng)的實(shí)施攔截力量。助推段的探測(cè)手段主要有地球同步軌道預(yù)警衛(wèi)星、低軌紅外跟蹤衛(wèi)星以及機(jī)載、浮空器等空基預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)等。
在外部情報(bào)引導(dǎo)下,?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)可發(fā)揮海上作戰(zhàn)平臺(tái)的快速部署優(yōu)勢(shì),抵近敵方沿海彈道導(dǎo)彈發(fā)射陣地觀察,建立搜索警戒線探測(cè)來襲導(dǎo)彈,并擬定交戰(zhàn)方案,組織第1階段攔截,對(duì)處于助推段飛行的導(dǎo)彈目標(biāo)使用艦載激光武器或動(dòng)能攔截器實(shí)施攔截。
由于彈道導(dǎo)彈在中段飛行距離遠(yuǎn)、時(shí)間長(zhǎng),防御方實(shí)施跟蹤、計(jì)算其飛行參數(shù)并組織防御的時(shí)間相對(duì)充分。但是彈道導(dǎo)彈通常攜帶多彈頭(含假彈頭和誘餌),中段散開致使目標(biāo)數(shù)量陡然增多,同時(shí)目標(biāo)特征也要小得多、弱得多,探測(cè)、識(shí)別和攔截難度很大。
中段防御是彈道導(dǎo)彈防御發(fā)展的重點(diǎn),海基中段攔截尤為重要。其有海上作戰(zhàn)平臺(tái)靈活部署的優(yōu)勢(shì),通過由遠(yuǎn)及近形成多平臺(tái)縱深梯次配置、全程接力探測(cè)與多次協(xié)同攔截,提高了對(duì)中段飛行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的導(dǎo)彈目標(biāo)的跟蹤攔截概率。為保證探測(cè)彈道導(dǎo)彈持續(xù)不間斷,平臺(tái)間信息應(yīng)實(shí)時(shí)共享,艦載雷達(dá)要具備超遠(yuǎn)程目標(biāo)探測(cè)的能力;另外,指控系統(tǒng)要及時(shí)制定交戰(zhàn)計(jì)劃,完成第2階段的攔截組織方案,一邊接受外平臺(tái)信息,一邊向外平臺(tái)提供彈道導(dǎo)彈目標(biāo)信息。
彈道導(dǎo)彈目標(biāo)再入大氣層后,留給防御方末段攔截的跟蹤、識(shí)別和攔截打擊的時(shí)間非常短暫。彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)海上末段防御分高、低2層,可分別通過海上作戰(zhàn)平臺(tái)配備艦載末段高層反導(dǎo)系統(tǒng)和艦載末段低層反導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)施雙層攔截。其中,末段的高層攔截最大攔截斜距達(dá)250 km,可在大氣層外和大氣層內(nèi)實(shí)施2次攔截;末段的低層攔截一般針對(duì)目標(biāo)高度30 km以下的空域,可為艦艇、港口、機(jī)場(chǎng)和岸上基地提供區(qū)域防空能力,兼容了區(qū)域防空和反導(dǎo)防御能力,實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)防空向防空反導(dǎo)一體化作戰(zhàn)的轉(zhuǎn)變。?;鶑椀缹?dǎo)彈防御分段攔截過程如圖3所示。
海基彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)架構(gòu)主要有以下4點(diǎn):①聯(lián)合多層次預(yù)警;②多層次、全方位攔截,包括助推段、中段和末段的三層防御,陸基、空基、海基、天基攔截相結(jié)合;③各軍種相互協(xié)調(diào)、強(qiáng)調(diào)一體化作用;④覆蓋范圍不局限于國內(nèi),正向外擴(kuò)展。
近年來,海基導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)如下新趨勢(shì):
美國近期發(fā)布的《2019年導(dǎo)彈防御評(píng)估》中指出,目前超過20個(gè)國家使用彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈,或者正在研制高超聲速武器。美軍認(rèn)為,不僅彈道導(dǎo)彈的威脅日益加重,隱身飛機(jī)、高超聲速武器、天基武器、無人機(jī)“蜂群”等新型空天威脅也日益增多,導(dǎo)彈防御評(píng)估不能只局限于彈道導(dǎo)彈防御,導(dǎo)彈防御系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)一步將高超聲速導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈等防御問題納入全面評(píng)估范疇。防御裝備需要朝著??仗煲惑w構(gòu)建、多層次立體打造、多路徑構(gòu)想方案的方向全面發(fā)展。
圖3 ?;鶑椀缹?dǎo)彈防御分段攔截示意圖Fig.3 Illustration of multi-layer interception of sea-based ballistic missile defense
導(dǎo)彈防御系統(tǒng)必須領(lǐng)先于對(duì)手的威脅,應(yīng)對(duì)未來威脅的新型導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和新概念武器正飛速發(fā)展。一方面,導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性得到提升,新型導(dǎo)彈防御系統(tǒng)得以發(fā)展,比如2020年“F-35”戰(zhàn)斗機(jī)將試驗(yàn)助推段反導(dǎo)能力,其作為傳感器節(jié)點(diǎn)整合到彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng);SM-3 Block 2A導(dǎo)彈將于2020年進(jìn)行洲際彈道導(dǎo)彈攔截試驗(yàn);10年內(nèi)使所有“宙斯盾”艦具備導(dǎo)彈防御能力;另一方面,新概念武器也快速發(fā)展,包括激光、高功微波等定向能武器和電磁武器等,比如美國導(dǎo)彈防御局2018年9月授出的21份“高超聲速防御武器系統(tǒng)概念定義”研究合同中,有6份為激光武器、電磁武器等非動(dòng)能攔截武器,有1份為天基攔截器。美國海軍2018年宣布繼續(xù)推動(dòng)電磁軌道炮研發(fā),提高發(fā)射速率,并使射程達(dá)到130~160 km。同時(shí),為尋求對(duì)高超聲速武器和彈道導(dǎo)彈的全程跟蹤和監(jiān)視能力,不排除試圖探索未來可能的天基攔截彈能力。
美軍導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)還無法全程跟蹤彈道導(dǎo)彈發(fā)射,尤其在導(dǎo)彈穿出云層前。美軍認(rèn)為,要實(shí)現(xiàn)全程準(zhǔn)確攔截,不僅需要發(fā)展性能更強(qiáng)的天基預(yù)警與探測(cè)系統(tǒng),而且還應(yīng)發(fā)展更強(qiáng)的前沿預(yù)警能力。而海上平臺(tái)放出的無人機(jī)集群,作為前沿預(yù)警和攔截手段,具備部署靈活、在航時(shí)間長(zhǎng)、攔截彈發(fā)射初速度高、目標(biāo)在助推段機(jī)動(dòng)能力弱的優(yōu)勢(shì),適合執(zhí)行隨遇突發(fā)作戰(zhàn)任務(wù)。
巡邏待戰(zhàn)的無人機(jī)集群在高空搭載紅外探測(cè)器,可提供早期預(yù)警。一發(fā)現(xiàn)目標(biāo),無人機(jī)集群迅速向截?fù)粑恢脵C(jī)動(dòng),占據(jù)來襲目標(biāo)前方正迎頭位置,向目標(biāo)發(fā)射攔截彈,并進(jìn)行毀傷效果評(píng)估。攔截彈制導(dǎo)采取與美國空射撞擊殺傷系統(tǒng)類似的地面火控雷達(dá)制導(dǎo)。如果無人機(jī)與陸基“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ攔截彈或改進(jìn)型?;皹?biāo)準(zhǔn)”Ⅲ攔截系統(tǒng)相結(jié)合,可構(gòu)成前沿部署的區(qū)域?qū)椃烙到y(tǒng),進(jìn)一步提高導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的攔截能力。
美軍認(rèn)為導(dǎo)彈防御的關(guān)鍵要素之一是尋求與盟友和伙伴之間更大程度的整合和互操作性。通過多層次更嚴(yán)密的攻防一體化和互操作性,美軍?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)可以更穩(wěn)妥地執(zhí)行好“威懾、被動(dòng)防御和主動(dòng)防御”的導(dǎo)彈防御戰(zhàn)略。具體通過2個(gè)手段提高導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的一體化水平:一是提高攔截系統(tǒng)的通用性,如正在研發(fā)的海陸通用型“標(biāo)準(zhǔn)”Ⅲ攔截彈、陸空通用的“愛國者”和“末段高空區(qū)域防御”系統(tǒng)攔截彈等;二是改造信息系統(tǒng),提高互聯(lián)互通及互操作能力。相關(guān)計(jì)劃已初現(xiàn)端倪,日本在2018年版《防衛(wèi)白皮書》中宣布,將購買2套陸基“宙斯盾”系統(tǒng),與“宙斯盾”驅(qū)逐艦、“愛國者”-3地空導(dǎo)彈構(gòu)成多層攔截系統(tǒng),2023年左右部署。日本采購的陸基“宙斯盾”反導(dǎo)系統(tǒng)將使用日美正在聯(lián)合開發(fā)的SM-3 Block 2A攔截導(dǎo)彈和最新型LMSSR雷達(dá)。
?;鶎?dǎo)彈防御系統(tǒng)離不開融于導(dǎo)彈防御一體化系統(tǒng)的海上平臺(tái)。如果未來搭載激光武器、新型雷達(dá),則海上彈道導(dǎo)彈防御平臺(tái)不僅可以反導(dǎo),還可以攻擊衛(wèi)星、飛機(jī)甚至地面目標(biāo)。雖然,其還面臨著諸多要解決的難題,比如平臺(tái)條件限制帶來的任務(wù)之間的沖突,成本過高,易受攻擊等問題。但這并沒有影響世界海軍強(qiáng)國對(duì)建立?;鶑椀缹?dǎo)彈防御系統(tǒng)的強(qiáng)烈意愿,比如美國海軍仍在探討發(fā)展大型彈道導(dǎo)彈防御艦。隨著軍工科技發(fā)展,更大型的海上彈道導(dǎo)彈防御平臺(tái)或許很快就將出現(xiàn)。