汪豐麟 李沁遠(yuǎn) 范 博 張 杰 朱啟超

1.國防科技大學(xué)空天科學(xué)學(xué)院 湖南 長沙 410073 2.國防科技大學(xué)前沿交叉學(xué)科學(xué)院 湖南 長沙 410074

高超聲速武器是一類能在大氣層內(nèi)以超過5 Ma速度受控飛行的武器, 具有打擊速度快、機(jī)動性能好、突防能力強(qiáng)等特點(diǎn), 吸引以美俄為首的軍事大國在該領(lǐng)域展開激烈角逐. 俄羅斯率先將“先鋒”（Avangard）、“匕首”（Kinzal）高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈投入現(xiàn)役, 積極開展“鋯石”（Zircon）高超聲速巡航導(dǎo)彈的國家試驗(yàn)工作, 并披露了“小精靈”（Gremlin）、“幼蟲-MD”（Larchinka-MD）、“銳利”（Ostrota）與Kh-95等多款高超聲速巡航導(dǎo)彈的發(fā)展計(jì)劃. 美國密集進(jìn)行高超聲速武器試驗(yàn), 全力推動“常規(guī)快速打擊”（conventional prompt strike, CPS）、“遠(yuǎn)程高超聲速武器”（long-range hypersonic weapon, LRHW）和“空射快速響應(yīng)武器”（air-launched rapid response weapon,ARRW）三大高超聲速助推滑翔武器項(xiàng)目形成裝備級成果, 并試圖借助“吸氣式高超聲速武器概念”（hypersonic air-breathing weapon concept, HAWC）、“超聲速推進(jìn)先進(jìn)沖壓發(fā)動機(jī)”（supersonic propulsion enabled advanced ramjet, SPEAR）、“一次性吸氣式高超聲速多任務(wù)演示器”（Mayhem）等項(xiàng)目在高超聲速巡航導(dǎo)彈武器領(lǐng)域取得突破. 預(yù)計(jì)到2030年, 將有一批發(fā)展成熟的高超聲速武器型號進(jìn)入各國裝備序列,成為其作戰(zhàn)體系的有機(jī)組成部分. 與此同時(shí), 高超聲速武器技術(shù)的快速發(fā)展打破了攻守雙方的平衡態(tài)勢,加劇了各國對高超聲速武器防御體系的構(gòu)建需求.從介紹高超聲速武器的防御難點(diǎn)入手, 分析國外典型高超聲速武器防御體系的建設(shè)現(xiàn)狀與存在問題,預(yù)測了高超聲速武器防御體系的發(fā)展趨勢.

1 高超聲速武器的防御難點(diǎn)

高超聲速武器按照技術(shù)路線可分為高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈和高超聲速巡航導(dǎo)彈兩大類. 高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈的飛行起始段與彈道導(dǎo)彈類似, 但其搭載的高超聲速滑翔飛行器在與助推器分離后不進(jìn)行彈道飛行, 而是在直接再入后利用氣動力進(jìn)行遠(yuǎn)距離超高速滑翔. 其射程從數(shù)百千米到上萬千米不等, 飛行速度可達(dá)5 Ma～20 Ma, 且在滑翔飛行過程中能以較大過載進(jìn)行橫向機(jī)動. 高超聲速巡航導(dǎo)彈則是以超燃沖壓發(fā)動機(jī)為主要動力的巡航導(dǎo)彈, 其能以5 Ma～10 Ma 速度自主飛行1 000 km 以上, 可在巡航段進(jìn)行連續(xù)機(jī)動變軌. 以上技術(shù)特點(diǎn)使得高超聲速武器和傳統(tǒng)的彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈武器相比,極大降低了自身被探測與跟蹤的概率, 壓縮了防御體系的反應(yīng)時(shí)間, 增加了攔截武器的命中難度. 現(xiàn)有防御體系要實(shí)現(xiàn)對高超聲速武器的有效攔截, 需要面對以下三大難點(diǎn).

1.1 發(fā)現(xiàn)跟蹤難

高超聲速武器的飛行彈道基本位于20 km～40 km高度的臨近空間范圍內(nèi), 大大低于傳統(tǒng)彈道導(dǎo)彈的彈道頂點(diǎn)高度, 導(dǎo)致陸基與?；A(yù)警雷達(dá)對目標(biāo)的截獲距離在地球曲率的影響下受到明顯壓縮, 由5 000 km 以上減少至1 000 km 以下. 同時(shí), 高超聲速武器的高速飛行會使飛行器表面形成一層等離子體鞘套, 引起自身雷達(dá)特征信號的顯著下降, 從而對雷達(dá)的識別跟蹤造成劇烈干擾[1]. 這導(dǎo)致現(xiàn)有的雷達(dá)系統(tǒng)無法對高超聲速武器的發(fā)射飛行過程實(shí)施精確的全程監(jiān)測.

天基紅外探測平臺是廣泛用于導(dǎo)彈預(yù)警跟蹤的另一種技術(shù)手段. 對于高超聲速助推滑翔武器來說,其助推器火箭發(fā)動機(jī)的尾焰具有十分明顯的紅外特征信號,基本與助推段的彈道導(dǎo)彈一致,在3 μm～5 μm中波紅外波段的輻射強(qiáng)度為104W/sr～105W/sr 量級,依托現(xiàn)有高軌紅外衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)高超聲速助推滑翔武器的發(fā)射預(yù)警. 高超聲速滑翔飛行器與助推器分離后進(jìn)行無動力滑翔, 基本僅有氣動加熱產(chǎn)生紅外輻射, 特征信號強(qiáng)度與飛行速度呈正相關(guān). 飛行器滑翔起始階段的速度高度均較高, 紅外輻射強(qiáng)度大, 容易被天基平臺識別跟蹤. 但隨著飛行軌跡逐漸下探、飛行速度逐漸下降, 飛行器的特征信號強(qiáng)度將下降一個(gè)數(shù)量級左右, 難以被高軌衛(wèi)星穩(wěn)定探測. 對于中低軌衛(wèi)星而言, 盡管高超聲速滑翔飛行器的紅外特征信號遠(yuǎn)大于慣性段彈道導(dǎo)彈, 部分衛(wèi)星平臺可以實(shí)現(xiàn)對飛行器的識別跟蹤, 但由于現(xiàn)有星載紅外凝視傳感器的性能局限性, 加上部分衛(wèi)星缺乏下視能力, 衛(wèi)星在軌密度也存在不足, 難以對滑翔段高超聲速滑翔飛行器實(shí)現(xiàn)全域全程探測跟蹤, 并獲得高精度的目標(biāo)數(shù)據(jù)[2]. 高超聲速巡航導(dǎo)彈在發(fā)射時(shí)通常也需要火箭助推器將其加速至發(fā)動機(jī)啟動速度, 然后由超燃沖壓發(fā)動機(jī)提供巡航段的飛行動力. 高超聲速巡航導(dǎo)彈配備的助推器功率較小, 紅外輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)小于處于助推段的高超聲速助推滑翔武器與彈道導(dǎo)彈. 同時(shí), 超燃沖壓發(fā)動機(jī)的紅外特征信號強(qiáng)度僅為103W/sr 量級, 甚至比高速飛行氣動加熱產(chǎn)生的特征信號更低[3]. 此外, 高超聲速巡航導(dǎo)彈的飛行速度略低于高超聲速助推滑翔武器, 且飛行高度通常貼近臨近空間下界, 大氣背景輻射與云層反射的影響更加顯著, 氣動加熱產(chǎn)生的特征信號更不明顯. 這些因素使得高超聲速巡航導(dǎo)彈更難被天基紅外平臺有效捕獲跟蹤.

1.2 攔截窗口小

由于陸基、?；h(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)和天基紅外探測系統(tǒng)難以提前為攔截武器系統(tǒng)提供高超聲速武器的精確目標(biāo)信息, 使得攔截系統(tǒng)獲得目標(biāo)準(zhǔn)確位置與運(yùn)動參數(shù)的時(shí)間點(diǎn)大幅后推. 而高超聲速武器極快的飛行速度使其由截獲點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的飛行時(shí)間急劇壓縮, 以500 km 的截獲距離為例, 飛行速度為0.7 Ma 的亞音速巡航導(dǎo)彈將在約35 min 后擊中目標(biāo), 而速度為10 Ma 的高超聲速武器僅需約2.5 min.這就導(dǎo)致面對高超聲速武器打擊時(shí)攔截系統(tǒng)難以獲得充足的時(shí)間來進(jìn)行攔截方案生成與攔截彈發(fā)射準(zhǔn)備, 同時(shí)無法進(jìn)行二次、多次攔截以提高攔截成功率.

另一方面, 高超聲速武器在飛行過程中可以進(jìn)行大范圍機(jī)動, 其飛行彈道與最終落點(diǎn)對于防御方而言具有不可預(yù)測性, 從而進(jìn)一步增大攔截系統(tǒng)為攔截彈解算射前參數(shù)的難度. 而對于已處于飛行狀態(tài)的攔截彈而言, 在較大范圍內(nèi)進(jìn)行高速機(jī)動的高超聲速武器, 將迫使攔截彈不斷修正彈道方案、進(jìn)行跟隨機(jī)動, 增大攔截彈的能量損失與彈載燃料消耗,降低攔截有效性.

1.3 應(yīng)對手段少

目前的防空反導(dǎo)系統(tǒng)的作戰(zhàn)對象主要分為空氣動力目標(biāo)（aerodynamic target）和戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)（tactical ballistic missile）兩個(gè)類別. 由于兩種作戰(zhàn)對象在彈道特征、飛行速度、機(jī)動能力、抗毀傷能力等目標(biāo)參數(shù)上存在顯著差異, 各國主流的防空反導(dǎo)系統(tǒng)往往有針對性地分化出不同的裝備型號, 在技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)上具有很大差別.例如,美國部署的SM-2 防空導(dǎo)彈主要承擔(dān)針對固定翼飛機(jī)、無人機(jī)與巡航導(dǎo)彈目標(biāo)的區(qū)域防空任務(wù), 射界上限在25 km 左右, 使用破片殺傷戰(zhàn)斗部進(jìn)行目標(biāo)毀傷；PAC-3 防空導(dǎo)彈負(fù)責(zé)中近程戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的末段攔截, 最大射高24 km,采用特制的高爆戰(zhàn)斗部（又稱“殺傷增強(qiáng)器”）；末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)“薩德”（terminal high altitude area defense, THAAD）導(dǎo)彈可承擔(dān)戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的末段和中段攔截, 射高為40 km～150 km, 配備動能戰(zhàn)斗部進(jìn)行直接碰撞殺傷；而搭配“宙斯盾”系統(tǒng)進(jìn)行海基中段反導(dǎo)的SM-3 導(dǎo)彈最低射高達(dá)80 km 以上, 同樣采用動能戰(zhàn)斗部. 然而, 高超聲速武器的典型飛行高度恰好位于絕大多數(shù)現(xiàn)役防空攔截彈的射高上界與反導(dǎo)攔截彈的射高下界之間. 在嘗試攔截高超聲速武器時(shí), 防空攔截彈氣動控制裝置的工作效率將受到高空稀薄大氣的嚴(yán)重影響, 導(dǎo)致攔截彈機(jī)動性急劇下降；反導(dǎo)攔截彈受到的空氣阻力將顯著高于正常工況, 且裝備的導(dǎo)引頭難以在氣動加熱的干擾下穩(wěn)定工作, 降低動能戰(zhàn)斗部的殺傷成功率. 這就意味著現(xiàn)有的防空反導(dǎo)系統(tǒng)基本無法應(yīng)對處于滑翔或巡航階段的高超聲速武器.

除難以在高超聲速武器巡航段實(shí)施攔截之外，現(xiàn)有手段也缺乏在發(fā)射段與末段進(jìn)行有效防御的能力.和彈道導(dǎo)彈的上升段攔截類似, 盡管高超聲速武器在發(fā)射段往往目標(biāo)明顯、飛行速度慢、機(jī)動性能差,但攔截作戰(zhàn)要求防空反導(dǎo)系統(tǒng)抵近前沿部署, 在高烈度沖突環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn). 末段攔截則存在前文所述的攔截窗口小、失敗率高等問題. 另外, 各國發(fā)展的高超聲速武器體現(xiàn)出小型化、通用化的發(fā)展趨勢,使高超聲速武器的發(fā)射平臺具有更強(qiáng)的生存能力與隱蔽性. 俄羅斯的“匕首”導(dǎo)彈可由米格-31K、圖-22M3 一類的戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)掛載,“鋯石”導(dǎo)彈計(jì)劃發(fā)展成一款陸?？胀ㄓ玫难b備型號, 新近曝光的“小精靈”“幼蟲-MD”導(dǎo)彈甚至可以由蘇-57 隱身戰(zhàn)斗機(jī)的內(nèi)置武器艙裝載；美國?；鵆PS 導(dǎo)彈、陸基LRHW 導(dǎo)彈與空基ARRW（AGM-183A）導(dǎo)彈也都將基于現(xiàn)有發(fā)射平臺形成戰(zhàn)斗力. 這導(dǎo)致對高超聲速武器發(fā)射平臺進(jìn)行預(yù)先識別與優(yōu)先打擊的“攻勢防御”同樣存在較大難度.

2 國外高超聲速武器防御體系的建設(shè)現(xiàn)狀

近年來, 各軍事大國面對高超聲速武器的實(shí)際威脅, 開始進(jìn)行高超聲速武器防御體系的發(fā)展論證與前期建設(shè)工作. 這其中, 美俄兩國憑借在相關(guān)領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀和在彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)建設(shè)中積累的經(jīng)驗(yàn), 率先取得了一定的成果.

2.1 美國的高超聲速武器防御體系

自2017年起, 美國導(dǎo)彈防御局（Missile Defense Agency, MDA）在美國太空發(fā)展局（Space Development Agency, SDA）與美國國防部高級計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA）的協(xié)助下,開始進(jìn)行美國高超聲速武器防御體系的建設(shè)工作. 基于MDA 的頂層規(guī)劃,美國將以現(xiàn)有的彈道導(dǎo)彈防御體系為基礎(chǔ), 通過對傳感器網(wǎng)絡(luò)、指揮控制系統(tǒng)與攔截武器三大模塊的升級改造, 力爭在2030年之前初步建成具備高超聲速助推滑翔武器攔截能力的防御體系.

2.1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)

美國現(xiàn)有的彈道導(dǎo)彈防御體系已初步具備了陸基、?；?、天基全面覆蓋的預(yù)警探測能力. 其中陸基平臺包括AN/FPS-108“丹麥眼鏡蛇”雷達(dá), AN/FPS-115、AN/FPS-132“鋪路爪”雷達(dá), AN/TPY-2 雷達(dá), 以及不久前投入使用的“遠(yuǎn)程識別雷達(dá)”（long range discrimination radar, LRDR）；?；脚_為1 部“?；鵛波段”（sea-based x-band radar, SBX）雷達(dá)；天基平臺包括第一代“國防支援計(jì)劃”（defense support program, DSP）、第二代高軌“天基紅外系統(tǒng)”（spacebased infrared system, SBIRS）、低軌“天基跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（space tracking and surveillance system, STSS）與計(jì)劃中新一代的“下一代過頂持續(xù)紅外”（next generation overhead persistent infrared, Next-gen OPIR）系統(tǒng)[4]. 但這些傳感器主要針對傳統(tǒng)的中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈目標(biāo). 因此, MDA 計(jì)劃針對現(xiàn)有的陸基、?；鶄鞲衅髌脚_進(jìn)行改進(jìn), 以提供雷達(dá)視距內(nèi)的高超聲速武器探測跟蹤能力. 同時(shí), MDA 認(rèn)為天基平臺在高超聲速武器探測方面具有更大優(yōu)勢, 但現(xiàn)有天基平臺軌道過高、傳感器靈敏度不足, 無法對高超聲速武器形成全程跟蹤. 為此, MDA 與SDA 展開合作, 計(jì)劃在低軌道建設(shè)覆蓋全球的天基紅外傳感器系統(tǒng).

SDA 在2019年公布了“國防空間體系架構(gòu)”（national defense space architecture, NDSA）, 計(jì) 劃 在2025年前部署數(shù)百顆低軌道小型衛(wèi)星, 實(shí)現(xiàn)全球覆蓋, 構(gòu)成提供態(tài)勢感知、定位導(dǎo)航、指揮控制、通信傳輸?shù)确?wù)的7 個(gè)功能層, 對現(xiàn)有高成本大型衛(wèi)星星座進(jìn)行功能性補(bǔ)充與備份[5]. 在七大功能層中, 跟蹤層（tracking layer）重點(diǎn)對包含高超聲速武器在內(nèi)的導(dǎo)彈威脅進(jìn)行探測、識別與跟蹤, 計(jì)劃由“寬視場”（wide field of view, WFOV）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和“高超聲速與彈道跟蹤天基傳感器”（hypersonic and ballistic tracking space sensor, HBTSS）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)兩大部分組成. SDA在2020年10月授予SpaceX 公司與L3 哈里斯公司各4 顆WFOV 衛(wèi)星的開發(fā)與制造合同, 計(jì)劃在2022年對其進(jìn)行部署[6]. HBTSS 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計(jì)劃則由MDA 主導(dǎo), 又稱“天基傳感器層”（space sensor layer,SSL）計(jì)劃. 與WFOV 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相比, HBTSS 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在更低軌道高度上部署搭載有靈敏度更高紅外傳感器的衛(wèi)星星座, 但單個(gè)衛(wèi)星的監(jiān)視范圍更小, 因此,又被稱作“中視場”（medium field of view, MFOV）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò). 2021年1月, MDA 授予諾斯羅普·格魯曼公司與L3 哈里斯公司開發(fā)HBTSS 衛(wèi)星原型的合同[7].SDA 在2021年8月利用天鵝座飛船向國際空間站運(yùn)送了諾斯羅普·格魯曼公司開發(fā)的“原型紅外有效載荷”（prototype infra-red payload, PIRPL）, 用以開發(fā)服務(wù)于HBTSS 的高超聲速導(dǎo)彈識別算法[8]. 2021年11月, 諾斯羅普·格魯曼公司宣布完成了HBTSS 衛(wèi)星原型的關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查[9]. 預(yù)計(jì)到2025年, 將有70顆左右的WFOV 衛(wèi)星與HBTSS 衛(wèi)星在軌組網(wǎng), 提供區(qū)域級持續(xù)跟蹤能力, 最終在數(shù)年內(nèi)建成由數(shù)百顆衛(wèi)星構(gòu)成的全球跟蹤網(wǎng)絡(luò). 其中, WFOV 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將承擔(dān)高超聲速武器的早期探測與預(yù)警任務(wù), 并將目標(biāo)信息傳遞給HBTSS 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò), 由后者進(jìn)一步獲取高精度跟蹤數(shù)據(jù), 為攔截彈提供實(shí)時(shí)目標(biāo)指引. 此外, MDA還基于搭載在商業(yè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上的傳感器構(gòu)建了“天基殺傷評估”（space-based kill assessment, SKA）系統(tǒng),用于對攔截殺傷效果進(jìn)行有效評估, 并可為二次攔截決策提供信息支持[10].

2.1.2 指揮控制系統(tǒng)

MDA 正在將指揮、控制、作戰(zhàn)管理與通信（command, control, battle management, and communications；C2BMC）系統(tǒng)向螺旋8.2-5 版本過渡, 通過集成LRDR 雷達(dá)、“彈道導(dǎo)彈防御過頂持續(xù)紅外架構(gòu)”（BMDS overhead persistent infrared architecture, BOA）7.0 版本、美國陸軍“一體化防空反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)”（integrated air and missile defense battle command system,IBCS）與在軌的SKA 系統(tǒng), 重點(diǎn)增強(qiáng)針對高超聲速目標(biāo)的態(tài)勢感知與跟蹤監(jiān)測能力. 未來, C2BMC 系統(tǒng)將繼續(xù)升級至螺旋8.2-7 版本, 進(jìn)一步提升天基、陸基、?；鶄鞲衅鞯膮f(xié)同水平, 降低傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和武器平臺之間的信息傳輸延遲, 同時(shí)強(qiáng)化基于Link16 數(shù)據(jù)鏈的高超聲速威脅信息傳遞能力. 同時(shí), SDA 也在NDSA 功能層中規(guī)劃了由數(shù)百顆低軌衛(wèi)星構(gòu)成的傳輸層（transport layer）, 計(jì)劃通過天基衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)跟蹤層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面武器系統(tǒng)的高帶寬、低延遲互聯(lián), 并為聯(lián)合全域指揮與控制（joint all-domain command and control, JADC2）的實(shí)現(xiàn)提供硬件支撐.

通過升級改造指揮控制系統(tǒng)與打造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸鏈路, MDA 將為高超聲速武器防御體系賦予三大能力：“動態(tài)傳遞”（cued organic）、“遠(yuǎn)程發(fā)射”（launch on remote）與“遠(yuǎn)程交戰(zhàn)”（engage on remote）[11]. 動態(tài)傳遞能力通過打通威脅信息在外部傳感器網(wǎng)絡(luò)與攔截武器系統(tǒng)自身傳感器系統(tǒng)之間的鏈路, 使攔截武器系統(tǒng)在高超聲速目標(biāo)由外部傳感器范圍進(jìn)入自身傳感器范圍時(shí)可以即時(shí)響應(yīng), 形成接力探測跟蹤, 縮短防御體系的反應(yīng)時(shí)間. 遠(yuǎn)程發(fā)射能力使攔截武器系統(tǒng)可以利用外部傳感器的探測跟蹤數(shù)據(jù)提前發(fā)射攔截彈, 在目標(biāo)進(jìn)入自身傳感器范圍后繼續(xù)引導(dǎo)攔截, 可將攔截點(diǎn)前推至攔截武器系統(tǒng)傳感器的感知范圍外沿, 有效拓展攔截窗口大小. 遠(yuǎn)程交戰(zhàn)能力使攔截彈可以全程依靠外部傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截, 進(jìn)一步將攔截點(diǎn)前推至攔截彈的有效射程外沿, 增大單一攔截武器系統(tǒng)的防御范圍, 提升防御體系的整體作戰(zhàn)效能.

2.1.3 攔截武器

MDA 一方面嘗試基于現(xiàn)有防空反導(dǎo)系統(tǒng)獲得針對高超聲速武器的有限反制能力；另一方面積極推動新型高超聲速武器攔截系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)程. MDA 在2018年以“高超聲速防御武器系統(tǒng)”（hypersonic defense weapon system, HDWS）項(xiàng)目的名義授出多達(dá)21份的概念定義研究合同, 并在一年后選擇了其中5個(gè)技術(shù)方案進(jìn)入概念完善階段[12]. 這5 份方案為：洛克希德·馬丁公司基于THAAD 改進(jìn)的“飛鏢”（Dart）方案與基于PAC-3 MSE 改進(jìn)的“女武神”（Valkyrie）末端攔截方案, 雷神公司基于SM-3 改進(jìn)的“標(biāo)準(zhǔn)-3 霍克”（SM-3 HAWK）方案與采用定向能技術(shù)的“非動能高超聲速防御概念”方案, 以及波音公司的“超高速攔截器”（hypervelocity interceptor,HYVINT）方案[13].隨后在2019年底, MDA 披露了“區(qū)域滑翔段武器系統(tǒng)”（regional glide phase weapon system, RGPWS）項(xiàng)目,計(jì)劃運(yùn)用HDWS 項(xiàng)目的技術(shù)成果, 在2025-2030年形成針對處于滑翔段的高超聲速助推滑翔武器的?；鶖r截能力[14]. 然而, 項(xiàng)目的招標(biāo)方案確定工作在2020年7月被宣布延期, 隨后MDA 局長約翰·希爾海軍中將表示, MDA 此前開展“防御性高超聲速導(dǎo)彈”的設(shè)計(jì)工作被“暫停”, 因?yàn)镸DA 需要在尋找遠(yuǎn)期更加“優(yōu)雅”方案的同時(shí)兼顧當(dāng)前日益迫切的高超聲速武器防御需求[15].MDA 在2021年1月公布了取代RGPWS 項(xiàng)目的“滑翔段攔截器”（glide phase interceptor, GPI）項(xiàng)目, 將在前期研究的基礎(chǔ)上開發(fā)一款基于“宙斯盾”系統(tǒng)、可以裝入艦載垂發(fā)裝置的攔截武器, 并于2030年前完成部署[16].2021年11月,MDA宣布將由洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司與雷神公司進(jìn)行GPI 項(xiàng)目的研發(fā)工作[17]. 在滑翔段攔截方案之外, MDA 還計(jì)劃使用?；鵖M-6 導(dǎo)彈對高超聲速助推滑翔武器實(shí)施末段攔截, 預(yù)計(jì)在2023年進(jìn)行首次試驗(yàn)[18]. 除了主流的動能攔截方案, MDA 也對定向能攔截方案表現(xiàn)出關(guān)注, 并在2020年要求雷神公司繼續(xù)發(fā)展超遠(yuǎn)程、高功率的非動能防御能力,同時(shí)開發(fā)配套的高功率微波試驗(yàn)臺[19]. 另外, DARPA也在2018年發(fā)起了“滑翔破壞者”（Glide Breaker）項(xiàng)目, 但很可能不涉及具體攔截武器型號的研發(fā), 而是重點(diǎn)關(guān)注高超聲速武器攔截系統(tǒng)的使能技術(shù), 例如：新式彈載姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)與變推力火箭發(fā)動機(jī)[20].

2.1.4 存在問題

美國高超聲速武器防御體系存在的主要問題在于投入有限、進(jìn)展緩慢、功能單一.

近年來美國在高超聲速武器研發(fā)領(lǐng)域的投入飛速增長, 2023 財(cái)年的預(yù)算申請額已達(dá)47 億美元, 但同期MDA 僅為高超聲速防御項(xiàng)目申請約2.3 億美元, 為進(jìn)攻性武器研發(fā)預(yù)算的5%. 面對主要戰(zhàn)略競爭對手日益增長的高超聲速威脅, 美國在高超聲速武器防御體系上的相對低投入無疑會影響其作戰(zhàn)能力的形成速度. 同時(shí), 這也體現(xiàn)出美國在高超聲速武器領(lǐng)域有采取“以攻代防”策略的潛在傾向, 可能試圖通過盡快獲取對等的高超聲速打擊能力來實(shí)現(xiàn)制衡.

另一方面, 美國高超聲速防御體系中的大量關(guān)鍵項(xiàng)目仍處于技術(shù)驗(yàn)證與原型設(shè)計(jì)階段, 距離形成有限的高超聲速武器防御能力還有相當(dāng)差距. 考慮到同期美國進(jìn)行的進(jìn)攻性高超聲速武器中, 計(jì)劃進(jìn)度最快的ARRW 項(xiàng)目也要到2023 財(cái)年才能形成早期作戰(zhàn)能力（early operational capability, EOC）, 且大概率由于試驗(yàn)事故頻出而推遲入役時(shí)間, 預(yù)計(jì)美國在未來5年左右的時(shí)間以內(nèi), 仍要面對在高超聲速攻防兩大領(lǐng)域同時(shí)受制于人的局面.

此外, 美國構(gòu)想的攔截方案主要針對高超聲速助推滑翔武器, 對高超聲速巡航導(dǎo)彈的目標(biāo)特性與攔截手段缺乏關(guān)注. 面對俄羅斯即將裝備的以“鋯石”為代表的高超聲速巡航導(dǎo)彈, 美國正在建設(shè)中的高超聲速武器防御體系可能仍然缺乏應(yīng)對能力.

2.2 俄羅斯的高超聲速武器防御體系

俄羅斯一方面在高超聲速武器領(lǐng)域發(fā)展勢頭強(qiáng)勁, 另一方面也對高超聲速武器的防御問題十分重視. 俄羅斯總統(tǒng)普京在2019年5月曾表示, 俄羅斯必須在其他國家研發(fā)出高超聲速武器之前獲得針對此類武器的防御手段[21].目前,承擔(dān)俄羅斯高超聲速武器防御體系建設(shè)任務(wù)的是在2015年由原空軍與空天防御兵合并組建而成的俄羅斯空天軍. 為滿足攔截高超聲速武器的任務(wù)要求, 俄羅斯在發(fā)展高超聲速武器防御能力時(shí), 主要關(guān)注預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)與防空反導(dǎo)系統(tǒng)兩個(gè)領(lǐng)域.

2.2.1 預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)

俄羅斯基于國防總體需求與當(dāng)前技術(shù)能力, 重點(diǎn)發(fā)展陸基裝備, 兼顧更新天基早期預(yù)警衛(wèi)星平臺,形成以“沃羅涅日”（Voronezh）遠(yuǎn)程預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)與“集裝箱”（Container）超視距雷達(dá)為骨干, 以經(jīng)過現(xiàn)代化改裝的“第聶伯河”（Dnepr）雷達(dá)、“達(dá)里亞爾”（Daryal）雷達(dá)、“伏爾加河”（Volga）雷達(dá)、“頓河-2N”（Don-2N）雷達(dá)等老式導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)和可機(jī)動部署的“共振-N”（Rezonans-N）雷達(dá)、機(jī)動式的“天空-M”（Nebo-М）雷達(dá)為補(bǔ)充的陸基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng), 以及由“苔原”（Tundra）高橢圓軌道衛(wèi)星與地球靜止軌道衛(wèi)星構(gòu)成的“穹頂”（Kupol）天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng), 可提供高超聲速武器的發(fā)射預(yù)警與探測功能.

“沃羅涅日”雷達(dá)是俄羅斯國家導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)（SPRN）陸基部分的基礎(chǔ), 包括工作在米波波段的“沃 羅 涅 日-M”（Voronezh-M）、“沃 羅 涅 日-VP”（Voronezh-VP）雷達(dá), 分米波波段的“沃羅涅日-DM”（Voronezh-DM）雷達(dá), 以及厘米波波段的“沃羅涅日-SM”（Voronezh-SM）雷達(dá). 據(jù)報(bào)道,“沃羅涅日”雷達(dá)的最遠(yuǎn)探測距離達(dá)6 000 km, 探測高度150 km～4 000 km, 可對空氣動力學(xué)目標(biāo)、彈道導(dǎo)彈與空間目標(biāo)實(shí)施高精度探測跟蹤. 俄羅斯已在列寧格勒州、加里寧格勒州、伊爾庫茨克州等地區(qū)部署了7 部“沃羅涅日”雷達(dá), 另有3 部于摩爾曼斯克、沃爾庫塔與塞瓦斯托波爾在建, 初步建立起以俄羅斯歐洲部分為重點(diǎn)、囊括周邊重點(diǎn)戰(zhàn)略方向、覆蓋國土全境的導(dǎo)彈預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò). 其中, 正在塞瓦斯托波爾建造的雷達(dá)是“沃羅涅日”雷達(dá)的升級型號, 又稱“亞赫羅馬”（Yakhroma）雷達(dá). 未來, 所有“沃羅涅日”雷達(dá)都將升級到“亞赫羅馬”雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)[22].

“集裝箱”雷達(dá)利用地球電離層反射無線電波的原理, 可實(shí)現(xiàn)對地平線以下較低空域目標(biāo)的超視距探測, 探測距離可達(dá)3 000 km, 從而有效填補(bǔ)“沃羅涅日”雷達(dá)在低空的探測盲區(qū). 由于“集裝箱”雷達(dá)工作在短波波段, 而高超聲速武器飛行時(shí)形成的等離子體鞘套可對該波段電磁波形成較強(qiáng)散射, 因此,“集裝箱”雷達(dá)在理論上擁有對高超聲速武器的良好探測能力[23]. 同時(shí),“集裝箱”雷達(dá)在偵測到高超聲速武器后, 能夠通過數(shù)據(jù)鏈將信息傳遞至“沃羅涅日”雷達(dá), 后者可快速定位目標(biāo), 引導(dǎo)防空導(dǎo)彈進(jìn)行攔截.首部“集裝箱”雷達(dá)已自2019年12月起進(jìn)入戰(zhàn)斗值班狀態(tài), 其接收天線部署在莫爾多瓦共和國, 發(fā)射天線位于下諾夫哥羅德州, 從而對歐洲與中東地區(qū)空域的航空活動實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)測[24]. 俄羅斯還計(jì)劃于2024年在阿穆爾州部署第2 套“集裝箱”雷達(dá), 主要針對遠(yuǎn)東方向的潛在威脅. 考慮到美國可能將首批列裝的高超聲速武器部署在歐洲與亞太地區(qū), 俄羅斯陸基預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)的先期布局可以有力緩解相應(yīng)戰(zhàn)略方向的空防壓力.

俄羅斯還在北部地區(qū)部署了多部工作于米波波段的“共振-N”雷達(dá), 可探測1 200 km 以內(nèi)的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)與600 km 以內(nèi)的空氣動力目標(biāo), 探測高度100 km, 據(jù)稱具備對隱身目標(biāo)與高超聲速目標(biāo)的探測能力. 該系統(tǒng)可通過公路或鐵路快速機(jī)動部署,主要用于北極方向的威脅識別與預(yù)警, 并可為防空導(dǎo)彈系統(tǒng)提供目標(biāo)數(shù)據(jù). 另外, 安裝在輪式汽車底盤上的“天空-M”雷達(dá)被部署在克里米亞半島與遠(yuǎn)東地區(qū), 對空中目標(biāo)的探測距離達(dá)600 km, 同樣可對隱身目標(biāo)與高超聲速目標(biāo)進(jìn)行探測識別.

“穹頂”天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)則用于替換自蘇聯(lián)時(shí)期開始建設(shè)的“眼睛”（Oko）系統(tǒng), 截止2021年底已有5 顆“苔原”衛(wèi)星在軌組網(wǎng). 該系統(tǒng)最終將由10 顆位于高橢圓軌道與地球靜止軌道的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星構(gòu)成, 實(shí)現(xiàn)對潛在戰(zhàn)略對手地面與水面彈道導(dǎo)彈發(fā)射動態(tài)的全天候監(jiān)視跟蹤, 也可為高超聲速助推滑翔武器的發(fā)射提供早期預(yù)警.

2.2.2 防空反導(dǎo)系統(tǒng)

俄羅斯近期連續(xù)曝光了S-500“普羅米修斯”（Prometheus）、A-235“努多爾河”（Nudol）、S-550 等多款新型防空反導(dǎo)系統(tǒng), 均號稱具有對抗高超聲速武器的能力. 其中, S-500 防空導(dǎo)彈系統(tǒng)是S-400“凱旋”（Triumph）系統(tǒng)的升級, 其特點(diǎn)在于將多種傳感器、多套指揮控制系統(tǒng)、多型火力單元集成配置, 形成覆蓋多空域、多目標(biāo)種類的一體化防空反導(dǎo)防天武器系統(tǒng). 據(jù)報(bào)道, S-500 防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的最大攔截距離達(dá)600 km, 最大射高達(dá)200 km, 可同時(shí)跟蹤攔截10 個(gè)飛行速度超過7 km/s（約20 Ma）的高速目標(biāo),具備打擊空氣動力目標(biāo)、彈道導(dǎo)彈、高超聲速武器與低軌道衛(wèi)星的能力[25]. 該裝備于2021年7月在卡普斯汀亞爾試驗(yàn)場完成了攔截高速彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的試射任務(wù), 并于同年9月完成了國家測試. 首批一個(gè)旅的S-500 防空導(dǎo)彈裝備已交付給位于莫斯科近郊克拉斯諾茲納緬斯克的空天軍第15 特種集團(tuán)軍,該部承擔(dān)了莫斯科與中央工業(yè)區(qū)的保衛(wèi)任務(wù).

A-235 戰(zhàn)略反導(dǎo)系統(tǒng)則將取代現(xiàn)有的A-135“阿穆爾河”（Amur）系統(tǒng), 用于建立首都區(qū)的反導(dǎo)屏障[26].據(jù)報(bào)道, 該系統(tǒng)配置了高、中、低3 層反導(dǎo)攔截彈, 可擊落洲際彈道導(dǎo)彈與低軌道衛(wèi)星目標(biāo), 但具體性能指標(biāo)尚未公開. 由于A-235 系統(tǒng)使用攔截彈的飛行速度可達(dá)高超聲速, 俄羅斯軍事專家阿列克謝·列昂科夫認(rèn)為其具有攔截高超聲速武器的能力[27]. 與A-135 系統(tǒng)相比, A-235 系統(tǒng)除了具有更優(yōu)的技戰(zhàn)術(shù)性能, 還在A-135 裝備的核戰(zhàn)斗部之外增添了定向破片戰(zhàn)斗部的選項(xiàng), 有效降低了對地面的附帶損傷. 同時(shí), A-235 系統(tǒng)的部分?jǐn)r截彈具備車載機(jī)動發(fā)射的能力, 相較固定發(fā)射井發(fā)射的A-135 系統(tǒng)而言極大拓展了防御靈活性.

S-550 反導(dǎo)系統(tǒng)由俄羅斯國防部長紹伊古在2021年11月的一次電話會議上首次曝光, 該裝備的技術(shù)細(xì)節(jié)尚未得到官方公布. 據(jù)部分軍事專家推測,S-550 系統(tǒng)可能是S-500 的近程與廉價(jià)版本, 從而使S-500 能夠與其形成和S-400/S-350“勇士”（Vityaz）類似的高低搭配關(guān)系[28]. 但俄新社的報(bào)道指出, S-550可能是S-500 系統(tǒng)的功能特化型號, 重點(diǎn)提供反導(dǎo)攔截與反衛(wèi)星能力, 其作戰(zhàn)目標(biāo)包括美國X-37B 試驗(yàn)飛行器在內(nèi)的彈道導(dǎo)彈、低軌道衛(wèi)星與高超聲速滑翔飛行器[29]. 該系統(tǒng)可能在2025年左右投入使用, 將與S-500 一同承擔(dān)高超聲速武器的防御任務(wù).

除了基于動能殺傷的傳統(tǒng)防空反導(dǎo)系統(tǒng)之外,俄羅斯還利用自身在電子戰(zhàn)領(lǐng)域的技術(shù)積累, 研發(fā)針對高超聲速武器的電子戰(zhàn)系統(tǒng), 通過干擾高超聲速武器的導(dǎo)航制導(dǎo)控制來使其無法命中目標(biāo), 從而實(shí)現(xiàn)對高超聲速武器的軟殺傷. 據(jù)報(bào)道, 俄羅斯現(xiàn)役的“克拉蘇哈”（Krasukha）系列、“季夫諾莫里耶”（Divnomorye）、“摩爾曼斯克-BN”（Murmansk-BN）、“汞-B”（Rtut-B）等多型電子戰(zhàn)系統(tǒng)可對高超聲速武器的衛(wèi)星定位與雷達(dá)制導(dǎo)功能進(jìn)行有效干擾, 阻止高超聲速武器對目標(biāo)的精確打擊[30]. 同時(shí), 俄羅斯還在積極列裝運(yùn)用人工智能技術(shù)的“貝利娜”（Bylina）電子戰(zhàn)系統(tǒng), 能夠自主識別高超聲速武器威脅, 以更快反應(yīng)速度、更高壓制功率、更強(qiáng)多目標(biāo)應(yīng)對能力來防御高超聲速武器的進(jìn)攻.

2.2.3 存在問題

2021年10月初, 俄羅斯舉行了首次反高超聲速武器軍事演習(xí), 并宣布演習(xí)取得了圓滿成功[31]. 然而,這并不意味著俄羅斯已經(jīng)完全建成了具備高超聲速武器應(yīng)對能力的防御體系. 俄羅斯在高超聲速武器防御體系領(lǐng)域的信息公開與在高超聲速武器領(lǐng)域具有高度相似性, 即以公布型號與關(guān)鍵性能指標(biāo)為主,基本不涉及對具體研發(fā)動態(tài)、技術(shù)細(xì)節(jié)與詳細(xì)參數(shù)的介紹, 導(dǎo)致各方信息存在較多缺失與自相矛盾之處, 甚至可能混雜有戰(zhàn)略欺騙的要素. 基于公開信息分析, 其在高超聲速武器防御體系建設(shè)方面尚存在一些較為顯著的問題, 體現(xiàn)在探測網(wǎng)絡(luò)有效性與攔截系統(tǒng)可靠性兩個(gè)方面.

由于俄羅斯現(xiàn)有的高超聲速武器預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)基本依賴于陸基裝備進(jìn)行構(gòu)建, 探測范圍被局限在雷達(dá)視距內(nèi), 因此, 其對臨近空間高超聲速武器的探測跟蹤能力遠(yuǎn)低于對傳統(tǒng)彈道導(dǎo)彈目標(biāo). 盡管俄羅斯發(fā)展了以“集裝箱”雷達(dá)為代表的超視距雷達(dá)系統(tǒng),理論上可以實(shí)現(xiàn)對高超聲速目標(biāo)的超視距探測, 但超視距雷達(dá)受其工作原理限制, 探測精度較為有限,且工作狀態(tài)受電離層變化影響較大, 通常僅具有遠(yuǎn)程預(yù)警功能, 難以為攔截武器提供制導(dǎo), 也就無法實(shí)現(xiàn)高超聲速武器攔截線的外推. 同時(shí), 俄羅斯目前正在建設(shè)的天基“穹頂”系統(tǒng)與美國SBIRS 系統(tǒng)具有相似性, 僅能提供高超聲速武器的發(fā)射預(yù)警與助推段跟蹤, 對于處于滑翔狀態(tài)的高超聲速滑翔飛行器與飛行狀態(tài)的高超聲速巡航導(dǎo)彈而言, 其探測精度尚不足以實(shí)現(xiàn)有效跟蹤. 總體來看, 目前俄羅斯構(gòu)建的高超聲速武器預(yù)警探測網(wǎng)絡(luò)是否能形成對高超聲速武器的全程探測跟蹤令人生疑.

同時(shí), 俄羅斯對高超聲速武器攔截系統(tǒng)的范疇定義與對攔截系統(tǒng)性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)極為含混, 導(dǎo)致其可靠性有較大概率達(dá)不到對外宣傳的標(biāo)準(zhǔn). 除了S-500、A-235 與S-550 系統(tǒng)之外, 俄羅斯目前宣稱擁有高超聲速武器攔截能力的防空反導(dǎo)系統(tǒng)還包括S-350、S-400、“山毛櫸-M3”（Buk-M3）、“鎧甲-S”（Pantsir-S）等, 裝備功能涵蓋戰(zhàn)略反導(dǎo)、遠(yuǎn)程防空反導(dǎo)、中近程防空、末端防空等多個(gè)領(lǐng)域[31].以S-400 防空導(dǎo)彈系統(tǒng)為例, 其針對空氣動力目標(biāo)的攔截距離為250 km, 針對彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的攔截距離為60 km,最大攔截高度為27 km, 各方面技術(shù)指標(biāo)都沒有超出傳統(tǒng)防空反導(dǎo)系統(tǒng)的范疇, 且未體現(xiàn)出針對高超聲速目標(biāo)的專門優(yōu)化. 盡管其可攔截最大速度為4.8 km/s（約14 Ma）的目標(biāo), 但一般僅針對不具備機(jī)動變軌能力的再入段中程彈道導(dǎo)彈, 而對在飛行全程擁有大過載機(jī)動能力的高超聲速武器而言可能缺乏應(yīng)對能力. 最新的S-500 防空導(dǎo)彈系統(tǒng)則號稱可以攔截速度超過7 km/h 的目標(biāo), 但對目標(biāo)飛行高度與機(jī)動能力語焉不詳, 因此, 同樣難以評價(jià)其對高超聲速武器的真實(shí)攔截效能. 再如“鎧甲-S”彈炮合一防空系統(tǒng),其集成了雙管30 mm 火炮與近程防空導(dǎo)彈, 主要承擔(dān)要地與野戰(zhàn)末端防空任務(wù), 用于攔截20 km 距離、15 km 高度、速度1 km/s（約3 Ma）以內(nèi)的空中目標(biāo).即使考慮到高超聲速武器一般會在飛行末端進(jìn)行減速以進(jìn)行精確制導(dǎo), 其機(jī)動性能仍然超出了“鎧甲-S”系統(tǒng)的攔截能力, 僅在理論上存在被攔截可能性. 因此, 盡管俄羅斯宣稱在2021年10月的軍事演習(xí)中基于自動化指揮控制系統(tǒng), 初步建立了統(tǒng)合全部參演預(yù)警探測裝備與防空系統(tǒng)的一體化防空綜合體,但其各攔截武器子系統(tǒng)仍不能確定具備對高超聲速武器的有效打擊能力, 對高超聲速武器進(jìn)行全方位梯次攔截也就無從談起.

3 高超聲速武器防御體系的發(fā)展趨勢

盡管高超聲速武器防御體系的建設(shè)工作仍將在較長一段時(shí)期內(nèi)處于早期階段, 但現(xiàn)有規(guī)劃已體現(xiàn)出各國對高超聲速武器防御難題的積極思考. 為進(jìn)一步提升防御體系的作戰(zhàn)效能, 形成對抗高超聲速武器的有效能力, 高超聲速武器防御體系正體現(xiàn)出傳感器分布式網(wǎng)絡(luò)化、指揮控制系統(tǒng)扁平化、攔截手段多樣化、體系運(yùn)行智能化的發(fā)展趨勢.

3.1 傳感器分布式網(wǎng)絡(luò)化

高超聲速武器在臨近空間高速飛行機(jī)動的能力,嚴(yán)重影響了陸基、?；A(yù)警探測系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)跟蹤距離；其相對較低的紅外輻射特征, 又使得現(xiàn)有天基傳感平臺無法形成有效探測. 除此之外, 擁有高超聲速武器預(yù)警探測能力的傳統(tǒng)傳感器系統(tǒng)具有成本高昂、目標(biāo)明顯、抗毀傷能力差的特征, 自身往往就易成為高烈度軍事沖突過程中遭受打擊的首批目標(biāo),生存能力堪憂. 因此, 未來高超聲速武器防御體系中的傳感器系統(tǒng)勢必將以分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的形式存在, 體現(xiàn)出全域全時(shí)探測、全波段覆蓋、彈性運(yùn)行的特點(diǎn).

除了來源于現(xiàn)有彈道導(dǎo)彈防御體系的天基、陸基、?；鶄鞲衅飨到y(tǒng)之外, 高超聲速武器防御體系的傳感器系統(tǒng)還將涵蓋航空器、臨近空間飛行器、近地軌道衛(wèi)星等多領(lǐng)域平臺. 據(jù)報(bào)道, 美國MDA 曾在2016年的一次試驗(yàn)中使用MQ-9 無人機(jī)對彈道導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行探測跟蹤, 而日本防衛(wèi)省已對相關(guān)技術(shù)表現(xiàn)出興趣, 計(jì)劃將其應(yīng)用于高超聲速武器防御[32]. 包括預(yù)警機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)在內(nèi)的有人航空器也可作為分布式節(jié)點(diǎn)整合到傳感器網(wǎng)絡(luò)中. 位于臨近空間的飛艇與長航時(shí)無人機(jī)則可在高超聲速武器的滑翔/巡航高度長期駐留, 能夠形成較大范圍內(nèi)的高超聲速武器探測能力. 而以美國HBTSS 衛(wèi)星為代表的近地軌道衛(wèi)星星座, 則具有對高超聲速武器實(shí)現(xiàn)全程精確跟蹤的潛力. 另一方面, 由于高超聲速武器在不同飛行階段與速度高度狀態(tài)具有不一樣的目標(biāo)特性, 各預(yù)警探測平臺將綜合利用多波段雷達(dá)、紅外、可見光等探測手段, 確保實(shí)現(xiàn)對高超聲速武器的有效探測. 此外, 由分布式傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)將形成動態(tài)彈性的運(yùn)行機(jī)制, 使得傳感器系統(tǒng)的傳感器密度、探測能力與信息更新頻率具備局部可調(diào)節(jié)性, 有效提升對重點(diǎn)方向、熱點(diǎn)地區(qū)潛在高超聲速武器攻擊的應(yīng)對能力,同時(shí)增強(qiáng)了傳感器系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與抗損能力.

要構(gòu)建覆蓋全域的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò), 需要重點(diǎn)關(guān)注傳感器平臺的成本控制問題. 如果單個(gè)傳感器平臺的建設(shè)就消耗了大量資源, 則整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本將高昂到不可接受. 美國HBTSS 衛(wèi)星的發(fā)展計(jì)劃就曾因建設(shè)與運(yùn)行成本問題受到美國國會的質(zhì)疑[33]. 被迫付出巨大代價(jià)構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)的防御方, 將承受來自高超聲速武器進(jìn)攻方的成本強(qiáng)加, 勢必影響其戰(zhàn)略層面的發(fā)展均衡性與可持續(xù)性. 考慮到單個(gè)傳感器平臺的性能提升, 對整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)探測跟蹤能力的影響具有邊際遞減效應(yīng), 且分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)對傳感器平臺的性能與可靠性要求明顯低于集中式的傳感器系統(tǒng), 這一問題可以通過依托于民間商業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行傳感器平臺開發(fā)與傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建來解決. 以天基傳感器網(wǎng)絡(luò)為例, 目前SpaceX公司的“星鏈（starlink）”衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)正受到廣泛關(guān)注,其通過合理設(shè)計(jì)平臺性能指標(biāo)、利用成熟技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn), 將生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大至萬顆以上等手段, 成功將單顆衛(wèi)星成本控制在100 萬美元以內(nèi). 若基于類似思路發(fā)展天基傳感器平臺, 即使將平臺有效載荷更換為相對較為精密昂貴的各類傳感器模塊, 其總體成本也會遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的各類軍用大型天基預(yù)警探測平臺,從而有效降低整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的制造與運(yùn)行花費(fèi).

3.2 指揮控制系統(tǒng)扁平化

高超聲速武器極大壓縮了防御體系的反應(yīng)時(shí)間,對其響應(yīng)速度提出了嚴(yán)峻考驗(yàn). 傳統(tǒng)防空反導(dǎo)系統(tǒng)的運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng)、流程分離度高、指揮層級多, 導(dǎo)致其在被整合到防御體系中時(shí)存在協(xié)同效能差、信息傳輸慢、網(wǎng)絡(luò)化難度大的弱點(diǎn), 極大影響體系的工作效率. 因此, 打通系統(tǒng)之間的信息壁壘, 降低指揮層級與指揮控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量, 實(shí)現(xiàn)指揮控制系統(tǒng)的扁平化, 將成為高超聲速武器防御體系的又一發(fā)展方向.

建立扁平化運(yùn)行的高超聲速武器防御指揮控制系統(tǒng), 意味著形成作戰(zhàn)要素的全面統(tǒng)合. 高超聲速武器防御作戰(zhàn)是跨越陸、海、空、天、電的多域聯(lián)合作戰(zhàn)，需要充分利用各作戰(zhàn)域的傳感器、指揮控制節(jié)點(diǎn)與攔截武器平臺, 將各平臺由歸屬于分立系統(tǒng)的單元抽象為體系中具有相應(yīng)功能的要素, 形成統(tǒng)一態(tài)勢感知、統(tǒng)一決策指揮、統(tǒng)一任務(wù)規(guī)劃. 將實(shí)現(xiàn)高效的信息處理與決策生成. 由于體系內(nèi)包含的作戰(zhàn)要素大大增加, 數(shù)據(jù)產(chǎn)生總量成倍上升, 需要以更高的效率與可靠性來完成作戰(zhàn)信息的分析提煉, 并基于人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)輔助決策, 乃至于賦予指揮控制系統(tǒng)自主決策能力. 最后是進(jìn)行指揮控制流程的充分精簡. 利用數(shù)據(jù)鏈技術(shù)打通各作戰(zhàn)要素之間的直接數(shù)據(jù)交互, 將信息傳輸流程由單一系統(tǒng)鏈狀結(jié)構(gòu)、多系統(tǒng)樹狀結(jié)構(gòu)升級為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 減少信息流轉(zhuǎn)層級,從而有效提升“從傳感器到射手”的信息傳遞效率.

然而, 指揮控制系統(tǒng)的扁平化發(fā)展也在兩個(gè)方面遭遇挑戰(zhàn). 第一, 高超聲速武器防御體系從屬于更高層級的作戰(zhàn)體系, 其作戰(zhàn)要素往往擔(dān)負(fù)多重任務(wù),而單純針對高超聲速武器防御需求的指揮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化可能反而為各要素在其他職能領(lǐng)域發(fā)揮作用設(shè)置障礙, 甚至干擾其他作戰(zhàn)體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn). 為此, 需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)牽引, 以構(gòu)建攻防一體的聯(lián)合作戰(zhàn)體系作為總體目標(biāo), 自上而下推動高超聲速武器防御體系的指揮控制系統(tǒng)重構(gòu). 第二, 扁平化結(jié)構(gòu)的指揮控制系統(tǒng)對作戰(zhàn)要素之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性提出了更高要求. 針對這一問題, 除了對各作戰(zhàn)平臺的數(shù)據(jù)鏈設(shè)備進(jìn)行提升傳輸速率、降低通信延遲、增強(qiáng)抗干擾能力的技術(shù)升級之外, 還可基于低軌衛(wèi)星、無人機(jī)、無人艇等平臺構(gòu)建分布式的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò), 保證數(shù)據(jù)鏈路在復(fù)雜電磁環(huán)境下的穩(wěn)定高效工作.

3.3 攔截手段多樣化

當(dāng)前各型攔截武器在防御高超聲速武器時(shí)表現(xiàn)不佳, 攔截成功率低. 因此, 一方面需要基于現(xiàn)有攔截武器進(jìn)行深度技術(shù)改進(jìn), 使其獲得應(yīng)對高超聲速武器威脅的作戰(zhàn)能力, 另一方面則可通過原理與思路創(chuàng)新來豐富攔截手段, 最終實(shí)現(xiàn)對高超聲速武器的全程有效反制.

以現(xiàn)有攔截武器為基礎(chǔ)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)與性能升級, 能夠以較低成本與較高效率形成對抗高超聲速武器的初步能力. 由于高超聲速武器具有高空高速高機(jī)動的飛行特性, 需要對攔截武器的飛行彈道規(guī)劃、制導(dǎo)算法設(shè)計(jì)、動力系統(tǒng)管理等要素進(jìn)行優(yōu)化,推動新型戰(zhàn)斗部技術(shù)、高空機(jī)動變軌技術(shù)、變推力發(fā)動機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的研發(fā)工作, 從而提升攔截武器的有效射程、飛行速度、機(jī)動能力與命中精度, 增強(qiáng)其攔截高超聲速武器的能力.

與此同時(shí), 以激光武器、高功率微波武器、粒子束武器為代表的定向能武器具有系統(tǒng)反應(yīng)速度快、發(fā)射命中間隔短、目標(biāo)毀傷效果好的特點(diǎn), 對高超聲速武器的攔截任務(wù)表現(xiàn)出較好適用性. 陸基、海基定向能武器平臺對尺寸重量的限制較為寬松, 能以較大輸出功率毀傷目標(biāo), 但發(fā)射能量在大氣層內(nèi)傳輸損耗較大；空基、天基定向能武器平臺受能量損失的影響較小, 理論上對臨近空間飛行的高超聲速武器具有更好的攔截能力與更遠(yuǎn)的攔截距離, 但武器系統(tǒng)的體積重量嚴(yán)重受限, 導(dǎo)致輸出功率較低, 通常不足以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的直接毀傷. 因此, 陸?；ㄏ蚰芪淦髌脚_可能在未來承擔(dān)針對高超聲速武器的要地防御與末段攔截任務(wù), 而空天基定向能武器平臺將更多關(guān)注對高超聲速武器的彈載電子設(shè)備與傳感器進(jìn)行軟殺傷. 前任美國國防部研究與工程副部長邁克爾·格里芬曾表示, 可以將高超聲速武器攔截彈的戰(zhàn)斗部由動能攔截器替換為定向能攔截器, 通過在較近距離利用定向能破壞高超聲速武器的彈載電子設(shè)備來實(shí)現(xiàn)攔截, 從而降低對攔截彈的導(dǎo)引精度要求[34].

2022年2月, 美國獨(dú)立智庫“戰(zhàn)略與國際研究中心”（Center for Strategic and International Studies,CSIS）發(fā)布了一份名為《復(fù)雜防空：反制高超聲速導(dǎo)彈威脅》的研究報(bào)告, 作者在報(bào)告中描述了不同于傳統(tǒng)“直接命中毀傷”的“廣域毀傷機(jī)制”概念, 為防御高超聲速武器提供新的潛在思路[35]. 通過在高超聲速武器的潛在飛行路徑上構(gòu)建由惰性或者含能微粒構(gòu)成的“塵埃墻”, 可以加速高超聲速武器的表面燒蝕,引發(fā)高超聲速武器的結(jié)構(gòu)與空氣動力學(xué)破壞, 降低其機(jī)動性能與命中精度. 此外, 通過在攔截彈上搭載高能微波裝置, 對微波覆蓋區(qū)域內(nèi)高超聲速武器的彈載電子設(shè)備進(jìn)行干擾破壞, 同樣可以實(shí)現(xiàn)對高超聲速武器的攔截. 未來還可在通用助推器上分別搭載模塊化的有效載荷, 既包括“塵埃彈頭”、高能微波彈頭等新式戰(zhàn)斗部, 又包括傳統(tǒng)的動能攔截戰(zhàn)斗部與破片殺傷戰(zhàn)斗部, 形成對高超聲速武器的分層多次攔截, 提高攔截成功率.

3.4 體系運(yùn)行智能化

對于傳統(tǒng)防空反導(dǎo)體系而言, 目標(biāo)識別、探測跟蹤、作戰(zhàn)決策、任務(wù)規(guī)劃、效果評估等環(huán)節(jié)的大量工作仍然依托于人工過程. 高超聲速武器防御體系跨越多域、要素眾多, 且作戰(zhàn)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)效率面臨高超聲速武器極快打擊速度帶來的巨大壓力, 使得人力因素成為制約體系作戰(zhàn)效能提升的最大短板之一.因此, 利用以人工智能技術(shù)為代表的新興技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高超聲速武器防御體系的智能化改造, 將成為反制高超聲速武器的關(guān)鍵一招.

高超聲速武器防御體系的智能化運(yùn)行, 意味著傳感器系統(tǒng)識別跟蹤效率的提升. 運(yùn)用算法對接傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù), 能夠形成對目標(biāo)信息的立體感知, 實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的快速識別與威脅判定, 并提高對目標(biāo)狀態(tài)與攔截效果的評估能力, 為攔截方案制定與多次攔截決策提供協(xié)助. 其次是指揮控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的提高. 利用人工智能技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)與戰(zhàn)場信息的精確傳遞, 并基于自主流程生成決策輔助信息, 可以極大提升人工分析決策效率, 乃至于實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的自主攔截決策. 最后是攔截武器作戰(zhàn)效果的加強(qiáng). 針對單一攔截武器平臺而言, 人工智能技術(shù)可以優(yōu)化攔截武器在復(fù)雜環(huán)境條件下的自主控制能力與機(jī)動性能, 提升攔截武器對高超聲速武器的攔截成功率；針對攔截武器系統(tǒng)而言, 人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同類別攔截武器資源的快速合理分配, 有效增強(qiáng)防御體系對高超聲速武器的多層次攔截能力與多目標(biāo)應(yīng)對能力.

但是, 高超聲速武器防御體系的智能化改造也會伴生新的問題. 由于人工智能技術(shù)仍處于發(fā)展的早期階段, 人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的運(yùn)行過程尚處于黑箱狀態(tài), 增大了依托人工智能技術(shù)構(gòu)建防御體系的潛在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn). 另一方面, 高超聲速武器具有準(zhǔn)戰(zhàn)略武器屬性, 再加上近年來高超聲速武器技術(shù)呈擴(kuò)散態(tài)勢,裝備性能指標(biāo)不斷提升, 甚至可能得到人工智能技術(shù)的進(jìn)一步賦能, 導(dǎo)致各軍事大國面臨的高超聲速武器威脅越來越大, 發(fā)展自動運(yùn)行、自主決策的智能化高超聲速武器防御體系的動機(jī)日益增強(qiáng), 容易引發(fā)攻防雙方的戰(zhàn)略誤判與沖突升級. 尤其是部分高超聲速武器與高超聲速防御武器均具有核常兼?zhèn)鋵傩? 在其中引入人工智能要素極有可能加劇戰(zhàn)略態(tài)勢失衡, 降低各軍事大國之間的戰(zhàn)略穩(wěn)定性. 因此, 必須未雨綢繆,形成對相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確評估和提前應(yīng)對.

4 結(jié)論

高超聲速武器對世界各軍事大國現(xiàn)有的防空反導(dǎo)體系提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn). 面對高超聲速武器威脅, 美俄兩國憑借自身技術(shù)積累, 在高超聲速武器防御體系建設(shè)領(lǐng)域率先行動, 取得了大量成果, 但也暴露出一些問題, 總體仍處于發(fā)展建設(shè)的早期階段. 綜合各國發(fā)展現(xiàn)狀考慮, 高超聲速武器防御體系將以傳感器網(wǎng)絡(luò)、指揮控制系統(tǒng)、攔截武器系統(tǒng)三大領(lǐng)域?yàn)榘l(fā)展重點(diǎn), 以全時(shí)全域探測、高效指揮控制、全程有效攔截為發(fā)展目標(biāo), 以人工智能為重要發(fā)展助力, 形成對高超聲速武器的有效防御能力.