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美国中段导弹防御系统及其能力

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2O14钲 6月 装备学院学报 June 2014 Vo1.25 NO.3 第25卷 第3期 Journal of Equipment Academy 美国中段导弹防御系统及其能力 王 群, 张昌芳 (国防科技大学军事高科技培训学院,湖南长沙410073) 摘 要 从近期美国弹道导弹防御系统中陆基中段和海基中段防御系统试 验测试情况出发,概括了目前美国弹道导弹防御系统架构,分别讨论了美国海基中段 和陆基中段防御系统的组成、各部分作用和工作过程,考察了它们的发展现状和能 力。在此基础上,说明了未来美国中段弹道导弹防御系统的发展走势。 关 键 词 导弹;防御;海基中段;陆基中段 中图分类号 E 15 文献标志码A 文章编号 2095—3828(2014)03—0054—05 DOI 10.3783/].issn.2095—3828.2014.03.014 The US Midcourse Ballistic Missile Defense Systems and Their Ability WANG Qun, ZHANG Changfang (School of Military High—Tech Education,National University of Defense Technology,Changsha Hunan 410073,China) Abstract Proceeding from the late flight tests of the sea——based and the ground——based midcourse defense elements of the United State’S missile defense(MD)system,the present framework of the MD system is briefly summarized,and the compositions,every aspect’S functions and the working courses of the SMD and the GMD elements are discussed respectively,and their present conditions and abilities are investigated.From this,the development possibility for the United State’S midcourse defense element i s i l 1 ustrated. Key words ballistic missile;defense;sea—based midcourse;ground—based midcourse 当地时间2013年7月5日,美国对其陆基 中段防御(ground—based midcourse defense, 最近一次拦截测试,是弹道防御4.0拦截武器系 统和“标准一3”“Block IB”型导弹1年半以来连续 第5次的成功试验,无疑进一步确认了SMD应 对弹道导弹威胁的初始作战能力。 GMD)系统进行了拦截测试。不幸的是,测试未 能按计划取得成功 ]。当时,虽然海基X波段 雷达追踪到了大气层外杀伤飞行器(exo—atmos— pheric Rill Vehicle,EKV)的坐标信息,但EKV 还是未能拦截到目标导弹。这是自2008年12月 以后GMD连续第3次拦截测试失败,无疑加大 1 美国弹道导弹防御系统的构成 小布什就任总统以来,按照其“国家安全政策 指令”文件的要求,美国对克林顿政府时期所提出 的弹道导弹防御(ballistic missile defense,BMD) 了人们对其能力的怀疑。对此,有美国媒体评论 称,这次试验失败证明GMD仍面临“难以逾越的 计划做了调整,正式将原来的战区导弹防御(the— ater missile defense,TMD)系统和国家导弹防御 (national missile defense,NMD)系统的名称取 技术障碍”、“远未像军方声称的那样形成初始作 战能力”_】 j。与此次GMD测试失败相对应, 2013年以来美国对其海基中段防御(sea—based midcourse defense,SMD)系统所进行的拦截试验 消,合并称为导弹防御(missile defense,MD)系 统,并整合、扩展为由陆基、海基和空基拦截系统 组成的多层次立体导弹防御体系,谋求最终建立 均获成功 ]。其中,2013年1O月4日所实施的 收稿日期 2013-11-22 作者简介 王群(1960一),男,教授,博士.主要研究方向:军事高科技及其应用.qun—w@126.coF ̄1 第3期 王群,等:美国中段导弹防御系统及其能力 55 包括助推段、中段和末段防御在内的一体化导弹 防御系统[g]。因此,现在美国MD系统分为助推 段、中段和末段防御系统3个部分,分别指在来袭 导弹助推段、中段和再人段对其实施拦截的反导 系统。 弹道导弹防御,中段防御系统在整个MD系 统中地位最重要,是中坚和核心,因为除射程较近 的短程导弹外,所有弹道导弹的中段都是其飞行 弹道中最长的一段,大约占全部弹道的8O 9/6~ 90 以上,时间较长,且大部分都处于大气层 外 9 ;如洲际导弹中段飞行时间长达数千秒,所以 中段防御有明显的技术优势。一是时间相对充 裕,有可能实施多次拦截或将拦截任务转交给末 段防御系统,整体拦截效率较高;二是大气层外拦 截,附带损伤小,对大气层内基本不造成污染;三 是防御空域大(是末段防御的2O~100倍),对拦 截导弹的部署地点设置要求较低;四是弹道相对 固定和平稳,背景单纯一些,有利于比较精确地预 测弹头或附带子弹头的飞行弹道。 目前,美国中段防御系统主要包括GMD和 SMD系统。经过多年建设发展,它们都已初具规 模,并进行了实战部署,具备了对抗弹道导弹的初 始反导能力。 2 GMD系统及其能力 作为MD系统中最重要的部分,GMD系统 对应过去的国家导弹防御系统。它以美国本土为 基地构建,是在弹道导弹中段对其实施拦截的一 个固定式、大型陆基与非核的战略防御系统,其射 高为1 800 km,拦截距离为6 400 km,被用于在 整个国家范围内抵御远程和洲际导弹袭击,重点 保卫美国本土重要战略目标和人口密集城市。目 前,GMD系统共建有2个拦截阵地;一个是位于 阿拉斯加州的格里利堡空军基地,另一个是位于 加利福尼亚州的范登堡空军基地,分别建造有 26个和4个发射井,相应地部署有26枚和4枚 陆基拦截导弹_】 。 GMD系统目前主要由预警系统、跟踪制导 系统、拦截武器系统和作战管理/指挥控制通信情 报(battle manage/command,control,communi— cation and intelligence,BM/C3I)系统4个部分组 成 ]。预警系统主要包括现役的国防支援计划 (defense support program,DSP)系统、正在发展 的天基红外系统(space based infrared system, SBIRS)和改进早期预警雷达(upgraded early warning radar,UEWR)系统等部分。其中,DSP 和SBIRS属于预警卫星系统,其预警卫星利用弹 道导弹发射时羽焰中的红外辐射探测其发射,提 供预警及导弹发射点和落点信息(含SBIRS在内 的美国新一代预警卫星系统还能提供目标导弹的 飞行弹道和运动参数,进行全程跟踪监视和识 别),引导UEWR探测目标导弹;UEwR是一种 大型陆基相控阵雷达,它在DSP卫星无法再看到 目标导弹后继续对其探测、跟踪和监视,确认其飞 行和跟踪信息,给出弹道和运动参数,为跟踪制导 系统提供引导信息。跟踪制导系统主要包括海基 和陆基X波段雷达(宽频带和大孔径多功能相控 阵雷达),主要在UEWR的引导下对目标导弹跟 踪、监视和识别,为BM/C3I系统提供目标导弹初 期弹道数据和实时的连续跟踪数据,并通过飞行 拦截通信系统(in—flight interceptor communica~ tion system,IFICS)为拦截导弹装订目标导弹的 跟踪数据,将其引导到作战空域并对其火控,监视 交战过程,搜集杀伤评估信息。地基拦截武器 (ground—based interceptor,GBI)是GMD的核 心,由拦截导弹、地下发射井、拦截导弹储存设施 和其他支援设施组成;拦截弹是“民兵一3”导弹改 进而来,由固体燃料助推器和大气层外杀伤飞行 器(exo—atmospheric kill vehicle,EKV)构成,通 过在飞行中接收BM/C3I发送的目标导弹跟踪数 据进行机动,到达目标导弹附近时EKV与助推 器分离,通过自身的可见光和红外导引头捕获目 标导弹后,利用其变轨推进系统机动,直接碰撞目 标导弹,将其击毁在太空。BM/C3I利用计算机 和通信网络把GMD的各个部分联系起来,接收、 处理、融合、传输和发布信息或作战指令,协调和 控制整个系统,指挥跟踪制导系统通过IFICS向 飞行中的拦截导弹提供目标导弹的更新数据直到 EKV与助推器分离,并接收来自跟踪制导系统的 杀伤评估信息对作战效果评估。 为演示各个组成部分的基本功能和证实其能 力,自1999年10月以来,美国已经耗资约340亿 美元,对GMD进行了16次综合飞行拦截试验, 8次击中模拟的目标导弹,成功率勉强达到50 ; 最近1次成功试验是在2008年12月5日,此后 2010年的2次和2013年的1次试验均告失 败[1-5,10-11]。虽然GMD的拦截成功率并不高,试 验也都不是按照实战环境设置,尚未进行过拦截 洲际导弹的试验,外界对其实战能力有诸多怀疑, 但美国军方给出的评估认为,GMD基本具备初 装备学院学报 始作战能力[9-11]。况且美国发展反导系统一贯所 遵循的理念和政策就是边部署、边试验、边改 善[1 。基于这些,美国从2004年开始就在格里 利堡和范登堡基地分别部署了26枚和4枚GBI 程监视和跟踪任务,为美国其他弹道导弹防御系 统提供信息支援口 。 SMD以美国宙斯盾舰上现有装备为基础,由 改进的宙斯盾系统和新研制的、速度更快的标准一 3(standard missile 3,SM一3)动能杀伤拦截弹组 拦截弹,主要用于拦截从朝鲜或东亚其他地点向 东发射并攻击美国的导弹E坞]。2013年3月 15日,美国宣布为应对朝鲜导弹的威胁,计划斥 资10亿美元于2017年前在本土再部署14枚 GBI拦截弹(全部放在格里利堡基地),并于 成。目前主要包括指挥控制与决策系统、MK41 导弹垂直发射装置和AN/SPY一1E(AN/SPY一2) 多功能相控阵雷达或新研制的高功率识别雷达 3部分。指挥控制与决策系统是宙斯盾系统的大 2014年9月开始在日本南部部署第2个导弹防御 系统雷达(机动型陆基X波段雷达),还从美国境 内3个备选地点开展对第3个GBI部署基地的 环境评估,同时由于资金原因放弃2018年前第4 阶段欧洲反导系统计划(包括在波兰部署反导系 统)[5,11,14-1 5]。届时,美国GMD中的X波段雷达 在日本将再增加l部,其部署在阿州和西海岸的 GBI拦截弹增至44枚;在增强预警监视能力的同 时,极大地提高对导弹的拦截能力,从而使GMD 的实战能力进一步强化,实现对来自北极方向或 从北太平洋方向沿北极边缘飞行的远程或洲际导 弹(总数不超过30枚)较强的应对能力。显然,美 国不断加大GMD的建设力度,并非其所称的是 应对朝鲜的威胁而应该主要是针对俄罗斯和中 国,特别是奉行最低限度核威慑政策的中国,因为 迄今还没有可靠证据表明朝鲜拥有能攻击美国本 土的远程以上的弹道导弹。当然,美国在实际部 署GBI拦截弹的同时,还将继续技术研发和质量 控制,完成对已部署GBI和火控系统的软硬件升 级Ll ,并通过各种综合试验对GMD进行测试, 以期不断提高它的拦截能力和可靠性,以更高的 拦截成功率打消外界的疑虑。 3 SMD系统及其能力 MD系统是在美国原海军全战区防御(navy theater wide,NTW)系统的基础上通过改进和研 制相结合发展而来。按照最初设计和配置,SMD 系统主要用于拦截中段飞行的短程和中程导弹, 并作为前沿部署探测系统,在整个MD系统中担 负探测、跟踪和监视各种射程弹道导弹的任务,为 其他导弹防御系统提供信息支援[1 6-17]。但按照 现在的要求和配置(包括未来要发展的),其功能 将得到很大拓展;未来还要用于拦截中段的远程 和洲际弹道导弹,并担负助推段和末段拦截中程、 远程和洲际弹道导弹的任务,从海上保护数百千 米范围内的目标,同时担负对来袭弹道导弹的远 脑,它引导AN/SPY一1E搜索、捕获和跟踪目标导 弹,制定交战计划,形成并下传作战指令。AN/ SPY一1E雷达作为世界上第1种4面阵舰载相控 阵雷达,是宙斯盾系统的眼睛和耳目,可直接接收 预警卫星数据,对空中和海面目标(含隐身目标) 自动搜索、探测、跟踪和监视,并对拦截导弹中段 指令制导_6]。MK41负责发射SM一3。SM一3是宙 斯盾系统的拳头,它以大气层内防御使用的二级 SM一2为基础,增加了第3级火箭发动机、1个新 的头锥和第4级大气层外轻型射弹(1ightweight exo—atmospheric proj ectile,LEAP),弹上带有 INS/GPS制导系统。导弹增加第3级后有2个 功能,首先提供附加速度和减少距离误差,有利于 弹头更有效地拦截目标,其次利用上行链路提供 的目标状态和GPS提供的自身状态制导修正航 迹,即拦截弹制导可采用指令修正加GPS制导, 提高拦截精度。SM一3发射后,各级发动机依次 逐级点火和分离,到达目标导弹附近时LEAP分 离,同时立即用其长波红外导引头探测、跟踪、识 别目标导弹,确定瞄准点,并在其制导系统的控制 下自动寻的,最后直接撞击目标导弹。 由于SMD部署于宙斯盾舰上,利用海军独 特的机动灵活性,很方便在全球范围内快速机动 和部署,因此它能在第一时间进入战区为先头部 队提供导弹防御支援,减轻敌方弹道导弹的威胁, 而且可部署到敌国领海靠近导弹发射阵地的地 方。首先,在敌方导弹尚处于主动段时拦截,使来 袭导弹坠毁于敌国境内,避免其携带的核生化物 质落入目标国境内;其次,当来袭导弹飞越海面或 沿海岸飞行时,可沿飞行弹道中段拦截;第三,可 在靠近防御区域对来袭导弹末段拦截。所以, SMD 对来袭导弹能较好地实施助推段、中段和末 段防御的协同作战,实现多层拦截,这是目前美国 其他导弹防御系统难以做到的。 为验证SMD的性能,2002年1月至2013年 1O月,美国已对它进行了34次拦截试验,28次成 第3期 王群,等:美国中段导弹防御系统及其能力 57 功,成功率接近82.4 [6-8,1 5 17,19-20];最近1年半内 宙斯盾4.0武器系统(包括4.01和4.O2版本,与 上一代系统相比更换了信号处理器,提升了目标 识别能力)联手新型SM一3 Block IB导弹,连续 5次拦截试验无一失手。比较突出的是2013年 9月的2次试验:一次是10日,它与末段高空区 域防御(terminal high—altitude area defense, THAAD)系统进行了首次联合实战测试,当时从 附近地区发射了2枚中程导弹,发射时间和地点 事先都不知道, sMD发射的1枚sM一3 Block IB 成功追踪并击落了飞行中的1枚,另1枚被 THAAD成功拦截,体现出了sMD和THAAD 在实战环境下分层追踪和拦截的能力;另一次是 18日,当时1枚分离式短程弹道导弹朝着西北方 向的太平洋飞去,同样是在事先不知道目标导弹 发射时间和方位的情况下,4.0系统迅速发出指 令,指挥MK41发射了2枚SM一3 Block IB, 第1枚就成功地拦截了目标导弹的弹头,这是首 次为拦截1枚分离式导弹同时发射2枚SM一3,表 明了SMD可拦截结构更复杂的导弹和在实战环 境下实施连续发射。除了拦截弹道导弹外,SMD 还于2008年2月进行了1次反卫试验,成功地击 落了海平面上空约247 km处的1颗失控卫 星_2 匏]。这些试验表明,SMD已经基本具备了拦 截近程和中程弹道导弹以及低轨卫星的能力。 如今,美国SM系列拦截弹已由最初的防空 型发展成为集攻防于一体、通用化、标准化的全能 型导弹家族;新一代SM导弹既能反导也能反卫。 日益庞大的SM家族也已成为当今世界性能最 强、装备数量最多的舰载系列导弹,而以SM-3为 核心的SMD,被认为是美国技术最成熟、可靠性 最高、拦截能力最强的反导系统 ]。正因为如此, SMD已经基本实现了世界范围内的大批量部 署——目前全球共有31艘(含日本的4艘)配备 SM一3的宙斯盾舰具备拦截弹道导弹的能力_1 ; 其身影出现在全球大部分海域。而且,美国计划 在2016财年,将具备拦截弹道导弹能力的宙斯盾 舰从目前的27艘增加到41艘(有些要配备4.0 及以上的系统),SM一3的数量也从111枚增加到 341枚(包括2014年投产的部分SM一3 Block IB)r】 ,并继续帮助日本、韩国、西班牙和挪威等 国改造或建造宙斯盾舰,使它们中的一些拥有第 2代宙斯盾系统(4.0加SM一3 Block IB)。与此同 时,美国还准备在海基SM一3基础上,发展陆基型 SM一3(所谓SM一3上陆)和陆基型宙斯盾系统,用 于欧洲反导系统中[5,14,22-24];按照反导系统欧洲分 阶段适应方案,美国计划2015年在罗马尼亚部署 第1套陆基宙斯盾系统,2018年在波兰部署第2 套L1。 。 。一旦美国如期在欧洲部署陆基宙斯盾 系统,陆基型SM-3将能够拦截射程更远、速度更 快的远程和洲际弹道导弹,从而弥补GMD对欧 洲部分地区的探测和拦截盲区,更好地应对来自 俄罗斯和伊朗的弹道导弹的威胁。 4 结束语 美军2013年以来所进行的中段防御系统拦 截试验可谓是有喜有悲,这让美国很是纠结。一 方面,SMD连续多次拦截成功,展现了其较强的 实战能力,有利于进一步加强美国与日本和欧洲 国家在改进SM-3方面的合作,促进美国欧洲反 导系统计划得到更好的实施。另一方面,GMD 再次拦截试验失败,对它敲响了警钟,可能动摇其 地位[1 鹅];已经有多家美国媒体针对GMD拦截 测试成功率不高、未能体现技术方面改进的成果, 置疑其实战能力,部分专家甚至提出不应该再耗 费巨资继续部署GBI,认为在EKV变得更加有 效之前发展SMD或将其改进成陆基型以补充 GMD能力的不足才是更加明智之举;原因是显 而易见的。首先,SMD建立于宙斯盾系统之上, 技术储备厚实得多,拦截能力更强、更全面,进一 步提升能力或改进成陆基型不需重大革新,有利 于很快部署,而且能力还会更强,因为不再受军舰 自身体积和承重限制,部署条件要求可低一些,拦 截弹也能设计得更大一些,从而有效提高速度和 拦截距离,实现对远程和洲际弹道导弹的拦截。 其次,SMD部署于宙斯盾舰上,具备得天独厚的 灵活性和机动能力,一旦需要即可全球部署。此 外,单独依靠SMD在有些情况下也能实现对来 袭导弹的助推段、中段和末段防御的协同作战,实 施多层拦截,提高拦截效能。这样看来,如果 GMD后续试验还继续以往的“表现”,不排除美 国未来减少对GMD的投入,而将SMD作为其 MD系统发展重心的可能。 参考文献 (References) [1]us missile interceptor test fails[EB/OL]. ̄2013—07—06].ht— tp://www.chinadaily.corn.cn/world/2013一O7/O6/c0ntent16740654.htm. 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