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軍工航天新聞

美軍將研空射動能攔截彈 配合激光武器增強(qiáng)反導(dǎo)能力

星之球科技 來源:新浪軍事2018-11-14 我要評論(0 )   

本文節(jié)選自美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心網(wǎng)站發(fā)布的題為《處于十字路口的防空與導(dǎo)彈防御保衛(wèi)美國海外基地的新概念與新技術(shù)》的報(bào)告。作

 本文節(jié)選自美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心網(wǎng)站發(fā)布的題為《處于十字路口的防空與導(dǎo)彈防御——保衛(wèi)美國海外基地的新概念與新技術(shù)》的報(bào)告。作者認(rèn)為,多年來美國的防空與導(dǎo)彈防御重點(diǎn)都是針對朝鮮、伊朗等小規(guī)模彈道導(dǎo)彈攻擊而設(shè)計(jì)的。如今,隨著大國大規(guī)模空襲威脅的增大,美國本土尤其美國的海外基地面臨著越來越大的威脅,而美軍目前的防御手段單一,難以應(yīng)對威脅。文章提出了新的防御概念和新能力,稱應(yīng)使用低成本的動能和非動能武器系統(tǒng)來提升美軍防御大規(guī)??找u的能力。

在過去的30年里,美國國防部在防御彈道導(dǎo)彈對美國本土及其海外基地及部隊(duì)的攻擊方面投放了大量資金。盡管如此,美軍仍然缺乏對付大規(guī)模彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)和其它新式制導(dǎo)武器攻擊的能力。事實(shí)上,迄今為止,美國在部署高強(qiáng)度防空與導(dǎo)彈防御系統(tǒng)方面沒有取得任何實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
 
  本報(bào)告就美國國防部如何利用現(xiàn)有成熟技術(shù)來發(fā)展更強(qiáng)大的、更經(jīng)濟(jì)有效的防空與導(dǎo)彈防御系統(tǒng)保衛(wèi)其海外基地進(jìn)行了研究,包括那些目前缺乏防御能力來對付敵導(dǎo)彈和無人機(jī)攻擊的空軍基地。這些防御系統(tǒng)包括中程高能激光(HEL)武器系統(tǒng)、大功率微波(HPM)武器系統(tǒng)、由速射炮發(fā)射的制導(dǎo)炮彈和低成本防空導(dǎo)彈。攜帶有增程空空導(dǎo)彈和裝備了廣域監(jiān)視傳感器、高能激光甚至高功率微波武器的有人駕駛飛機(jī)和無人飛機(jī)可進(jìn)一步延伸基地的作戰(zhàn)距離,使基地具備更強(qiáng)大的導(dǎo)彈防御綜合能力來應(yīng)對威脅。這種多層次防御概念可讓美軍在對抗區(qū)域內(nèi)實(shí)施軍力投送行動,而且還會大大降低作戰(zhàn)成本,而不是像以往那樣,總是毫無例外地依賴動輒耗資數(shù)百萬美元的陸基防空導(dǎo)彈來對付大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊。
 
  下面將介紹一種新的作戰(zhàn)概念,它包括可從距離上消耗導(dǎo)彈襲擊威力的外層防御措施和在基地或基地附近建立高強(qiáng)度、近程和中程防御系統(tǒng)的內(nèi)層基地防御系統(tǒng)。之后將討論該作戰(zhàn)概念所涉及到的技術(shù)能力問題。
 
  外層大規(guī)??找u防御系統(tǒng)
 
  圖1展示了外層防御網(wǎng),它能削弱敵方對美軍基地發(fā)動的攻擊規(guī)模。
 
 
  圖1。 美軍基地未來的外層大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊防御構(gòu)架
 
  傳感器網(wǎng)
 
  如圖1所示,一個(gè)能對大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊提供早期探測和預(yù)警的網(wǎng)絡(luò)將由天基系統(tǒng)、無人機(jī)甚至有人駕駛飛機(jī)組成,通過主動和被動傳感器來提供針對大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊的早期預(yù)警。這類傳感器已經(jīng)在導(dǎo)彈防御局的“空中識別傳感器技術(shù)”項(xiàng)目上進(jìn)行過驗(yàn)證1。
 
  一個(gè)將來自空中、天基、陸基和海基等多方位傳感器的信息整合在一起的戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)將極大提高探測導(dǎo)彈襲擊的概率并及時(shí)引導(dǎo)分布式攔截網(wǎng)進(jìn)行攔截。這種傳感器擴(kuò)展網(wǎng)要有足夠的縱深、在敵攻擊機(jī)達(dá)到武器發(fā)射點(diǎn)之前探測到敵彈道導(dǎo)彈的發(fā)射和攻擊機(jī)的飛行情況。保密數(shù)據(jù)鏈將把該網(wǎng)與海軍的“海軍一體化火控-防空系統(tǒng)” (NIFC-CA)及其傳感器網(wǎng)連接起來,以便在整個(gè)外層和內(nèi)層基地防御圈內(nèi)與傳感器和射手共享信息。“海軍一體化火控-防空系統(tǒng)”將在海軍的“宙斯盾”艦、E-2D預(yù)警機(jī)和其它空中與海基傳感器之間整合防空作戰(zhàn)行動。
 
 
  攔截彈道導(dǎo)彈的能力
 
  未來攜帶有增程空射動能攔截導(dǎo)彈的有人駕駛飛機(jī)和無人機(jī)將構(gòu)成第一道主動防御網(wǎng)來應(yīng)對彈道導(dǎo)彈攻擊。普通戰(zhàn)斗機(jī)大小的有人駕駛飛機(jī)和無人機(jī)可攜帶2-4枚這種攔截導(dǎo)彈,根據(jù)這種導(dǎo)彈的尺寸而定。如圖2所示,具有足夠射程、合理運(yùn)動學(xué)和制導(dǎo)系統(tǒng)的空射武器可在彈道導(dǎo)彈飛行時(shí)的上升階段對其進(jìn)行攔截。
 
  這種攔截可削弱敵導(dǎo)彈齊射的密度,增加后續(xù)防御系統(tǒng)攔截漏網(wǎng)導(dǎo)彈的成功率。如能得到機(jī)載或機(jī)外目標(biāo)引導(dǎo)支援,攜帶有增程攔截導(dǎo)彈的有人駕駛飛機(jī)和無人機(jī)也可在敵轟炸機(jī)投放武器前對其進(jìn)行攻擊,以擾亂或消滅敵高價(jià)值空中資產(chǎn),如戰(zhàn)斗管理、指揮、控制和通信(BMC3)飛機(jī)或空中加油機(jī)。正如圖1所示,外層防御綜合系統(tǒng)也可包括“薩德”反導(dǎo)系統(tǒng)并與其它內(nèi)、外層導(dǎo)彈防御系統(tǒng)相鏈接。
 
 
 
  圖2。 增程空空導(dǎo)彈攔截彈道導(dǎo)彈示意圖
 
  其它裝有高能激光武器的長航時(shí)無人機(jī)可進(jìn)行前沿戰(zhàn)斗空中巡邏飛行以對付巡航導(dǎo)彈和其它易受激光影響的武器。正如下面將要討論的,裝有固態(tài)激光(SSL)的無人機(jī)可使美國空軍在距其基地較遠(yuǎn)的距離外保持導(dǎo)彈防御巡邏。
 
 
  內(nèi)層大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊防御系統(tǒng)
 
  未來保衛(wèi)美軍基地的內(nèi)層空中和陸基防御圈(見圖3)要與外層防御圈的武器系統(tǒng)完全整合。
 
 
 
  圖3。 美軍基地內(nèi)層導(dǎo)彈防御系統(tǒng)
 
  威脅探測、預(yù)警和火控
 
  同外層防御概念類似,內(nèi)層基地防御系統(tǒng)也要有一個(gè)能探測多個(gè)威脅并在整個(gè)一體化防御系統(tǒng)內(nèi)共享戰(zhàn)場通用作戰(zhàn)圖的傳感器和通信網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括美軍現(xiàn)有的和未來的天基傳感器、機(jī)載傳感器、遠(yuǎn)程陸基雷達(dá)以對來襲導(dǎo)彈進(jìn)行探測和發(fā)出預(yù)警并進(jìn)行火力控制。內(nèi)層和外層基地防御系統(tǒng)要與能協(xié)調(diào)傳感器和射手行動的戰(zhàn)斗管理、指揮、控制和通信系統(tǒng)鏈接。
 
 
  裝有高能激光武器的無人機(jī)
 
  圖3描繪了裝有150千瓦級高能激光器的無人機(jī)是如何支援內(nèi)層導(dǎo)彈防御圈的。裝有高能激光器的無人機(jī)戰(zhàn)斗空中巡邏可選擇在以基地為軸心的不同點(diǎn)位以應(yīng)對來襲無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈和其它空射精確制導(dǎo)武器的攻擊。與部署在基地或基地附近的陸基激光防御武器相比,無人機(jī)載高能激光武器具有多個(gè)優(yōu)勢。與具有相同設(shè)計(jì)特點(diǎn)的陸基激光武器相比,機(jī)載高能激光器由于高度的原因可以增加與目標(biāo)的傾斜距離,而且還具有在大氣密度較低、空氣粒子較少的環(huán)境里作戰(zhàn)的優(yōu)勢。此外,如果幾何位置適合的話,無人機(jī)高能激光還能攻擊巡航導(dǎo)彈比較薄弱的側(cè)邊,而不是加固的鼻端部分。
 
 
  裝有多級增程攔截彈的無人機(jī)或戰(zhàn)斗機(jī)
 
  內(nèi)層防御圈的空中部分可包括攜帶2-4枚多級、增程空空導(dǎo)彈進(jìn)行戰(zhàn)斗空中巡邏的無人機(jī)或有人駕駛飛機(jī)。戰(zhàn)斗空中巡邏能提供強(qiáng)大的新能力來應(yīng)對極具挑戰(zhàn)的威脅,如彈道導(dǎo)彈再入飛行器、高超聲速滑翔飛行器和轟炸機(jī)(見圖4)。如果攔截彈具有足夠的射程并有前方傳感器的引導(dǎo),那么導(dǎo)彈防御戰(zhàn)斗空中巡邏點(diǎn)就沒有必要選在距所要保衛(wèi)的機(jī)場和其它基地太遠(yuǎn)的位置。這樣可以縮短飛機(jī)出動架次之間的往返時(shí)間,還能騰出一些作戰(zhàn)飛機(jī)來實(shí)施攻擊任務(wù)。
 
 
 
  圖4。 未來空射增程空空導(dǎo)彈攔截高超聲速滑翔飛行器和帶有巡航導(dǎo)彈的轟炸機(jī)
 
  陸基大功率微波武器
 
  高功率微波武器使用電磁波能來損壞或干擾傳感器、制導(dǎo)系統(tǒng)和其它電子系統(tǒng)。未來的高功率微波防御武器的射程將會超過短、中程(30海里)動能防空與導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的射程。一套高功率微波武器,若裝載在車上或改裝成類似于集裝箱的箱體結(jié)構(gòu),就能在敵方發(fā)動一波齊射攻擊時(shí)攔截多枚巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)群和其它威脅。和動能武器與激光武器不同,高功率微波武器可同時(shí)瞄準(zhǔn)位于其波束范圍內(nèi)的多個(gè)威脅目標(biāo)。高功率微波發(fā)射器可部署在基地周圍,提供360度防御支援,同時(shí)還能大大降低其波束可能對友軍電子系統(tǒng)造成的附帶損害。
 
 
  陸基固態(tài)激光武器
 
  未來的激光武器系統(tǒng)可產(chǎn)生300千瓦以上的輸出功率,可安裝在便攜式箱體內(nèi)或移動平臺上,可部署在基地周圍以防御大規(guī)??找u威脅。激光可通過快速加熱敵來襲導(dǎo)彈的外殼、空氣動力學(xué)結(jié)構(gòu)和敏感的導(dǎo)引頭來達(dá)到損壞武器之目的。由于激光武器不能攔截地平線以外的目標(biāo),并會受某些大氣現(xiàn)象的影響,所以將其用來在短、中程距離內(nèi)對付巡航導(dǎo)彈、某些無人機(jī)和制導(dǎo)火箭、炮彈、迫擊炮彈和導(dǎo)彈(G-RAMM)將會更為有效。 這些局限可通過增加激光的功率輸出來部分得到緩解。陸基高能激光很可能要比機(jī)載激光能輸出功率更強(qiáng)大的光束,因?yàn)轱w機(jī)會受到載荷、電力和冷卻能力等限制。由于以電為基礎(chǔ)的固態(tài)激光不需要消耗化學(xué)燃料,也不需要通過導(dǎo)彈或炮彈來發(fā)射其光束,因此,與美軍目前部署的大部分陸基動能防空與導(dǎo)彈防御系統(tǒng)相比,它極大減少了后勤支援需求。
 
  中、短程制導(dǎo)動能防御系統(tǒng)
 
  由“帕拉丁”火炮和其它火炮發(fā)射的超高速炮彈在攔截空中目標(biāo)時(shí)其有效射程可達(dá)10-40海里以上2。美國國防部計(jì)劃使用這種武器來防御某些彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈甚至某些子彈藥。未來的火炮很可能會以所需要的射速發(fā)射超高速炮彈以便攔截運(yùn)動速度很快的目標(biāo),如超聲速巡航導(dǎo)彈和高超聲速滑翔飛行器。
 
  還在研發(fā)中的指令制導(dǎo)超高速炮彈具有可控制的特點(diǎn),可通過火控系統(tǒng)將其引向機(jī)動飛行的目標(biāo)并對一些小的目標(biāo)位置誤差進(jìn)行修正。由于帶有小型彈頭的超高速炮彈需要在非常靠近目標(biāo)時(shí)引爆,所以無論是攔截炮彈還是所要攔截的目標(biāo)都需要非常精確的傳感器來進(jìn)行跟蹤,如干涉雷達(dá)或目前火控雷達(dá)的改進(jìn)型。
 
  美國陸軍還在研制一種低成本地對空攔截彈,可由未來的“間接火力保護(hù)能力”系統(tǒng)發(fā)射。另一種選項(xiàng)是購買成熟的“國家先進(jìn)防空導(dǎo)彈系統(tǒng)” (NASAMS),該系統(tǒng)目前已有7個(gè)國家使用,同時(shí)也是美國“國家首都區(qū)”防空系統(tǒng)的一部分。超近程(5海里)點(diǎn)防御可構(gòu)成防御“漏網(wǎng)”導(dǎo)彈的最后一道防線。這些系統(tǒng)可由改進(jìn)型“鐵穹”、“陸基密集陣武器系統(tǒng)”或其它還在研制的制導(dǎo)炮彈構(gòu)成。圖5 展示了這些防御武器的射程情況,它們將成為未來美軍戰(zhàn)區(qū)基地和其它重要軍事設(shè)施內(nèi)層防御系統(tǒng)的一部分。(作者署名:知遠(yuǎn)戰(zhàn)略與防務(wù)研究所)
 
 
  圖5

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