国外防空防天装备发展现状与趋势

陈利玲,蔡亚梅

(中国航天科工集团8511研究所,江苏南京 210007)

1 引言

20世纪90年代以来,美国及其盟国发动的几场局部战争,越来越依赖在以卫星为主导的态势感知系统的支援下,综合使用多种作战平台发射防区外制导武器,实施精确打击。在阿富汗战争中,美军及其盟军在2001年以“反恐”名义对阿富汗发动的战争中初期向阿富汗发射了600余枚海射和空射CM,打击指挥设施、防空系统等设施;2003年伊拉克战争,美向伊发射了950余枚海射和空射CM并使用了100余颗军用和商用卫星为战争服务。未来战争,空天打击装备对冲突双方国土实施密集攻击的能力将不断提升,空天一体作战模式将日趋明显,为此,世界主要国家均大力发展防空防天装备。

2 未来空天威胁环境分析

随着陆、海、空、天一体化的现代战争模式的逐步形成,空天打击武器系统特别是精确制导武器以及各种“软”、“硬”杀伤(防护)手段得到了迅猛发展。美国一方面建设拦截弹道导弹(BM)、CM等精确制导武器的完备的防空反导体系,另一方面构筑以反卫星为主的空间对抗体系,试图做到攻防兼备;俄罗斯认为“空天防御体系是俄联邦武装力量的重要部分”,正在加紧建设“统一的空天防御体系”。

2.1 精确制导武器成为重要的打击手段

信息化条件下局部战争中,无人驾驶空天飞机、战术弹道导弹(TBM)以及CM等各种武器配合使用,实施非接触式防区外远距离精确打击,是主要空袭作战手段。当前世界上有近80个国家拥有约上百种类型的CM,而且性能也在不断增强,呈现出大载荷、远射程、低成本、高精度的发展态势。

使用空地导弹有效摧毁纵深与严密设防的高价值地面目标使非接触作战成为现实。覆盖100～500km的空地导弹成为空中精确打击体系的重要力量。由于技术进步,许多高新技术广泛应用于防区外发射的空地导弹,不仅提高了命中精度、能够全天候使用,加上成本低,从而使其成为现代战争中的首选武器。

2.2 体系对抗将是主要的作战方式

21世纪的几场高技术战争表明,随着战场区域向外层空间的扩展,空袭体系已由各种作战飞机为主要打击装备,扩展成以BM、CM、其它战术导弹、各种军事卫星以及无人机的空天打击体系。空天一体的战争观念与实践,使得空袭与反空袭演变为空天打击体系与空天防御体系之间的对抗。

另外,随着空袭作战平台的高速机动、远程奔袭和新型远距离投射弹药的作战形式大量运用,防空反导作战区域扩展成全纵深、全空域防御为主的大区域防空反导。美、俄等发达国家十分重视防空防天一体化建设,为保持防空防天一体化优势,加快实现空中与空间导弹防御一体化,把各军种的防空防天兵力进行优化组合,努力建立精干高效的一体化空天防御体系。

2.3 空间态势感知系统必为未来信息战的核心力量

军事卫星系统在支持现代高技术武器装备和陆、海、空、天一体化的战场信息系统方面,具有无可比拟的优势和不可替代的军事力量倍增作用。

美国在空间侦察、监视、预警、导航和通信能力方面已占绝对优势。从中期到远期,美军将不断提高其态势感知能力,主要包括发展“空间雷达”、地面移动目标指示系统和SAR,以提供全球态势感知能力;部署“天基超光谱成像系统”,以实现对生物、化学、辐射、核等武器目标的探测;实现“先进极高频卫星通信系统”、“先进极轨卫星系统”以及“转型卫星通信系统”的互联,建设综合网络化的卫星通信系统;确保为作战人员提供有效的空间力量增强能力,如按需发射有效载荷能力、将有效载荷送入所需轨道的能力以及为延长使用寿命的在轨服务能力。

3 国外防空防天装备体系发展现状

3.1 预警探测系统

国外军事强国(美国和俄罗斯)建成了由卫星、预警机、地面预警系统等多种预警设备组成的功能齐全的多层次立体预警探测系统。

目前,美国预警卫星有7颗,其中“国防支援计划”(DSP)卫星5颗(由4颗工作星和1颗备份星进行组网)、“天基红外系统-高轨”(SBIRS-H igh)大椭圆轨道卫星2颗。

天基红外系统(SBIRS)是美国NMD计划的核心内容,计划取代DSP卫星,用于执行战略和战区导弹预警、为导弹防御指引目标、提供技术情报和战局分析。SBIRS系统建成后,能比DSP卫星更出色地完成战略导弹预警任务,还能对针对美国与其盟国以及海外驻军的战区BM攻击实施有效的预警和跟踪。对较小导弹发射的探测能力比DSP卫星强得多,它可在导弹发射后10～20s内将警报信息传送给地面部队。

预警机对飞机RCS的最大探测距离可达400～700km,可同时跟踪数百个目标,引导数十批目标。美、俄、英、法、日、印均已拥有多种预警机/预警直升机。美、英、法装备的E-3预警机有6种工作方式,能探测、跟踪较小的隐身目标,对低空、超低空目标探测距离可达300～400km,对中、高空目标的探测距离达500～600km。俄罗斯和印度装备的A-50预警机采用脉冲多普勒三坐标雷达,最远探测距离可达620km,可同时跟踪50～60批目标,能同时引导12架战斗机作战。

在地基防空预警方面,俄罗斯在本国及周边国家部署有“莱纳”、“弗贡”、“奥博罗亚-14”远程防空雷达和St-68UM等数千部近程对空警戒雷达组成防空警戒系统,部分采用了相控阵技术并使用米波波段,具有较强地探测隐身目标和CM的能力。俄罗斯正在建设的新型“沃罗涅日-DM”预警雷达站,据说“能识别6000km外的飞行物到底是气球还是导弹”。

在地基BM预警方面,美国的BM预警系统(BM EWS)和潜射BM预警(SLBMW)系统具备早期战略预警和跟踪中段和再入段导弹和弹头的能力,探测距离达5000km,可对ICBM提供10～25m in预警时间,对潜射BM提供6m in左右的预警时间。BM预警雷达还可用于空间目标监视。美国地基空间目标监视系统由31部雷达和光学探测器组成、以美国本土为主遍布全球16个站点,探测距离可达40000km,可对直径大于10cm的8000个空间目标进行识别和分类,还可以定期对直径大于30cm的空间目标进行探测和跟踪。但目前的地基空间监视网对小型的空间碎片、高轨的空间目标进行稳定探测、跟踪的能力有限,对空间的覆盖上存在空白。

3.2 指挥控制系统

指挥控制系统是防空防天武器系统的“中枢”,是整个战场的大脑。美军初步建成了战略层面“指挥控制、作战管理与通信”系统(C2BMC)和战术层面特定导弹防御系统专用的指控系统。美国防空指挥控制系统能接收来袭轰炸机、BM和CM等空中、空间目标的动态信息,并能对目标信息进行处理,为防空武器系统提供目标的方位、高度、距离和速度等数据,引导或指挥防空武器系统对目标实施有效拦截。

俄罗斯防空指挥控制系统自动化水平较高,生存能力强。防空分区指挥所采用的“棱堡-3K 3”自动化指挥系统可同时处理1000个目标,并能自动指挥战斗机和地空导弹对来袭的战略轰炸机及其它作战飞机、BM和CM等目标进行拦截。

3.3 防空导弹

由于地面防空导弹作为拦截来袭飞机的重要力量,当前美国、俄罗斯等西方各军事强国均开始研制第四代防空导弹,到目前为止已有多型号装备部队。美国已装备PAC-3中程防空导弹,增程中程防空导弹系统(MEADS),THAAD战区区域高空防空导弹;俄罗斯防空导弹的发展到第五代,当前以三代C-300系列防空导弹为地面防空武器的绝对主力,另外还装备了新型的“安泰-2500”及C-400系统。C-400系统采用新型的40N6远程导弹时,射程可达400km,远大于俄罗斯现役防空主战兵器C-300“骄子”系统的9M 96E导弹。

3.4 地基末段反导系统

美国部署了多种反导系统,其中地基末段反导系统最为成熟。美国现已投入部署的有“地基中段防御”(GMD)系统、“宙斯盾”BMD系统和PAC-3系统。虽然这三种系统均已成功地进行了多次飞行试验,并发展部署了一定数量的装备,但其演示的技术成熟度和作战性能各不相同。据美方评估,GMD系统属于只具有“应急的、置信度低”的“初始能力”系统;“宙斯盾”导弹防御系统属于具备了“中等置信度”的“部分能力”系统;PAC-3系统则具备了完全作战能力,属于置信度高,能支持作战人员决定全面任务能力的系统。

美国陆军主要以战区高空防御系统(THAAD)和PAC-3形成高低双层拦截体系,THAAD最大射高接近150km,“爱国者”的拦截高度也达到60km。印度研制的大地防空导弹(PAD)和先进防空导弹(AAD)反导系统也采用类似的拦截方式,分别在大气层内外进行两次拦截。俄S-400系统也具备一定的反导能力,该系统能在150～200km范围拦截末段飞行的战术弹道导弹。以色列的“箭-2”反导系统已经进入战斗值班状态。外媒认为,中国S-300、“红旗-9”等防空系统也具备一定的末段反导能力。2010年1月11日,中国成功进行了陆基中段反导拦截试验,成功击毁了一枚来袭的BM。此次试验成功标志着中国反导拦截能力有了很大提高。

4 国外防空防天装备发展趋势分析

4.1 注重临近空间预警探测能力,构建空天侦察于一体

临近空间平台与空基和天基平台相比,探测覆盖范围大,分辨率高。外军进行的试验证明,一艘飞行高度为3000m的浮空器,其雷达对高度在340m左右的空中目标的探测距离可达300km,对地面的覆盖区域超过28000km2,大于13部同类地面雷达的覆盖范围。美国陆军和海军进行的山顶CMD作战演示表明,利用升空的浮空器搭载传感器,可以提供超视距目标数据。

因此,在反导预警方面,美国“联合对陆攻击巡航导弹防御空中联网传感器”(JLENS)与导弹预警卫星SBIRS将投入使用,空间跟踪和监视系统(STSS)将部署,可识别假目标,提供精确的发射位置和落点预报,显著增强对各种助推段导弹目标的探测能力和精确定向能力,特别是对战术导弹的预警能力。

在天基空间目标监视方面,“天基空间监视”(SBSS)将于2014年完成4星组网,实现完全作战能力,使美国对近地轨道卫星的跟踪能力提高50%以上,能及时探测到深空中的微小目标;由3颗卫星组网的“轨道深空成像系统”(ODSI)预计在2015年完成,可提供空间目标的详细特征图像和轨道位置数据,显著增强高轨目标的跟踪和监视能力。

4.2 发展网络化、智能化、战略战术一体的指挥控制系统

随着指挥控制系统自动化程度的提高,防空反导作战指挥控制系统可利用网络技术、智能技术等提高作战指挥的连通性、协同性和自主决策能力,更为灵活地根据需要自动组网,形成特定战场态势图,实现对战场态势感知的共同理解,对战略、战役、战术行动的一体化指挥。

据称,到2020年,美军将完成现有全球指挥控制系统(GCCS)到“网络使能指挥控制系统”(NECC)的升级,实现战略到战术的指挥一体化,各级部队可采用类似Web网页浏览的方式,随时随地使用NECC中的情报信息分析、态势图融合、战备状态分析、兵力运用与部署演示、自适应决策等通用功能。

空天防御系统的指挥控制系统将能对防空、反导和空间防御实施统一的指挥,更充分利用整个系统的资源,提高整个空天防御系统的作战能力。

4.3 发展反导反卫一体化的拦截系统

美国的助推段防御系统主要用于拦截助推段飞行的ICBM与远程BM,附带反卫星功能,中段防御系统主要用于拦截中段飞行的ICBM、中远程BM,同时兼有打击低轨卫星能力,末段防御系统集拦截TBM、CM、其它战术导弹与有人驾驶作战飞机、无人机的功能。随着动能反卫星武器的完善和空间目标监视技术的发展,美国在继续完善动能“硬摧毁”形式反卫星武器的同时,积极发展干扰卫星通信链路的“软杀伤”形式反卫星武器。预计在2015年前美军的“卫星通信对抗系统”(CCS)将全面形成作战能力。

2008年2月21日美国在太平洋的伊利湖号巡洋舰上发射了标准-3(SM-3)导弹,在247km高空将2006年12月14日发射的失控的雷达成像侦察卫星USA 193号(NKOLZ_21卫星)击毁。美国SM-3导弹拦截卫星的情景如图1所示。SM-3导弹动能弹头撞击卫星的相对速度达到9.83km/s。此次试验表明了反导反卫一体化能力。

图1 SM-3导弹拦截卫星示意图

5 结束语

美国正在通过发展多功能系统,实现作战能力的紧密融合;通过加强信息联系,实现各种组成要素的互联与互通;通过加强战场态势信息融合、形成统一态势图,实现高效决策和协同,从而实现防空反导反卫的一体化。俄罗斯也提出空天防御一体化的构想,设想将导弹攻击预警系统、太空监视系统、反导防御系统、防天系统联合构成统一的导弹-太空防御系统。该系统在统一指挥网络内实时、持续自动地协同工作。可以预见,在未来的防空反导反卫系统建设中,筹划构建多层次的、一体化的、多平台防空反导反卫系统成为世界各国关注的焦点。■

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