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美国陆军“萨德”末段高空区域防御系统发展综述

2014-03-18岳松堂田志刚

现代兵器 2014年2期
关键词:靶场动能萨德

岳松堂+田志刚

采用动能拦截技术(亦称“命中杀伤技术”)的末段高空区域防御系统(THAAD,亦音译为“萨德”)是美军弹道导弹防御系统(BMDS)的重要组成部分,也是美国陆军未来防空反导作战的“撒手锏”。该系统是美国陆军双层弹道导弹防御体系的高层反导装备,具备在大气层内和大气层外防御来袭近、中程导弹弹道的能力,用于为城市、工厂和军事设施提供反导防护。

研制与装备概况

美国陆军于1987年开始论证“萨德”系统(当时称为“战区高空区域防御系统”),1992年9月开始立项研制,1995年4月开始飞行试验。该系统在1999年8月前共进行了11次飞行试验,其中前3次为非拦截试验,2次成功,1次失败;后8次为拦截试验,6次失败,2次成功。由此可以看出该系统的前期进展并不顺利,此后5年多更是再没有进行拦截试验。鉴于研制初期遭受的失败,美国陆军于2004年对“萨德”系统进行了重新设计,并重新命名为“末段高空区域防御系统”(由于“战区”和“末段”的英文单词都是以“T”开头,所以缩写仍为THAAD)。从“战区”向“末段”的名称变化真实地反映了美国战区导弹防御与国家导弹防御走向一体化的战略动向,“萨德”系统已从原来的战术战役性质的战区反导防御武器发展成为战术战役与战略通用化、系列化和模块化的地面防空反导武器系统。“萨德”统从此进入了一个新的发展阶段。

调整后的“萨德”系统于2005年11月恢复飞行试验,随后该计划进展顺利,所进行的试验不断取得成功。目前,美国陆军已分别于2008年5月28日和2009年10月16日在得克萨斯州布利斯堡组建了2个临时“萨德”系统连,用于部队培训和训练。首批组建的这2个连将编入位于布利斯堡的第32陆军防空反导司令部。2011年3月,主承包商洛克希德·马丁公司获生产合同,为第3个和第4个“萨德”系统连生产发射装置和拦截弹。每个连配备3部发射装置、24枚拦截弹、1部X波段陆基雷达和1套作战管理/指挥、控制、通信和情报系统(BM/C3I,也称火控通信系统)。2012年3月7日,洛克希德·马丁公司对外宣布,随着第24枚拦截弹的交付,首个完整装备的“萨德”系统连已接收了全部装备和部件。该连的建成标志着美国陆军已经具备拦截最大射程3500千米中程弹道导弹的实战能力。

“萨德”系统由美国国防部导弹防御局进行管理,由美国陆军防御项目办公室、防空反导司令部和“萨德”项目经理部协同实施。洛克希德·马丁公司是该系统发射装置及拦截弹的主承包商,雷声公司是其X波段陆基雷达的主承包商。参与研制工作的分承包商包括联合技术公司、化学系统公司(负责研制固体推进剂火箭发动机)、航空喷气公司(负责研制助推发动机)、罗克韦尔国际公司洛克达因分公司、洛克希德·桑德斯公司、霍尼韦尔公司空间系统集团、利顿数据系统公司(负责研制计算机软件和战术作战中心)、洛拉尔红外与成像系统集团(负责研制双轴万向悬挂式红外末段制导凝视导引头组件)、威斯丁豪斯船舶公司、道尼尔公司、BAE系统公司(负责研制生产红外导引头)、阿诺德工程发展中心(负责俯仰动力装置的研制及试验)、汉密尔顿标准公司(负责研制推力矢量传动装置)、康卡伦特公司(负责为试验期间的回路模拟硬件提供“红鹰”实时Linux系统)、洛克希德·马丁公司空间系统分公司(负责研制火力单元部署设备、支援设备和初始零部件)。

初期遍尝失败

尽管海湾战争向世人清楚地表明了反导防御作战的巨大价值,但是由于在作战中使用的“爱国者”属于低层防空反导系统,且只具备初始反导能力,对战术弹道导弹的最大拦截高度只有约15千米,主要用于保护机场、港口、军事指挥中心、小城市等目标,防御面积较小。而且该系统对目标的拦截不能在足够高的空间进行,产生的导弹碎片经常落在己方或友军阵地上,会对地面人员和设施造成破坏。如果敌方使用大规模杀伤性武器,如核弹头或化学弹头,这样的低层拦截就失去了实际意义。因此,研制部署一种能在更远距离、更大高度上拦截来袭弹道导弹的先进防空反导系统就显得十分必要。

美国陆军对“萨德”系统进行概念研究和论证始于1987年。1992年9月,美国陆军授予洛克希德·马丁公司导弹与火控分公司一份价值6.89亿美元的合同,正式开始立项研制“萨德”系统,并同时将陆基雷达的初始演示/验证合同授予了雷声公司。次年10月,美国国防部又把“萨德”系统列为重点发展的战区导弹防御计划的核心计划。该系统随即开始了一系列的试验。

1994年5月,“萨德”系统拦截弹的动能杀伤器转向与姿态控制系统(DACS)成功进行点火试验。

1995年4月21日,系统在位于新墨西哥州的白沙导弹靶场进行了第1次飞行试验,达到了预期目的。此次试验对发动机、控制系统、助推器与动能杀伤器间的分离性能、导引头保护罩的热防护性能、动能杀伤器的自毁性能进行了验证,同时评估了转向与姿态控制系统发动机引起的侧向喷流对导引头侧窗及高度控制效果的影响。

1995年7月31日,系统在白沙导弹靶场进行了第2次飞行试验。拦截弹发射后执行能量管理控制系统(TEMS)机动飞行(由于白沙导弹靶场的空域限制,“萨德”系统进行试验时严格要求拦截弹飞离发射装置后需要进行当时独具特色的TEMS机动飞行,也称为“螺形飞行”)。助推器分离后利用陆基雷达提供的数据进行中段制导。但由于拦截弹飞行速度超过了靶场安全限制而导致飞行试验终止。

1995年10月13日,系统在白沙导弹靶场进行了第3次飞行试验,对能量管理控制系统、助推器分离阶段的阻尼装置、导引头数据收集、与地面作战管理系统的连通、发射系统、陆基雷达等做了测试。动能杀伤器亦演示了闭合回路导航,整个系统通过了软硬件的对接过程。

1995年12月13日,系统在白沙导弹靶场进行了第4次飞行试验,这也是“萨德”拦截弹的第1次拦截试验,目标是“暴风”(Storm)靶弹。该靶弹采用“中士”导弹的第一级动力装置,其第二级动力装置则采用“民兵”I导弹的第三级动力装置。在燃料烧尽之后,第二级动力装置和制导控制装置仍与再入弹头(也称为战斗部)相连,以便为拦截弹提供单一目标。“萨德”系统雷达成功跟踪了拦截弹和靶弹,动能杀伤器红外成像导引头发现并跟踪了目标,但由于代用雷达第一次提供的目标信息出现错误,导致动能杀伤器耗用过多燃料修正弹道,致使拦截失败。endprint

1996年3月22日,系统在白沙导弹靶场进行的第5次飞行试验由于机械故障使拦截弹助推发动机没有成功分离导致拦截“赫拉”靶弹失败。“赫拉”靶弹由“民兵”Ⅱ导弹的两级动力装置、改进型“潘兴”Ⅱ导弹的制导系统及再入飞行器组成,其最大飞行速度约2.4千米/秒,对应射程约1000千米,可模拟多种目标,其再入飞行器的红外特征和物理外形可以改变,甚至可以按程序模拟“飞毛腿”导弹在以色列和沙特阿拉伯上空那样的摇晃与断裂。这是“萨德”系统全部单元都参加的首次试验,拦截弹首次从车载发射装置上发射,雷达成功跟踪了靶弹和拦截弹。

1996年7月15日,系统在白沙导弹靶场进行了第6次飞行试验,由于动能杀伤器的红外成像导引头电子系统失灵没有识别到目标导致拦截失败,拦截弹飞过目标后自毁。

1997年3月6日,系统在白沙导弹靶场进行第7次飞行试验,由于动能杀伤器的转向与姿态控制系统出现故障导致拦截失败。试验开始时,从白沙导弹靶场北端发射了“赫拉”靶弹,雷达探测到并跟踪了目标,作战管理系统计算出拦截位置。靶弹发射7分钟后“萨德”系统发射了拦截弹。通常,拦截弹飞离发射装置后,动能杀伤器上的6个姿态控制和4个转向控制发动机应短暂点火,以吹开喷口并启动转向与姿态控制系统。但此次飞行中只有两个姿态控制发动机点火,造成转向与姿态控制系统死火,而遥测装置也表明其输出电流为零。期间,动能杀伤器接受并应答了6次目标位置的上行信息,但因转向与姿态控制系统死火使其不能沿正确轨道飞行。虽然动能杀伤器头部的防护罩打开,导引头工作,但不能转到使导引头朝向目标的方向,致使侧视红外成像导引头未能截获目标。拦截弹发射2分钟后,动能杀伤器因在稠密大气层与目标偏差几百米而丢失了目标。

1998年5月12日,系统在白沙导弹靶场进行的第8次飞行试验由于助推段电子系统短路导致拦截失败,拦截弹在发射后不久即失去控制。

1999年3月29日,系统在白沙导弹靶场进行的第9次飞行试验中,由于高度控制系统故障使拦截试验再次失败。试验开始时,系统的发射装置、雷达、BM/C3I系统均表现正常,拦截弹发射后助推器和动能杀伤器顺利分离,然后动能杀伤器依靠陆基雷达提供的最新目标信息进行中段制导继续飞行。导引头保护罩分离正常,进入到最后的拦截阶段。但在第58秒时高度控制系统失灵,导致拦截弹飞过了计划高度,没有拦截到目标。不过,试验数据显示拦截弹已飞到距目标只有91厘米的高度。这次试验虽然没有拦截到目标,但完成了31个试验目标中的27个。

1999年6月10日,“萨德”系统在白沙导弹靶场进行第10次飞行试验并首次实现了成功拦截,在靶场中部的大气层高空,一个模拟“飞毛腿”的靶弹被击毁。驻扎在得克萨斯州布利斯堡的第6防空炮兵旅负责试验过程中所有设备的实际操作,为部队提供了宝贵的试验与操作经验。发射时共7名人员参与,其中2名负责操作发射车,3名负责作战管理车,2名负责雷达车。

1999年8月2日,“萨德”系统在白沙导弹靶场进行第11次飞行试验,拦截弹在大气层外拦截到了靶弹。试验中,“赫拉”靶弹模拟1枚射程为575千米的“飞毛腿”-C导弹。靶弹在到达约300千米的弹道最高点后,其长约3.96米的再入弹头从导弹上分离。在此之前,拦截弹旋即发射。大约在拦截前的7秒钟,陆基雷达最后一次向拦截弹红外成像导引头发送制导控制信号,之后由红外成像导引头负责跟踪目标。在速度接近2.5千米/秒、高度略大于100千米时,拦截弹命中并摧毁了再入弹头。此次试验验证了陆基雷达与导引头之间的交接能力,导引头亦能正确分辨已分离的靶弹助推器和再入弹头。

2000年6月,“萨德”系统获准进入工程与制造开发(EMD)阶段,美国陆军空间与导弹防御司令部授予洛克希德·马丁公司一份约40亿美元的合同,要求提供7部发射装置、6个指挥控制站和30枚拦截弹用于EMD阶段试验。

2000年8月,洛克希德·马丁公司授予雷声公司一份14多亿美元的合同,用于为该项目设计、研制、生产3部EMD阶段雷达,该合同还包括6套BM/C3I作战管理/指挥、控制、通信和情报系统的设计、研制和生产。

2003年12月,“萨德”项目顺利通过系统关键设计评审。

重新设计后渐入佳境

2004年,美国陆军对“萨德”系统拦截弹进行了重新设计,提高了其可靠性。导弹防御局与洛克希德·马丁公司以及其他分承包商对之前11次飞行试验、7次失败的原因进行了认真分析,发现7次试验失败均与拦截弹控制过程有关而影响拦截弹可靠性的最大因素是弹上电缆和连接器,重新设计后的拦截弹不再使用传统电缆。

2004年5月26日,洛克希德·马丁公司在其位于亚拉巴马州特洛伊市的工厂开始拦截弹的初始生产(包括最后的集成、组装和测试),这些初始生产的拦截弹用于进行2004年年底至2009年期间的飞行试验。

2004年7月15日,“萨德”系统进行转向与姿态控制系统飞行试验,以验证脉冲模式下单一/多重转向与姿态控制系统发动机的点火等。试验共进行了33次点火、超过90次转向控制脉冲和近200次姿态控制脉冲。在共80秒的测试中,推进器的工作时间超过了25秒。

2004年9月2日,“爱国者”PAC-3防空反导系统在白沙导弹靶场进行了拦截试验,成功拦截了1个战术弹道导弹目标和1个巡航导弹目标。“萨德”系统的AN/TPY-2型X波段相控阵陆基雷达参与了试验,成功跟踪了战术弹道导弹目标。

2004年10月13日,“萨德”系统成功进行了短距热发射试验,验证了系统的飞行试验发射系统,确认了拦截弹储运发射筒的设计。拦截弹安全飞离储运发射筒后通过降落伞回收。

2005年6月17日,“萨德”系统的BM/C3I系统在白沙导弹靶场对真实目标成功进行了集成试验。试验期,间该系统的雷达对目标导弹重返大气层内已分离的助推发动机和单个的再入弹头进行探测、跟踪和分类。通过使用来自雷达的跟踪数据,BM/C3I系统进行了威胁评估、目标分配和拦截规划,而且还发射了1枚模拟拦截弹,向雷达提供探测和拦截数据。endprint

2005年11月22日,重新设计后的“萨德”系统恢复飞行试验,在白沙导弹靶场完成单纯的拦截弹(即重新设计后的第二代拦截弹,它已接近于作战使用的拦截弹,为了进行飞行试验还增加了遥测装置)飞行试验,验证了拦截弹发射、能量管理控制机动、助推器分离、整流罩分离、动能杀伤器分离等科目。AN/TPY-2雷达对飞行试验中的拦截弹成功进行了探测、跟踪,并与其进行了通信。

2006年4-5月,AN/TPY-2雷达在白沙导弹靶场进行了多次试验,并演示了首次将雷达、发射装置和火控系统完全集成在一起的“萨德”系统对模拟目标的拦截弹操作和模拟拦截。

2006年7月12日,AN/TPY-2雷达在白沙导弹靶场进行了对真实目标的试验,并在试验中对1枚弹头与弹体不分离的“赫拉”靶弹进行了成功拦截(尽管拦截不是试验的主要目的),这是重新设计后的“萨德”系统成功进行的第1次拦截试验。进行此次试验的深层原因是测试拦截弹导引头的性能,包括测试导引头的上行链路、下行链路及导引头对目标进行探测和跟踪的能力。

2006年9月13日,“萨德”系统在白沙导弹靶场进行以拦截目标为主要目的的飞行试验。但靶弹发射后出现故障,拦截弹没有发射,导弹防御局把这次试验定为“未试验”。

2006年10月,“萨德”系统从白沙导弹靶场移至位于夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场(原因是随着试验的进行,靶弹越来越复杂、射程越来越远,白沙导弹靶场有限的场地已不能满足需要)。在太平洋导弹靶场进行试验可以对从海基平台发射的弹道导弹进行更加真实的拦截,这意味着“萨德”系统试验时不再需要实施能量管理系统机动飞行。

2006年12月,洛克希德·马丁公司接到一份交付首批2个完整的“萨德”火力单元(即2个系统连)的合同,包括48枚拦截弹、6部发射装置和2套火控通信系统及支援设备、初始零部件等。

2007年1月26日,“萨德”系统在太平洋导弹靶场进行的第2次拦截试验中成功拦截了1枚“飞毛腿”型导弹(也是首次实弹发射试验)。试验中,作为目标的整体式“飞毛腿”导弹(弹头与弹体不分离)从位于太平洋考艾岛海岸的机动平台上发射,系统探测到目标后发射拦截弹在大气层顶部对目标实施了成功拦截。这次拦截试验的主要目标包括:演示在太平洋导弹靶场的发射阵地发射导弹;演示拦截弹导引头对目标的识别与分辨能力,并对未分离的采用液体燃料的目标实施拦截;收集相关数据,包括导弹瞄准点信息、地面装备信息、雷达跟踪/目标识别信息、毁伤评估算法以及对导弹发射过程和装备的测定。据统计数据显示,此次试验实现了预定目标。

2007年4月6日,“萨德”系统在太平洋导弹靶场进行的第3次拦截试验(第2次实弹发射试验)中又一次在大气层顶部成功拦截了1枚整体式“飞毛腿”导弹,实现了所有的预定目标。试验的主要目的是验证拦截弹识别目标、区分目标类型、选择瞄准点和直接命中杀伤目标的能力。次要目标之一是验证系统的“可用性”,即评估士兵操作系统的能力;为了使试验更具真实性,没有让操作系统的士兵提前得到有关“飞毛腿”导弹何时发射的信息。在这次试验中,第6防空炮兵旅的官兵首次操作了全套“萨德”系统,进一步为部队提供了试验和操作经验,并有利于增强试验的真实性。

2007年10月27日,“萨德”系统在太平洋导弹靶场进行了第4次拦截试验,拦截弹在大气层外成功拦截了1枚来袭导弹。试验中,美军首先从位于太平洋考艾岛外洋面上的1艘军舰上发射1枚整体式“飞毛腿”导弹。随后,美国陆军第6防空炮兵旅利用部署在考艾岛上的AN/TPY-2雷达探测并跟踪了这枚“飞毛腿”导弹。最后,该旅发射拦截弹在100千米以上的大气层以外高度,直接命中并摧毁了“飞毛腿”导弹。试验数据表明,这次试验实现了所有预定目标,系统的雷达、发射装置、火控通信系统、拦截弹的性能及相互之间的协同能力和在大气层外发现、跟踪和拦截来袭单一目标的能力,都得到很好的验证。试验还演示了拦截弹在发射前被加热到一定温度条件下的性能及拦截弹在拦截目标前最后几秒钟正确执行交战的能力,并进一步考察了陆军士兵操作全套“萨德”系统的能力。

2008年5月28日,美国陆军在得克萨斯州布利斯堡组建了首支“萨德”系统连,即隶属于美国陆军第32防空反导司令部第11防空炮兵旅第4防空炮兵团的第1连(也称A连)。该连装备的后勤支援设备包括连支援中心、一体化“承包商支援系统”和零配件等。

2008年6月25日,“萨德”系统在大气层内60千米高空成功进行了第5次拦截试验。在这次试验中,1枚模拟弹道导弹的靶弹首先从1架C-17上发射出去,6分钟后1枚拦截弹从太平洋导弹靶场发射。拦截弹识别出了与助推火箭分离的模拟弹头后,直击命中并摧毁了模拟弹头。这是“萨德”系统首次成功拦截弹头与弹体分离的目标,标志着该系统又向实战部署迈进了一大步。

2008年8月底,由航空喷气公司负责研制的“萨德”拦截弹助推发动机在位于加利福尼亚州萨克拉门托市的公司总部通过了鉴定试验,助推发动机在试验中的极寒气候条件下展示了可靠性。该发动机已于2008年初通过了高温试验。极寒试验和高温试验的成功为航空喷气公司向美国陆军交付高质量助推发动机及2009年部署使用铺平了道路。

2009年3月18日,“萨德”系统在太平洋导弹靶场进行了第6次发射试验,试验演示了该系统在大气层内探测、跟踪和拦截分离目标的能力。这也是该系统进行的首次双拦截弹齐射试验,试验中发射了2枚拦截弹来拦截1个单一的分离目标(在实战中系统将采用这种“二拦一”战术对付弹道导弹威胁)。在这次试验中,第一枚拦截弹摧毁了目标,而第二枚拦截弹则由靶场安全官员遥控自毁。

2009年10月16日,美国陆军在得克萨斯州布利斯堡组建了第2个“萨德”系统连。

2010年6月28日,“萨德”系统进行了第7次拦截试验。在事先未通知靶弹发射时间的情况下,拦截弹在“迄今为止最低”的高度上击落了1枚从海上浮动平台发射的近程弹道导弹,验证了该系统在大气层内低空拦截单体(即弹头和弹体不分离)目标的能力。试验还验证了系统的集成能力和在大气层内高气压环境中以大攻角拦截目标的能力,以及通过拦截弹导引头电子飞行软件完成目标探测和瞄准的能力。这次试验开创了该系统飞行试验的多项“第一”:拦截高度迄今为止大气层内最低;首次利用“萨德”系统连的地面硬件设备和软件;首次利用实弹拦截试验验证了系统和“爱国者”PAC-3系统之间能够进行自动拦截协作,首次将来自“爱国者”PAC-3系统和“宙斯盾”弹道导弹防御系统的两路信息集成到“萨德”系统中。endprint

2010年10月底,导弹防御局再次授予雷声公司一份1.9亿美元的固定价格合同,用于生产、集成和试验一种新型AN/TPY-2雷达。

2011年3月,洛克希德·马丁公司签订生产合同,为第3个和第4个“萨德”系统连生产发射装置和拦截弹。

2011年10月5日,“萨德”系统首次进行了“多对多”拦截试验(也是第8次拦截试验),验证了该系统在近实战条件下应对小规模弹道导弹突袭的初步能力。试验中,1枚空中发射的近程弹道导弹和1枚海上发射的近程弹道导弹在数秒内先后发射,“萨德”系统探测到来袭导弹后发射了2枚拦截弹,2枚导弹几乎同时拦截到目标。

2012年3月7日, “萨德”系统A连接收了全部装备和部件,这标志着美国陆军建成了首个齐装满员的“萨德”系统连。

2012年10月24日,导弹防御局在西太平洋夸贾林环礁的里根导弹靶场及周边海域组织了一次代号为“综合飞行试验”-01的有史以来规模最大、最复杂的陆海空三军都参与的联合导弹拦截试验,参试的“萨德”首次成功拦截了中程弹道导弹靶弹(第9次拦截试验)。该系统之前在试验中拦截的全部是近程弹道导弹靶弹,从此次试验开始,该系统便从位于夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场转移至位于西太平洋夸贾林环礁的里根导弹靶场,进行对中程弹道导弹的拦截试验。

2013年4月3日,美国国防部宣布,为应对所谓的朝鲜导弹威胁,“未来几周内”将在关岛部署“萨德”系统。为操作该系统,已经有约100名美军士兵被增派到关岛。

2013年9月上旬,“萨德”系统与海军的“宙斯盾”驱逐舰弹道导弹防御系统在西太平洋地区进行了联合实弹反导试验,验证了美国多层反导体系具有同时摧毁2个中程弹道导弹目标的能力。试验中,美军首先向马绍尔群岛夸贾林环礁里根导弹靶场附近同时发射2枚中程弹道导弹,“宙斯盾”反导系统的雷达探测、跟踪到第一个目标后发射1枚“标准”-3拦截弹成功将其拦截,“萨德”系统的雷达探测、跟踪到第二个目标后也发射了1枚拦截弹将其摧毁。为防止“宙斯盾”系统拦截失败,“萨德”系统还向第一个目标发射了1枚拦截弹。

系统组成

“萨德”系统主要由携带8枚拦截弹的发射装置、AN/TPY-2雷达以及BM/C3I作战管理/指挥、控制、通信和情报系统组成。

发射装置及拦截弹 八联装发射装置安装在1辆奥什科什公司的10×10重型扩展机动战术卡车上,该卡车装有自动装弹系统,可以自动填装导弹。“萨德”系统的很多组件都可以用1架C-130“大力神”战术运输机空运,只有其发射装置需要使用C-17“环球霸王”Ⅲ或C-5“银河”战略运输机空运。

“萨德”系统的拦截弹是美国专门为防御战区弹道导弹而研制的一种动能拦截弹,由一级固体助推火箭和作为弹头的动能杀伤器(KKV)组成。全弹长6.17米,起飞重量约800~900千克。动能杀伤器主要由用于捕获和跟踪目标的中波红外导引头、信号处理机、采用激光陀螺的惯性测量装置和用于机动飞行的轨道与姿态控制推进系统等组成。红外导引头通过向弹载计算机传输目标导弹弹头的红外成像照片为拦截弹进行制导。动能杀伤器长2.32米,包括保护罩长2.325米,底部直径为370毫米,重量约60千克,其最大飞行速度为2800米/秒。在美国所研制的众多动能拦截弹中,“萨德”系统的拦截弹是唯一一种既能在大气层内(40~100千米)高空拦截目标,又能在大气层外(100~150千米)拦截目标的动能拦截弹,可用于保护美国及其盟友的部队、人口中心和关键基础设施免遭各种近程、中程、中远程弹道导弹的袭击,其200千米的最大射程尤其适合安全地拦截携带核生化弹头的弹道导弹。而且其动能杀伤器具有很高的毁伤动能,来袭核生化弹头在受到拦截时不会发生爆炸,因而不会对防御地带造成沾染。所以,“萨德”系统既能执行战区导弹防御任务,又能执行战略导弹防御任务。拦截弹主要靠铅酸蓄电池为其提供动力,而铅酸蓄电池则由战术静噪发电机自动进行充电。

该拦截弹利用推力矢量技术实施机动,在命中目标前,动能杀伤器与拦截弹弹体分离,普拉特·惠特尼公司洛克达因分公司研制的高性能液压转向与姿态控制系统(DACS)用于控制动能杀伤器的末段机动。目标线路和预计弹着点在发射前输入拦截弹,拦截弹在飞行过程中还能够通过上行链路接收目标数据修正。动能杀伤器的末段制导通过安装在万向支架上的红外导引头来实施。后者通过一个带盖的非冷却式侧窗孔进行制导,引导拦截弹直至命中摧毁目标。侧窗孔的盖子在实施末段制导前脱落。

为确保摧毁大规模杀伤性武器所需的杀伤力,该拦截弹采用动能拦截技术,即采用直接命中并摧毁来袭弹道导弹的弹头。因此,单级固体燃料火箭助推发动机采用最新的复合壳体材料以减轻重量。发动机尾部装有可折叠式尾翼,储存时呈平直状态。飞行时可折叠式尾翼通过弹载计算机控制的一个金属气仓展开,以提高飞行稳定性。在助推阶段,由一个电动冷气瓶和套筒式推动矢量控制系统进行高度控制。发动机前端连接部分有一个分离电机,用以确保弹头在大气层内、外环境中与发动机分离。

弹头和火箭发动机构成一个双锥形结构的整体。尾部是复合材料制造的锥体结构。动能杀伤器采用不锈钢制造,可将导引头窗口被烧蚀的可能性降到最小。为了进行目标搜索,需要将动能杀伤器上的金属袋充气,从而产生一个分离速度,并去掉导引头窗口的护罩,而充气金属袋挡住护罩,防止后者的碎片碰撞导引头窗口。采用这种设计,导引头窗口不需冷却,从而简化了设计。

与PAC-3动能拦截弹相比,“萨德”系统拦截弹除了也具有尺寸小、重量轻、便于机动部署等特点外,还有一些前者所不具备的突出特点:

第一,能够保护更大的区域。按照设计要求,拦截弹的最大拦截距离可达200千米,拦截高度为40~150千米,可以保护直径为200千米的广大区域,是一种真正的区域防御武器,而PAC-3拦截弹只能算作一种点防御武器;endprint

第二,能实施多次拦截。拦截弹由于拦截距离远和作战高度高,因此有更多的交战时间,可以采取“射击-观测-再射击”的战术模式:先发射1枚拦截弹拦截来袭目标。如果拦截失败,可以再发射1枚拦截弹进行再次拦截。如果再次拦截失败,还可以把目标交给PAC-3拦截弹进行第3次拦截。

AN/TPY-2雷达 “萨德”系统的雷达为AN/TPY-2高功率X波段相控阵陆基雷达。该雷达由雷声公司一体化防御系统分公司研制,雷达软件则由雷声公司和洛克希德·马丁公司联合研制。该雷达能够使用洛克希德·马丁公司的C-130战术运输机进行空运,也便于公路运输,探测距离为500千米,使用全视场相控阵天线能够探测到射程达1000千米的弹道导弹。雷达采用全固态部件和波形捷变技术,输出功率大。AN/TPY-2雷达能够进行目标搜索、探测、识别、分类、拦截弹跟踪制导、评估毁伤等,还能在很远的距离上对目标进行精确跟踪。

整部雷达由面积为9.2平方米天线、电子设备车、冷却设备车、电源车和操作控制车组成。雷达的相控阵天线主要由天线装置和前后移动器装置2部分组成,使用25344个固态传输/接收模块,工作频率9.5GHz,前向探测方位角为120°,探测仰角为90°。每个模件功率为6~8瓦。这些模块的重量较轻,且易于进行野外维修。

电子设备车的车厢为具有核生化防护系统及环境控制装置的密闭保护罩,车内装有2台VAX7000数据处理机和4台MP2大规模并行信号处理机,以及接收机/主控振荡器、波形发生器、高速记录仪等设备。

冷却设备车作战准备时间小于20分钟,制冷流量为300克/分。电源车包括2台1.1兆瓦柴油发电机(其中1台备份),作战准备时间小于10分钟。操作控制车包括3个操作台,用光纤数据链路与“萨德”的BM/C3I系统连接,与电子设备车通过长度小于500米的光缆链接,自带15千瓦发电设备和核生化防护系统。

AN/TPY-2雷达的任务是:对有限空域进行搜索,捕获目标后自动转入跟踪状态;建立状态评估,提供目标信息,预报落点,进行拦截计算,确定预测拦截点;利用目标状态和高分辨率波形两种组合信息对目标进行识别;测量拦截弹位置并通过上行链路给拦截弹发送目标状态修正信息;提供目标威胁图像,配合导引头的红外成像辨认真假弹头;在实施完第一次拦截后,进行首次拦截杀伤评估以及可能的第二次拦截结果的综合杀伤评估。该雷达的研制成果还将成为陆基中段拦截系统陆基雷达的技术验证机的基础。

“萨德”系统于2010年6月28日完成了第7次飞行试验后,试验人员使用“实况模拟程序”(SOLD)软件系统为AN/TPY-2雷达注入了多种模拟威胁想定方案,用于演练系统应对敌人大规模弹道导弹攻击的能力。

BM/C3I作战管理/指挥、控制、通信和情报系统 BM/C3I作战管理/指挥、控制、通信和情报系统是“萨德”系统的“大脑”和“神经中枢”,能将其车载发射装置、拦截弹和AN/TPY-2雷达集成为一个完整的有机整体,用于协调与控制整个系统的运作。BM/C3I系统安装在加固型方舱内,载车为“悍马”高机动多功能轮式车。它是一个分布式、可重复、非节点的指挥控制系统,代表了陆军未来防空系统的发展方向。其主要功能是:一、负责全面的任务规划,协调并执行拦截来袭的弹道导弹;二、提供话音与数据通信能力,由此可以把AN/TPY-2雷达与车载发射装置分散部署,以提高生存能力和扩大防御区域;三、与其他防空系统接口以便实施联合作战;四、与天基传感器接口,以便利用其数据扩大防御区域。

BM/C3I系统由一些模块化组件构成,包括战术作战中心、发射装置控制站、传感器接口,构成一个分配、转发、连续指挥和控制系统。所有组件都安装在“悍马”车载标准方舱内。

战术作战中心的功能是为部队作战提供规划、分析和后勤支援,为反导作战行动提供监视和战斗管理。它使用普通软硬件设计,包括2个作战方舱和2个通信方舱,作战方舱具有双倍的冗余能力。

发射装置控制站担负BM/C3I系统内的无线通信任务,构成远距离的战术作战中心、发射装置和传感器接口之间的通信联络,保障分支通信线路畅通。

传感器接口是AN/TPY-2雷达与BM/C3I系统之间的缓冲器。雷达数据首先由它进行迅速处理和滤波后再通过BM/C3I系统的通信系统进行传输。传感器接口亦采用普通软硬件设计,其方舱与战术作战中心方舱相同,必要时它也能完成战术作战中心方舱的任务。

为确保与陆军和联合部队的协同作战能力,BM/C3I系统能够支持各类通信协议,其网络各组成部分之间的主要通信线路是“联合战术信息分发系统”。在这个网络上,传感器与BM/C3I系统各组成部分能够相互报告跟踪数据和其他关键战场信息,也能向其他防空系统报告跟踪数据和其他重要战场信息。BM/C3I系统任何一部分的损坏都不会导致其他部分的失能,大大增强了系统的生存能力和可利用率。

结束语

作为专门设计用于对付大规模弹道导弹袭击的防御系统,“萨德”系统的独特优势在于其在对付大规模导弹威胁的同时,能够为作战部队提供更加灵活的使用选择。“萨德”系统不是用来取代而是用来补充“爱国者”PAC-3系统以及海军“宙斯盾”弹道导弹防御系统、陆基中段防御系统和美国在世界各地部署的传感器,从而使美军具备多层弹道导弹防御能力。该系统还能接收“宙斯盾”导弹驱逐舰和卫星等外部传感器发送的信号,进一步拓展了作战空间和防护范围。

“萨德”系统将和“爱国者”PAC-3系统相互配合遂行反导作战任务,为战场上的地面作战部队和重要设施提供一张安全的反导防御网:前者最大拦截距离为150~200千米,最大拦截高度100~150千米,负责“高层”防御,可拦截射程达3500千米的弹道导弹,还能为“低层”拦截系统提供目标信息;后者最大拦截距离为30千米,最大拦截高度15千米,负责“低层”防御,并能对“萨德”系统的“漏网之鱼”实施再次拦截。在美军陆基中段拦截系统和海基“宙斯盾”驱逐舰拦截洲际弹道导弹失败后,“萨德”系统也能够在洲际弹道导弹的飞行末段再次实施拦截。所以,“萨德”系统按计划列装后,将大大提升美军的反导能力。

美国陆军共计划装备7个“萨德”系统连,到2015年前后该系统将具备全面作战能力。洛克希德·马丁公司还计划将每个“萨德”系统连的发射装置从3部增加到6部。根据美国陆军的预测,“萨德”系统能够对付“美国陆军通用目标系列战区弹道导弹目标清单”中80%的战区弹道导弹目标。“萨德”系统和“爱国者”PAC-3系统结合使用时,则能对付美国陆军面临的大部分空中威胁,这意味着面对大量弹道导弹威胁。美国陆军将可能具备几乎“无缝”的拦截能力,从而为美国本土和海外驻军提供有效的弹道导弹防御能力。

(编辑/万历)endprint

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