C—RAM作战转向基于导弹和激光武器

肖咏捷+吴晓鸥

地面防空作战经历了20世纪50年代前的高炮打飞机、冷战时期的防空导弹打飞机，海湾战争中的防空导弹打导弹以及伊拉克战争期间的炮弹打炮弹，即C-RAM（反火箭弹、炮弹和迫击炮弹）作战。伊拉克战争期间应急采办的过渡型C-RAM系统已在实战中取得了成功，如最早部署到伊拉克的雷声公司基于“加特林”高炮开发的“百人队长”系统。后来，一些国家效仿美国研制成功了多种C-RAM系统，如德国莱茵金属公司基于35毫米“太平盛世”系统和改进型“阿海德”弹药的“螳螂”（Mantis）系统；意大利奥托·梅莱拉公司开发的20毫米“豪猪”（Procupine）系统和76毫米“德拉古”（Draco）自行系统等。目前，随着科技的发展和新的作战需求的出现，C-RAM作战开始转向基于导弹技术和激光武器。

基于导弹技术的C-RAM系统

用导弹拦截火箭弹、炮弹和迫击炮弹虽然存在费效比高的问题，但也具有防御范围广、拦截距离远、拦截概率大、附带损伤小等优势，如以色列的“铁穹”系统对火箭弹的综合实战拦截概率可达到80%。目前，多个国家已经研制成功了基于导弹技术的C-RAM系统。

以色列“铁穹”反火箭弹系统

“铁穹”反火箭弹系统由以色列拉斐尔公司研制，首次亮相是在2010年欧洲萨托利防务展上，是当前仅有的几种能够有效拦截近程火箭弹的系统之一。该系统的全尺寸研制工作于2007年12月启动，2011年4月完成首次作战拦截任务。自投入使用以来，该系统在多次作战行动中成功拦截数百枚射向以色列南部战略要地和人口密集区域的火箭弹，拦截成功率超过80%。

每套“铁穹”系统由1部多功能雷达、1个指挥中心和3部发射架组成，每部发射架配有20枚“塔米尔”拦截导弹。该弹为小型雷达制导导弹，长3米、重90千克，弹径160毫米，导弹配备了专门研制的近炸引信。雷达和作战管理/控制系统都安装在6×6卡车上。发射车与预警和指控系统连接，指控系统能够预测弹着点，以发射导弹拦截那些真正造成威胁的火箭弹和炮弹。“铁穹”具有全天候作战能力，拦截距离为2～40千米，能够拦截从4～70千米距离发射的火箭弹，1个“铁穹”连的防御面积可达150平方千米。

虽然“铁穹”已取得不俗的战绩，但以色列还在加紧对其进行升级。已近完成升级的“塔米尔”拦截导弹将进入现役。升级型“塔米尔”射程更远，自主决策能力以及对各种目标（包括弹道导弹）的识别和分析能力都得到增强。此外，以色列还升级了“铁穹”系统的目标探测系统，升级后的目标探测系统对于袭击以色列的火箭弹和导弹的探测概率达到99%，更为重要的是该系统能够精确推算出来袭火箭弹或导弹所瞄准的区域，从而做出更为及时、准确的预警，以减少对居民的影响。

美国EAPS导弹

EAPS导弹是美国陆军“广域防护与生存”系统（EAPS）项目其中一个方案。为探求常规化的导弹拦截系统，美国陆军启动了该项目。项目采用双轨模式，由美国陆军研究、发展与工程司令部，航空与导弹研究、发展与工程中心以及武器研究、发展与工程中心会同2家公司—洛克希德·马丁公司与诺斯罗普·格鲁曼公司分别开发。EAPS导弹是洛克希德·马丁公司的方案。该导弹采用动能技术，也称作小型“命中即杀伤”导弹拦截弹（MHTK）。

EAPS微型导弹是一种半主动拦截弹，其长不足1米，直径不到50毫米，发射重量不超过3千克。由于导弹采用了命中杀伤设计，其高频导引头制导导弹实施直接命中，根据目标类型不同，拦截距离在2.5～3千米之间。战斗部为纯动能战斗部，不含炸药，因此也降低了附带损伤。每个NLOS储运发射箱都装载导弹计算机及通信系统和15个整装弹单元，整装弹重约50千克，再装填操作简单。由于注重经济可承受性问题，拦截弹可用1发弹拦截1个目标，单次拦截成本控制在16000美元以下（根据2006年物价标准）。锥形火控高频/频率捷变AESA雷达带有天线，可提供方位360°、高低90°的探测范围。整个火控系统能够安装在中型战术卡车上，可提供一个营部署范围的防护。得益于该公司在“爱国者”PAC-3和“末段高空区域导弹防御系统”（THAAD）项目获得的经验，EAPS微型导弹目前已达到技术成熟度6级水平。

2013年3月22日，微型EAPS导弹进行了首次飞行试验，测得了导弹导引头、制导、导航与控制系统的性能数据。本次试验是EAPS综合演示项目下的又一里程碑事件。试验中，雷达成功探测并跟踪了飞行中的迫击炮弹。拦截弹垂直发射，跟踪照射器照射迫击炮弹反射回来的信号飞行。拦截弹机动飞行，逼近目标，与目标迫击炮弹擦肩而过时，导引头采集了数据。除了采集能表现拦截弹性能的数据外，本次试验还首次演练了整个拦截系统。按计划，洛克希德·马丁公司的EAPS微型导弹应该在2013年末进行首次拦截飞行试验。在组织试验的同时，洛克希德·马丁公司也在考虑提高导弹的作战潜能，如额外采用火箭发动机，以提高拦截距离；导弹内部自由空间可配装一个新研战斗部，从而开发能够对付1、2和3级无人机的新型C-UAS（反无人机）系统。此外，在继续进行半主动型EAPS导弹杀伤能力演示测试的同时，该公司也在着手研制具有更多优势的主动型弹头。

美国AI3拦截弹

AI3系统被称为“加速改进型拦截系统”，简称AI3系统，是美国陆军的一个快速反应计划，该计划要求研发一套新型拦截系统，用于探测和摧毁突然来袭的火箭弹攻击。该系统于2012年2月启动，当时雷声公司获得价值7900万美元的开发合同。几个月后，该公司又获得价值4500万美元的追加合同，制造1套Ku波段多功能无线电射频系统（MFRFS）传感和告警雷达样机。这些研发项目被统称为“加速改进拦截计划”（AI3），目前，雷声公司正在按计划推进该系统的研制工作。美国陆军原决定采购超过700枚拦截弹，但目前已决定不再寻求这种拦截能力，而是致力于对其备选方案进行评审。

低成本AI3导弹采用半主动毫米波寻的导引头（MFRFS雷达的缩小版）以及ATK公司提供的杀爆战斗部，而火箭发动机则来自AIM-9M空空导弹。AI3导弹利用“复仇者”发射平台，对火控系统进行了微小的技术改进。MFRFS雷达提供监视、跟踪、数据链路和照射，“哨兵”雷达提供远距离预警和监视。用于机动作战时，系统可由中型战术卡车运输；用于基地防护时，系统可安装在托盘上部署。AI3导弹主要用于对付阿富汗叛乱分子惯于使用的107毫米火箭弹。配上性能卓越的火箭发动机和导引头，该导弹还能够摧毁炮弹、迫击炮弹以及巡航导弹和无人机系统。endprint

从2013年5月以来，AI3导弹进行了2次控制试验测试其性能。首次试验是沿预设路径飞行，验证了导弹的气动性能。第2次试验是利用雷达数据链路进行弹道更新。AI3导弹首先通过无线电链路在MFRFS雷达的控制下飞行，在进入目标拦截范围内则转由自身导引头制导。2013年8月进行的第1次制导飞行试验就验证了导弹由雷达制导准确地移交给弹载导引头制导的过程。2013年8月底进行了第2次制导飞行试验，试验中，AI3导弹摧毁了1枚低仰角发射的107毫米火箭弹。2013年9月，AI3拦截弹成功进行了演示试验。2013年10月21日，在美国陆军协会年会上，AI3战斗组件（雷声公司AIM-9X“响尾蛇”导弹的变型）演示了保护前方作战基地防御火箭弹、迫击炮弹和无人机等多种空中威胁的能力。整套AI3战斗组件包括拦截弹、发射装置、Ku波段火控雷达以及指控节点。

虽然美国陆军决定不再采购AI3拦截弹，但雷声公司仍在继续投资改进AI3拦截弹能力，并希望未来能够演示其拦截巡航导弹的能力。随着巡航导弹和无人机威胁逐渐成为陆军关注的焦点，雷声公司探索进一步提高系统性能，着手解决射程问题，以满足陆军“间瞄火力防护性能增量2-拦截”（IFPC Inc 2-I）的需求。为此，雷声公司开发了新的蛋形整流罩设计方案，由于导弹具有更好的气动性能，其射程将会增大1倍。

意大利的导弹方案

2013年7月初，MBDA公司意大利分公司披露了其C-RAM演示项目。该项目由意大利国防部通过2个合同提供部分资金。项目的第一步是明确导弹和传感器领域一些符合要求的新兴技术；第二步是研制技术演示器，涉及1枚配有自动化目标捕捉及告警信息分发系统的微型导弹。除了成本问题，还要求系统具有机动性。

MBDA公司意大利分公司对威胁方案和作战理念进行了全面分析后，明确了系统采用半主动激光制导体制的方案。导弹可垂直发射，也可由可瞄准的发射装置发射，前者采用发射前锁定模式，后者采用发射后锁定模式。演示阶段将生产出激光瞄准装置。根据设计图的勾画，该系统是1辆载有8枚垂直发射导弹的4×4车和1辆载有类似超近程防空导弹所用的瞄准式炮塔的4×4车。根据提供的技术数据显示，导弹长2米，直径为127毫米，发射重为43千克，最大速度为1600米/秒，最大加速度为50g，平均速度大于马赫数3。在战斗部方面，经过对破片的质量和形状进行详细透彻的分析后，MBDA公司意大利分公司肯定了“多杆前射”战斗部的潜在有效性。同时，该公司也开展了近炸引信的研究和预研分析。系统会配备指挥控制中心，以及有效探测距离达20千米的捕捉和跟踪3维雷达。1个连将配4部发射装置，发射装置相隔400米部署，届时，拦截半径为6千米。为实现C-RAM效能的最大化，MBDA公司意大利分公司也在寻求将火炮系统集成到指挥控制单元，该指挥单元还将集成1种近程防空系统，以在应对非RAM类目标时提供更广的防御范围。

基于激光武器的C-RAM系统

虽然研制与生产基于高能激光武器的C-RAM系统的初期费用要远远高于基于高炮和导弹的系统，但高能激光武器具有的优势，包括在非杀伤到杀伤范围内以逐级增强的方式对付常规目标的能力、没有附带损伤、能够实现精确打击、不使用弹药、后勤负担小、没有发射征候等特点，使得美国、德国等国积极开发基于激光武器的C-RAM系统，并已取得很大进展。从整体看，低功率激光器已较为成熟，但真正能够实现C-RAM作战的高能激光器仍有待发展。

美国ADAM激光武器系统

洛克希德·马丁公司3年多来一直在自筹资金开发“区域防护反弹药”（ADAM）系统，旨在提供一种实用的、经济可承受的定向能武器系统，以应对现实的近距离威胁，诸如简易火箭弹、无人机和小型舟艇等。该系统能够在5千米远的距离上跟踪目标，在2千米的距离上摧毁目标，既可独立使用，用于防御诸如“卡桑”之类的火箭弹，也可配装外部指示装置，用于拦截无人机。

ADAM系统目前处于样机阶段，使用的是10千瓦功率的商用光纤激光器，以及公司的光束控制结构、软件和算法，其余的硬件元件，包括光束指示器以及配套的传感器等，也都是商业现货。ADAM系统由1台单机笔记本计算机操作，目前正在致力于将对人员的需求降到最低。该系统可集成接入更高级别作战管理和用户接口。ADAM样机放置在集装箱中由拖车运载。洛克希德·马丁公司已在演示中验证，10千瓦功率的商用激光器由新开发的光束控制软件控制聚焦时具有足够的能量，可使ADAM系统设计用于防御的近距离威胁失去效能。但对于更为复杂的威胁，如迫击炮弹或炮弹，该公司将评估对更高功率激光器的需求。

2012年，ADAM系统在“模拟飞行”模式下摧毁了1架翼展约3.5米的“鱼鹰”无人机和由缆绳系留的11枚小口径火箭弹。该系统在大约2千米的距离上捕捉、跟踪和拦截了每一枚火箭弹。2013年3月和4月，该系统成功地在1.5千米的距离上拦截了8枚自由飞行的“卡桑”类火箭弹目标。ADAM也在更远的距离上跟踪到几架无人机，演示了其作为传感器的性能，能够进行目标跟踪和识别。

美国HEL-MD激光武器

HEL-MD（“高能激光机动演示器”）起源于2007年中，当时波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司被授予2份“阶段I”合同，要求开发1种陆基机动激光系统。2009年，波音公司获准继续开展研究和开发工作，制造1个演示器，以安装在重型宽体战术卡车底盘上。2011年，波音公司完成了低功率系统试验，演示了系统能够捕捉、跟踪和瞄准运动中的炮弹。

2012年10月3日，波音公司表示已成功完成HEL-MD地面机动激光战车的研发，并进行了测试。该激光战车由1台8×8轮式、500马力的奥什科什重型扩展机动性战术卡车改装而成，上面安装了1台输出功率10千瓦的高能固体激光器和伸缩式光束定向器。波音公司表示“高能激光机动试验机器”已经做好了参加实地演练的准备，但事实上，该“激光战车”的输出功率距离美军希望的100千瓦的门槛值还有很大差距，但是“激光战车”试验成功仍然标志着美军激光武器的研制进入了一个新阶段。endprint

HEL-MD系统包括激光子系统（LSS）、热管理系统（TMS）、光束控制系统（BCS）、指挥控制通信（C3）子系统、车辆平台子系统（VPS）和电源子系统（EPS）。HEL-MD系统使用开放系统结构的模块化设计方法。HEL-MD系统可以从传感器收到几个跟踪数据文件，从数据文件提取目标，再追踪、识别和按照重要性对目标排序；穿越障碍保持对捕获目标的追踪；确定目标瞄准点和交战时间；使激光束定向在目标上，核实目标被击中。美国陆军空间和导弹防御司令部选择了洛克希德·马丁公司所属的阿库莱特公司为HEL-MD项目开发60千瓦激光模块。该公司将利用美国军用强大电子激光倡议（RELI）的技术，建造与RELI 25千瓦激光器相同的附加RELI 2千瓦光纤激光模块，以实现60千瓦的输出功率。该公司将研制RELI光束组合光纤阵列和光谱光束合成器以适应功率增加造成的更大热负荷。

德国莱茵金属公司的光束叠加技术

德国莱茵金属公司正在研究高能激光器方案。2012年11月末，该公司在瑞士澳克森布登试验场测试了50千瓦功率的高能激光系统，涉及从目标探测、跟踪和拦截的整个作战序列。莱茵金属公司采用光束叠加技术，通过分别设置的高能激光器照射单个目标。“发射”试验主要涉及1个30千瓦功率武器站，集成到该公司研制的防空炮塔，用于静态和动态试验；1个20千瓦功率的武器站，与静态炮塔集成。该公司采用50千瓦功率的武器站进行了1次静态试验，激光器在1千米的距离上切割了1根15毫米厚的钢梁。该公司还用30千瓦功率的动态武器站在几秒钟的时间内摧毁了1架以50米/秒的速度垂直俯冲的无人机。此外，该公司还用30千瓦功率激光器摧毁了1枚模拟迫击炮弹以50米/秒的速度飞行的82毫米钢球。

对目标的精确跟踪是由激光器模块的光束形成装置完成的。由于极大地增强了功率密度，使其近乎翻倍，莱茵金属公司成功地缩小了武器站的尺寸。根据计划，60千瓦功率的激光器会在2013年末进行试验，同时，该公司也将继续开展其与发射“阿海德”弹药的速射炮的集成工作，探寻火炮与激光器之间潜在的协同增效方案，而120千瓦功率的激光器会在2015年左右进行集成，基于激光器的C-RAM系统完成研制并完全达到合格标准有望在2020年实现。此外，莱茵金属公司也在探索车载激光器方案，已开展的首个尝试是在TM170装甲运输车上安装1千瓦功率的激光器。

MBDA公司德国分公司的方案

MBDA公司德国分公司在高能激光器领域投入较多。该公司于2000年末开始深入研究将商用固态激光器应用于军事领域，最初获得的是单模光纤激光器，在进行了一系列针对各类弹药的末端效果试验之后，优化了斑直径对旋转目标的试验，这些工作促使MBDA公司德国分公司萌发了研制基于激光器的C-RAM系统的想法。研发工作最初集中在光束指示器、能量分析以及几何复形等。目前，该公司已经研制出1个技术演示器，由4个10千瓦功率激光器组成。该演示器在施洛本豪森进行了试验，在500米距离上成功地在1块6毫米厚的T形构造钢上钻孔。但应对RAM弹药还要面对诸如炮弹飞行速度较高、迫击炮弹识别征候低、作战距离要超过1千米等其他技术挑战。要击落弹药目标将需要100千瓦功率的激光光束对目标保持几秒钟，距离不超过3千米。MBDA公司德国分公司通过采用现有商用激光器，组织了几次试验，验证了其激光器技术演示器已经能够发射大功率激光，并能对位于较远距离的移动目标发射高能激光光束。其设计的C-RAM激光武器系统与“凯撒”车载炮的尺寸相近，能够由A400M飞机空运。

就目前而言，技术演示器可以说是达到技术成熟度5～6级水平，整个杀伤链已于2012年10月初在德国奥博捷登堡的WTD52试验场进行过演示。卡西迪安公司的Spexer搜索雷达和Meos II红外光电系统捕捉到目标，为激光照射器提供指示，瞄准目标，随后，激光器触发，将激光能量释放于目标。目标是1个与通用榴弹相同尺寸的仿制品，距离2～2.5千米，飞行高度为1千米。尽管目标在无序地移动，但系统仍成功地对其进行了激光照射。这是欧洲首次使用40千瓦功率激光器演示从探测到压制飞行目标的整个杀伤过程。MBDA公司德国分公司还要逐步优化该系统。下一步将侧重提高其功率，加速整个拦截链的运行，并使系统能够拦截飞行速度更快的目标，同时也使系统更为紧凑，并继续演示各种系统应用。当前的系统是基于各种模块的，包括动力供给、冷却系统、火控系统和40千瓦功率激光器等。单个激光模块的功率实际上可由10千瓦进一步提高20千瓦。该公司预计下个10年初期将会有首套可在军事行动中使用的激光武器系统用于承担C-RAM任务，而反无人机系统可能会更早一些出现。endprint