美海基“宙斯盾”技术发展分析

方有培，童 栎，汪立萍，赵 霜，蒋长菊

（1.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京210007；2.总参陆航部军代局驻北京地区军事代表室，北京100050）

0 引言

“宙斯盾”是美国海军的全天候、全空域舰载防空系统，用来保卫航母编队或驱护编队，现已装备第七代。“宙斯盾”系统已经从BMD3.0 发展到现在的BMD5.1，并继续提升后继发展型BMD6.0x，把基于平台的多个导弹防御系统集成到一个基于网络中心的单个导弹防御系统中。美国近年来多次进行反导拦截试验，不断试验、验证一体化导弹拦截新技术。

1 “宙斯盾”系统特点及作战过程

1.1 “宙斯盾”系统的特点

系统反应速度快，相控阵雷达从搜索方式转为跟踪方式仅需50μs，能够拦截高性能飞机和超声速反舰导弹。火力强，相控阵雷达具有360°全方位全空域内自动跟踪200批目标的能力，以及能同时拦截空中12～16批目标的能力。抗干扰能力强，可以在严重的电子干扰（包括消极和积极干扰）、海杂波以及恶劣气象环境下正常工作。系统可靠性高，能够在无后勤保障的情况下，在海上可靠地持续工作40～60天。采用模块化结构，配置灵活。

1.2 “宙斯盾”系统作战过程

“宙斯盾”系统防空作战时，AN／SPY-1A 雷达首先对全空域进行搜索，发现目标后自动转入跟踪。并将目标探测与跟踪数据送给MK-1指挥决策系统和武器控制系统。MK-1指挥决策系统进行敌我识别、威胁估算，制定作战方案，并传递给MK-1 武器控制系统。武器控制系统根据己舰的武器状态，进行武器分配，并决定拦截方式和导弹发射。武器控制系统通过多功能相控阵雷达天线向SM-2导弹发出修正指令，导弹接收后形成控制量控制导弹飞向目标。“宙斯盾”系统作战过程示意图见图1。

2 不断进行技术升级的“宙斯盾”系统

图1 “宙斯盾”系统作战过程示意图

指挥控制系统作为“宙斯盾”系统的核心，承担着作战任务规划、威胁态势分析、武器系统控制等任务，也是提高“宙斯盾”反导系统作战效能的“力量倍增器”和“神经中枢”。“宙斯盾”指挥控制系统进行了多次升级和改进，从早期发展到现在一路走来，从BMD3.0到BMD5.1以及后继型BMD6.0，取得了里程碑式的技术升级成果。

1）“宙斯盾”BMD3.0系统

BMD3.0版本是专为“标准-3”拦截弹配备的指挥控制系统，以实现对近程和中程弹道导弹（BM）的“初拦截能力”，同时还具有“远程监视与跟踪”（LRS＆E）能力。2005年2月，FTM-04-1试验中利用BMD3.0系统进行了首次拦截试验。该系统于当年一季度首次部署在“伊利湖”巡洋舰上，并配备“标准-3”BlockI型拦截弹，另外一艘“皇家港”号巡洋舰还使用升级版的BMD3.0系统。该系统只反导，不防空。

2）“宙斯盾”BMD3.0E系统

BMD3.0E版本是装备在靠前部署的“宙斯盾”舰上，跟踪远程弹道导弹，并把跟踪信息回传给地基中段防御（GMD）系统，为GMD 系统提供预警探测信息。2004年9月，几艘装备BMD3.0E 系统的“宙斯盾”驱逐舰靠前部署在西太平洋上，成为GMD“有限初始作战能力”的组成部分。

3）“宙斯盾”BMD3.6系统

BMD3.6版本是为“标准-3”Block IA 拦截弹配备的指挥控制系统，以实现对近程、中程、中远程弹道导弹的拦截能力。BMD3.6系统可执行弹道导弹拦截、远程监视与跟踪和防空等三种任务。BMD3.6系统也能够利用另外一艘“宙斯盾”提供的数据，具有有限的“基于远程信息发射”的能力。2006年6月，FTM-10拦截试验中，BMD3.6系统装备在“夏伊洛”号巡洋舰上进行了首次拦截试验，取得成功。该巡洋舰于2006年9月通过美海军鉴定，认为能够用于战术部署。2006年底，装备BMD3.6系统的首艘驱逐舰也具备作战能力。

4）“宙斯盾”BMD3.6.1系统

与BMD3.6系统相比，BMD3.6.1系统增加了大气层内末段反导能力，就是采用“标准-2”BlockⅣ拦截弹在大气层内对处于末段飞行的近程弹道导弹进行拦截。2008年6月，FTM-14 拦 截 试 验 中，首 次 使 用BMD3.6.1系统发射“标准-2”BlockⅣ拦截弹进行了拦截试验，取得成功。BMD3.6.1系统能够利用非“宙斯盾”传感器（如AN／TPY-2前置雷达和“天基跟踪与监视系统”（STSS））提供的实时数据，增加了“基于远程信息发射”的能力。美国所有“宙斯盾”反导舰艇的指挥控制系统至少升级到了BMD3.6.1系统。为拦截TBM，2009年3月，美国海军以及导弹防御局已经核准使用弹道导弹防御系统的最新版本“宙斯盾”BMD3.6.1。“宙斯盾”BMD3.6.1版导弹防御系统不仅能控管“标准-2”Block Ⅳ导弹，而且能控管“标准-3”Block IB导弹。

5）“宙斯盾”BMD4.0系统

“宙斯盾”BMD4.0系统包括4.0.1 和4.0.2，该系统被称为增强型交战支持序列的第一阶段和第二阶段的Block 2006和Block 2008升级项目已融合在一起，将能够应对更为复杂的威胁。目前，洛·马公司正在进行新一轮的升级服务，其将持续两个升级周期。

①“宙斯盾”BMD4.0.1系统

“宙斯盾”BMD4.0.1系统增加了弹道导弹防御信号处理系统（BSP），以便控制和引导新型“标准-3”Block IB拦截导弹。新型BSP 利用先进算法，对不同信号进行处理，可以提供更强的目标识别能力，以便应对更加复杂的导弹威胁，在实际拦截试验之前，已经参与了多次试验。2011年9月，FTM-16 E2 试验中，BMD4.0.1首次参与拦截试验，因拦截弹第三级发动机故障而未能成功拦截。BMD4.0.1系统被称作第二代“宙斯盾”BMD 指挥控制系统。

②“宙斯盾“BMD4.0.2系统

BMD4.0.2是BMD4.0.1系统的改进型，它修正了FTM-16E2试验中发现的第三级火箭发动机脉冲问题。美国问责局（GAO）透露，第二代“宙斯盾”武器系统已经研发出来，它能够控制第三级火箭发动机的脉冲时间，且对拦截弹性能和舰艇作战影响不大。2013年2月12日，FTM-20拦截试验中，首次使用了BMD4.0.2系统。

6）“宙斯盾”BMD5.0系统

为加速系统升级、增强通用性、提高舰艇的反导能力，新型“宙斯盾”计算机系统采用商业现货计算机，将“宙斯盾”BMD4.0系统融入到海军新型计算机系统的开放体系结构中。

“先进能力构建”（ACB12）计划中针对“宙斯盾”作战系统的发展项目包括：采用“宙斯盾”开放式体系架构，引入“宙斯盾”BMD5.0和海军一体化火控计划（NIFC-CA），采用“技术嵌入-12”（TI-12）相关技术，采用改进型“标准-2”、“标准-3”Block IA／IB和“标准-6”以及“海麻雀”导弹等，任务规划系统使用“宙斯盾”BMD5.0的任务规划编制器。但是，BMD5.0系统没有大气层内末段反导能力。

7）“宙斯盾”BMD5.0CU 系统

“宙斯盾”BMD5.0CU 系统为“宙斯盾”BMD5.0系统的能力改进型，计划于2015年部署，该系统恢复了利用“标准-2”BlockⅣ拦截弹和改进的“标准-6”拦截弹提供大气层内末段反导能力。该能力被称为海基末段“增量-1”能力。该系统也扩展和更新了“宙斯盾”BMD 系统应对的中程弹道导弹（MRBM）和中远程弹道导弹（IRBM）目标集，并将其增加到“欧洲分阶段适应性途径”（EPAA）第二阶段威胁目标集中，增加了能够同时管理／控制更大规模威胁的“标准-3”拦截弹的数量。

8）“宙斯盾”BMD5.1系统

BMD5.1系统通过多传感器协同、扩大BMD 交战距离、多舰协同交战、联合传感器组网、应用先进电子战系统实现协同跟踪，具备“基于远程信息拦截”（EOR）能力，能够拦截射程更远的弹道导弹，包括所有的中远程弹道导弹。同时，它将利用改进的“标准-6”拦截弹，改进末段防御能力，部署海基末段“增量-2”（与“增量-1”之间的区别尚不清楚）能力。为了提升部队协同作战能力，应对中期威胁，美军专门制定了“先进能力构建”（ACB16）计划。该“宙斯盾”系统将加装SPQ-9B雷达，改进作战身份识别，采用具备EOR 能力和“海基末段（SBT）拦截能力，并采用“标准-3”Block IIA 导弹。配备BMD5.1的“宙斯盾”陆基系统计划于2018年初部署到波兰。导弹防御局计划于2018年开始将BMD5.1与“标准-3”Block IIA 拦截弹部署在美国和日本的舰艇上。

9）“宙斯盾”发展型BMD6.0x系统

MD6.0x系统是未来发展型系统。为了应对远期威胁提升武器与传感器协同能力，美军制定了“先进能力构建”（ACB20）计划，依靠先进的作战资源管理（雷达／电子战）综合电子与主动防御、一体化防空反导任务规划以及联合的一体化火力控制。采用新型防空反导雷达（MDR）、MD6.0x系统、多传感器集成、传感器协同和“技术嵌入-20”（TI-20）设备，具备先进的防空与反导防御任务规划能力。

3 “宙斯盾”近期试验概况

1）2013年试验

2013年以来，美海军多次成功进行了“宙斯盾”“基线”9作战系统海上测试试验。2013年8月，“宙斯盾”“基线”9系统参与了“标准-6”导弹超视距拦截试验，获得成功。

“基线”0～9共10个版本。“基线”9是“宙斯盾”武器系统的最新升级版本，首次将“宙斯盾”武器系统的防空能力和反导能力整合在一起，是美国海军巡洋舰和驱逐舰实现IAMD 作战的核心系统。“基线”9系统利用以“多任务信号处理器”（MMSP）将反导与防空信息融合在一块芯片上处理，使“宙斯盾”系统的舰艇具有多任务并行处理能力。MMSP 芯片安装在新建和改进升级的驱逐舰上，也将安装在陆基“宙斯盾”系统中。

“基线”9 版本共有5 种类型。具有防空能力的“基线”9A 系统将安装在CG59-CG64巡洋舰上；具有IAMD 能力的“基线”9B系统将安装在CG65-CG73巡洋舰，但计划现已取消；具有IAMD 能力的“基线”9C系统将安装在DDG51-DDG112驱逐舰上；具有IAMD能力的“基线“9D 将安装在DDG113 之后的驱逐舰上；仅具有反导能力的“基线“9E将用于陆基“宙斯盾”系统。

2）2014年试验

2014年6月16—22日，装备有“基线”9C 的美海军DDG-53驱逐舰进行了系列“海军一体化火控防空”（NIFC-CA）能力验证试验，这是该舰配备IAMD 能力后进行的首批能力验证试验。

2014年9月5日，美海军在“彻斯劳威尔”号巡洋舰上完成了系列实弹射击试验，对舰载升级版“宙斯盾”“基线”9A 系统进行了测试。这一系列试验，标志着美“宙斯盾”“基线”9C系统IAMD 能力得到验证。

2014年11月6日，美海基“宙斯盾”系统首次成功进行代号为FTM-25的“一体化防空反导”（IAMD）拦截试验。11月6日下午12时03分（美东部时间下午5时03分），1枚近程弹道导弹靶弹和2枚巡航导弹靶弹首先从夏威夷考艾岛上的太平洋导弹靶场（PMRF）发射，运行在IAMD 雷达优先模式下的美海军“约输·保罗·琼斯”号驱逐舰（DDG-53）利用其舰载AN／SPY-1雷达探测和跟踪了这批模拟来袭目标的靶弹。装备有“基线”9C1（BMD5.0CU）的“宙斯盾”系统根据靶弹信息制定了火控方案，发射了1 枚“标准-3”Block IB型拦截弹，成功拦截了近程弹道导弹靶弹；几乎同时，又发射了2枚“标准-2”Block IIIA 防空导弹，成功地拦截了处于低空飞行的2 枚巡航导弹靶弹。

“宙斯盾”导弹防御系统计划官员将根据试验中收集到的遥测数据和其它信息，评估该系统性能。雷声公司导弹系统总裁泰勒先生称：“此次试验展示了在多目标突袭情况下，美“宙斯盾”系统同时防御多个弹道导弹和巡航导弹目标的能力，这种能力是世界上任何其它国家都不具备的。”

为了此次试验的成功进行，美海军于2014年10月16日进行了代号为FTX-20的模拟演练。1 枚中程弹道导弹靶弹从夏威夷考艾岛上的PMPF 发射。位于夏威夷西部的“约翰·保罗·琼斯”号驱逐舰配装了“宙斯盾”“基线”9.C1型武器系统，通过舰载AN／SPY-l雷达探测并跟踪了靶弹，并模拟发射了“标准-3”Block IB拦截弹进行拦截，以验证“基线”9C 系统的性能。此外，海基X 波段雷达、空间跟踪与监视系统（STSS）演示验证星、MQ-9“死神”无人机识别传感器，以及C2BMC系统传感器实验室、C2BMC管理实验室和位于PMPF 的陆基“宙斯盾”反导系统综合测试设施也参与了FTX-20综合演练。其中，识别传感器技术旨在演示验证“宙斯盾”武器系统仅依靠远程空基传感器提供的跟踪数据，就能发射“标准-3”拦截弹并摧毁来袭导弹的能力。FTX-20能力验证试验为FTM-5拦截飞行试验的顺利进行奠定了基础。

3）2015年试验

2015年2月24日2时30分，美军1min内发射3枚火箭。随后2 艘“宙斯盾”驱逐舰捕捉并跟踪了目标，试验中并尝试进行拦截。这是美军第一次模拟在3枚短程导弹袭击情况下“宙斯盾”BMD4.0系统的反应能力，也是“宙斯盾”BMD4.0版驱逐舰第一次利用“发布式加权作战方案”模拟拦截活动目标。

4 技术能力分析

1）彰显“协同交战”（CEC）能力

将所有舰艇和机载平台的传感器数据综合成一个“统一、实时”一体化火控特征的合成航迹图像，能够大幅度提高作战部队的防空能力。CEC 的主要任务是充分发挥每一个平台的传感器和武器的特长，使其他平台共享这些特长，从而使所有参战平台真正成为一个战术整体，极大地提高各平台战术协同交战能力。试验表明，CEC与最新型的“宙斯盾”作战系统配套使用，可使得老式装备，如北约“海麻雀”导弹这样的老式近程系统等，具有最新型系统的功能，可提供更大的总体作战能力。CEC 是海军NIFC-CA 能力的一个重要支柱，将为区域综合火控作战架构做出重要贡献。CEC将传感器中有关空中威胁的数据同时分发给打击群中的每艘舰艇，与打击群中每艘装备CEC 舰艇的武器进行接口，使舰艇应对敌方攻击的距离远远超过本舰雷达视距，从而极大地提高区域、本地和自身防御能力。CEC能使打击群或联合任务部队成为独立的、地理位置分散的作战系统，为舰队提供大纵深防御和相关保障能力，以对抗不断发展的反舰巡航导弹和战区弹道导弹威胁。CEC 系统已经在56 艘舰船和26架E-2C“鹰眼”飞机上装备。

2）追求一体化防空反导能力

美国海军“标准-6”导弹利用联合陆地攻击巡航导弹防御增强网络传感器（JLENS）提供的目标信息，成功拦截巡航导弹靶标。“标准-6”导弹在飞行期间利用JLENS提供的信息不断更新目标信息，直到弹上雷达导引头截获并跟踪到目标。此次试验首次验证了“标准-6”导弹通过CEC 获得目标雷达探测信息的能力。美海军DDG-53驱逐舰进行了系列NIFC-CA 能力验证试验，这是该舰配备IAMD 能力后进行的首批能力验证试验，取得了满意的结果。2013年11月，美国海军宣布“标准-6”已经实现初始作战能力，并成功装备在“阿利·伯克”级驱逐舰“基德”号上。

3）追求系统快速反应能力

系统反应速度快，相控阵雷达从搜索方式转为跟踪方式仅需50μs，能够拦截高马赫数飞机和超声速反舰巡航导弹。

目前，美国海军特别注重提升信息融合能力与数据处理能力，正进行几个方面的改进工作：提高“宙斯盾”系统的数据处理能力，增加了“宙斯盾”系统与其它平台进行通讯的数据链，改进指挥、控制、通讯和情报系统（C3I）；提高系统对假目标的分辨能力，将对系统软件加以改进，使雷达探测器能对弹道导弹进行探测和跟踪。这正是“宙斯盾”系统的亮点。

5 “宙斯盾”系统的脆弱性

1）“败走麦城”

为应对乌克兰国内危机，美国向黑海中立水域派出了一艘装备有“战斧”巡航导弹和“宙斯盾”系统的“阿利伯克”级导弹驱逐舰“唐纳德·库克”号。2014年4月10日，俄罗斯装载有先进电子对抗系统的Su-24飞机通过某种手段令该驱逐舰“瘫痪”。

当时的情景为“俄罗斯派出未携载武器的Su-24战机，并在美国驱逐舰附近绕飞。‘宙斯 盾’系统从空中锁定了Su-24，并拉起战斗警报，‘宙斯盾’雷达读出了Su-24 的趋近路线。但突然，所有雷达屏幕都暗了下来，‘宙斯盾’系统失灵了，导弹不能获得目标指示。而Su-24却在驱逐舰甲板上空飞行，做出战斗绕飞动作，并模拟导弹对目标进行攻击。然后，又转了一圈，如此进行了12次”。

2）系统脆弱性分析

从电子对抗的角度来看，“宙斯盾”系统本身存在一些漏洞，为其遭受电子攻击打下了伏笔。从相关资料可以看出，“宙斯盾”系统在数据传输、雷达探测方面均存在漏洞：主要依靠CEC来传输、融合态势信息，而CEC的无线传输环节很容易遭受通信干扰或欺骗；AN／SPY-1D雷达探测主瓣很窄且采用了旁瓣消隐与对消技术，但在干扰机距离很近的情况下，干扰信号可以直接进入该雷达主瓣范围内，不论是大功率干扰还是假目标欺骗均更加容易实施。

6 结束语

在导弹攻防信息对抗中，“攻”易“防”难已经被公认，突防进攻中的各种先进技术将使反导拦截系统“力不从心”，“宙斯盾”在黑海“败走麦城”就是证据。俄罗斯军方计算了美军“宙斯盾”系统的反应时间。该系统的工作程序是：发现目标、识别、“宙斯盾”开机、解算射击诸元、导弹照射雷达调转指向、激活垂直发射系统、导弹仓开盖、发射导弹，整个过程用时超过50s。光鲜的试验结果，并不代表实战，所以“宙斯盾”系统将还有很长的路要走。■

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［4］赵霜，李强，方有培.航母编队电子信息防御能力分析［J］.航天电子对抗，2007，23（6）：38-41，64.

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