美高超声速武器防御技术发展研究

2023-09-30谢连杰

军事文摘 2023年19期

王健乔睿谢连杰

为应对主要对手的威胁，美国在发展高超声速打击武器的同时，也正在积极构建高超声速武器防御体系，持续加大高超声速武器攻防技术投资力度，积极推进高超声速武器攻防能力体系建设，力求2020年代初期具备高超声速武器打击能力，2020年代末期具备高超声速武器防御能力。

战略政策

近年来，美国持续关注发展高超声速武器防御技术的发展，加速完善战略政策，加速研究进度，高超声速武器的防御在美国导弹防御体系中占据愈加重要的地位。

一是发布文件完善战略政策。美国在2019年发布的《导弹防御评估》报告中，曾针对高超声速武器防御问题提出提高主动截击能力、增强抗打击能力，以及先发制人打击对方导弹发射基地的全方位防御思想。2020年7月24日，美国防部副部长艾伦·洛德表示，发展和应对高超声速武器是美国防部技术现代化最高优先事项之一。2022年美发布的《导弹防御评估》报告强调，将继续发展“针对高超声速导弹威胁的主被动防御能力，开发持久、弹性的传感器网络，用以识别和跟踪高超声速目标，并实现拦截”。

二是美日合作开展研究以加速研究进度。2022年1月，美国务卿布林肯表示，美日将签署新兴技术领域联合研发协议，特别是先进的太空系统和高超声速导弹防御系统。2022年12月，美日提出联合研究拦截高超声速助推滑翔武器技术。2023年3月，美国导弹防御局局长表示，美国正在与日本共同开发用于拦截高超声速武器的“滑翔段拦截弹”的导引头和拦截器等技术。

技术路径

当前，美国高超声速武器防御主要针对中近程助推滑翔类高超声速武器，其发展技术路径是：首先形成海基末段应急防御能力，同时发展新型滑翔段拦截弹和非动能武器拦截技术，待技术成熟后再发展和部署滑翔段防御能力。最终，形成多层、多次拦截能力。

在现有导弹防御体系的基础上发展高超声速武器防御能力。一是通过改进、整合现有地基雷达，研发和部署新型地基雷达，发展过顶持续红外和高超声速、弹道导弹空间跟踪天基传感器，形成对高超声速武器全时域、全空域的预警探测和跟踪能力。2022年6月，美导弹防御局计划在2025年为高超声速和弹道导弹空间跟踪传感器项目增加6颗卫星。二是采用已经部署在宙斯盾舰上的成熟的标准型导弹技术研发滑翔段拦截弹（GPI），且要求滑翔段拦截弹能与宙斯盾弹道导弹防御系统兼容，可以使用MK41垂直发射系统发射。2022年9月，滑翔段拦截弹达到关键里程碑，即将进入初始设计阶段。三是持续集成导弹防御资源，将传感器、拦截器与通信单元连成一体，使传感器与发射单元保持实时通信，缩短导弹防御指控流程，实现高效的高超声速防御能力。

研发新技术助力高超声速武器防御装备发展。为应对高超声速武器威胁，美国不断研发新技术，建立预警探测精确化、拦截方式多样化和指控系统智能化的高超声速防御体系。一是研发新算法优化传感器预警探测能力。美太空发展局与导弹防御局联合开展红外有效载荷原型（PIRPL）试验，收集图像创建低地球轨道红外杂波背景数据库，用于导弹检测和跟踪算法的开发和验证。二是探索光学星间链路技术实现卫星联通。美导弹防御局开展了立方星网络通信试验项目，在低轨道验证星间通信技术可行性，演示支持天基高可靠性互联网协议加密技术。三是发展高功率微波技术为拦截提供新选项。美导弹防御局在2023财年为高功率微波武器通信研究增加资金，预计将于2023年9月前对高功率微波技术试验台系统进行关键设计审查，2024年2月前开始建造高功率微波技术试验台天线。

美高超声速武器防御技术发展途径

加强研究网络化指挥控制技术。未来高超声速武器防御作战，要求指挥控制系统能够实现陆、海、空、天基传感器实时动态接入，并能和多源信息融合处理。在对高速目标的拦截作战方面，美更加注重信息传输和处理的实时性，重点解决时空一致性、系统误差补偿等关键技术。未来网络化指挥控制系统将具备快速反应、抗干扰、生存能力强等特征。

装备构成

目前，美国正在积极推进高超声速武器防御装备体系的发展，通过发展预警探测卫星、拦截武器装备、指挥控制系统来构建区域高超声速武器分层防御体系，以形成全面防御能力。

传感器系统针对高超声速武器飞行速度极快、目标与环境特性复杂、现有的地基和天基传感器难以对其进行预警探测和跟踪等特点，美导弹防御局和太空发展局正在开发新型传感器，构建以天基传感器为主，地基雷达为辅的多平台预警探测体系，完成对高超声速武器从发射、识别跟踪到拦截的整个作战过程。

一是高超声速和弹道跟踪太空传感器（HBTSS）预警卫星系统。该系统约由200个50～500千克的传感器载荷组成，搭载于下一代太空体系构架中的低地球轨道卫星星座，用以探测与跟踪高超声速和弹道导弹等先进武器，为导弹防御系统提供低延迟高精度的关键数据。二是过顶持续红外传感器，是美国继国防支援计划（DSP）卫星系统和天基红外系统（SBIRS）之后规划的新一代高轨预警卫星系统。该系统将在未来接替天基红外系统，为美提供天基全球导弹预警能力，可为防御高超声速武器和弹道导弹提供火力控制跟踪数据。三是部署于阿拉斯加的远程目标识别雷达即将正式启用，由于该型雷达视场宽度大，运行状态下具备对各种类型的弹道导弹搜索、识别和跟踪的能力，迭代升级后还可跟踪高超声速武器，未来与天基传感器协调工作可提供更精准的火控数据。

拦截武器系统美国正在加紧构建以滑翔段拦截和末段拦截为主，多种拦截方式并存的高超声速武器分层防御体系拦截系统。

一是滑翔段拦截。美国正在重点发展滑翔段拦截弹（GPI）和滑翔破坏者两个项目，并计划于2028财年演示高超声速飞行器滑翔段的拦截能力。另外，美国正在为滑翔破坏者进一步开发分流和作战控制系统，该系统可使拦截杀伤器瞄准飞行中的高超声速导弹。二是末段拦截。美正在改进标准-6导弹，用于拦截处于飞行末段的高超声速武器，预计在2024财年利用宙斯盾基线9驱逐舰发射2枚标准-6 Block 1A导弹，演示与高超声速武器的交战能力，实现有限的海基末段拦截能力，应对高超声速武器威胁。此外，美国还在探索使用定向能技术拦截高超声速武器，2022年2月，美国首次完成激光反巡航导弹的演示试验，表明美武器级定向能技术研发已取得重大突破。

指挥控制系统高超声速武器的超高速度大幅压缩了导弹防御作战时间，为使高超声速防御武器与各种传感器“同频同步”，美更加注重信息传输和处理的实时性，要求指挥系统能够接收陆海空天传感器实时动态数据，并进行多源信息融合处理。为此，美国正加紧构建实时传输、天地联通的网络化指挥控制系统，即下一代太空体系架构，其传输层星座将由300～500颗卫星组成，可形成“骨干”通信网络向地面作战系统传输低延迟、精度高的跟踪数据，最终美国防部所有指挥和控制系统都将连接到该网络，实现联合全域指挥与控制。同时，美太空发展局预计将投入3.9亿美元开发地面系统，与下一代太空体系架构跟踪层和传输层卫星进行数据传输。

作战样式

2021年6月，美导弹防御局发布了有关高超声速武器防御作战构想的作战场景，用视频的方式演示了防御高超声速滑翔武器作战的4种交战模式。

主要想定场景针对敌方接连发射的4枚高超声速滑翔武器，首先由高超声速和弹道跟踪天基传感器实现预警探测，全程对来袭武器进行跟踪，并将数据持续传输给弹道导弹防御系统过顶持续红外架构（BOA）；过顶持续红外架构使用高超声速和弹道跟踪天基传感器的实时数据形成高超声速滑翔武器的飞行轨迹；宙斯盾驱逐舰依托太空卫星通信中继，从过顶持续红外架构和指挥控制交战管理与通信（C2BMC）系统接收高超声速和弹道跟踪天基传感器跟踪到的高超声速滑翔武器的轨迹数据，进行作战规划和实施拦截作战。

HBTSS系统工作示意图

GPI拦截弹发射示意图

高超声速导弹拦截技术示意图

四种交战模式一是滑翔段拦截-远程交战模式。宙斯盾系统凭借高超声速和弹道跟踪天基传感器探测到的高超声速滑翔武器发射后的火控级精度数据，发射滑翔段拦截弹，并且宙斯盾系统充当通信中继，实时将高超声速和弹道跟踪天基传感器的跟踪数据传输至滑翔段拦截弹上，在滑翔段对第1枚高超声速滑翔武器实施拦截，实现远程交战（交战点位于宙斯盾雷达探测范围之外，全部依靠高超声速和弹道跟踪天基传感器探测数据进行规划、发射、交战）。

二是滑翔段拦截-远程发射模式。利用宙斯盾舰载雷达引导滑翔段拦截弹，在滑翔段对第2枚高超声速滑翔武器实施拦截。在负责发射拦截弹的宙斯盾舰载雷达探测到威胁目标前，有两种跟踪数据可供选择：①宙斯盾舰与高超声速和弹道跟踪天基传感器持续通信，根据高超声速和弹道跟踪天基传感器的跟踪数据发射滑翔段拦截弹，并持续将高超声速和弹道跟踪天基传感器探测到的数据传至滑翔段拦截弹上，直至威胁目标进入舰载雷达探测范围；②前出宙斯盾舰与负责发射的宙斯盾舰持续保持通信，前出宙斯盾舰利用舰载雷达对来袭高超声速滑翔武器进行跟踪探测，并将数据传回后方，负责发射拦截导弹的宙斯盾舰通过远程模式向滑翔段拦截弹传输实时数据，直到自身雷达探测到威胁目标。

三是滑翔段拦截-协同交战模式。第3枚来袭高超声速滑翔武器避开宙斯盾舰载雷达主要探测区域，试图突破宙斯盾舰防御体系。此类情况下，高超声速和弹道跟踪天基传感器全程对高超声速滑翔武器进行跟踪，并给宙斯盾舰提供预警。当威胁目标处于滑翔段时进入了雷达探测范围，宙斯盾舰载雷达第一时间捕获威胁目标，然后遂行作战规划、发射滑翔段拦截弹、引导滑翔段拦截弹在滑翔段实施拦截。

四是末段拦截-协同交战模式。第4枚来袭高超声速滑翔武器可进行大范围机动，避开宙斯盾舰载雷达主要探测区域，迫近攻击目标。此类情况下，高超声速和弹道跟踪天基传感器全程对高超声速滑翔武器进行跟踪，并给宙斯盾舰提供预警，威胁目标处于飞行末段时进入了雷达探测范围，宙斯盾舰载雷达第一时间捕获威胁目标，遂行作战规划，发射标准-6导弹在末段实施拦截。