作者:薛慧 沙舟
引言
反導攔截武器,作為反導系統中最後的“拳頭”,其打擊能力和作戰威力直接決定着反導系統的攔截效能。
從攔截平台看,反導攔截武器可分為:(1)陸基攔截,如美國地基中段防禦(GMD)系統的地基攔截彈(GBI)、俄羅斯A-235的改進型51T6等;(2)空基攔截,如美國的空基動能攔截彈、無人機載激光攔截等;(3)海基攔截,如美國宙斯盾的標準-3導彈;(4)天基攔截,如上世紀美國發展的天基SBI。
從攔截彈道看,反導攔截技術可分為:
a)末段攔截技術,如愛國者PAC-3、末段高空區域防禦(THAAD)系統的攔截彈、S-300PMU 系統的48N6E系列攔截彈、S-400 系統的9M96E 系列攔截彈以及美國和以色列共同研製的“箭”式導彈;
b)中段攔截技術,如標準-3 攔截彈、GBI攔截彈;
c)助推段攔截技術,如上世紀的天基攔截彈(SBI),當前美國在研的空基助推段(AWL)反導擬採用AIM-120空空導彈改裝,或改裝PAC-3、THAAD攔截彈搭載於飛機平台,以及無人機載激光武器助推段反導等。
從攔截方式看,攔截彈的發展基本上經歷了四個重要階段,包括核攔截彈、破片攔截彈、動能攔截彈和多目標攔截彈。早期的核攔截彈如前蘇聯於上世紀70年代發展的A-135戰略反導系統;破片攔截彈,如俄羅斯的S-400、印度的“大地”導彈防禦系統的PAD攔截彈;動能攔截彈是當前各國攔截彈的主流方式,採用直接碰撞殺傷方式,如美國GBI的EKV、標準-3的大氣層外輕型射彈(LEAP)、愛國者PAC-3的增程攔截彈(ERINT);微型多目標攔截彈及新型攔截技術,目前處於在研狀態。
本文將在梳理、闡述主要國家(包括美國、俄羅斯、印度、日本、韓國)當前在役反導攔截武器的基礎上,分析未來反導攔截武器的發展趨勢並進行總結展望。
反導攔截武器裝備現狀
No.1美國
美國已經基本形成較為完善的全球一體化反導體系,基本可覆蓋全球、全彈道(助推段/中段/末段),雷達與紅外系統相結合、“陸/海/空/天”全程觀測、分層攔截,主要反導系統包括:
表1 美國主要反導系統及攔截彈
美國正在逐步完善其全彈道反導攔截系統,如圖1給出了其分段反導系統作戰能力示意圖。美國當前的天基反導應用包括國防支援計劃(DSP)和天基跟蹤與監視衞星(STSS)。助推段攔截方面,美國在研發機載激光攔截技術(ABL)和機載武器層(AWL),可以對各種不同射程的彈道導彈實施上升段攔截,但目前處於探索預研階段,難點在於反導需要的激光能量較高,而激光的功率密度太低,導致激光器體積太大,功耗太高,無法實現無人機長航時反導攔截,當前正在攻破高功率密度的激光技術。地基攔截彈可對射程約10000km的洲際彈道彈實施中段攔截,此係統在2017年開展了試驗,並取得了成功。標準-3 系列導彈可對中程、中遠程彈道導彈實施中段攔截,此外,標準-3 Block IIA可對射程超過5000km及部分洲際彈道導彈實施攔截。THAAD系統可對射程5000km的彈道導彈實施末段高空攔截,美國正在發展增程型THAAD(THAAD-ER),可進一步提升攔截高度和攔截距離。愛國者PAC-3可對射程1300km以下的彈道導彈實施末段低空攔截,美國發展的PAC-3 MSE(導彈段增強),2015年已交付陸軍,與基型PAC-3導彈相比,PAC-3 MSE的攔截高度增大約50%,攔截距離增大約100%。
圖1 美國分段反導系統作戰能力示意圖
No.2俄羅斯
俄羅斯開始裝備第三代莫斯科反導系統A-235,並逐步修復其導彈預警能力的漏洞,計劃在2020年前逐漸建成統一的空天預警體系。A-235系統可裝備核彈頭、動能彈頭、破片殺傷彈頭等多種彈頭,能摧毀集羣目標、攔截“洲際導彈”。此外,俄羅斯的另一反導利器即S-300、S-400以及正在發展的S-500系列,前兩者兼具防空/戰術反導能力,S-500配備的三型攔截彈將使S-500不僅具備戰術反導能力,同時具備部分戰略反導能力。
A-235系統是俄羅斯在研的第三代戰略反導系統。2018年2月12日,俄成功測試了最新型A-235反導系統,表2給出了其系統組成;A-235配備了遠、中、近程攔截彈,具體配置如表3所示。
表2 A-235戰略反導系統組成
表3 A-235的三種攔截彈
A-235 系統具有如下特點:
(1) 增加了中層攔截彈,三層攔截彈的覆蓋高度從15 千米~800 千米,能夠形成從中高空到太空不同高度的三層反導攔截網,而採用雙層攔截彈的A-135 系統則無法攔截從30千米 -70千米高度之間的目標。
(2) 採用核、動能及破片殺傷三種攔截方式,提升了實戰運用的靈活性。中、低層攔截彈使用常規彈頭,能夠避免A-135 系統攔截時出現的核污染;高層攔截彈保留核攔截方式,能在慣性制導精度較低的情況下依靠核爆炸威力摧毀目標,並且攔截高度和距離較遠,不會對莫斯科地區造成核污染。
(3) 中、低層攔截彈採用機動發射方式,能夠提高生存概率和靈活運用能力。
(4) 相比於先進的攔截系統,A-235系統的主要缺點是制導精度不足、抗干擾能力弱,其中低層攔截彈採用無線電制導,易受干擾;高層攔截彈採用慣性制導,精度較低。
S-500是俄羅斯的另一反導利器,屬第五代防空反導系統,於2003年開始研製。該系統可配備多種不同攔截彈分別實施防空和反導作戰,其反導攔截彈包括77N6-N和77N6-N1,能夠攔截中遠程彈道導彈、臨近空間高超聲速武器(弱機動性)、低軌衞星等多種目標。俄軍計劃到2020年前裝備5個S-500團(共10套S-500系統)。
S-500反導系統包括1個85Zh6-2指揮所、1部76T6雷達、1部77T6雷達(X波段有源相控陣雷達),以及77N6-N和77N6-N1攔截彈,如表4所示。此外,S-500系統還可以列裝“馬爾斯”分米波機動型有源相控陣雷達。
表4 S-500反導系統主要性能參數表
S-500系統的最大攔截高度200千米,最遠攔截距離600千米,可攔截速度7千米/秒、射程3500千米的彈道導彈。與S-400系統相比,S-500系統具有如下優勢:
No.3日本
日本已經擁有了海基“宙斯盾”和“愛國者”PAC-3的雙層反導系統,而且日本是除了美國外唯一具備海基宙斯盾攔截能力的國家;2018年1月,日本已經通過了引進陸基“宙斯盾”的決議,將構建三層反導系統。
海基反導方面,日本的海基“宙斯盾”艦建設已初具規模。在艦船數量方面,日本海上自衞隊先後裝備了4艘“金剛”(Kongo)級和2艘“愛宕”(Atago)級“宙斯盾”驅逐艦。6艘“宙斯盾”艦主要部署在針對朝鮮和中國方向的日本海和東海基地。其中,佐世保基地部署2艘“金剛”艦和1艘“愛宕”艦,京都的舞鶴基地部署1艘“金剛”艦和1艘“愛宕”艦,橫須賀基地部署1艘“金剛”艦。2014年6月,日本宣佈解禁集體自衞權,使日本“宙斯盾”戰艦可以更多的與美國導彈防禦系統聯合作戰。此外,日本計劃再增訂兩艘“愛宕”艦,並在2020年前服役。屆時,日本將擁有8艘“宙斯盾”艦。目前,6艘“宙斯盾”艦隻能保證日本本土免受彈道導彈威脅,但考慮到保養和大修,通常只有4艘處於戰備狀態。因此,6艘艦隻能保障重點方向的導彈防禦,若8艘“宙斯盾”艦全部進入現役,則可以覆蓋整個日本的導彈防禦。
陸基方面,日本於1989年、1996年和2004年分別引進愛國者PAC-1、愛國者PAC-2和愛國者PAC-3。目前日本部署的愛國者武器系統包括愛國者PAC-2和愛國者PAC-3,其中擔負日本陸基導彈防禦任務的主要是愛國者PAC-3,具體作戰能力請參照美國部分。
2018年1月,日本內閣正式通過了部署2部陸基“宙斯盾”的決議,並直接配裝最新型的標準-3 Block IIA攔截彈,可攔截5000km以上的遠程彈道導彈甚至洲際導彈。
總之,未來日本將擁有陸基宙斯盾配備的標準-3 IIA、海基宙斯盾艦配裝的標準-3 IB和陸基愛國者末段低空攔截系統PAC-3,屆時日本將擁有多層反導體系,可覆蓋日本本土全境。此外,日本部分反導系統可以接入美國的全球反導網,並共享美國的預警衞星、遠程預警雷達探測信息以及美國部署在日本基地的THAAD反導系統等。
No.4印度
近些年,印度大力發展軍備建設,尤其注重反導能力的提升,僅2017年,印度即開展了3次反導試驗。印度已經建成了具有攔截射程2500km彈道導彈的反導系統,正在建設攔截射程5000km導彈的防禦系統。
21世紀初,印度已經建成了雙層攔截系統,包括“先進防空”(AAD)攔截系統(最高攔截高度30km)和大氣層外“大地防空”(PAD)攔截系統(最高攔截高度80km)。2009年後,隨着“大地防禦攔截器”(PDV)的研製成功和試驗的展開,印度開始研製用於取代PAD攔截彈的PDV攔截彈,構建由PDV和AAD組成的雙層反導系統。“大地防PDV的攔截高度超過120km。印度裝備的反導攔截彈均是在以色列IAI公司的支持下,由印度國防研究與發展組織(DRDO)研製。此外,印度還裝備有俄羅斯的S-300系列,請參照俄羅斯部分。
AAD攔截彈負責大氣層內的低空防禦,最大攔截高度30km,集防空與反導功能於一體,是一種單級的、固體燃料推進的反導攔截彈,可在15km~20km的低空實施攔截。飛行中段採用慣導系統制導,末段採用主動雷達導引頭制導。
PAD攔截彈負責外大氣層的高空防禦,可在50km~80km高空對彈道導彈實施攔截,最大攔截高度超過100km。PDV攔截彈將攔截高度提高到150km。PAD攔截彈採用慣導系統,由遠程跟蹤雷達提供中段修正,末段採用主動雷達制導。PDV攔截彈則採用更先進的慣性/紅外複合制導,屬於末段高層動能攔截彈,可攔截射程2000km的中程導彈,類似於美國的THAAD。與PAD攔截彈相同的是,PDV攔
截彈也是基於“大地”近程彈道導彈研製的,彈體粗短,擁有4個大型邊條翼和4片尾翼,在大氣層內外的機動性較低,詳細參數對比見下表。
表5 印度反導體系中攔截彈的主要性能指標
No.5韓國
韓國反導系統的發展始於1998年,採取自主研製為主、引進合作為輔的方式。韓國未部署THAAD之前(2017年前),其反導系統僅對射程1500km以下的戰術彈道導彈具備一定防禦能力,但總體攔截能力較弱。2017年,美韓在韓國慶尚北道星州郡部署了THAAD反導系統,使韓國具有了攔截中程彈道導彈的能力。
陸基方面,韓國反導體系主要包括:“愛國者”PAC-2、PAC-3,韓國自研的M-SAM“鐵鷹”中程機動地空導彈系統、“遠程地空導彈”(L-SAM)系統以及新部署的THAAD攔截系統。韓國的愛國者主要包括“愛國者”PAC-2,2016年後增加了PAC-3。PAC-3可以在25km高度上攔截射程1500km的彈道導彈,作戰斜距35~40km。PAC-2的作戰性能低於PAC-3,有效攔截高度20km,有效攔截距離30km。“鐵鷹”於1998年開始設計,採用俄S-400地空導彈系統技術,於2013年開始列裝。每套系統由1部多功能雷達、1部火控系統、1部發射系統和8枚“鐵鷹”導彈組成。導彈攔截高度10~20km,最大斜距作戰距離約40km。2017年,美韓在慶尚北道星州郡部署THAAD,位於首爾東南方向219公里,於2017年9月6日完成部署。
海基方面,韓國目前擁有3艘宙斯盾驅逐艦,但是尚不具備反導能力。2007年5月,韓國自主建造的首艘“宙斯盾”驅逐艦“世宗大王”號下水,韓國成為繼美國、日本、西班牙、挪威後第五個擁有“宙斯盾”戰艦的國家。韓國目前擁有3艘KDX-3型,分別是“世宗大王”號(Sejong the Great,DDG991)、“粟谷李珥”號(Yulgok YiⅠ,DDG992)和“西崖柳成龍”號(RyuSung-ryong,DDG993)。但3艘“宙斯盾”艦僅具備防空能力,尚不具備反導能力,因此韓國實際上並不具備單獨攔截遠程導彈的能力。韓國正在為“世宗大王”級驅逐艦安裝新的垂直髮射系統,使其可發射“標準-3”和“標準-6”導彈,進一步增強其防空能力,並具有部分的反導能力(“標準-6”導彈),但仍不具備中段反導能力。
總體來説,韓國反導系統缺乏中段海基、陸基攔截能力,僅具備陸基末段高空、低空攔截能力,對中近程彈道導彈有一定的攔截能力。韓國現役“愛國者”PAC-2攔截彈、“鐵鷹-2”攔截彈,僅具備大氣層內、低空、近程攔截能力,機動性能不足,攔截速度、高度、距離、精度均不足,防禦範圍小,主要用於攔截朝鮮射向韓國的射程300~500km的“飛毛腿-B”和“飛毛腿-C”導彈以及射程為1300km的“蘆洞”導彈。THAAD系統的部署,大幅提升韓國對中近彈程道導彈的防禦水平,彌補其大氣層外、中高空、中遠程、高速、精確攔截能力的短板,可以在40~150km的高度攔截中近程彈道導彈,使韓國具有了多層導彈攔截體系。此外,THAAD系統及其AN/TPY-2雷達可與韓國、美國各種導彈防禦傳感器和攔截彈系統相連,以便在韓國全境乃至東北亞地區實施聯合導彈防禦作戰。
未來發展趨勢分析
縱觀各國反導攔截武器的裝備現狀及在研項目,可知未來反導攔截武器新技術將主要朝着如下幾個方向發展:
大力提升單彈頭攔截能力
在傳統的動能攔截彈的基礎上,增加助推能力,實現更遠的攔截距離和對更遠射程彈道導彈的攔截,提升導引頭探測性能和識別能力,提升姿控系統精度和範圍,提升攔截彈的打擊能力,如美國的標準-3 Block IIA、THAAD-ER,俄羅斯的S-300/400/500,印度的PAD/PDV。參見美國反導攔截能力圖可知,相比於標準-3 Block IB,標準-3 Block IIA可對射程超過5000km的彈道導彈實施攔截[4]。THAAD-ER也進一步提升了攔截高度和攔截距離。與基型PAC-3導彈相比,PAC-3 MSE的攔截高度增大了約50%,攔截距離幾乎翻倍。此外,美國正在發展將THAAD或PAC-3等攔截彈改裝到飛機平台的項目,實施助推段動能彈攔截,進一步拓展了攔截範圍和手段。
通用化、輕小型化和智能化
模塊化、通用化不僅可以降低武器的研發成本,同時可以縮短裝備的研發和保障週期。在攔截彈發展過程中,也體現出模塊化、通用化的發展趨勢,而輕小型化有利於武器的運輸、存儲和搭載發射等。通用化的發展又體現在彈頭的通用性和發射系統的通用性。彈頭通用性方面,美導彈防禦局於2013財年提出通用殺傷器(Common Kill Vehicle,CKV)項目,主要是利用美國在多目標殺傷器上的技術基礎,發展適用於GBI、SM-3和THAAD攔截彈的通用殺傷器。俄羅斯的通用性更多的體現在發射系統的通用性,如S-400、S-500以及A-135、A-235,單一武器系統配備不同射程的攔截彈可以攔截不同目標,進一步縮短了武器的研發時間,降低了武器研發成本。而隨着計算機技術和網絡技術的快速發展,為彈頭的智能化提供了技術基礎,面對彈頭、干擾、誘餌以及多彈頭等複雜攔截環境,希望攔截彈具有智能識別真彈頭的能力,以及為多彈頭攔截分配任務的能力。
多目標攔截彈技術
多目標攔截彈技術是由單個攔截彈攜帶多枚彈頭對大氣層外飛行中段的單彈頭/多彈頭導彈及誘餌實施攔截的技術,既可降低目標和誘餌的識別壓力,同時可攔截多個目標,增強反導系統的防禦能力。圖2梳理了美國多彈頭攔截彈項目發展歷程。美國在上世紀就啓動了多目標攔截器計劃,包括蜂羣(Swarm)、謝弗(Schafer)、微型中段攔截器(MMKV)等,並於2004年正式提出多重殺傷器(MKV)項目,後因多重原因於2009年終止。但是其並沒有放棄多目標攔截彈的研究,後於2013年啓動通用殺傷器(CKV)項目,第一階段為重新設計殺傷器(RKV)的概念研究,第二階段為多目標殺傷器(MOKV)旨在開發通用化多彈頭攔截彈,包括安全通信系統、高靈敏度多波段傳感器、高可靠性處理器、交戰管理系統等。
圖2 美國多彈頭攔截彈項目發展歷程
新型動能攔截技術
針對未來的威脅以及現有動能攔截器成本高、結構複雜的不足,積極探索適應未來作戰需要的新概念動能攔截器,如電磁軌道炮。但是電磁軌道炮對高能電磁要求較高,目前尚未實現,其攔截、摧毀效能需要進一步評估驗證。
新型非動能攔截技術
發展新型攔截技術,如高能激光武器、高能微波武器等實施助推段攔截。從攔截效率角度出發,助推段攔截是最高效的,可以一次性將所有“雞蛋”消滅於一個“籃子”中。美國於2011年早期開展的機載激光武器(ABL)項目被取消,但其並沒有停止對機載激光反導的研究,目前正在攻克激光的功率體積比等關鍵技術指標。
協同攔截
隨着網絡技術的發展和武器智能化水平的提升,發展多彈頭、多微型彈頭、多種武器協同攔截成為未來反導攔截作戰的趨勢。採用動能/非動能的不同攔截武器在來襲彈道導彈的助推段、中段、末段對其進行分段協同攔截;在同一攔截段,採用多個彈頭協同攔截目標,從而提升攔截概率。在多目標攔截彈(MOKV)項目中,美國重點發展安全通信系統和作戰管理系統,使攔截彈頭之間互相通信,從而協同攔截來襲多目標。
彈道導彈和彈道導彈防禦作為一對“矛”與“盾”,其發展總是相互對立又相互促進,如多彈頭技術的出現催生了多目標攔截彈技術的發展。火箭技術、姿控技術的發展提升了導彈的打擊速度和機動能力,多彈頭技術、誘餌技術的發展進一步加大了防禦的難度,但同時也促進了導引頭技術、通信技術、作戰管理技術的發展。未來的彈道導彈與反導攔截彈必將朝着複雜化、高速化、智能化的方向發展。