【紫荊專稿】中國陸基中段反導攔截技術試驗再獲成功


2月4日,中國國防部微信公眾號發布消息,中國在境內進行了一次陸基中段反導攔截技術試驗,試驗達到了預期目的。這是中國軍方公開宣布成功進行的第四次陸基中段反導試驗。這一試驗是防禦性的,不針對任何國家。中國是否部署及何時部署戰略反導系統,還要根據大國競爭態勢演變而定。


北京    文正


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美國是開展陸基中段反導系統試驗最多的國家。當地時間2019 年 3 月 25 日上午 10 點 32 分,美國空軍第 30 空間聯隊、美國導彈防禦局和美國北方司令部在加利福尼亞州范登堡北部測試陸基中段導彈防禦系統(圖:美國國防部網站)

開展中段反導技術試驗“堅盾利矛”

陸基中段反導攔截系統組成龐雜、技術難度極高,中國是繼美國後第二個進行陸基中段反導攔截試驗的國家。此次是中國軍方公開宣布成功進行的第四次陸基中段反導試驗,至此已成功進行五次反導試驗。其中,2010年1月11日、2013年1月27日以及2018年2月6日均為陸基中段反導攔截試驗並達到預期目的;2014年7月23日反導試驗未公開是否為中段反導。

中國探索彈道導彈防禦技術起步較早。1964年2月,毛主席與時任國防部第五研究院副院長錢學森專門談到反導問題:“5年不行,10年;10年不行,15年。總要搞出來。”後續相關研究項目代號被定為“640工程”。1967年10月,中國正式提出反導彈採用核彈頭的研製方案。接下來的十幾年裡,分別進行了“反擊一號”到“反擊三號”的全系統研製。儘管最後無果而終,但取得了一批重要技術積累,其中有些填補了國內空白。

20世紀80年代中期實施的“863計劃”屬於技術儲備與可行性探索,“先進防禦技術”是其中一大領域,研究了導彈防禦的全天候監視、探測、預警、分析,以及攔截武器、指揮信息系統等相關技術。儘管在當時的技術和環境下無法進行試驗,但這並不妨礙中國進行反導防禦方面的先進技術儲備。

中段攔截是反導系統中重要的關鍵技術之一。中國再次成功實施陸基中段攔截試驗,表明已經掌握中段反導攔截相關技術,攔截成功率、可靠性都有了較大提升,對於未來打造完整可靠的反導體系具有十分重要的現實意義。當然,中國是否部署及何時部署戰略反導系統,還要根據大國競爭態勢演變而定。

與此同時,彈道導彈與反導系統作為“矛”與“盾”,一直在動態對抗之中交替發展。一方面,少數國家大力推進反導系統部署和反導技術升級,試圖強化戰略防禦之盾牌,必然會促進其他國家加快推進彈道導彈技術和裝備的升級換代。另一方面,中國掌握陸基中段反導攔截技術,反推使用,即可不斷促進洲際彈道導彈綜合突防技術的顯著提升,正所謂“道高一尺,魔高一丈”,相對於反導系統這張“盾牌”,彈道導彈這把“利矛”必須永保鋒利。
 
何為陸基中段反導攔截

陸基中段反導是彈道導彈防禦系統的重要組成部分之一。彈道導彈一般借助多級火箭發動機提供動力,點火起飛後進行有動力飛行,這就是助推段,也稱為初始段或主動段;當彈道導彈即將飛離大氣層時火箭發動機關機,彈道導彈進行頭體分離(少數老舊型號彈道導彈不具備此項能力),即戰鬥部與火箭發動機推進段分離,進入無動力慣性自由飛行的被動段,當戰鬥部到達彈道最高點後速度降為零,由於地球引力作用再自由下落,在外層空間直到再入大氣層之前的飛行彈道稱為中段;重新進入大氣層以後的飛行彈道稱為再入段,也稱為末段。

反導系統可選擇在彈道導彈不同的飛行彈道階段進行攔截。一些國家現已部署的反導系統大多是末段攔截系統,即在彈道導彈戰鬥部再入大氣層前後進行攔截。如美國部署的海基艦載標準 – 3反導攔截彈和陸基末端高空區域防禦系統(THAAD,俗稱“薩德”系統),都屬於末段高層反導攔截系統,通常在70-120公里高度對來襲的彈道導彈戰鬥部進行攔截;美國陸軍部署的PAC – 3“愛國者”反導系統則屬於末段低空反導攔截系統,反導攔截高度約30公里,主要用於掩護重要目標的反導作戰。

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近年來,美國打著所謂“航行自由”的幌子,頻繁派軍用艦機來中國東海、南海挑釁,對中方實施高頻度抵近偵察,舉行針對性極強的軍事演習,嚴重危害中國的國家主權與安全利益,破壞本地區的和平穩定。圖為 2020 年 7 月 6 日,“尼米茲”號航空母艦(右)和“里根”號航母闖入中國南海航行,美軍機編隊正從兩艘航母上空飛過(圖:美國國防部網站)

末段反導攔截有先天不足,就是攔截目標即彈道導彈戰鬥部通常已經飛臨己方區域上空,即使攔截成功也有可能造成一定的損傷。尤其是配備核戰鬥部的戰略彈道導彈,在攔截後往往會造成核材料散布污染。所以,末段反導攔截系統對於常規彈頭中近程彈道導彈有一定的反導防禦效果,但對於核彈頭的戰略洲際彈道導彈往往無能為力,更好的反導攔截方式是在戰略洲際彈道導彈飛行彈道的中段對其進行攔截,這就是中段反導。

中段反導系統在彈道導彈飛行的中段對其進行攔截,通常採用動能碰撞殺傷方式直接撞毀目標,主要用於攔截中遠程和洲際彈道導彈。中段彈道是洲際彈道導彈飛行中最長的階段,從火箭發動機關機到再入大氣層的全程飛行時間接近30分鐘,彈道高度在數百公里以上,空氣十分稀薄,除地球重力之外彈道導彈不受其他外力作用,依靠慣性自由飛行。中段反導系統具有攔截高度高、攔截距離遠、保衛面積大、控制範圍廣等特點,中段反導攔截彈體積較大,需要在地下發射井或地面進行部署,故稱為陸基中段反導系統。

其實,從反導攔截效果看,助推段攔截效果最好,即在敵方彈道導彈剛剛發射之後進行攔截。這時,彈道導彈的多級火箭發動機接續點火工作,彈道導彈處於加速飛行狀態,彈體與戰鬥部結合在一起,體積大、攔截目標顯著,一旦被攔截則毀傷效果最佳,彈道導彈被攔截後可能墜落在敵方發射陣地附近並造成附帶毀傷。但實施難度最大,因為彈道導彈發射陣地通常位於敵方領土縱深部署,反導武器通常難以達成實際攔截目的。美國空軍曾經大力研製和試驗YAL – 1A機載反導激光武器,利用波音747大型客機作為激光武器的機載平台,成功進行過用激光束摧毀彈道導彈目標的攔截試驗,但激光攔截目標的作戰距離只有400公里。很難設想,這樣一個龐大的空中平台本身沒有什麼防衛能力,怎能在距離敵方彈道導彈發射陣地400公里的範圍內有效生存並進行作戰?結果,美國空軍耗費巨資改裝的這兩架試驗飛機幾年前已被送到了大沙漠中的軍用飛機墓地封存。
 
中段反導攔截三大技術難關

陸基中段反導系統包括極其龐大複雜的預警、探測、跟蹤、識別、指揮控制、攔截及效果評估分系統,具有廣域分散、多域協同、敏捷響應的作戰特點,建設周期長、技術難度大、投資金額高,目前只有美國“陸基中段防禦系統”(GMD)投入部署。

“陸基中段防禦系統”是美國分層反導系統的重要組成部分,其任務是在大氣層外攔截處於中段飛行的遠程和洲際彈道導彈。它繼承了美國1975年部署、1976年撤除的“哨兵”戰略反導系統和1983年開始實施的“戰略防禦倡議”(又稱“星球大戰”計劃)的技術成果,1993年正式啟動研制,起初稱為“國家導彈防禦系統”(NMD),後與“戰區導彈防禦系統”(TMD)合並稱為導彈防禦系統(MD),1999年進行首次反導攔截飛行試驗。其近期發展目標是具備對遠程彈道導彈的有限攔截能力,長遠目標是保護美國本土免遭遠程及洲際彈道導彈襲擊。

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2019 年 10 月 1 日,慶祝中華人民共和國成立70周年大會在北京天安門廣場隆重舉行。圖為巨浪- 2 導彈方隊和東風- 31 甲改核導彈方隊接受檢閱(圖:新華社)

美國“陸基中段防禦系統”採用全球分布式部署結構,主要包括跟蹤識別、指控通信、制導攔截三大功能分系統,由陸基攔截彈(GBI)、天基導彈預警衛星、改進型早期預警雷達、X波段雷達、指控通信作戰管理系統(C2BMC)以及火力控制系統等組成。GBI是“陸基中段防禦系統”的核心作戰裝備,用於在大氣層外摧毀處於中段飛行的彈道導彈彈頭,主要由固體助推火箭和大氣層外殺傷器組成。大氣層外殺傷器可以自主尋的和機動飛行,通過直接碰撞方式攔截並摧毀彈道導彈戰鬥部,現已發展和部署多種型號。美國國防部導彈防禦局還在繼續研製更高性能的新型大氣層外殺傷器。

與其他反導攔截系統相比,中段反導攔截系統不僅結構複雜、規模大,整體技術難度也比較大,主要面臨三大難關。

一是探測關。導彈預警探測系統通常由導彈預警衛星和遠程預警雷達等組成。彈道導彈發射後即進入主動段彈道,至火箭發動機關機,飛行時間一般約70-120秒。在此期間,導彈預警衛星的紅外探測器居高臨下,可在60-90秒內捕捉到彈道導彈火箭發動機尾焰噴射的強紅外信號,並將信息傳至地面控制站。遠程預警雷達也能探測、跟蹤彈道導彈,但受探測距離、視距等技術因素限制更多,難度也更大,探測精度相對較低。

二是攔截關。彈道導彈再入大氣層時飛行速度極高,如6,000公里彈道導彈再入速度超過20馬赫。稠密大氣層能減緩其飛行速度,為末段攔截提供較大可能性。對於中段攔截,在外層空間自由飛行的彈道導彈戰鬥部目標小、速度快,再加上新型彈道導彈戰鬥部普遍採用假目標誘餌、電子干擾、多彈頭機動飛行等綜合突防技術,使得反導攔截系統識別、跟蹤真目標難度較大;再加上中段反導攔截彈自身速度也極高,攔截彈與來襲導彈的相對運動速度大,一錯而過,對攔截彈的控制精度和殺傷技術要求很高。用核彈頭固然能增大攔截概率,但有可能給防禦方雪上加霜;採用動能碰撞彈頭等常規戰鬥部的技術實現難度極大。

三是指揮關。彈道導彈全程飛行時間很短,洲際彈道導彈飛行一萬多公里的時間不超過32分鐘,在這樣短的時間裡完成從探測到攔截的整個反導作戰過程,必須依賴於高度自動化的指揮信息系統。同時,反導作戰又是三軍聯合一體化行動,指揮協調難度很大。而且,反導作戰的整個指揮控制是由人機一體化系統完成的,作戰人員的素質高低起著決定性作用。

美國“陸基中段防禦系統”自2004年部署後雖已形成初始作戰能力,但仍面臨目標識別能力差、可靠性不足等多項難題。為此,美國正在採取多種措施提升系統能力:一是增加部署地基攔截彈,到2025年部署64枚,後續還可能繼續增加。二是研製多部新型雷達,如“遠程識別雷達”和“夏威夷本土防禦雷達”,不斷提高“陸基中段防禦系統”的目標識別能力,並持續對其地面系統進行能力升級和現代化改進。三是針對現有陸基攔截彈能力不足的問題,美國國防部導彈防禦局啟動“下一代攔截彈”研發工作。新型攔截彈預計將具備一次可攔截多個目標的能力,並顯著提升對攜帶複雜突防措施洲際彈道導彈的攔截能力。

除了技術難度大以外,陸基中段反導系統通常耗資巨大,政治風險也很高。目前實際部署並擔負作戰任務的中段反導系統只有美國“陸基中段反導系統”。俄羅斯在首都莫斯科地區部署A – 135(正在升級為A – 235)戰略反導系統,包括近程攔截彈和遠程攔截彈,採取傳統的“以核反核”反導攔截作戰方式,還不能歸類為真正意義上的陸基中段反導系統。
 
中段反導攔截試驗價值所在

1999年10月12日,美國軍方進行了首次陸基中段反導攔截試驗並取得成功,但在2000年1月18日和7月8日進行的兩次攔載試驗均告失敗。這也促使時任美國總統克林頓決定暫緩部署“陸基中段反導系統”。小布什從競選開始就高調宣布計劃部署100枚陸基攔截彈,但在其8年總統任期內僅部署31枚。奧巴馬上任後增加部署13枚陸基攔截彈。特朗普在任期間決定將陸基攔截彈部署數量增加20枚,到2025年部署64枚。

從2004年到2020年底,美國已經部署44枚(現正擴展至64枚)陸基攔截彈,其中在阿拉斯加州格里利堡空軍基地部署40枚,在加利福尼亞州范登堡空軍基地部署4枚。其攔截作戰對象是遠程和洲際彈道導彈,最大攔截高度2,500公里,最大攔截斜距(即射程)5,000公里,攔截彈起飛質量21.6噸,最大飛行速度大於6.99公里/秒,採用動能碰撞殺傷方式。

儘管“陸基中段反導系統”受到美國軍方高層領導人的高度認可,但其實際攔截試驗記錄結果卻是成敗參半。截至2020年底,美國“陸基中段防禦系統”共進行20次反導攔截試驗,其中11次成功,成功率僅55%。2019年3月25日,美國“陸基中段防禦系統”首次進行齊射攔截洲際彈道導彈試驗,發射2枚陸基攔截彈,採用“二攔一”方式成功攔截了帶有干擾措施的遠程彈道導彈,是迄今為止“陸基中段防禦系統”最複雜的實彈攔截試驗,試驗場景更趨於實戰。

在那次試驗中,模擬洲際彈道導彈的靶彈從西太平洋馬紹爾群島夸賈林環礁發射後進入太空,之後向東往美國方向飛去。天基預警衛星通過紅外傳感器發現目標,部署在威克島上的前置X波段雷達探測到導彈並進行跟蹤,觀察到了靶彈釋放的干擾,將相關數據傳送至C2BMC指揮控制系統;指揮控制系統將目標信息發送至科羅拉多州斯普林斯空軍基地和格里利堡的火控站,火控站再將信息傳給太平洋的海基X波段雷達;海基X波段雷達在導彈靶標飛越其探測區域時捕捉到目標,將更多更精確的信息傳回火控站;作戰人員收到信息後,從范登堡空軍基地發射了首枚地基攔截彈,不到1分鐘又發射了第二枚攔截彈。攔截彈在上升過程中,三級火箭發動機將殺傷器送向目標附近。在從雷達獲得了更多的信息後,2枚殺傷器開始使用紅外導引頭在目標雲中尋找目標。發現目標後,第一枚攔截彈開始機動撞擊並摧毀了主要目標,第二枚攔截彈則透過火光和碎片選擇了其認為“最具威脅的目標”進行了撞擊摧毀。

目前,美國正在加速改進升級“陸基中段防禦系統”,中段反導攔截試驗技術難度不斷提高,試驗條件愈加複雜,試驗場景更趨實戰,已經具備較強的實戰能力。美國本土導彈防禦發展將在能力和規模上雙管齊下,以升級後的“陸基中段防禦系統”為主力,增加陸基“宙斯盾”反導系統/“標準” – 3ⅡA攔截彈、增程型“薩德”系統,構建分層多段防禦體系,提高對洲際彈道導彈的防禦效能,試圖進一步鞏固其戰略優勢地位。

(作者係知名軍事專家)

本文發表於《紫荊》雜誌2021年4月號

編輯:莫潔瑩
校對:邸倩
監製:劉可揚

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