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美军将研空射动能拦截弹 配合激光武器增强反导能力

美军将研空射动能拦截弹 配合激光武器增强反导能力
2018年11月13日 17:14 新浪军事
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  [知远导读]本文节选自美国战略与预算评估中心网站发布的题为《处于十字路口的防空与导弹防御——保卫美国海外基地的新概念与新技术》的报告。作者认为,多年来美国的防空与导弹防御重点都是针对朝鲜、伊朗等小规模弹道导弹攻击而设计的。如今,随着大国大规模空袭威胁的增大,美国本土尤其美国的海外基地面临着越来越大的威胁,而美军目前的防御手段单一,难以应对威胁。文章提出了新的防御概念和新能力,称应使用低成本的动能和非动能武器系统来提升美军防御大规模空袭的能力。

  在过去的30年里,美国国防部在防御弹道导弹对美国本土及其海外基地及部队的攻击方面投放了大量资金。尽管如此,美军仍然缺乏对付大规模弹道导弹、巡航导弹、无人机和其它新式制导武器攻击的能力。事实上,迄今为止,美国在部署高强度防空与导弹防御系统方面没有取得任何实质性进展。

  本报告就美国国防部如何利用现有成熟技术来发展更强大的、更经济有效的防空与导弹防御系统保卫其海外基地进行了研究,包括那些目前缺乏防御能力来对付敌导弹和无人机攻击的空军基地。这些防御系统包括中程高能激光(HEL)武器系统、大功率微波(HPM)武器系统、由速射炮发射的制导炮弹和低成本防空导弹。携带有增程空空导弹和装备了广域监视传感器、高能激光甚至高功率微波武器的有人驾驶飞机和无人飞机可进一步延伸基地的作战距离,使基地具备更强大的导弹防御综合能力来应对威胁。这种多层次防御概念可让美军在对抗区域内实施军力投送行动,而且还会大大降低作战成本,而不是像以往那样,总是毫无例外地依赖动辄耗资数百万美元的陆基防空导弹来对付大规模导弹袭击。

  下面将介绍一种新的作战概念,它包括可从距离上消耗导弹袭击威力的外层防御措施和在基地或基地附近建立高强度、近程和中程防御系统的内层基地防御系统。之后将讨论该作战概念所涉及到的技术能力问题。

  外层大规模空袭防御系统

  图1展示了外层防御网,它能削弱敌方对美军基地发动的攻击规模。

  图1。 美军基地未来的外层大规模导弹袭击防御构架

  传感器网

  如图1所示,一个能对大规模导弹袭击提供早期探测和预警的网络将由天基系统、无人机甚至有人驾驶飞机组成,通过主动和被动传感器来提供针对大规模导弹袭击的早期预警。这类传感器已经在导弹防御局的“空中识别传感器技术”项目上进行过验证1。

  一个将来自空中、天基、陆基和海基等多方位传感器的信息整合在一起的战斗管理系统将极大提高探测导弹袭击的概率并及时引导分布式拦截网进行拦截。这种传感器扩展网要有足够的纵深、在敌攻击机达到武器发射点之前探测到敌弹道导弹的发射和攻击机的飞行情况。保密数据链将把该网与海军的“海军一体化火控-防空系统” (NIFC-CA)及其传感器网连接起来,以便在整个外层和内层基地防御圈内与传感器和射手共享信息。“海军一体化火控-防空系统”将在海军的“宙斯盾”舰、E-2D预警机和其它空中与海基传感器之间整合防空作战行动。

  拦截弹道导弹的能力

  未来携带有增程空射动能拦截导弹的有人驾驶飞机和无人机将构成第一道主动防御网来应对弹道导弹攻击。普通战斗机大小的有人驾驶飞机和无人机可携带2-4枚这种拦截导弹,根据这种导弹的尺寸而定。如图2所示,具有足够射程、合理运动学和制导系统的空射武器可在弹道导弹飞行时的上升阶段对其进行拦截。

  这种拦截可削弱敌导弹齐射的密度,增加后续防御系统拦截漏网导弹的成功率。如能得到机载或机外目标引导支援,携带有增程拦截导弹的有人驾驶飞机和无人机也可在敌轰炸机投放武器前对其进行攻击,以扰乱或消灭敌高价值空中资产,如战斗管理、指挥、控制和通信(BMC3)飞机或空中加油机。正如图1所示,外层防御综合系统也可包括“萨德”反导系统并与其它内、外层导弹防御系统相链接。

  图2。 增程空空导弹拦截弹道导弹示意图

  其它装有高能激光武器的长航时无人机可进行前沿战斗空中巡逻飞行以对付巡航导弹和其它易受激光影响的武器。正如下面将要讨论的,装有固态激光(SSL)的无人机可使美国空军在距其基地较远的距离外保持导弹防御巡逻。

  内层大规模导弹袭击防御系统

  未来保卫美军基地的内层空中和陆基防御圈(见图3)要与外层防御圈的武器系统完全整合。

  图3。 美军基地内层导弹防御系统

  威胁探测、预警和火控

  同外层防御概念类似,内层基地防御系统也要有一个能探测多个威胁并在整个一体化防御系统内共享战场通用作战图的传感器和通信网。该网络应包括美军现有的和未来的天基传感器、机载传感器、远程陆基雷达以对来袭导弹进行探测和发出预警并进行火力控制。内层和外层基地防御系统要与能协调传感器和射手行动的战斗管理、指挥、控制和通信系统链接。

  装有高能激光武器的无人机

  图3描绘了装有150千瓦级高能激光器的无人机是如何支援内层导弹防御圈的。装有高能激光器的无人机战斗空中巡逻可选择在以基地为轴心的不同点位以应对来袭无人机、巡航导弹和其它空射精确制导武器的攻击。与部署在基地或基地附近的陆基激光防御武器相比,无人机载高能激光武器具有多个优势。与具有相同设计特点的陆基激光武器相比,机载高能激光器由于高度的原因可以增加与目标的倾斜距离,而且还具有在大气密度较低、空气粒子较少的环境里作战的优势。此外,如果几何位置适合的话,无人机高能激光还能攻击巡航导弹比较薄弱的侧边,而不是加固的鼻端部分。

  装有多级增程拦截弹的无人机或战斗机

  内层防御圈的空中部分可包括携带2-4枚多级、增程空空导弹进行战斗空中巡逻的无人机或有人驾驶飞机。战斗空中巡逻能提供强大的新能力来应对极具挑战的威胁,如弹道导弹再入飞行器、高超声速滑翔飞行器和轰炸机(见图4)。如果拦截弹具有足够的射程并有前方传感器的引导,那么导弹防御战斗空中巡逻点就没有必要选在距所要保卫的机场和其它基地太远的位置。这样可以缩短飞机出动架次之间的往返时间,还能腾出一些作战飞机来实施攻击任务。

  图4。 未来空射增程空空导弹拦截高超声速滑翔飞行器和带有巡航导弹的轰炸机

  陆基大功率微波武器

  高功率微波武器使用电磁波能来损坏或干扰传感器、制导系统和其它电子系统。未来的高功率微波防御武器的射程将会超过短、中程(30海里)动能防空与导弹防御系统的射程。一套高功率微波武器,若装载在车上或改装成类似于集装箱的箱体结构,就能在敌方发动一波齐射攻击时拦截多枚巡航导弹、无人机群和其它威胁。和动能武器与激光武器不同,高功率微波武器可同时瞄准位于其波束范围内的多个威胁目标。高功率微波发射器可部署在基地周围,提供360度防御支援,同时还能大大降低其波束可能对友军电子系统造成的附带损害。

  陆基固态激光武器

  未来的激光武器系统可产生300千瓦以上的输出功率,可安装在便携式箱体内或移动平台上,可部署在基地周围以防御大规模空袭威胁。激光可通过快速加热敌来袭导弹的外壳、空气动力学结构和敏感的导引头来达到损坏武器之目的。由于激光武器不能拦截地平线以外的目标,并会受某些大气现象的影响,所以将其用来在短、中程距离内对付巡航导弹、某些无人机和制导火箭、炮弹、迫击炮弹和导弹(G-RAMM)将会更为有效。 这些局限可通过增加激光的功率输出来部分得到缓解。陆基高能激光很可能要比机载激光能输出功率更强大的光束,因为飞机会受到载荷、电力和冷却能力等限制。由于以电为基础的固态激光不需要消耗化学燃料,也不需要通过导弹或炮弹来发射其光束,因此,与美军目前部署的大部分陆基动能防空与导弹防御系统相比,它极大减少了后勤支援需求。

  中、短程制导动能防御系统

  由“帕拉丁”火炮和其它火炮发射的超高速炮弹在拦截空中目标时其有效射程可达10-40海里以上2。美国国防部计划使用这种武器来防御某些弹道导弹、巡航导弹甚至某些子弹药。未来的火炮很可能会以所需要的射速发射超高速炮弹以便拦截运动速度很快的目标,如超声速巡航导弹和高超声速滑翔飞行器。

  还在研发中的指令制导超高速炮弹具有可控制的特点,可通过火控系统将其引向机动飞行的目标并对一些小的目标位置误差进行修正。由于带有小型弹头的超高速炮弹需要在非常靠近目标时引爆,所以无论是拦截炮弹还是所要拦截的目标都需要非常精确的传感器来进行跟踪,如干涉雷达或目前火控雷达的改进型。

  美国陆军还在研制一种低成本地对空拦截弹,可由未来的“间接火力保护能力”系统发射。另一种选项是购买成熟的“国家先进防空导弹系统” (NASAMS),该系统目前已有7个国家使用,同时也是美国“国家首都区”防空系统的一部分。超近程(5海里)点防御可构成防御“漏网”导弹的最后一道防线。这些系统可由改进型“铁穹”、“陆基密集阵武器系统”或其它还在研制的制导炮弹构成。图5 展示了这些防御武器的射程情况,它们将成为未来美军战区基地和其它重要军事设施内层防御系统的一部分。(作者署名:知远战略与防务研究所)

  图5。 中、短程防御系统射程对比

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