13马赫对5马赫拦不住,美反导系统和中国超高速导弹较量

前言:东风-17高超音速导弹是世界第一款不可拦截的无依托强突防精确打击武器,2019年第一次露面就给全世界一个下马威,也是迄今为止最强悍的进攻性武器,美国太平洋司令部前司令哈里斯声称中国的高超音速技术已经超过了美国,美国战略司令部司令海腾认为中国高超音速武器是美国无法防御的威胁,拦截东风-17高超音速导弹成了今后几年美国导弹防御局最要紧的事情。

一:美国导弹防御系统的发展

弹道导弹有一个明显的特点,就是采用垂直发射方式,尽量缩短大气层飞行时间,发动机工作结束后弹头无动力依靠动能沿着一条预定的抛物线弹道飞行,弹道导弹飞行速度快,稍微一点点机动就可以偏差几十公里,中国的东风-1.东风-2、东风-3.东风-4.东风-5.东风-11.东风-15.东风-21和东风-31都是这种第一代弹道导弹,几乎所有现役的弹道导弹都采用这种模式,这个模式的弹道导弹不具备机动性,所以比较容易对付,中国第二代弹道导弹是东风-21D和东风-26导弹,这两种型号导弹带了末端修正弹道的控制面,具备一定机动性,提高敌人防御的难度。不过中国东风-21D和东风-26导弹在进到高度40千米才具备相对的机动性,在此之上的高度却是不具备任何机动性的抛物线弹道飞行,

冷战时期,美国部署了“卫兵”战略反导系统,但制导精度太低,只能采用十万吨级核弹头,但是核弹头在己方区域引爆有严重的核污染和电磁脉冲杀伤,得不偿失,最终于1976年关闭,1983年3月,里根政府提出“星球大战计划”,设想通过发展各种先进的非核空间立体防御网拦截来袭核导弹,“星球大战”计划从技术上来说实现难度极大,最终1993年被放弃,但是美国人在现实技术下又发起了更新的导弹防御系统。

这个反导计划分为保护美国海外驻军的“战区导弹防御系统”和保护美国本土的“国家导弹防御系统”,辛苦辛苦干了二十年,最终于建成“萨德”战区导弹系统和“标准”-3导弹,以及大气层内的“爱国者”-3防空导弹和“标准”-2防空导弹系统。

这几款防空导弹对中国多款中近程弹道导弹构成了严重的威胁,尤其是“萨德”导弹和“标准”-3防空导弹,21世纪是中国海军的世纪,控制海洋的斗争是从突破美国用来封锁中国的第一岛链上开始,随着中国海军的崛起,中美斗争将是规模庞大的海、空对抗,美国导弹防御系统使中国第一代和第二代弹道导弹都面临困境。应对美国的挑战,中国推出了第三代东风-17导弹,东风-17结构分成有控制舵面尾部助推器和三棱形的头部。异常尖锐的弹头三个相互成60度角。从边缘圆滑地过度到中间,底面略带弧度,两个侧面类似平面,弹头宽1米,长6米,长细比很大,是典型的升力乘波体设计,这样的外形大大降低了飞行阻力,

东风-17射程2200公里左右,头部前段安装新型的雷达导引头,外壳采用了密度和空气类似的气凝胶设计,可以隔绝上千度的高温,内部用常规铝合金结构,由火箭发动机助推到60千米高度,然后以10马赫的高速滑翔到30千米的高度,最后以4-5马赫机动俯冲,这个速度并不算特别快。

但十字形布局的三角形全动舵面能控制俯仰、滚转和侧滑,是一款设计非常巧妙的弹头,提高了弹头的升阻比,相同初始速度下升阻比越高,滑跃距离越远,横向机动和突防能力越强,高机动性使拦截几乎成为不可能,美国的滑翔弹头升阻力更大,但由于控制系统设计失误,平飞转侧滑机动时多次试验失败。

弹道导弹速度快,但弹道呆板容易预测,巡航导弹弹道灵活,但速度太低,东风-17高超音速导弹就是结合这两种导弹的优点,东风-17的轨迹是在大气层内全程以水漂弹道飞行,美国“萨德”导弹的攻击高度40千米-150千米,最大速度为8.24马赫,射程200千米,理论上讲对东风-17高超音速导弹有一定的拦截概率,但是东风-17导弹在40千米高空就开始降低高度俯冲,“萨德”导弹对低于40千米高空的飞行物完全无能为力,萨德”导弹的TPY-2有源相控阵雷达导引规律是预测目标弹道,无机动的弹道导弹轨道参数完全固定,完全可以精确引导导导弹拦截,但面对东风-17这种在大气层内上下左右跳跃,兼备了速度和高机动的导弹没有太多办法,

美国导弹防御局计划是升级提康罗加级巡洋舰和阿利·伯克级驱逐舰上的SPY-1相控阵雷达的软件和硬件,发射一种标准-3和标准-6基础上改成一种临近空间拦截弹拦截东风-17高超音速导弹的反导拦截系统,标准-3反导导弹的射程和射高完全能满足战术要求。但是要拦截助推滑翔模式的高超音速导弹,需要修改标准-3质量仅有20千克的战斗部,在标准-3脱离大气层时,导弹的第一级、第二级全部脱落,但在临近空间整流罩不能甩掉,而不甩掉整流罩红外探测装置就无法开机,因此,标准-3必需增加战斗部重量,从而缩短射程和射高。拦截弹最重点的要求是射高能达到100千米临近空间层的上界,因为东风-17高超音速导弹会在这个高度飞行很长距离,

二:宙斯盾导弹防御系统

70年代末期,美国设计了对付苏联反舰导弹饱和攻击的宙斯盾系统,第一代的提康德罗加级巡洋舰首舰CG-47提康德罗加号于1983年1月22日入役,这种装备着四面相控阵雷达的军舰就象征着战舰超强战力,最初宙斯盾系统是要安装在核动力巡洋舰之上,后改成安装在提康德罗加级巡洋舰之上,从CG-47开始,到CG-73为止,总共建造有27艘,其中使用Mk-26双臂导弹发射架的CG-47至CG-51在2004至2005年间退役,目前尚服役中的22艘都是配备Mk-41垂直发射器,CG-47到CG-58安装的都是SPY-1A相控阵雷达,CG-59到CG-64安装的是轻量化的SPY-1B相控阵雷达,CG-65到CG-73安装的则是升级的SPY-1B相控阵雷达。

80年代,美国海军展开新型驱逐舰开发计划,在吸取提康德罗加级巡洋舰的操作和建造经验之后,新一代驱逐舰当然也是采用宙斯盾系统,1985年4月,新型DDG-51驱逐舰开始建造,首舰伯克号驱逐舰于19 89年9月16日下水,更新式的SPY-1D相控阵雷达以45度角方式集中于前方的上层结构,为求雷达视角不被遮蔽,后方的上层结构包含烟囱等均座落于船身中线而呈瘦长型,在最后一艘史普鲁恩斯级驱逐舰DD-985库辛号于2005年9月21日退役后,伯克级成为美国海军唯一的驱逐舰。

是二战后美国海军建造数量最多的驱逐舰。

第一批次伯克级驱逐舰的是DDG-51至DDG-71号共有21艘,此批并未配置有直升机库,仅在舰艉设有飞行甲板,只提供直升机暂停降落进行加油整补,而非随舰出海,从DDG-72到DDG-78是属于第二批次,主要的改良是增加联合战术情报分派系统,DDG-79欧斯卡.奥斯汀号开始进行多项重要的改良,最明显之处就是增加两个直升机库,而原本是安装于该位置的Mk-41垂直导弹发射器提高,移除在烟囱后的两座四联装鱼叉导弹发射架,朝后的雷达天线也往上提高位置,1996年前,美国海军有34艘装备了宙斯盾的舰艇,但没有具备防御弹道导弹的能力,到2010年,配备宙斯盾的舰艇数量翻了一番,达到68艘,其中18艘具备防御弹道导弹的舰艇,

日本是美国之外第一个拥有宙斯盾的国家,从1990年至1998年之间,海上自卫队共建造、接收四艘金刚级驱逐舰(DDG-173至DDG-176)。在外观上明显较美国伯克级高耸许多,主要是因为要肩负有作战指挥中枢的任务,武器装备和美国配备的种类和数量大致相同,在2004年到2008年之间,日本又增购两艘爱宕级驱逐舰(DDG-177和DDG-178),面对中国的弹道导弹威胁,日本特别注重弹道导弹防御能力,2007至2010年间,韩国自行建造了三艘世宗大王级神盾驱逐舰(DDG-991、DDG-992和DDG-993)。增加装配了大量自制的武器装备,这些改装也为世宗大王级驱逐舰增加不少的重量,使其满载排水量完全突破万吨大关,成为所有伯克级驱逐舰家族中吨位最大的成员。

三:宙斯盾导弹防御系统所用的导弹的发展

宙斯盾系统最初的设计目的是对抗空中和反舰导弹的威胁,针对少量的来袭导弹是相当有能力的,但弹道导弹是一个新兴的威胁,宙斯盾系统对它们的效用大多是未知的,随着宙斯盾系统的升级,美国海军的弹道导弹和巡航导弹防御能力也在继续提高,2008年1月底,美国军方发现其USA-193卫星失去控制而可能坠毁,为防范卫星的剧毒燃料在坠落时泄漏造成灾害,美国军方决定以新开发的标准三型将卫星击毁于轨道上,并派CG-70伊利湖号巡洋舰在2008年2月20日发射的标准三型导弹将失控的卫星击毁。此项任务的成功让提康德罗加级巡洋舰所拥有的防空能力已可向上延伸至大气层边缘,

美国海军中、远程防空导弹分为两大族系,一是负责中程区域防空的标准一型导弹及由其进化而成的标准二型导弹,军用编号以RIM-66为主,再往下细分为由A至M的各次型,二是加装推力器的标准增程导弹,军用编号以RIM-67为主,型号则由A型发展至E型,第一枚标准一型导弹于1965年试射成功,两年后服役,编号为RIM-66A,第一批次寻标器为圆锥扫瞄天线。

第四批次是生产最多的型号,改良的重点是强化电子反反制的能力,第五批次由于修改的部份太多,因此新定编号为RIM-66B,改用平板扫瞄天线和新的Mk56双推力火箭马达,射程和射高则分别增加45%和25%,为配合宙斯盾系统,第六批次标准一型导弹改良成标准二型中程导弹

标准二型中程导弹第一批次编号为RIM-66C,1978年开始量产,1983年停产,导引方式不再使用全程雷达照明半主动导引,而是结合惯性导航、指挥导向和末端雷达照明半主动,可控制导弹飞行至预定拦截点附近,RIM-67C属于第二批次的标准二型增程导弹,新式MK70助推器使得导弹的射程有惊人成长,达到185公里之远,AN/SPY-1雷达可同时指挥多枚导弹对付多重空中来袭目标,在不需要全程使用照明雷达的情况下射程比标准一型增加达60%,第二批次的改良重点是换用新式Mk104火箭发动机,射程再增进达一倍,已达到照明雷达最高功率有效距离的极限,第三批次是缩减体积配合垂直发射系统是RIM-66M,最明显的就是缩短而且无尾翼的MK72矢量推力控制助推器,

1994年,为防御战区弹道导弹,美国海军紧锣密鼓进行执行第四A批次RIM-156B的开发计划,RIM-156B与A型的差别在使用双模式的射频/红外线寻标器和新开发自动导航系统,原本预定可在2003年可服役,但是美国整个导弹防御计划的改弦易辙,使得RIM-156B的计划遭到取消。

取而代之的是更适合在大气层边缘高空执行拦截RIM-161,RIM-161因为改造幅度极大,因此改称为标准三型,为能拦截在外大气导弹层的弹道导弹,因此终端导引不使用过去标准导弹的半主动雷达方式,而是改用极敏锐的红外线寻标器。其次弹头也换成撞击截杀方式破坏目标,标准”-3IA/B批次最大速度8.8马赫,射程900千米,1IA批次导弹最大速度13.2马赫,射程1500千米,

标准三型是外大气层的弹道导弹防御系统,射高80千米,并不适合在大气层内对付飞机或巡航导弹这类目标,因此美国海军以RIM-156为基础发展增程防空导弹,也就是标准六型导弹,于2008年2月正式定型为RIM-174A,并在2009年开始小批量产,不过标准-6舰空导弹最大射高约34千米,距离临近空间层上界还有很大距离,与高超音速导弹交汇时相对速度达10-12马赫,近炸引信在这样的速度下很难准确引爆,即使爆炸产生的600~1300来/秒的破片也无法摧毁高超音速导弹,如果标准-6改进到100千米射高,那么就要加粗成类似于标准-3那样的粗肥一级和二级弹体,增加导弹的动能和势能,其次是动能碰撞式战斗部,

四:美国导弹防御系统和中国高超音速武器的较量

东风-17高超音速导弹有很长一段飞行距离是在30~100千米高度的“临近空间”,这里大气极其稀薄,但导弹仍可维持极高速飞行,射程1500千米的弹道导弹在飞行1400千米后冲入大气层,进入拦截导弹的作战范围,但东风-17高超音速导弹在900千米就从进入临近空间,这意味着弹道导弹防御系统预警时间变短甚至不够,传统针对飞机的雷达探测高度低,对临近空间飞行器没有探测能力。

雷达也无法识别在临近空间飞行被高温大气等离子层包裹的高超音速导弹,等离子体团会被雷达判定为雷电现象,

导弹接下来还要在这个高度飞行数百千米,美军不能发射标准-3导弹拦截,因为导弹在这个高度会遇到相当大的大气阻力,制导雷达也会无法开机,甚至无法工作,也不能发射标准-6拦截,因为这个高度对于标准-6太高了,此外弹道导弹防御系统的计算程序都是针对弹道导弹的,难以预测东风-17高超音速导弹下一步会如何飞行,就目前而言,美国的弹道导弹防御系统无法有效拦截东风-17高超音速导弹,辛苦辛苦干了二十年的弹道导弹防御系统面临“清零危机”,当然,东风-17高超音速导弹也并不是完全无法拦截,如果其上升段拦截率较高,到了中段拦截率就非常低,一旦进入临近空间段拦截率就为零,

东风-17高超音速导弹最大的弱点在于弹头没有发动机,飞行途中不断减速,末端速度越来越低,美国提出了区域滑翔阶段武器系统,希望能提高临近空间段拦截率,但从目前来看,中国的步伐要快出不少,美国还处于设想阶段,东风-17高超音速导弹已经批量装备,按照中国的武器研制规律,下一代高超音速导弹已经处于研发过程之中,新一代高超音速导弹可能从2000公里射程的常规导弹向上万千米公里射程的战略导弹过渡,助推段必须减少被天基侦察卫星红外传感器探测的可能,还要给弹头装上超燃冲压发动机,使高超音速导弹始终在5~10赫飞行,使未来的天基激光器或者动能拦截弹拦截几乎成为不可能。

此文章由海外华人同盟资讯主篇为您精心报导。如果喜欢我们的文章,记得按赞和分享哦!我们的专页将每日不定时更新,以取得最新资讯与大家分享。

發表迴響