[轉帖]★亞軌道飛行器:中國曝光秘研新型戰略武器!

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导读:   空間飛行器,顧名思義是指能夠飛行在臨近空間執行特定任務的一種飛行器。臨近空間,一般指距地面20—100千米的空域,處于現有飛機的最高飛行高度和衛星的最低軌道高度之間,也稱爲亞軌道或空天過渡區。大緻包括大氣平流層區域、中間大氣層區域和部分電離層區域。這一區域既不屬于航空範疇,也不屬于航天範疇,而對于情報收集、偵察監視、通信保障以及對空對地作戰等,卻很有發展前景。   近空間飛行器與其他飛行器相比較,具有兩大獨特優勢。優勢之一:目前世界上絕大多數的作戰飛機和地空導彈都無法達到這一高度,且外




空間飛行器,顧名思義是指能夠飛行在臨近空間執行特定任務的一種飛行器。臨近空間,一般指距地面20—100千米的空域,處于現有飛機的最高飛行高度和衛星的最低軌道高度之間,也稱爲亞軌道或空天過渡區。大緻包括大氣平流層區域、中間大氣層區域和部分電離層區域。這一區域既不屬于航空範疇,也不屬于航天範疇,而對于情報收集、偵察監視、通信保障以及對空對地作戰等,卻很有發展前景。


近空間飛行器與其他飛行器相比較,具有兩大獨特優勢。優勢之一:目前世界上絕大多數的作戰飛機和地空導彈都無法達到這一高度,且外太空武器還沒有進入實戰階段,臨近空間便成了相對獨立的“真空”層,從而有相對安全的工作環境。優勢之二:臨近空間飛行器能夠比衛星提供更多、更精彩的信息(尤其相對于一些特定區域)。應用成本要比衛星和高空偵察機便宜得多。


巡航導彈作爲一種遠程精确制導的高技術武器裝備,已成爲以“非接觸遠程精确打擊”爲主要特點的新作戰思想的重要支柱,在高技術局部戰争和軍事沖突中發揮了重要的威懾和殺傷作用。現代隐身巡航導彈的超低空飛行和隐身技術對現有的地面攻防對抗體系提出了新的挑戰,如何防禦隐身巡航導彈成爲當前的技術熱點和難點之一。


近年來,由于臨近空間飛行器具有長滞空時間和高分辨率等優點,受到世界各主要強國的高度重視。臨近空間飛行器爲空中預警、偵察、監視等軍事用途提供了不可多得的空中載體,臨近空間飛行器用于巡航導彈預警和跟蹤是未來巡航導彈防禦領域的必然趨勢。



1 臨近空間飛行器


臨近空間(Near space)通常是指20~100km的高空[1],其下面是傳統航空器的主要運行空間,其上面是航天器的運行空間。臨近空間飛行器是指運行在臨近空間範圍的飛行器.


[2]由于技術和認識上的原因,臨近空間的戰略價值直到最近才引起各國的重視。臨近空間飛行器成爲各國近期研究的熱點。美國、俄羅斯、歐洲、韓國、英國、日本、以色列等國家和地區都在投入大量的經費開展臨近空間飛行器技術的研究。


臨近空間的軍事運用是臨近空間開發的主要方向和目的。臨近空間飛行器在情報搜集、監視以及通信保障領域大有前途。臨近空間飛行器既能比衛星提供更多、更精确的信息并節省使用衛星的費用,又能比通常的航空器減少受到地面攻擊的危險[3] 臨近空間機動飛行器(NSMV)是美軍将開發的運用于軍事領域基本型臨近空間飛行器之一。其主要用途就是進行定點偵察。它能像衛星一樣覆蓋範圍廣,留空時間長,也可以像無人機那樣對戰術級作戰要求作出快速反應。這些飛行器的推進系統各不相同,有的配備常用推進器,有的則配備非常規的浮力調整系統,這已系統可以讓飛行器以30~50節的速度飛行,也可以使飛行器抵禦臨近空間中那些不常見的但卻緻命的氣流。


臨近空間在導彈防禦方面的軍事價值也已受到美國等的重視,2005年,美國導彈防禦局高空飛艇項目進入樣機制造和演示驗證階段,2005年11月,美國高空哨兵臨近空間飛艇成功進入臨近空間。可以相信,在不久的将來,臨近空間飛行器将成爲導彈防禦的另一個重要平台。


目前,我國對于臨近空間飛行器的研究還處于非常初級的階段,介于臨近空間飛行器的重要軍事運用價值,今後幾年我國也應不斷加強這一領域的研究工作,使我國在未來軍事競争中處于優勢地位。本文正是針對巡航導彈的特性,研究臨近空間飛行器在巡航導彈防禦中的應用前景和所要解決的關鍵技術。



2 巡航導彈預警技術及發展趨勢


巡航導彈主要是指以巡航狀态在大氣層内飛行的有翼導彈[4]。随着科技的迅猛發展,巡航導彈的發展也十分迅速,現代巡航導彈具有隐蔽性好,突防能力強,命中精度高,殺傷威力大,通用性好,綜合效益高的特點。


正是因爲現代巡航導彈的以上優點,加之近年來幾次局部戰争中的成功實踐,戰績斐然,使得世界上許多國家對發展本國的巡航導彈更爲重視,紛紛增加了巡航導彈的研制計劃,預計在今後的十年内,巡航導彈将大量裝備和使用,因此,對抗巡航導彈已成爲當務之急。


目前,大多數國家仍主要依靠常規地面雷達探測空中來襲目标。超低空飛行是巡航導彈最主要的攻擊方式,巡航導彈正是利用雷達采用電磁波直線傳播,當遇到山丘或高大建築物時,障礙物背後的目标不能被探測到這一缺陷,能穿梭于群山之間而不被發現。而且,導彈飛得越低,背景的雜亂回波就越強,從而越過對方的雷達紡線。通常,巡航導彈在不同地形的巡航高度爲:在海面上飛行高度爲5~10m,平原地區爲15m,丘陵地區爲50m,山區爲100m左右。可按預定程序繞過固定的防空陣地,從側面或背面打擊目标。當巡航導彈到達目标附近時,即使被發現,但時間短促,防空武器已經很難有所作爲了。


另外,隐身巡航導彈的出現,爲地面雷達預警又增加了新的難度。巡航導彈通過采用低RCS外形技術、吸波材料技術等措施躲避地面雷達的追蹤,實現隐身[5]。


隐身巡航導彈雖然隐形,但其隐形效果主要作用于前方、下方的防空雷達。因此,在空中設置多種防空傳感器,隐形巡航導彈的散射能量就會在多種傳感器上體現出來。這些傳感器獲取的信号經過處理就會得到較完整的目标信息,爲攔截提供一定的時間。


然而,天基探測器由于離地面太遠,地表又經常被雲層覆蓋,不能有效地探測到低空飛行或超低空飛行巡航導彈的特征信号。


目前被廣泛采用的機載雷達探測雖然能有效地探測到巡航導彈目标,但由于其不能長時間工作,探測位置不固定,不能對巡航導彈進行持續有效的預警。


爲了探測巡航導彈,采用臨近空間飛行器已成爲必然趨勢。臨近空間飛行器一般由輕型複合材料制成,具備良好的紅外和雷達隐身能力,既可用于戰區内重點目标的前沿防空,又可執行空中巡邏、通信聯絡、環境監測等多種任務。若能裝備合成孔徑雷達,并升到3000米以上高度,它對低空目标的探測距離可從目前地基雷達的20~30千米提高到250千米。它一方面受到防空導彈的保護,另一方面與防空導彈配合,構成一個立體防空體系。



3 臨近空間飛行器巡航導彈預警關鍵技術


目前,各國臨近空間飛行器技術尚處于關鍵技術攻關與演示驗證階段,臨近空間飛行器在巡航導彈預警方面的應用也正處于研究和論證階段[6]。根據臨近空間飛行器和巡航導彈預警技術的特點,本文将未來臨近空間飛行器巡航導彈預警所涉及的關鍵技術歸納爲以下五個方面:



(1) 面向任務的頂層設計和系統設計


1) 臨近空間飛行器的合理布局和優化


2)臨近空間飛行器偵察傳感器與地面計算的合理布局與分工協作


包括臨近空間傳感器的布局與分工和臨近空間飛行器與地面偵察設施間的布局與分工兩個方面。應綜合考慮各種傳感器的特點,使系統整體達到最優。



(2) 隐身巡航導彈識别技術


1) 米波與毫米波探測技術


在探測隐身巡航導彈方面,米波雷達有其獨到之處,無論隐身目标如何改變外形設計,米波雷達都會對其産生某種諧振,緻使散射增強,從而增大了隐身目标的散射面積[7]。隐身巡航導彈和其他隐身飛行器,大多數使用諧振形吸收材料,這種材料有一種活性成分,在一般雷達照射下,其内部結構引起諧振,産生電子的重新排列,吸收一部分入射的能量。但是在米波雷達的照射下,頻率低,波長長,震蕩會越來越慢,吸收機理不再有效。


毫米波雷達對不連續的小散射波比較敏感。隐身目标任何不光滑的部位和對接的縫隙都會造成很強的反射,從而導緻隐身目标散射面積增大。


2) 紅外探測技術


紅外無源探測的突出優點是對目标的依賴性最小[7]。溫度越高,波長越短、體積越大的物體輻射越強,尤其是巡航導彈發動機燃燒室熱金屬空腔和尾焰噴口溫度往往高達幾百至上千度,排出的熱氣柱在幾十米的長度内溫度保持在幾十至幾百度,同時巡航導彈的蒙皮也要輻射大量的紅外射線,也可在足夠遠的距離被探測到。



(3) 多傳感器信息融合技術


1)基于多傳感器融合的目标識别


爲了發現巡航導彈,必須把空中(如導彈預警衛星、飛船、預警機系統、戰鬥機、預警直升機、空中氣球系統、飛艇等等)、地面、海上以及其他多種平台攜帶的雷達、紅外探測器、光電系統、激光系統以及其他非射頻傳感器融合在一起,并以最佳方式将來自各個傳感器的數據融合到一個系統的信息庫中,得到更精确的目标位置、速度信息。


2)多目标識别技術


現代立體作戰環境非常複雜,戰線縱橫交錯,爲避免誤傷己方或中立方目标,需要準确識别、跟蹤、指示所要攻擊的目标。



(4)複雜背景和目标有效特征的建模、可檢測性與可識别性的預測與評價


1)抑制強背景幹擾,利用運動、形态和光譜等複合特征的檢測識别方法。


2)目标/背景特性與識别技術的仿真、建模與性能定量評價及預測。



(5) 實時信息處理技術


1)研制可在臨近空間飛行器上安裝的面向巡航導彈目标的小型高可靠、高速并行信号處理機。


2)研制多處理機分布式并行處理系統。


3)高可靠、嵌入式、可擴充、模塊化應用軟件。


4 結論


防禦巡航導彈是任何一個主權國家都不得不重視的迫在眉睫的大事。随着其他各國臨近空間飛行器研制的發展,巡航導彈預警又有了嶄新的空間,我國應緊跟其他軍事強國的步伐,積極進行臨近空間巡航導彈預警方面的研究;利用臨近空間飛行器的優點,統一籌劃未來巡航導彈防禦體系;研究臨近空間飛行器在巡航導彈預警方面的關鍵技術;以最佳方式将來自各個傳感器的數據融合到一個系統數據庫中,形成大空域、遠距離、多功能、多頻譜、多方位的立體探測網并使其協同一緻地工作,在第一時間識别和跟蹤巡航導彈。

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