美用反导施压中国失败 预警雷达修到中国家门!

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导读:2010年1月11日20:58:46,新华社在网络上播发了一条快讯:中国11日在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的。这一试验是防御性的,不针对任何国家。 这虽然是一条很短的新闻,但透露出了非常丰富的信息。首先是“反导”,中国在2007年1月11日进行过反卫星试验,而反导比反卫星的技术难度高得多,说明中国国防工业的技术水平上了一个新的台阶。“境内”和“陆基”说明靶弹的射程没有超过中国领土尺寸,应该是一枚中程导弹。而本文的介绍重点,是“中段”。 什么是中段拦截? 下面的数字都是以洲
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2010年1月11日20:58:46,新华社在网络上播发了一条快讯:中国11日在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的。这一试验是防御性的,不针对任何国家。

这虽然是一条很短的新闻,但透露出了非常丰富的信息。首先是“反导”,中国在2007年1月11日进行过反卫星试验,而反导比反卫星的技术难度高得多,说明中国国防工业的技术水平上了一个新的台阶。“境内”和“陆基”说明靶弹的射程没有超过中国领土尺寸,应该是一枚中程导弹。而本文的介绍重点,是“中段”。

什么是中段拦截?

下面的数字都是以洲际弹道导弹为基础讨论的,其飞行分为三个阶段。

第一个阶段是由火箭发动机推动弹体向上飞行,直至最后一级发动机关机,弹头和发动机分离。《中国大百科全书·航空航天卷》把这个阶段称为“主动段”,国外称为“助推段”、“上升段”。这个阶段从发动机点火开始计时,持续3~5分钟,固体火箭发动机因为燃烧速度宽,主动段的时间要比液体火箭短一些。主动段结束时导弹弹头与末级发动机分离,此时的高度为150~400千米,速度大约是7千米/秒。在主动段,导弹要同时受到发动机推力、地球引力和大气阻力的作用。

第二个阶段就是中段,是弹头部分独自在外太空飞行,其弹道先是上升,后达到一个最高点逐步下降,直到接触到稠密大气。《中国大百科全书·航空航天卷》把这个阶段称为“自由飞行段”,新华社在新闻中用了“中段”一词,可能是为了让国外读者更容易理解。这个阶段大约持续25分钟,要在一条椭圆轨道上进行部分轨道的空间飞行,这个椭圆的半长轴为3186千米~6372千米,弹道飞行的最高点高度大约为1200千米。在中段的结束部分,弹头将接触到稠密大气,称为再入。弹道导弹的再入角接近90度,也就是几乎垂直地扎进大气层。中段飞行时弹头只受地球引力作用。很多突防措施是在中段启动的,譬如多弹头分导导弹的各子弹头分离、假目标的释放等。部分导弹还要在中段启动控制发动机进行弹道修正。

最后一个阶段是再入段,也有称为末段。末段的起始点大约距离地面100千米,飞行时间2分钟,落地速度大约为4千米/秒。

三个阶段的拦截特点

弹道导弹在主动段、中段和末端有不同的特性,要采取不同的手段才能拦截。

在主动段,弹道导弹的发动机要持续,其明亮、高温的尾焰是明显目标,用天基或空基红外探测器可以轻松发现,其预警、识别和瞄准都比较容易。而且弹道导弹在这个阶段无法采取释放诱饵、机动等突防措施。不过这个阶段的持续时间短,可能不足以完成发现、识别、决策、实施拦截的过程。美国的办法是,把装有拦截弹的军舰、飞机部署到距离弹道导弹可能发射地点很近的地方,缩短拦截弹飞行距离。不过这种办法只能用于朝鲜、伊朗等国土相对狭小的对手,无法对付中国、俄罗斯这样纵深广大的国家。

中段拦截的优点是作战时间长,可以比较从容地发现、识别、决策、拦截,更重要的是,中段拦截的作战纵深广大,甚至可以横跨整个大陆或大洋,可以比较从容地选择拦截点。这样,就可以使被拦截弹头上的核生化污染物在比较安全的位置坠入大气层烧毁,没有烧尽的部分也会落入无人区,不会引起危害。由于纵深大,中段拦截需要使用射程远、体积大的拦截弹,还要拥有大功率、高分辨率的远程雷达,把来袭弹头从空间垃圾、诱饵中区分出来,相应地要具备高速运算的巨型计算机。不过由于拦截弹射程远、机动能力强,可以用少量拦截弹覆盖相当广大的区域。

正因为如此,中国外交部发言人姜瑜12日在例行记者会上表示,这次试验不产生滞留空间轨道的碎片,不会对在轨航天器的安全构成威胁。这其中的原理很容易解释,弹道导弹一般不会达到第一宇宙速度,而且速度方向并不平行于地球表面,因此不会进入绕地轨道飞行。而拦截弹大致是从前方碰撞作为靶弹的弹道导弹,根据动量守恒原理,两者的绕地飞行速度都会急剧下降,即使飞溅出来的碎片也不可能达到第一宇宙速度。因此,碰撞产生的所有碎片都会很快坠入大气层。本文面世之时,所有的碎片都已经化为灰烬。

末端拦截要等导弹进入大气层以后实施。其优点是,拦截弹的飞行距离短,因此可以采用较小、较轻的助推火箭;而弹头常用的气球型诱饵会在大气阻力下急剧减速,不能再掩护真弹头;由于末端距离地面较近,对导引雷达的作用距离的需求也比较低。不过末端拦截的作战时间非常紧迫,在不到30秒的时间里要完成所有程序;拦截弹和来袭弹头是相向飞行,相对速度高,对拦截弹的制导和控制要求极为苛刻;末端拦截系统的保护范围小,一般只能保护一个城市或一个基地。另外,弹道导弹末端一般已经进入了防御方的领土,弹头即使被摧毁,其携带的核生化物质也会飘落在防御方范围内,相当不利。

中国是一个国土辽阔、人口众多的大国,目标多、战线长。如果搞末端防御,仅仅保护各直辖市和省会城市就要部署几十套系统,经济上无法承受,要保护全国所有重点目标就更不可能了。此外中国没有海外驻军,很难部署主动段拦截系统。中国如果要用尽量少的经费实现导弹防御,中段拦截是比较合理的选择。美国早已在研究这样的技术,即波音公司的“陆基中段防御”(GMD)武器系统。

大气层外与大气层内

美国是全球最重视反导的国家,因此对中国的反导试验立即做出了反应。据美联社12日报道,五角大楼的一位发言人说:“我们事先未收到要进行导弹试验的通知”“我们监测到了从两个不同地点发射的导弹和一次外大气层空间撞击。我们正在向中方探询这次拦截试验的目的以及中国未来部署拦截系统的意图和计划。”

美国军方的发言旁证了中国反导试验的成功。其措辞中的“外大气层”一词,更是证明了中国确实是在中段进行了拦截。所谓“外大气层”实际上是英文的“Exoatmospheric”,译为“大气层外”更为合适。根据上文的弹道导弹飞行各段定义,中段和“大气层外”基本是一回事。

美国GMD就属于大气层外防御,而本刊曾经报道过的“战区高空导弹防御”系统有大气层内、外两种作战模式。

与“红旗”-9的天壤之别

部分媒体将反导拦截弹与“爱国者”、“红旗”-9导弹相提并论,这可能受海湾战争的影响。当时“爱国者”导弹多次拦截伊拉克的“飞毛腿”,给了公众最直观的导弹拦截印象。不过中段反导完全是另外一个概念。首先,中段反导属于战略防御范畴,而“爱国者”、“红旗”-9基本属于战术防御。前者受最高统帅部直接领导,而后者受战区指挥员领导,在国防体系中的位置明显不同。

“爱国者”和“红旗”-9虽然是远程防空导弹,也具备一定的反导能力,不过其射程只有几百千米,射高不超过大气层高度,其配套的搜索雷达、火控雷达也没有足够的作用距离,因此只能对飞行速度计较低的近程导弹实施末段反导。中段反导拦截弹的射程必须达到中远程弹道导弹的量级,才能在距离发射点1000千米乃至数千千米的地方实施拦截,而且其射高必须达到甚至超过弹道导弹所能达到的最高点——可能是1000多千米。此外,中段反导需要超远程雷达支持,这类雷达的体积和功耗极大,往往要装在巨大的固定混凝土基座上,还要为它配备专用的电力系统和保障设施,是不折不扣的庞然大物。这绝不是防空导弹武器系统的雷达所能比拟。所以,反导拦截武器系统和“爱国者”、“红旗”-9这类要地防空导弹系统完全不同。

GMD简介

笔者无从知道中国拦截武器系统的详情,但可以从GMD的原理和组成来粗略介绍中段拦截技术。

GMD是美国国家导弹防御战略的一部分,由美国陆军负责、空降军协助。GMD的系统总承包商是美国波音公司综合防御系统部,其主要分系统包括大气层外杀伤器(EKV),陆基拦截弹(GBI,即把EKV发射到太空中的多级火箭)及其发射井系统,作战指挥、控制和通信系统,用于早期预警的改进型“铺路”雷达,以及用于制导的前进X频段雷达。X频段雷达装在一个俄罗斯制造的半潜式石油钻井平台上,部署在阿拉斯加州阿达克岛附近。美国军方表示,如有需要,这台巨型雷达可以机动到太平洋任何海区。

GBI长16.8米,直径1.27米,起飞重量12.7吨,射程达2000千米。

GMD从1999年到2008年共进行了14次拦截试验,其中8次成功;进行了17非拦截飞行试验,其中15次成功;进行了1次雷达系统试验,取得成功。也就是说,中国在这方面落后了美国10年多一点时间。

目前美国在两个位置部署了GMD——阿拉斯加州格里列堡陆军基地和加利福尼亚州范登报空军基地。美国曾打算在波兰部署GMD,但引起了美、俄之间的激烈争吵,在2009年9月取消。

GMD耗资巨大,目前预计的总研制和部署费用是307亿美元。但这类国防科研历来是要超支的。美国总审计署目前估计其至少超支15亿美元。

关于EKV

GMD的核心部件是雷声公司研制的EKV。EKV装在GBI的头部,其核心部件是一台大口径红外寻的头。待导弹基本飞出大气层后,用来保护EKV的整流罩脱离,此时地面指挥系统将雷达制导数据不断发送给EKV。EKV启动自身的推进系统,向来袭弹头靠近。带进入红外寻的头作用距离、发现来袭弹头后,EKV进入末制导程序,由弹上计算机根据拦截算法调整飞行方向和姿态,直到与来袭弹头碰撞为止。EKV没有可爆炸的战斗部,完全依靠自身动能摧毁弹头。

EKV上的所有硬件和软件,例如红外寻的头、姿态控制发动机、航向控制发动机、通信系统、弹道计算软件、弹上计算机等都有极高技术含量,迄今为止只有美国和中国依靠自己的力量研制成功这类武器。日本“标准”-3拦截导弹上的动能杀伤器(KKV)是在美国技术援助下研制的。EKV重64千克,长1.4米,直径0.6米,飞行速度大约为10千米/秒。

EKV极其昂贵,美国军方在1998年确定的采购单价是2000万~2500万美元。按照军火采购的管理,这个数字如今一定高了很多。

印度的导弹防御是中段拦截吗?

印度曾自称成功实施过3次反导拦截试验。印度有两个型号的反导导弹。第一个是用“大地”-II近程弹道导弹改装的“大地”防空导弹(PAD),印度将其归类为大气层外反导系统。另一个是是“先进防空”系统(AAD),属于大气层内拦截武器。

印度在2006年11月曾宣布,用一枚PAD拦截了另一枚“大地”-II导弹,拦截高度为50千米。拦截弹根据雷达提供的数据进行飞行中段修正,末段采用主动雷达制导。不过印度方面并没有指出这次试验是主动段、中段还是末段拦截。部分媒体称,两弹的发射点相距不到100千米,因此判断是主动段拦截。

2009年3月6日,印度宣布其又成功进行了一次PAD拦截试验,靶弹是一枚从军舰上发射的“弓弩”导弹(即“大地”导弹的海军型)。不过印度方面称,这枚“弓弩”模拟的是射程1500千米导弹的弹道。PAD在75千米高度拦截了目标。

不过印度的这些声明颇为可疑。印度方面没有透露PAD的弹头类型,但以印度的科研实力,没有可能研制出EKV类型的拦截器。“大地”-II的射程只有250千米,还不如远程防空导弹;其射高也只有80千米,只能抵达临近空间,严格来说不能算是大气层外拦截器。而且“大地”-II的发动机还是上世纪50、60年代技术,不具备反导拦截所必需的急加速和高速飞行性能。更重要的是,“大地”-II采用液体火箭为一级发动机,射前的燃料加注程序复杂而漫长,不符合拦截弹随时待发的值班要求。有军迷开玩笑说,对方弹头都落地了,PAD可能还在加燃料。“大地”-II本身可靠性不高,作为近程导弹是否合格都是个问题。在其基础上改装拦截弹,最多只能进行一些概念试验,基本不可能型号化。

PAD系统得到了以色列的技术支持,其“剑鱼”远程跟踪雷达是“箭”-2反导系统中“绿松树”雷达的衍生型。印度称“剑鱼”作用距离为600千米,打算将其提高到1500千米。但以色列方面的资料称,在研的“绿松树”改进型“超级绿松树”作用距离也只有800~900千米。以色列的武器曾经名噪一时,不过近年来暴露出大量问题,其出口印度的“费尔康”预警机几乎不能工作。“剑鱼”雷达能否例外,印度的改进计划能否实现,值得怀疑。

小结

反导拦截系统是一种高投入的技术,没有足够的经费投入是无法染指的。但对于中国而言,它与其他国防高技术一样,是维护国家主权和领土完整的必修课。几年前,美国用导弹防御为工具,反复对中国施加压力,甚至把预警雷达修到了中国的家门口。2010年1月11日试验的成功,不但证明了我国科研人员的聪明才智,也表明了当今中国的国力空前雄厚,有足够人力、物力、财力去研究最尖端的国防技术。而美国自己却因为金融危机,不得不大幅度削减很多先进装备的研制经费。这恐怕就是所谓的“此消彼长”。

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