喜报!夜空中最亮的星,详解第六次陆基中段反导拦截技术试验

虹摄库尔斯克
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作者:虹摄库尔斯克
   

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国防部最新消息;6月19日晚,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。

据了解,这是我们第6次对外公布陆基中段反导拦截技术试验。此前五次是2010年1月11日,2013年1月27日,2014年7月23日,2018年2月6日以及2021年2月4日。

(一)什么是陆基中段反导拦截技术

反导拦截技术按发射地分为陆基、海基和天基,分别指反导系统在陆地、海上和天空发射。按照拦截时机不同可分为三大类,“助推段”、“末段”和“中段”。

我们经常看到的美国“萨德”反导防空系统,其实是一种典型的末端高空区域防御系统,主要是针对高空导弹进行拦截,拦截高度达到4-15万米,拦截速度达到2.8千米/秒,具备对中程弹道导弹的末段拦截能力。不过由于该弹飞行包线问题,并不具备中段拦截能力,将受到弹道导弹再入弹头假目标和机动变轨能力的挑战。

而部署更普遍的“爱国者”3地空导弹系统,仅具备拦截战役战术弹道导弹的能力,属于战术层面的防空导弹,放在战略层面顶多算是末端中低空防御系统。

图片:2010年1月11日,我国首次陆基中段反导拦截试验。

相比而言,中段指的是弹道导弹飞行高度最高的一段。远程弹道导弹的中段是在大气层以外飞行。在中段进行拦截,可以避免敌方导弹飞临我方本土,安全系数更高。

但中段拦截因为目标距离远,也要求反导系统的雷达拥有更远的探测距离、拦截弹拥有更快的速度和加速度,技术难度更高。中段导弹防御系统一般由拦截器(导弹)、传感器(雷达、卫星)和战斗管理系统组成,用来对敌方弹道导弹进行探测和跟踪,然后从地上或海上发射拦截器,在敌方系统的弹道导弹尚未到达目标之前,对其拦截并将其战斗部摧毁。

图片:网友拍摄的历次陆基中段反导拦截技术试验绚丽画面。

美军于2004年率先部署陆基中段防御系统(GMD),作为国家导弹防御系统(NMD)的一部分,并从范登堡的作战拦截导弹发射基地首次发射了拦截导弹,对模拟的和真实的目标导弹进行拦截。

陆基中段导弹防御系统的系统组成庞杂、技术难度极高。我们是继美国之后第二个进行陆基中段反导拦截试验的国家。

图片:我们常听说的“萨德”防空系统其实是一种末端高空防御系统。

图片:“爱国者”地空导弹系统属于战术层面的防空系统,技术和性能远没有“萨德”先进。

图片:美国是世界上第一个实战部署陆基中段拦截系统的国家,这是美国GMD系统的拦截弹。

(二)中国陆基中段拦截系统发展

“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。”中国陆基中段拦截系统也不是凭空而生的,而是积累了中国科技工作者数十年的心血。

我国反导研究起步于上世纪60年代。1964年2月6日,..在会见钱学森时,提出了“有矛必有盾”的思想,指示研制反导弹武器。实际上,..邀请钱学森谈话之前就开始长期思考反导问题。

在两个月前的1963年12月16日晚上,..听取聂荣臻汇报十年科学技术规划时,第一次提出研制反导弹武器的想法。他说:“我们的原子弹、导弹无论如何也不会比别人搞得多,同时,我们又是防御的战略方针,因此,除搞进攻性武器外,还要搞防御性武器。搞一批人专搞,让他们吃饭不做别的。我们要从防御上发展,要研究反导弹武器。在数量上我们搞不过他,这个问题要研究一下。”

..在两个月中的两次谈话,使中国反导弹武器研制工作正式启动,而“有矛必有盾”也成为中国反导武器建设的指导思想。

图片:..和钱学森,..是中国反导事业的决策者。

图片:钱学森与中国火箭事业。

根据..这一指示,中国反导研究项目被确定为“640工程”。

中国战略导弹防御系统的研制始于“反击一号”,这是当年七机部二院负责的项目。1967年10月,国防科委召开了“640工程”会议,正式提出了开展反导弹用核弹头研制工作的建议,包括反导拦截弹、反导大炮等攻关项目。

在此后的十几年里,分别研制了“反击一号到三号”的全系统和“先锋”系列反导大炮。1971年到1979年8月“反击一号和反击二号”先后进行了多次试验,虽然不很圆满,但却有了初步的探索。

图片:中国反击系列防空导弹。

“反击”系列拦截导弹可以算是我国第一种反导拦截弹,虽然没有太多技术资料公布和留存下来,但我们仍然能够从弹体外形和发射架等方面找到美国“斯普林特”拦截弹的影子,对比“斯普林特”拦截弹,或许我们能够找到当年“反击”系统拦截弹的一些线索。

“斯普林特”是美国研制的一种实施低空拦截的末端拦截导弹,用来在洲际导弹来袭的末端截击再入的弹头。

该弹1963年开始研制,从1963年到1972年进行了多次拦截试验,“斯普林特”拦截弹也在美国预定的“卫兵”导弹防御系统中的重要拦截武器,预定装备398发。“斯普林特”导弹作战半径最大48千米,最小32千米;作战高度最大3万米,最小为1.5万米;杀伤概率为75%;制导方式为无线电指令制导;发射方式为地下井垂直发射;弹长8.2米,弹径1.37米,核战斗部采用中子弹,弹头当量1000吨TNT,杀伤半径400米,最大限度减少核污染。动力装置为二级固体火箭发动机,命中能够精度:24-27米。

图片:夸贾林环礁上进行测试的 “斯普林特”拦截弹。

整个系统原计划部署14个防区,美国本土12个,阿拉斯加和夏威夷各1个,并于1969~1970年开始建设本土的3个防区。

但通过试验发现,“斯普林特”导弹并不是低空拦截的理想武器,主要存在的问题:加速度低、机动能力差、制导精度不高等,还有当中子弹爆炸的时候产生的电磁干扰将严重影响美国本土雷达系统的探测,这样对于核战争中分秒必争的态势感知来说,是得不偿失的。

为此,1975年美国国会决定撤消“卫兵”系统,转入反导技术研究工作,“斯普林特”也未能够继续生产和装备。

图片:部署在地井中发射的 “斯普林特”拦截弹。

从时间轴看,我们的“640工程”是在1963年由..倡议开始研究的,1969年8月展开“反击一号”拦截系统的全系统研制,1970年开始了“反击二号”拦截弹的方案论证和研制工作。

1971年10月-1972年4月,“反击二号”进行6次1∶5模型弹弹射试验,5次成功。1974年5-6月开始研制“反击三号”拦截弹。后“反击二号”“反击三号”拦截弹停止研制,全面攻坚“反击一号”拦截弹。

1977年完成“反卫一号”武器系统总体设计和部分设备研制试验,1979年8月-9月“反击一号”成功进行了2发模型遥测弹的飞行试验。

从现有情况分析,“640工程”中的“反击一号”正是类似于美国“斯普林特”拦截弹或苏联“橡皮套鞋”拦截弹的末端底层高超音速拦截弹,采用核弹头毁伤来袭洲际导弹的再入弹头。

而“反击二号”也属于末端低层拦截弹,“反击三号”则属于中段拦截弹或末端高层拦截弹。应该说中国反导拦截系统的研制工作起步并不晚,起点也很高。虽然1980年由于国家战略调整,“反击一号”拦截弹和“640工程”都暂时停止,但却为我国反导拦截事业发展奠定了扎实的技术基础。

图片:曾经的“反击一号”试验发射架,现在成为了公园中的遗物,很少有人知道它的历史。

其实,“640工程”不仅仅研制出了“反击”系列拦截弹,还在7010相控阵预警雷达、侦察卫星、先锋反导核大炮等项目中取得了技术进步。

其中的7010雷达是中国第一代远程战略相控阵雷达系统,其发射机采用4只大功率多腔速调管,总峰值功率为10兆瓦,平均功率为200千瓦,电扫描天线阵面为20米X40米,馈电单元8976个,在方位120度和仰角2-80度空域内进行边搜索边跟踪,可连续跟踪多批目标,配备了大中小型计算机对全站实时控制,处理和计算。

该雷达还采用了脉冲压缩、反副瓣、变极化等反干扰措施,对一些关键器件,分机采用双工冗余技术,配有全机工作状态监测系统和故障显示系统。7010基地整个建设在大山深处,全员都是为了保障这座巨大的雷达的正常运转。

图片:过去在7010基地工作的邵润朋老人的手绘,让我们能够想象出7010雷达庞大的内部结构。

图片:7010基地生活区素描。

让我们感到欣慰的是,就在“640工程”暂停后5年,也就是1986年3月,中国4位最具声望的国防专家上书,提出“高技术研究与发展计划纲要”,即著名的的“863计划”,其中重启导弹防御研究也列在其中!

中国新时代的反导拦截技术研发重新起步!

图片:与“反击一号”同时代发展的“先锋”核火炮,仍然采用的是核弹防空思路。

(三)中国陆基中段反导拦截系统技术推测

如今40多年过去了,我们终于站在世界反导技术的最前列。由于这是我国最高的机密,对于新型陆基中段反导拦截系统的研制和性能目前还是一个迷,我们只能够从媒体报道中的只言片语和北约军事家们的推测中了解一些端疑。

新闻中说道,陆基中段反导拦截技术试验是防御性的,既然是防御性的,就不具备威胁性,也不会针对第三方。目前世界上只有美国、中国以及后来的..进行过类似中段反导拦截试验,俄罗斯和印度则进行过末端反导拦截试验。

中段拦截虽然需要拦截的洲际导弹位于大气层外飞行,飞行高度是“助推段”“中段”“末端”三阶段中最高的,但拦截优势在于这个阶段的洲际导弹飞行稳定,而且是洲际导弹爬到了最高的弹道高度,速度相对较低,适合进行拦截。

而且此阶段位于大气层外,无论拦截弹头是采用核弹头还是动能拦截器,都不会对地面造成伤害。此外,这个阶段弹头还没有分离,火箭助推器的尺寸也比较大,便于发现和跟踪。

图片:陆基中段反导拦截示意图。

中段反导拦截技术试验主要针对的就是中远程乃至洲际弹道导弹,这是一场体系的对抗,正如当年的“640工程”一样,要完成对洲际导弹的拦截必须在发现、跟踪、拦截等多个环节下功夫,而涉及到的技术更是林林总总、纷繁复杂,主要是远程探测技术、跟踪引导技术、拦截导弹技术、拦截弹头技术等。

在探测发现方面,我们现在已经建立起了完善的天基红外、陆基雷达探测体系,能够及时发现从对手本土或者是海上发射出来的远程或洲际弹道导弹,并能够通过红外、雷达等技术进行持续跟踪,这主要得益于我国航天探测方面技术的发展和成熟。

2016年3月22日,据《科技日报》报道,我国有尖兵系列侦察卫星和前哨系列红外预警卫星两大类军用遥感卫星,这是我国首次公开证实预警卫星的存在。而国产P波段远程预警雷达也已经屹立在大地之上!

图片:美国DSP红外导弹预警卫星。

图片:美国SBIRS-2号红外预警卫星于2009年6月11日拍摄的Delta-2-7920H运载火箭轨迹。

另外一个关键技术则是拦截导弹使用的动能拦截器技术。

相比导弹本身来说,动能拦截器技术更加复杂。由于我国有雄厚的运载火箭技术,因此研制能够打到洲际导弹弹道中段的拦截火箭问题并不大。

北约已经为中国新型拦截弹赋予了SC-19的代号,外媒称这是我国重型陆基反导拦截弹,能够执行中段拦截和反卫星作战。

而“SC”是“双城子”的意思,也就是酒泉卫星发射中心。该中心坐落于内蒙古戈壁滩沙漠中酒泉市的北面,是中国最早也是最大的卫星发射中心,1958年开始兴建。西方国家称这个发射中心为“双城子”。

图片:网友绘制的SC-19中段拦截弹。

有了载体,关键就是搭载的动能拦截器。

过去中美苏采用的反导策略都是使用核弹头去拦截洲际导弹的核弹头,提前将其摧毁或引爆,或者以核爆的威力影响来袭导弹的精密仪器,使其无法正常起爆。说白了就是一句话,让核弹在太空或大气层高层引爆好过核弹落地或者临空后引爆。

但是,核爆反导还是引起了世界各国的反对,加上核爆反导的精度和可靠性都不能很好地满足对分导式多弹头洲际导弹的拦截,还会加重对本国空域的核污染,因此在冷战后就不再提倡了。

图片:部署在莫斯科周边的“橡皮套鞋”反导拦截弹就是典型的“以核反核”式拦截导弹。目前已经趋于淘汰。

随着技术发展,新一代动能拦截器(kinetic interceptor)开始研制。

所谓动能拦截器通常是指新一代高层拦截导弹的末级。国外和我国在研的新一代拦截弹基本上都采用自带动力系统和主动巡的导引头的非爆炸性弹头。这种弹头在太空中采用“硬碰硬”的方式将来袭的洲际导弹末级撞毁。

以美国海军“标准”3拦截弹为例,其第四级就是LEAP动能拦截器,又称动能弹头。

动能弹头本身能自动调节方向和高度,动能弹头主要由导引头、制导设备、固体轨姿控系统(SDACS)以及接口弹射器机构等四部分组成。SDACS包括一个主发动机和两个脉冲发动机,可在太空中作大机动飞行,准确瞄准探测范围内的洲际导弹。新一代的“标准”SM-3 Block 1B导弹动能弹头还换装了先进的双色红外导引头、先进的信号处理器和一套节流轨姿控系统,能够动态调整弹体的推力和运转时间,提供更大的推力,使系统应对不同威胁的能力更强。

图片:在空中可以进行姿态调整和大范围机动的动能拦截器犹如冷战时期的“杀手卫星”,采用动能将目标航天器,也就是洲际导弹击毁,相当于在太空中用一枚子弹击毁另一枚子弹。

北约将中国的动能拦截器命名为“动能”-3(DN-3)型拦截器,也是以直接碰撞的方式拦截目标,并称已经成功拦截过作为靶弹的东风-21中程弹道导弹。美媒分析,“动能”-3拦截器的拦截试验射程约在5000至8000千米之间,拦截距离随有效载荷的不同而不同。

美国《外交学者》网站曾经对“动能”-3拦截器的性能进行了描述,称该动能拦截器主动飞行阶段结束后会搜索来袭导弹目标,此时“动能”-3正位于地球大气层外,并以超高音速下降,这使其还具备反卫星能力。而为了能够拦截目标,这种拦截器必须达到足够的速度,并且携带可靠的感测器和导引头。

图片:新闻联播中疑似曝光的动能拦截器。

(四)战略影响不言而喻

我国进行第六次陆基中段反导拦截技术试验,除了技术上的进步和成熟外,在战略上也具有很大的影响力。

美国在2019年8月悍然退出了《中导条约》,并扬言在中国周边部署中程乃至中远程的弹道导弹,对中国国家安全构成威胁,因此,中国进行中段反导拦截试验就是为了应对外部不安全因素。此次宣告也向世界表明,中国打造国家导弹防御体系和战区导弹防御体系,是要确保能够有效地拦截来自于包括美国在内的他国远程及洲际弹道导弹,中国有这样的能力来维护国家安全。

其实环顾我国周边,各种样式的导弹防御体系可谓层出不穷。

1、日美BMD导弹防御体系

1993年12月,..和美国就联合研发BMD弹道导弹防御系统开始谈判。1998年8月,..借口朝鲜试射导弹时火箭残骸溅落..附近海域,决定与美国共同研制开发战区导弹防御系统(TMD),并于同年12月,正式启动BMD导弹防御系统的研发。2007年,..开始部署BMD系统,2011年初步实现了对近程和中远程弹道导弹的防御能力。2014年起,初步具备了对射程3500千米及以下弹道导弹的拦截能力。

整个BMD导弹防御系统包括导弹预警系统、指挥控制系统、“宙斯盾”驱逐舰上的海基高层拦截系统(标准-3弹道导弹拦截弹)、陆基低层拦截系统(“爱国者”PAC-3远程防空导弹)。

其中,..海上自卫队共有6艘“宙斯盾”导弹驱逐舰,目前已经全部升级为具有反弹道导弹能力和联合作战能力的“宙斯盾”基线7.1版本,不但能够发射射程150-170千米,射高1.98万米的“标准”-2MR远程区域防空导弹,还装备有具备大气层外拦截能力的“标准”-3 Block IA专用反导拦截弹。该弹拦截高度达到50万米,超出大气层范围,最大拦截距离800千米,动能弹头以3-3.5千米/秒的速度直接撞毁处于中段飞行状态的弹道导弹弹头。

图片:搭载有“标准”-3 Block IA拦截弹的..“宙斯盾”驱逐舰。

陆基方面,..全境共部署有16套“爱国者”PAC-3防御系统,每个连的火力单元包括8辆导弹发射车,每车16枚拦截弹,射高1.5万米,对弹道导弹目标拦截射程30-40千米,采用直接碰撞和引爆杀伤增强装置结合的双重杀伤方式,可以对付射程在1000千米以下的弹道导弹,是..本土的末端防御体系。

此外,美国还在..部署了2套“萨德”反导防御系统的核心——AN/ATY-2前沿基地可移动高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达。2012年美军在..北部青森县津轻市部署一套,2014年在京丹后市美军通讯基地部署了第二套。该系统即可以作为“萨德”防御系统的火控雷达(TBR模式),引导导弹拦截弹道导弹目标,也可以单独前沿部署(FBR),作为导弹防御系统的早期预警雷达。作为预警雷达时,探测距离远达2300千米,对1平方米反射面积的小目标探测距离也达到1700千米。基本可以涵盖中国沿海战役战术弹道导弹发射场。

图片:“萨德”反导系统的核心—AN/ATY-2预警雷达,..部署有2套。

2、韩美KAMD导弹防御系统

韩国是世界上防空武器部署最密集的国家之一,主要依赖驻韩美军的力量装备和韩国自身的防空武器,打造名为KAMD的韩国导弹防御系统,形成了大气层外依靠“萨德”系统(美),大气层内依靠舰载“标准”-2 Block IIIB远程拦截弹(韩)、“爱国者”PAC-3远程防空导弹(美)、“爱国者”PAC-2 GEM+远程防空导弹(韩)以及自主研发的KL-SAM远程防空导弹系统(韩)的完整的防御体系。

图片:韩国KAMD导弹防御体系。

这个体系的核心是美国在韩国部署的“萨德”反导系统。相对于“萨德”导弹,配套的AN/ATY-2前沿基地可移动高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达更加重要。

原本部署在..已经对中国大陆沿海导弹发射场形成了严密监视,部署到韩国,那么从韩国首尔为圆心,画一个圆,可以涵括朝鲜,更能监视中国华北、东北、华中大部分地区,以及俄罗斯的远东部分地区。也就是说,中国在自己国土内的导弹发射,都可以被该系统监控到,从而极大地丰富美国对中国导弹的监控数据。

除了“萨德”系统外,韩军还装备有48套二手的“爱国者”PAC-2远程防空导弹,经过美国雷神公司的升级,达到了“爱国者”PAC-2 GEM+标准,具备拦截600千米战役战术弹道导弹的能力。而在俄罗斯技术支持下,自行开发的KL-SAM远程防空反导系统,总体技术达到“爱国者”PAC-3的水平。

另外,海上的KDX-3导弹驱逐舰,作为海基“宙斯盾”系统,配置了最大射高2.4万米,射程50-100千米的“标准”-2 Block IIIB拦截导弹,未来也可能换装“标准”-3导弹系统。

图片:在俄罗斯技术支持下研制的韩国KM-SAM防空导弹系统。

3、..“爱国者”PAC-3和“铺路爪”的结合

..作为美国导弹防御体系中的关键一环,受到美国高度重视。

虽然由于顾忌到中国方面的反对,美国不可能直接将“萨德”反导系统部署在..,但是却在..部署了更具威胁性的AN/FPS-115“铺路爪”远程弹道导弹警戒雷达。该雷达是美国为应对洲际导弹威胁而研制的远程警戒系统,其主要用途是担负战略性防卫任务,探测距离一般为4800千米,对高弹道、雷达截面为10平方米的潜射弹道导弹的探测距离可达5550千米,足以覆盖内蒙、新疆等地。

但是..没有“铺路爪”雷达预警探测信息的使用权,该雷达侦测的情报信息直接与美国部署在亚太的情报指挥中心和本土指挥中心相连,为美国亚太导弹防御体系服务。

而..自身的导弹防御体系由6套“爱国者”PAC-3系统和“爱国者”PAC-2 GEM系统,分别部署在台北防御圈和中南部,对中短程弹道导弹具有有限的防御能力。

图片:..“铺路爪”战略远程弹道导弹警戒雷达。

(五)饭要一口一口吃,事情要一件一件做。

发展反导系统任重道远。

这次中国陆基中段反导技术试验成功,仅仅是在反导系统建设上迈出的一小步,中国反导系统的发展完善还任重道远,但我们有理由相信,中国中段反导拦截弹在大气层外舞出的绚丽光彩,将会是夜空中最亮的星!

图片:中国中段反导拦截弹在大气层外舞出的绚丽光彩。

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