导弹之盾成长记(五):“全球弹道导弹防御系统”投入部署

2019-03-29 15:35来源:科普中国-军事科技前沿

  出品:科普中国

  作者:岳江锋

  策划:宋雅娟

  监制:光明网科普事业部

  20世纪90年代末,美国发展国家导弹防御(NMD)系统和地区导弹防御(TMD)系统都经历了多方面的尝试,甚至开展了一些飞行试验,但总体上试验的成功率不高,技术进展依然缓慢。2000年,美国总统克林顿在即将卸任之际,决定暂停部署NMD系统,将历时数十年的导弹防御“事业”甩给了下一任。小布什总统上台后,执意将前人未竟的事业发扬光大,决定立即部署一套能力不断增强的“弹道导弹防御系统”(BMDS)。从此以后,美国在部署“全球导弹之盾”的道路上跌宕前行。

导弹之盾成长记(五):“全球弹道导弹防御系统”投入部署

“全球弹道导弹防御系统”示意图(图片来自网络)

  弹道导弹防御系统的总体架构是怎样的?

  从总体上讲,弹道导弹防御系统分为三个组成部分:预警探测系统(即美军常说的“传感器”,Sensors)、拦截武器系统、指挥控制系统(即美军常说的“指挥、控作战管理与通信”系统, C2BMC)。

  预警探测系统主要包括包含“天基跟踪与监视系统”(STSS)、国防支援计划卫星、前沿部署雷达、海基X波雷达、早期预警雷达、“宙斯盾”SPY-1雷达系统等;拦截武器系统主要包括“宙斯盾”平台搭载的“标准-3”导弹、无人机等新型武器、地基中段防御系统、海基末段防御武器、“爱国者-3”导弹、“末段高空区域防御”(THAAD)系统等;指挥控制系统是指挥、控制、作战管理和通讯系统,它是链接国家指挥中心以及各作战司令部,协同开展导弹防御任务的神经系统。

  由于弹道导弹从发射到命中目标要经历三个飞行阶段:助推段、中段和末段,与此相对应,专家把弹道防御分为助推段拦截、中段拦截和末段拦截。例如,美军原来发展机载激光反导武器就是用于助推段拦截,“宙斯盾”平台搭载的“标准-3”导弹、地基中段防御系统就属于中段拦截,而“爱国者-3”和THAAD系统无人机则属于末段拦截。因为拦截武器部署方式不同,也可以将拦截武器划分为陆基、海基、空基拦截武器。例如,部署在地面的“爱国者-3”导弹就是一种陆基拦截武器,“宙斯盾”驱逐舰搭载的“标准-3”导弹就属于海基拦截武器。

  导弹防御中的预警探测包括哪些步骤?

  预警探测是成功拦截的前提条件,其工作流程可以按照每个阶段的不同任务,主要分为以下四个步骤:

  一是早期预警阶段。导弹预警卫星第一时间内探测到弹道导弹发射,随后将相关信息传回地面预警信息处理系统。地面预警信息处理系统对该预警信息进行验证,在确认信息真实性后发出警告信号,并且向相应的远程预警雷达传输引导信息。

  二是探测跟踪阶段。远程预警雷达根据收到的数据结果,开始对威胁目标进行探测、跟踪和数据收集,并将探测数据传回预警系统中,由系统对目标弹道进行估算,测算出威胁目标的出发点与落点,再将这些信息一并传送到预警信息处理系统中。

  三是识别分类阶段。在控制地面雷达实现成功交接之后,对已经接受到的探测信息实行精确定轨,同时结合各雷达上报的威胁目标信息,与数据库内相关信息进行比对,确定来袭导弹的诱饵、类型、真弹头等综合信息,这一目标识别结果结合之前的精确跟踪信息,将提供给作战指挥系统,为制定精确拦截路线进而发射拦截弹提供支持。

  四是杀伤评估阶段。在进行一次拦截后,探测预警系统对打击效果进行实时评估并公布评估结果,如果目标成功被拦截,则系统恢复第一步的预警阶段;如果目标未被成功拦截,那预警信息处理系统将继续为后补拦截提供指示信息。

  导弹防御中的拦截作战包括哪些步骤?

导弹之盾成长记(五):“全球弹道导弹防御系统”投入部署

GBI拦截作战过程示意图(图片来自网络)

  在激光等定向能武器用于导弹防御并不成熟的条件下,动能拦截武器是美国弹道导弹防御所用的最主要武器。下面以美国本土部署的地基中段防御系统为例,来简述动能拦截武器的作战过程。地基中段防御(GMD)系统所用的拦截武器是地基拦截弹(GBI),包括一个大气层外杀伤飞行器(EKV)、三级固体助推火箭以及发射拦截弹所需的地面指挥和发射设备。EKV 本身是一个能够自主作战的高速飞行器,由红外导引头、制导装置、姿轨控推进系统和通信设备等组成。美国本土共设有两个GBI 发射阵地,分别位于加利福利亚的范登堡空军基地和阿拉斯加的格里利堡。GBI在拦截作战时的具体流程包括如下四个步骤:

  一是空间/地面信息系统对导弹进行提前预警,为GMD 系统提供实时的导弹发射、飞行参数; 反卫作战时,空间/地面信息系统对目标卫星实施前期侦察监视,为GMD 系统提供实时的目标卫星轨道参数、运行状态等情报信息。

  二是根据空间/地面信息系统获取的情报,作战指挥中心依托辅助决策系统制定作战计划,发送给GMD 任务控制单元,此时GBI 系统经过启动、初始化,进入待命状态。任务控制单元接到作战命令后,向火力控制单元输入数据并监视其发射前状态,执行GBI 状态检测和下达GBI发射的命令。火力控制单元接到发射命令后,计算初始制导数据并注入GBI,而后执行火力控制,发射GBI。

  三是发射后的GBI 首先利用初始注入数据进行制导。在飞行过程中,指控系统不断通过通信系统向GBI 发送信息,修正目标卫星的运行信息,使得GBI上探测器能够识别指定的目标并进行寻的。当红外导引头截获目标时,对目标进行红外成像与识别,通过轨控机动修正航向、自主寻的。在与目标碰撞前,EKV弹出,并启动姿轨控推进系统,瞄准目标导弹或卫星实施攻击。

  四是作战指挥中心根据空间/地面信息系统获取的目标导弹或卫星的毁伤信息,进行作战效能评估,做出是否再次对目标实施攻击的决策,从而进入新一轮作战流程。

  划重点

  弹道导弹防御系统组成部分

  从总体上讲,弹道导弹防御系统分为三个组成部分:预警探测系统(美军往往统称“传感器”,Sensors)、拦截武器系统、指挥控制系统(美军往往统称“指挥、控作战管理与通信”系统, C2BMC)。

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20世纪90年代末,美国发展国家导弹防御(NMD)系统和地区导弹防御(TMD)系统都经历了多方面的尝试,甚至开展了一些飞行试验,但总体上试验的成功率不高,技术进展依然缓慢。2000年,美国总统克林顿在即将卸任之际,决定暂停部署NMD系统,将历时数十年的导弹防御“事业”甩给了下一任。小布什总统上台后,执意将前人未竟的事业发扬光大,决定立即部署一套能力不断增强的“弹道导弹防御系统”(BMDS)。从此以后,美国在部署“全球导弹之盾”的道路上跌宕前行。

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