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美國導彈防御系統(tǒng)2.0架構解析

軍工資源網(wǎng) 2022年06月20日

美國導彈防御系統(tǒng)2.0是對全球彈道導彈發(fā)展、防御技術發(fā)展和美國國家安全重新評估后提出的新的導彈防御體系架構。該架構與當前彈道導彈防御系統(tǒng)相比，在增加助推段攔截、豐富攔截武器、新增預警裝備等方面做了較大改進，可構建一個更加強大的導彈防御系統(tǒng)。

一、背景信息

各國導彈技術發(fā)展迅速

近年來，世界主要軍事大國在洲際彈道導彈、高超聲速武器等方面發(fā)展迅速。美國認為，其主要對手正在部署多樣化且射程更遠的現(xiàn)代化進攻性導彈系統(tǒng)，例如：

開發(fā)新型導彈和改進現(xiàn)有系統(tǒng)

精確打擊武器

穿透輔助工具(例如誘餌、干擾裝置)

開發(fā)能夠在中段或末段機動的武器

機動再入飛行器(MaRV)

多獨立再入飛行器(MIRV)

高超聲速滑翔飛行器和巡航導彈

美國當前的導彈防御系統(tǒng)主要基于彈道可預測這一基本理念，但面對例如高超聲速滑翔武器這類彈道難以預測的新式武器，美國的導彈防御系統(tǒng)幾乎無法有效應對。

導彈攔截技術的進展

近年來，美國在洲際彈道導彈攔截、中程導彈攔截、預警衛(wèi)星/雷達等技術上進展迅速，并進行了多次成功的攔截測試。

維護全球霸權的決心

為了維持全球霸主地位，美國需要繼續(xù)保持非對稱優(yōu)勢，加大對導彈防御系統(tǒng)的投入，抵消來自主要競爭對手的非對稱威脅。

二、系統(tǒng)概況

(一)2.0系統(tǒng)遠景/目標

整合美國和國際合作伙伴的傳感器和武器系統(tǒng)，以擴大防御覆蓋范圍，提高防突襲能力，減輕美國本土的負擔
加速開發(fā)、測試和部署一個高超聲速武器防御架構方案，以及滑翔段和末端防御方案
解決現(xiàn)有武器的最關鍵缺陷，并維持/提高能力
部署導彈防御架構，應對導彈攻擊的所有三個階段：助推段、中段/滑翔段、末段
與美國國防部和國際伙伴合作開發(fā)、測試和部署巡航導彈防御架構方案

(二)構建三段多層攔截體系

根據(jù)導彈防御系統(tǒng)2.0架構示意圖，美國未來的導彈防御系統(tǒng)主要由三段多層攔截體系構成。

防空系統(tǒng)

末段攔截系統(tǒng)主要包括：愛國者防空系統(tǒng)、標準-6防空系統(tǒng)、末段動能和定向能防御系統(tǒng)、薩德防空系統(tǒng)以及艦載/陸基宙斯盾防空系統(tǒng)。
中段攔截系統(tǒng)主要包括：標準-3系列防空系統(tǒng)、陸基中段攔截器/下一代攔截器以及高超聲速武器滑翔段攔截器。
助推段攔截系統(tǒng)主要包括：機載空中防御系統(tǒng)。

導彈防御系統(tǒng)2.0概念示意圖

地面預警探測

末段預警：國土防御雷達、宙斯盾彈道導彈防御SPY雷達以及TPY末段雷達。
中段預警：遠程探測雷達。
助推段預警：前沿部署雷達(TPY/SPY)。

天基預警探測

末段預警：天基殺傷評估系統(tǒng)(SKA)。
中段預警：高超聲速/彈道導彈追蹤太空傳感器(HBTSS)。
助推段預警：持續(xù)過頂紅外監(jiān)視系統(tǒng)(OPIR)。

C2BMC系統(tǒng)

指揮與控制、戰(zhàn)斗管理和通信(C2BMC)系統(tǒng)是美國彈道導彈防御系統(tǒng)(BMDS)的神經(jīng)中樞。

C2BMC作戰(zhàn)系統(tǒng)相關圖片

C2BMC是一個重要的作戰(zhàn)系統(tǒng)，使美國總統(tǒng)、國防部長和戰(zhàn)略、地區(qū)和作戰(zhàn)層面的指揮官能夠系統(tǒng)地規(guī)劃彈道導彈防御行動，共同觀察行動進展，并動態(tài)管理指定的網(wǎng)絡化傳感器和武器系統(tǒng)實現(xiàn)全球和地區(qū)任務目標。C2BMC支持分層導彈防御能力，能夠在所有飛行階段對所有范圍的威脅做出優(yōu)化響應。

三、主要變化和改進

(一)助推段攔截

相較于導彈防御系統(tǒng)1.0架構，2.0架構的最大改變是增加了助推段攔截。所謂助推段攔截，是指對導彈在發(fā)動機點火后至主動段結束的飛行彈道內(nèi)實施攔截。

由于彈道導彈在助推段紅外特征明顯、飛行速度相對再入飛行段較慢、飛行高度低，如果能及時探測，極易被攔截，因此是助推段是理想的攔截階段。同時，助推段攔截對探測時間有嚴格的要求，必須在極短的時間內(nèi)探測到導彈發(fā)射信息，并在數(shù)分鐘內(nèi)進行攔截，因此對導彈防御系統(tǒng)的預警能力、彈道解算能力、指控系統(tǒng)反應速度都有很高要求。

2.0架構推出了助推段攔截計劃，也意味著美國在助推段攔截方面有了足夠的技術積累和試驗數(shù)據(jù)支持。

美國曾設想使用F-14、F-15戰(zhàn)斗機或B-52、B-1B戰(zhàn)略轟炸機攜帶攜帶各型武器進行助推段攔截，所研制的攔截武器包括遠程空空導彈、反輻射空空導彈、激光武器等。如今，美軍F-35戰(zhàn)斗機以及未來的B-21戰(zhàn)略轟炸機，是完成這一設想的更優(yōu)選項。

F-35反導能力

2014年10月，諾斯羅普·格魯曼公司和MDA進行了FTX-20試驗，旨在測試F-35戰(zhàn)斗機所配備的分布式孔徑雷達能否追蹤敵方的洲際彈道導彈。

F-35指引導彈防御系統(tǒng)概念圖

F-35戰(zhàn)斗機配備的分布式孔徑系統(tǒng)分布于機身上下前后和兩側(cè)，能夠?qū)︼w行中360度球面方向進行無死角探測。F-35戰(zhàn)斗機可將從機載傳感器獲取的數(shù)據(jù)，借助MADL數(shù)據(jù)鏈分發(fā)給其它F-35戰(zhàn)斗機，實現(xiàn)對目標方位的三角測量，還可借助諾斯羅普·格魯曼公司和MDA的企業(yè)傳感器實驗室開發(fā)的算法快速處理數(shù)據(jù)，生成導彈軌跡的3D運動圖像，并通過Link 16戰(zhàn)術數(shù)據(jù)交換傳輸。這種目標數(shù)據(jù)可以為美國海軍的反彈道導彈驅(qū)逐艦或中短程導彈防御系統(tǒng)提供引導。

美國軍方還設想F-35戰(zhàn)斗機可直接發(fā)射導彈對助推段的敵方彈道導彈進行攔截。但此種方案對實際操作要求更高，戰(zhàn)斗機需要非常接近發(fā)射場，且需要在發(fā)射后數(shù)秒內(nèi)捕捉到上升階段的彈道導彈，否則，以美國空軍現(xiàn)有的空空導彈(如AIM-120)將無法在彈道導彈逃離大氣層之前實現(xiàn)攔截。

2018年，時任MDA局長薩繆爾·格里弗斯中將曾表示，相關部門正在研發(fā)一種新的空射“快速導彈”，用于彈道導彈攔截任務。計劃在2025年之前，使F-35戰(zhàn)斗機具備實戰(zhàn)反彈道導彈能力。

2019年1月，美國媒體報道，美國空軍和導彈防御局開始審查將F-35戰(zhàn)斗機集成到美國彈道導彈防御系統(tǒng)中的可行性。

(二)下一代攔截器

現(xiàn)有的陸基中段攔截器(GBI)存在實戰(zhàn)能力不足、環(huán)境適應性差等問題，因此，在導彈防御系統(tǒng)2.0架構中，美國提出了改進和新增攔截器的想法。

GBI發(fā)射時畫面

GBI

根據(jù)公開資料，截至2021年7月底，美國總共部署了44套陸基中段攔截器(GBI)，其中40套位于阿拉斯加州格雷利堡，另外4套位于加利福尼亞州范登堡空軍基地。由于下一代攔截器(NGI)預計到2028年才可能具備作戰(zhàn)能力，美國希望對現(xiàn)有GBI進行升級以及執(zhí)行服役周期延長計劃(SLEP)，并計劃在2028年前這段時間在現(xiàn)有44套GBI基礎上補充部署20套助推器改進型GBI系統(tǒng)。

NGI

2020年4月，美國導彈防御局發(fā)布下一代攔截器(NGI)招標信息，目標是選擇兩家美國承包商，通過引入競爭機制來加速NGI的開發(fā)和部署進度。

2021年3月，美國國防部向諾斯洛普·格魯曼公司和洛克希德·馬丁公司這兩家承包商分別授予一份合同，用于開發(fā)和生產(chǎn)NGI。其中，諾斯洛普·格魯曼公司的合同總價值39.3億美元，合同期到2026年5月，洛克希德·馬丁公司的合同總價值37億美元，合同期到2025年8月。

下一代攔截器(NGI)計劃用于替換現(xiàn)有部署在阿拉斯加州和加利福尼亞州的GBI系統(tǒng)，主要用于中段攔截，是美國導彈防御系統(tǒng)中射程最遠的武器，可攜帶多彈頭，具備更強的衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理能力，將成為未來美國導彈防御系統(tǒng)的核心組成部分。

NGI預計從2025年開始測試，2028年具備作戰(zhàn)能力。

(三)改進型薩德反導系統(tǒng)(ADV THAAD)

末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)(THAAD)于上世紀90年代研發(fā)，旨在為美國導彈防御系統(tǒng)提供一種全球可運輸、可快速部署的能力。在2002年美國退出《反彈道導彈條約》后，提出增程型薩德反導系統(tǒng)概念，使其具備防御洲際彈道導彈的能力。

薩德(THAAD)系統(tǒng)

預計改進型薩德系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在擴大射程/攔截范圍和提高對高超聲速武器的攔截能力上。

(四)高超聲速和彈道導彈追蹤太空傳感器(HBTSS)

由于近年來全球高超聲速武器的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的紅外傳感器已不能滿足反導需求，美國啟動了高超聲速和彈道導彈追蹤太空傳感器(HBTSS)項目。

HBTSS項目計劃在低地球軌道部署數(shù)十顆具有中視場傳感器(MFoV)的新型衛(wèi)星，主要用于探測高超聲速武器和彈道導彈，為導彈防御系統(tǒng)提供低延遲的預警信息和火控數(shù)據(jù)。HBTSS將填補美國現(xiàn)有導彈防御系統(tǒng)在探測高超聲速武器和彈道導彈方面的短板。

HBTSS概念圖

2019年10月，美國導彈防御局授予諾斯洛普·格魯曼公司、雷神公司、萊多斯(Leidos)公司和L3Harris公司各2000萬美元資金，用于HBTSS初始設計。

2021年1月，美國導彈防御局分別授予諾斯洛普·格魯曼公司和L3Harris公司1.55億美元和1.21億美元，用于HBTSS項目第二階段原型設計工作，要求兩家承包商在2023年7月前交付衛(wèi)星原型，并進行后續(xù)在軌原型演示。

(五)天基殺傷評估系統(tǒng)(SKA)

SKA研發(fā)項目于2014年啟動，目標是將SKA傳感器在大量的商業(yè)衛(wèi)星上進行部署，以創(chuàng)建一個天基傳感器網(wǎng)絡，為彈道導彈防御系統(tǒng)提供改進的殺傷和命中評估，判斷導彈防御系統(tǒng)是否已經(jīng)成功攔截來襲導彈。

SKA傳感器外觀

每個SKA傳感器由三個單像素光電二極管探測器組成，用于測量彈道導彈和導彈防御攔截器碰撞期間發(fā)出的光電信號。利用指揮和控制系統(tǒng)提供的信息，SKA傳感器將指向預期的攔截點，以觀察攔截碰撞產(chǎn)生的可見光和紅外光。

從2018年起，SKA開始陸續(xù)部署，并逐步組網(wǎng)。傳感器使用壽命在10年以上。

四、應用研究領域

美國導彈防御局(MDA)鼓勵各大學積極響應導彈防御科學與技術先進研究(MSTAR)廣泛機構公告(BAA)，并列出了一系列與導彈防御系統(tǒng)2.0相關的應用科學研究領域。

小結

為了應對全球高超聲速導彈、彈道導彈的快速發(fā)展，美國正在對現(xiàn)有導彈防御系統(tǒng)進行完善，經(jīng)費規(guī)模龐大、涉及技術復雜，并將不斷進行調(diào)整。如2.0架構的目標逐步實現(xiàn)，美國的導彈防御能力將獲得顯著提升。

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美國導彈防御系統(tǒng)2.0架構解析

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