美軍提升高超聲速防御能力的最新技術(shù)升級(jí)
軍工資源網(wǎng) 2022年11月10日導(dǎo) 讀
C2BMC的最新升級(jí)
指揮控制、作戰(zhàn)管理和通信(C2BMC)系統(tǒng)是美軍首批部署的多域系統(tǒng)之一，是美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的重要組成部分，將美軍部署于太空、陸地和海上的傳感器、攔截彈與通信單元連成一體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)任何區(qū)域、任何飛行階段的各類(lèi)型導(dǎo)彈目標(biāo)的有效攔截為目標(biāo)。
C2BMC系統(tǒng)
該系統(tǒng)全天候運(yùn)行，以支持美國(guó)戰(zhàn)略司令部、北方司令部、歐洲司令部、印太司令部、太空司令部和中央司令部等30 余個(gè)分布于全球多個(gè)地點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)，可支持許多不同類(lèi)型的任務(wù)。
圖表：C2BMC系統(tǒng)
| C2BMC | 描述 |
| 現(xiàn)階段集成的導(dǎo)彈防御系統(tǒng) | ?；鵛波段雷達(dá)、升級(jí)版本早期預(yù)警雷達(dá)、丹麥眼鏡蛇雷達(dá)、美海軍的AN/SPY-1雷達(dá)、AN/SPY-6雷達(dá)、AN/TPY-2雷達(dá)與 下一代過(guò)頂持續(xù)紅外系統(tǒng)（OPIR）； 陸基中段防御系統(tǒng)、宙斯盾系統(tǒng)、“薩德”系統(tǒng)和“愛(ài)國(guó)者/IBCS”系統(tǒng) |
| 未來(lái)將集成的相關(guān)系統(tǒng) | 遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)（LRDR）等 |
| 主要功能 | 導(dǎo)彈防御系統(tǒng)傳感器的控制和數(shù)據(jù)管理、通信與網(wǎng)絡(luò)連接功能、實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知與作戰(zhàn)管理功能等 |
| 能力提升主要方向之一 | 需具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)安全能力和系統(tǒng)彈性，支持所有類(lèi)型導(dǎo)彈的分層導(dǎo)彈防御能力，即能夠在飛行的所有階段對(duì)所有范圍內(nèi)的威脅做出綜合響應(yīng)，包括需要復(fù)雜對(duì)抗措施的彈道導(dǎo)彈、高超聲速滑翔飛行器以及亞聲速、超聲速和高超聲速高機(jī)動(dòng)巡航導(dǎo)彈 |
為加強(qiáng) C2BMC 的能力，并使其能夠應(yīng)對(duì)高超聲速滑翔導(dǎo)彈等的威脅，導(dǎo)彈防御局（MDA）授予洛克希德·馬丁公司一份價(jià)值 1.57億美元的合同，用于升級(jí)指揮、控制、戰(zhàn)斗管理和通信系統(tǒng)的能力，以增強(qiáng) C2BMC對(duì)陸基中段防御 （GMD） 系統(tǒng)的交戰(zhàn)支持能力，其中包括基于筒倉(cāng)的攔截器、與陸地和海上傳感器的連接、分布式火控和發(fā)射支持系統(tǒng)。
目前，GMD 系統(tǒng)使用來(lái)自多個(gè)雷達(dá)的最佳單一來(lái)源數(shù)據(jù)來(lái)應(yīng)對(duì)威脅。C2BMC 的下一次升級(jí)，被稱(chēng)為 Spiral 8.2-7。
Spiral 8.2-7將通過(guò)關(guān)聯(lián)和融合來(lái)自更廣泛的傳感器(包括衛(wèi)星、陸基和艦基)的數(shù)據(jù)，為GMD提供威脅系統(tǒng)軌跡的單一、實(shí)時(shí)、合成圖像雷達(dá)，當(dāng)螺旋升級(jí)完成，GMD系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)與作戰(zhàn)指揮官共享相同的戰(zhàn)場(chǎng)畫(huà)面;
Spiral 8.2-7將使 C2BMC 能夠向軍方的 Link 16數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)報(bào)告高超聲速威脅活動(dòng)，并向操作員顯示活動(dòng)。
洛克希德·馬丁公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將把遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)(LRDR)以及為高超聲速導(dǎo)彈等新興威脅提供先進(jìn)跟蹤能力的傳感器集成到彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(BMDS)中。該團(tuán)隊(duì)將通過(guò)與新的和增強(qiáng)的傳感器功能集成，幫助增強(qiáng) C2BMC 的威脅表征、跟蹤和高級(jí)威脅預(yù)警能力，還將進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)。
MDA在 2023 財(cái)年預(yù)算中提出將 5.69 億美元用于維持跨 18 個(gè)時(shí)區(qū)的部署 C2BMC 能力，并通過(guò)強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)支持所有作戰(zhàn)司令部，還計(jì)劃將LRDR集成于 C2BMC 系統(tǒng)中。
LRDR的技術(shù)分析
阿拉斯加克利爾太空部隊(duì)站的遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)(LRDR)是一型多面雷達(dá)，旨在提供連續(xù)覆蓋和改進(jìn)的識(shí)別能力，可以跟蹤洲際彈道導(dǎo)彈以及高超聲速武器等下一代威脅，將能夠?yàn)楹；?X 波段雷達(dá)提供更大的部署靈活性，支持宙斯盾彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(BMD)，進(jìn)一步提升美國(guó)的國(guó)土防御能力。
LRDR的主要承包商是洛克希德·馬丁公司，截至2021年12月LRDR的開(kāi)發(fā)已耗資約 15 億美元，MDA 在2023財(cái)年的預(yù)算提案中還為阿拉斯加的 LRDR撥款7500 萬(wàn)美元。
美國(guó)國(guó)防部已經(jīng)針對(duì)該型雷達(dá)進(jìn)行了測(cè)試，相關(guān)測(cè)試將直接推動(dòng)陸基中段防御系統(tǒng)的整合、指揮和控制。在此將該型雷達(dá)的主要特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力等梳理如下表所示。
圖表：遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)(LRDR)主要特點(diǎn)、作戰(zhàn)能力等
| LRDR | 描述 |
| 雷達(dá)主要特點(diǎn) | LRDR為有源相控陣?yán)走_(dá)，采用了固態(tài)氮化鎵組件，工作波段為S波段，高18.29米，寬18.29米，具備220°寬視場(chǎng)； 結(jié)合了低頻雷達(dá)能力（低頻雷達(dá)可在遠(yuǎn)距離跟蹤空間中的多個(gè)物體，但無(wú)法幫助作戰(zhàn)人員區(qū)分威脅）與高頻雷達(dá)能力（高頻雷達(dá)視野有限，但能夠有效識(shí)別區(qū)分多個(gè)物體，并確定危險(xiǎn)目標(biāo)）； 采用開(kāi)放式體系架構(gòu)技術(shù)和多種識(shí)別技術(shù)； 在維護(hù)期間也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋 |
| 作戰(zhàn)能力 | 現(xiàn)階段LRDR主要針對(duì)彈道導(dǎo)彈威脅； 運(yùn)行狀態(tài)中可對(duì)超長(zhǎng)距離內(nèi)的各種類(lèi)型彈道導(dǎo)彈進(jìn)行同時(shí)搜索、跟蹤和識(shí)別，可區(qū)分致命目標(biāo)與非致命誘餌等，可為陸基中段防御系統(tǒng)（GMD）等的發(fā)射單元提供精確的跟蹤和辨別數(shù)據(jù) |
| 研究與測(cè)試進(jìn)展 | 洛克希德·馬丁與MDA已經(jīng)完成了LRDR90%的工作； 在2020年12月的LRDR能力演習(xí)中，LRDR在8小時(shí)內(nèi)成功跟蹤了超過(guò)200顆衛(wèi)星，最多可同時(shí)跟蹤5顆衛(wèi)星； 2021年，LRDR跟蹤了從NASA的瓦勒普斯島飛行設(shè)施發(fā)射的火箭； 美國(guó)國(guó)防部于 2021年 12 月 6 日完成了用于國(guó)土導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的遠(yuǎn)程雷達(dá)（LRDR）的初步部署； 2021年12月MDA官員披露，現(xiàn)階段正在對(duì)LRDR進(jìn)行地面測(cè)試，之后將進(jìn)行開(kāi)發(fā)測(cè)試與操作測(cè)試；并對(duì)GMD、指揮與控制戰(zhàn)斗管理和通信系統(tǒng)（C2BMC）進(jìn)行升級(jí)以適應(yīng)LRDR所帶的新功能 |
| 短期發(fā)展目標(biāo) | LRDR 將被評(píng)估并集成到現(xiàn)有的GMD、C2BMC中，預(yù)計(jì)將于 2023 年具備全面作戰(zhàn)能力； 將由洛克希德·馬丁公司開(kāi)發(fā)尚未投入使用的陸基傳感器的第二種配置，該配置將增加空間態(tài)勢(shì)感知和空間物體識(shí)別等新功能，MDA計(jì)劃最快于 2024 年實(shí)現(xiàn)這些新功能 |
| 未來(lái)能力拓展方向 | 據(jù)MDA局長(zhǎng)稱(chēng)，未來(lái)迭代中可基于軟件升級(jí)，引入雷達(dá)濾波器，在不對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重大更改的情況下具備跟蹤高超聲速武器的能力； LRDR還將通過(guò)監(jiān)測(cè)環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別衛(wèi)星、廢火箭彈體和碎片等空間活動(dòng)來(lái)支持空間領(lǐng)域的感知，從而有助于實(shí)現(xiàn)整體、全域感知 |
此外，LRDR還將有助于節(jié)省用于威脅交戰(zhàn)的陸基中段防御 (GMD)系統(tǒng)攔截器的數(shù)量，提高國(guó)土防御攔截器庫(kù)存的防御能力，將使北方司令部能夠更好地保護(hù)美國(guó)免受彈道導(dǎo)彈和高超聲速導(dǎo)彈的威脅。
阿拉斯加克利爾太空部隊(duì)站的遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)(LRDR)
LRDR將是美國(guó)早期預(yù)警系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)由位于美國(guó)大陸的三個(gè)升級(jí)預(yù)警雷達(dá)(UEWR)、位于格陵蘭島和英國(guó)的兩個(gè)BMEWS站點(diǎn)組成。該雷達(dá)將通過(guò)彈道導(dǎo)彈指揮/控制中心(BMC3)網(wǎng)絡(luò)與升級(jí)后的早期預(yù)警雷達(dá)(UEWR)集成。
升級(jí)版的UEWR已經(jīng)顯著提高了預(yù)警雷達(dá)的跟蹤和分類(lèi)能力，但其識(shí)別能力仍然有限，升級(jí)后雷達(dá)的距離分辨率可達(dá)5平方米，同時(shí)也意味著任何比其更小的再入飛行器，均將超出雷達(dá)的識(shí)別范圍;
LRDR具有更高的頻率并且建立在有源相控陣(AESA)架構(gòu)上，使其比UEWR 的無(wú)有源相控陣(PESA)架構(gòu)更敏感，因此能夠檢測(cè)和區(qū)分UEWR無(wú)法檢測(cè)到的目標(biāo)，從而能夠?yàn)殛懟卸畏烙到y(tǒng)的攔截器提供更為準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。
綜合而言，LRDR 的戰(zhàn)術(shù)概念不僅聚焦于應(yīng)對(duì)正在逼近的威脅，而且還能夠基于新型傳感器的探測(cè)靈敏度和精度識(shí)別和應(yīng)對(duì)諸多潛在威脅。
據(jù)MDA稱(chēng)，LRDR 一旦被全面投入使用，將提供無(wú)與倫比的能力，在連續(xù)運(yùn)行的情況下，可在超長(zhǎng)距離內(nèi)同時(shí)搜索和跟蹤多個(gè)小型物體，包括所有類(lèi)型的彈道導(dǎo)彈。
新一代反導(dǎo)攔截彈NGI的技術(shù)分析
美國(guó)國(guó)防部正在大開(kāi)展陸基中段反導(dǎo)攔截彈——下一代攔截器(NGI)計(jì)劃，以部署一種導(dǎo)彈防御技術(shù)，能夠跟蹤和摧毀高速、精確制導(dǎo)的洲際彈道導(dǎo)彈(ICBM)和高超聲速武器。
NGI計(jì)劃已于2021年9月通過(guò)了系統(tǒng)需求審查，由此意味著NGI反導(dǎo)攔截彈已經(jīng)進(jìn)入下一步的初始系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段中。該型攔截彈將取代阿拉斯加格里利堡和加州范登堡太空部隊(duì)基地的地面攔截彈，其使用方式和大部分性能與美國(guó)現(xiàn)有的GBI陸基中段反導(dǎo)攔截彈極為類(lèi)似，并同樣將被整合到當(dāng)前的陸基中段防御系統(tǒng)(GMD)中。
NGI主要性能與導(dǎo)彈防御能力示意圖
美國(guó)國(guó)防部選擇諾斯羅普·格魯曼公司和雷神技術(shù)公司共同組成的研究團(tuán)隊(duì)，與由洛克希德·馬丁公司和Aerojet Rocketdyne公司組成的研究團(tuán)隊(duì)，共同競(jìng)爭(zhēng)NGI的最終合同。其中，洛克希德·馬丁公司計(jì)劃基于NGI計(jì)劃重新設(shè)計(jì)攔截彈，旨在使其成為一型全方位的攔截彈。
MDA并未提供有關(guān) NGI 的技術(shù)配置和組件的諸多細(xì)節(jié)，在此僅基于部分公開(kāi)信息梳理分析得出NGI的導(dǎo)彈防御能力、相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)訴求等，如下表所示。
圖表：NGI導(dǎo)彈防御能力、技術(shù)基礎(chǔ)等
| NGI | 描述 |
| 導(dǎo)彈防御能力 | 可一次性攔截、摧毀多枚導(dǎo)彈，并能區(qū)分實(shí)際的導(dǎo)彈與碎片、誘餌以及敵方的對(duì)抗措施； 具備現(xiàn)有GBI陸基中段反導(dǎo)攔截彈所不具備的攔截?cái)撤竭h(yuǎn)程或洲際高超聲速導(dǎo)彈的能力 |
| 技術(shù)基礎(chǔ) | 諾斯羅普·格魯曼公司的陸基戰(zhàn)略威懾洲際彈道導(dǎo)彈和雷神公司的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈 3 Block IIA 攔截器等在感知辨別力、瞄準(zhǔn)精度、范圍和功能可靠性方面具備突破性技術(shù)基礎(chǔ)； 雷神技術(shù)公司專(zhuān)注于傳感器、導(dǎo)引頭和導(dǎo)彈技術(shù)； 洛克希德·馬丁公司具備在末段高空區(qū)域防御（THAAD）和高超聲速打擊，以及建造能夠承受太空惡劣輻射環(huán)境的航天器等的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與設(shè)計(jì)、集成和測(cè)試技術(shù)積 |
| 可能采用的技術(shù) | 融合新一代轉(zhuǎn)向與姿態(tài)控制和數(shù)字開(kāi)發(fā)等技術(shù)，以使NGI具備遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有攔截彈的單發(fā)攔截成功率； 采用改進(jìn)型或新型導(dǎo)引頭，增加辨別能力，以使NGI能夠檢測(cè)、區(qū)分實(shí)際威脅和誘餌或一次跟蹤多個(gè)威脅； 采用多殺傷導(dǎo)彈技術(shù)、數(shù)字工程，發(fā)展、安全和操作（DevSecOps）； 將采用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析和3D打印技術(shù)等加快NGI的生產(chǎn)進(jìn)度 |
| 開(kāi)發(fā)、采購(gòu)等相關(guān)成本 | 美國(guó)國(guó)防部成本評(píng)估和項(xiàng)目評(píng)估辦公室的一項(xiàng)獨(dú)立成本估算確定，開(kāi)發(fā) NGI 的總成本可能達(dá)到約130億美元，而采購(gòu)以及運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本可能超過(guò)20億美元 |
總之，NGI將在分層防御方法中發(fā)揮關(guān)鍵作用，該型分層防御方法將薩德和宙斯盾彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作為第二道防線(xiàn)來(lái)抵御末段來(lái)襲導(dǎo)彈，能夠有效提高可靠性、彈性和整體系統(tǒng)有效性。
MDA在2023年的財(cái)政預(yù)算中要求為NGI提供28億美元，承包商可能會(huì)在2028年年底的目標(biāo)部署日期之前將所開(kāi)發(fā)的NGI交付于MDA和作戰(zhàn)人員。美國(guó)政府計(jì)劃僅部署20架NGI，以增加目前44架陸基攔截器的庫(kù)存，在未來(lái)批量交付于美軍使用后，能夠在一定程度上提升美國(guó)的反導(dǎo)實(shí)力，尤其是陸基中段反導(dǎo)攔截方面的能力。
小結(jié)：美軍正在致力于通過(guò)與新的和增強(qiáng)的傳感器功能集成，進(jìn)一步提升C2BMC對(duì)高超聲速等威脅的表征、跟蹤、預(yù)警能力，從而加強(qiáng)導(dǎo)彈防御體系的整體網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì);把遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)(LRDR)以及為高超聲速導(dǎo)彈等新興威脅提供先進(jìn)跟蹤能力的傳感器集成到彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(BMDS)中，并計(jì)劃在未來(lái)迭代中基于軟件升級(jí)，引入雷達(dá)濾波器，在不對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重大更改的情況下實(shí)現(xiàn)跟蹤高超聲速武器的能力;研發(fā)部署NGI，使其能夠在分層防御方法中發(fā)揮關(guān)鍵作用，有效提升高超聲速防御的可靠性、彈性與有效性。（北京藍(lán)德信息科技有限公司 研究員 姜林林）