
央視在7月24日的新聞聯播中,曝光了中國中段路基反導實驗的相關信息。被認為是對美軍在韓國部署「薩德」導彈系統的回應。無論央視此時公布中國中段反導目的如何,中國反導能力都是大家關心的神秘話題。中段反導到底有何神通,如何才能有效運作,其效能怎麼樣?我們完全無法從新聞聯播里的模擬畫面得到太多有用的信息,只能在網路和外媒的隻言片語和高深的相關解密的教材論文中窺伺一二。
自從導彈出現並投入戰場的那一天起,人們就開始嘗試各種辦法對其進行攔截。
從二戰期間英國戰機對德國導彈進行空中掃射,到冷戰期間美蘇在超高空用氫彈、中子彈攔截洲際導彈,到現在以動能攔截載具(KKV)進行碰撞殺傷,以及未來可能出現的雷射、電磁武器等新的攔截方式。
在能量武器的廉價化和實用化還遙遙無期的今天,通過動能碰撞直接殺傷的方式是主要的反導攔截手段。無論是美國的反導主力:陸基中程反導系統GBI、近程反導系統「薩德」還是海基的標準3系統均使用動能攔截手段。其好處是殺傷效能可靠,附帶效應小。缺點是用途單一,沒有進攻能力,對導彈的控制技術和雷達性能提出了非常嚴苛的要求。中國的反導技術同樣採用動能攔截路線,幾次成功的攔截試驗說明中國在高端技術上並沒有落後美國太多,遠超還停留在依靠爆炸戰鬥部進行攔截的俄羅斯和印度。
然而反導是個龐大的系統工程,並非有了攔截彈就萬事大吉高枕無憂了。反導需要哪些東西呢?
「愛國者」導彈攔截畫面
讓我們把時間拉回25年前的海灣戰爭,當時最引人注目的高技術戰爭正是「愛國者」大戰「飛毛腿」的反導之戰。當時的具體作戰過程是怎樣的呢?
「飛毛腿」導彈是蘇聯出口給伊拉克的短程彈道導彈,根據改型的不同射程從130到700公里不等,發射後飛行時間不足10分鐘。對於當時的反導系統而言時間是非常緊迫的。
當「飛毛腿」導彈發射穿透雲層後,其灼熱的尾焰即被美國部署在地球同步軌道上的紅外偵察衛星發現,此時距離發射不超過120秒。預警衛星將導彈數據通過印度洋上空的通信衛星發送給盟軍設在澳大利亞的數據處理中心。數據經過處理之後再傳遞給美國本土科羅拉多州的航天司令部。再轉發到前線的盟軍指揮部發布防空警報,為「愛國者」導彈陣地提供不足90秒的預警時間。此時「愛國者」再依靠自身的雷達發現並鎖定來襲的「飛毛腿」並引導攔截。至於攔截機率,在吹了2年的牛後,現在翻開統計數據看來也只有9%。
即使面對射程不足千米的彈道導彈,反導攔截也必須依靠天基紅外偵察系統的支持,更何況是攔截洲際導彈這種從地球另一邊來襲的目標。
雷達的工作方式比這個高到不知哪裡去了,但是用的都是電磁波也就可以拿來作個類比
這是為什麼呢?
因為反導用的火控雷達必須首先要準確的預知導彈的來襲方向才能儘早對目標進行穩定的跟蹤並根據回波來解算火控數據用於射擊。而雷達的探測範圍受限於功率和自身天線大小,其探測越遠的目標就需要越集中的探測波束。因此其視場在探測遠距離目標時非常狹窄,如同望遠鏡或者超長焦鏡頭一樣。
打個比方,同樣是一枚紐扣電池供電,普通手電筒和雷射筆的照亮距離和光斑大小是遠遠不同的。手電筒照亮範圍較大但是照不了多遠,看不見遠處的蚊子,雷射筆能照到遠處的蚊子但是很難準確的照到蚊子身上。這個時候就需要有人提供蚊子的具體方位讓雷射筆找准目標。而這個提供方位的角色,主要由天基預警衛星來承擔。
美軍的天基紅外偵察系統
導彈發射時產生的高熱尾焰在地表背景下是個很明顯的閃點,能迅速引起天基偵察衛星的反應,而此時路基探測系統由於受到地球曲率和大氣散射的干擾無法定位遠處的導彈。只有衛星能及時發現目標並作出預警。美國至今已發展了數代預警衛星,其現役主力是DSP和新一代的SBIRS系統。DSP為3顆同步衛星,負責普查任務,SBIRS則由2顆高軌衛星、4顆同步衛星和24顆低軌衛星組成,負責在DSP發現目標後對目標進行持續跟蹤和彈道解算。並將數據發回地面中心。而中國尚未建設如此龐大的太空導彈監測項目。
反導過程中雷達的工作流程
如果不依靠衛星怎麼辦呢?
我們來做一個比較極端的假設:美軍5艘巡航中的俄亥俄戰略核潛艇從中太平洋的巡航區域向日本海發射5*24=120枚三叉戟D5導彈(美國陸基洲際導彈主要瞄準俄羅斯,對東亞戰略核威懾由巡航太平洋的水下力量附帶完成)而攔截陣地為俄羅斯符拉迪沃斯托克。距離不足7000公里,而三叉戟D5的最遠射程可達上萬公里,因此可按最大數量攜帶分導彈頭。為考慮突防,設定每枚導彈攜帶7個子彈頭和1個誘餌倉。可形成840枚10萬噸當量的W-76型核彈以及840個誘餌或者360片箔條幹擾雲帶(按美軍上一代「海神」潛射戰略導彈誘餌倉可攜帶7個誘餌或3箱箔條計算)的龐大突防群體。
假想作戰:從中太平洋攻擊日本海,攔截彈從俄羅斯符拉迪沃斯托克發射
在沒有衛星的早期預警下,假設當突防群越出雷達視野的地平線即可以被發現(這金手指開得太大了吧?當然能發現不等於能識別和精確測量)那麼,中國的雷達性能如何?對於無反隱身對抗設計的老式彈頭而言,中國空間探測雷達最大探測距離3000km,對RCS為1cm的目標具有10米級的測軌精度。我們再開傳送門將其從內地搬運到符拉迪沃斯托克,可在3000km距離上對來襲的突防彈群進行測軌和攔截火控計算。
分導彈頭進入大氣層產生的光跡
此時突防群已越過彈道頂點,分導彈頭、誘餌和箔條早已釋放(通常在導彈上升過程中釋放完畢)並開始突防,彈頭速度3km/s以上並不斷加速,高度約為 800km。忽略掩護用的箔條雲帶來的誤判干擾,以及反導導彈的加速時間,雷達和指揮系統的計算和決策-傳遞-命令時間(繼續開金手指啦)。攔截將發生在約400km左右的高空。處於中國在2007年的反衛星試驗的導彈上升速度和攔截高度範圍之內,在後續的數次反導試驗範圍之外。已經超出紅旗19的作戰範圍(攔截中程導彈),必須依靠「 動能 」系列重型攔截彈 (和美軍GBI相仿) 。
由於目前誘餌彈技術的發展(誘餌實彈化,實彈誘餌化)在大氣層外從突防群中準確分辨誘餌和實彈是異常困難的,而箔條雲層產生的強烈干擾也將掩蓋彈頭的信號。考慮10萬噸級核武器的巨大威力,最好以全部攔截的方式進行攔截。
至於攔截成功率,套用美軍反導試驗成功率來算應該不超過50%,而此時攔截彈已消耗1600發。如要將攔截率提高到75%,則需3200發攔截彈。再提升攔截率的話,恐怕導引系統難以同時支持如此多的導彈進行同時反導航路安排了。同時指揮將近5000枚攔截彈恐怕是個不可能完成的任務。(再想想5000枚攔截彈帶來的財政負擔,要吐血的,一枚GBI可是9000萬美元)
美國GBI是唯一實戰部署的中段攔截彈,共部署了44枚
在首次攔截過後,大量的漏網之魚的下降速度將增加到5km/s以上並迅速突入稠密大氣層,此時誘餌和箔條等掩護手段將因大氣阻礙而與實彈分離,可以無須顧忌識別問題而節省大量攔截彈。此時進行二次攔截的預計高度不足150km,處於紅旗-19的作戰高度之內,但速度和下落角度遠超此前進行的數次攔截試驗,攔截機率直線下降,且攔截殘骸也將污染到被保護區域。一旦攔截失敗,紅旗-9也基本沒機會進行補射攔截,洲際導彈的落地速度超過25馬赫,近距離攔截基本不可能。
經過對假設條件的模擬攔截,可以發現攔截洲際導彈的代價極其高昂:中段需要大量的攔截導彈以應對難以分辨的假目標和干擾層,而末段的相對速度過快且高度和時間也所剩無幾,也難以實現對大量漏網之魚進行高機率攔截。
今年1月美軍中段反導試驗成功,靶彈從中太平洋射向美國西海岸
然而假設條件過於寬鬆。美軍進行的大量反導試驗之所以成功率不到一半,正是由於難以識別誘餌和干擾,在同樣的威脅面前,中國的雷達性能也難以做到更好。也沒有進行過試驗以證明相關技術能力(若進行試驗一定會被美軍天基偵察系統發現)。
所以除了美國進行過對遠程導彈的攔截試驗(還經常放水降低難度,比如在靶彈上裝個喇叭大喊來打我呀)外,中國也僅進行過一次高空反導試驗。打的也是軌道相對固定的低軌衛星。其他數次實驗均是對東風16、東風21等中近程導彈進行中段攔截,高度在250km以下。所展現出來的作戰效能介於美軍「薩德」系統和標準3之間。
至於實戰部署,美國的中段陸基攔截彈GBI部署了44枚。真要打起來也就幾發東風-41或者白楊-M就能抵消了。「薩德」只能進行末端攔截,海基的標準3反而稍好一些,可以摸到洲際導彈的下限,然而對於彈道高的就回天乏術了。而且同樣面對難以分辨的誘餌的問題。這將使得攔截成本飆升難以承受。
網傳的紅旗-19導彈(資料圖)
中國並沒有相關專業反導攔截彈部署的報道。數次反導試驗的官方對外口徑都是「反導技術試驗」,並未表明是實彈能力測試或是部署試驗。而且靶彈和攔截彈同時升空。因此猜測中國的中段反導系統尚處於技術研發階段,並未實際部署。現有的成熟反導能力應該還是基於紅旗-9的末端攔截。
而配套系統方面,雷達性能從公開報道看來基本夠用。至於天基紅外偵測系統,根據官方新聞推測今年才開始立項,等到完成驗證試驗併發射組網,估計還需5到10年。
所以現階段大國建設反導能力,其他大國的正常應對是打打嘴炮,同時多訂購幾顆洲際導彈壓壓驚。而對於大國周邊一些別有用心的小國而言,它們就造得起那麼幾十枚中程遠程導彈,面對大國的越來越嚴密的反導保護傘就只能望洋興嘆了。
所以,還是那句老話:沒有什麼問題是一發ICBM解決不了的,如果一發不行,那就十發!
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