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反导新宠儿

发布时间:2021-06-30 09:03:49 浏览数:

以信息技术为主导的高新技术的飞速发展及其在军事上的广泛应用,使高技术武器装备朝着精确化、电子化、隐身化的方向发展。这种影响要求未来防空防天体系的发展要突出拦截的精确性和交战的可控性,也迫使采用大规模杀伤式核弹头和近炸破片杀伤式高能炸药弹头的发展思路逐步转向发展以动能为主要杀伤力的弹头。

目前,反导导弹仍是近炸引信破片式杀伤弹头和动能拦截弹并存的格局。但美国陆基弹道导弹防御系统正在研制的GBI系统、PAC-3型系统、“萨德”系统和“箭”-2等系统正反映出反导武器装备发展的趋势,那就是以动能拦截弹取代破片式杀伤弹头。

典型装备

动能拦截弹由火箭助推器和动能杀伤飞行器(KKV)组成,其关键技术是精确寻的制导技术。KKV作为高速杀伤拦截器,由导引头、脉冲点火轨控与姿控推进系统和杀伤增强装置等组成。火箭助推器能提供3~5千米/秒的飞行速度,KKV战斗部能自主作战,交战时与来袭目标直接碰撞,靠巨大的动能来杀伤目标。美国目前正在发展的新型反导导弹大部分属于动能拦截弹。

陆基NMD系统地基动能拦截弹(GBI)。GBI由两级固体火箭助推器和大气层外杀伤飞行器(EKV)组成,可以拦截弹道中段飞行的目标。在拦截器与弹体助推火箭分离后,它要通过姿态控制、横向控制、纵向控制3种控制发动机调整自身的方位和速度,在其“景像匹配系统”的导引下靠近来袭弹头。通过弹上的红外线探测器搜索、识别、追踪敌方弹头,在与来袭弹头碰撞前,拦截器展开一个塑料结构的膨胀网,以确保撞上目标。该拦截弹弹头上装有双波(长波和中波)红外寻的器,能识别大气层的真假目标。

“爱国者”PAC-3系统动能拦截弹。PAC-3系统中的增强拦截弹是由一枚单级固体助推火箭与动能杀伤战斗部组成。动能杀伤战斗部包括:制导设备、雷达寻的头、姿态控制与机动控制系统和杀伤增强器等。全弹长4.635米,弹体直径0.255米,起飞重量304千克,助推火箭关机后的重量为140千克。弹头与助推火箭在飞行中不分离,始终保持一个整体。其拦截距离30千米,拦截高度15千米,最大飞行速度6马赫。

PAC-3拦截弹的雷达寻的头是一部Ka波段主动式毫米波雷达,可在导弹飞行末段自主跟踪与识别目标,抗电子干扰能力很强。其姿控发动机是动能战斗部机动飞行的动力装置,为最后与目标交战提供直接命中杀伤的快速反应机动能力,总共包括180台微小型固体姿控发动机,能修正战斗部的飞行姿态,确保与目标直接碰撞。

“萨德”战区高空区域防御系统动能拦截弹。“萨德”战区高空区域防御系统是一个地基机动的高层弹道导弹防御系统。拦截导弹由一级固体助推火箭和弹头组成。全弹长6.17米,最大弹体直径0.37米,起飞重量800千克,拦截距离在150~200千米以上,拦截高度达 100~150千米,最大飞行速度7马赫。助推火箭的壳体采用先进的复合材料制成,以减轻重量并便于往发射车中装填。助推火箭的后端采用新式的喇叭辫结构,发射后,可根据计算机的指令,向外扩张成喇叭形,以增加导弹在大气层内飞行的稳定性。弹头由中波红外寻的头、用于制导的电子设备以及用于机动飞行的液体推进剂轨控与姿控系统等组成,通过直接碰撞摧毁目标。

海军全战区防御系统“标准”SM-3动能拦截弹。海军全战区防御系统是海军区域防御系统的扩展,其核心为SM-3导弹。SM-3导弹保留了SM-2导弹使用的MK-72助推器和MK-104双推力火箭发动机,但增加了第三级火箭发动机、新的锥形弹头、改进的轴向和转向推进器、新的长波红外导引头和LEAP(轻型大气层战斗部)拦截器。其拦截高度达80~500千米,拦截距离为1200千米,可拦截射程1000千米以上的弹道导弹。导弹的高速度来自其第三级发动机,该发动机装有两部分分别点火的固体推进剂,第一部分推进剂产生的能量使动能杀伤飞行器(KKV)飞抵预计的拦截点。第二部分推进剂将动能杀伤飞行器推进到更精确的拦截点。采取这种双推力方式使导弹有充分的时间来校正飞行轨道的偏差并可减小其转向所需推力,从而减轻导弹重量,增大飞行速度。

发展趋势

军事需求和信息技术、纳米技术等高新技术的进步将推动动能拦截弹技术不断发展,在今后几十年内,其发展将主要呈现以下三个趋势:

轻小型化:随着新材料、微电子、光电子等高技术的飞速发展,动能拦截弹战斗部的特征尺寸和质量将呈数量级下降,如第二代动能拦截弹战斗部的重量仅为6~20千克,而第一代战斗部的重量达上百千克,第二代要比第一代轻一个数量级,呈现了微小型化。微小型化带动了反导反卫防空等武器技术的发展,降低了对助推火箭发射重量的要求,减少全弹成本,经济上有效。目前,美国重点研制的KKV一般重量都在10~40千克。今后,随着神经网络、微机电技术和系统集成技术的发展与应用,动能拦截弹的战斗部将进一步实现轻小型化。

智能化:动能拦截弹技术走向智能化的特征是具有很强的识别能力和“发射后不管”的自主作战能力。美国从20世纪80年代末开始研制“智能卵石”方案时,这种发展思想已初现端倪。1992年,美国起步实施了有识别能力的动能拦截弹计划,重点研究和发展识别能力强的动能拦截器技术。1996年,美国在联合作战科学技术计划中明确提出了发展先进的有识别能力的动能拦截弹。这些计划都是旨在未来复杂的战场环境中,使其具备主被动复合探测能力、融合数据处理能力、较强的抗干扰能力,确保能有效地从目标群中识别真假目标。

仿真研究表明,有识别能力的动能拦截弹单发毁伤概率可增加8倍。

通用化:通用化的目的旨在发展一种基本型动能拦截弹战斗部,根据不同作战需要,或发展新系统或利用现有成熟技术和发射平台加以改进,形成成本低、作战效果好的拦截弹系统。20世纪90年代以来,美国开始重视动能拦截弹技术通用化的可行性研究,并着手探索研究利用已研制成功的“大气层外型射弹”(LEAP),以满足不同作战的需要。如改进“标准”SM-2导弹使之成为“标准”SM-3海军高层防御系统;改进机载空空近程攻击导弹,以满足助推拦截的需要。此外,还拟用民兵导弹的助推火箭加装LEAP射弹,为尽早部署国家导弹防御系统提供可能。与此同时,美国正在实施大气层拦截器技术计划,旨在为未来的国家导弹防御系统和三军战区导弹防御系统发展通用化的动能拦截器。

目前,美国已完成了战区导弹防御用动能拦截器通用化可行性的前期研究工作,允许三军在各自的战区导弹防御计划中采用通用型。随着经济可承受性在今后武器装备发展中的日趋需要,动能拦截器的通用化发展将越来越受到重视,并保持强劲的发展势头。

(吴彦子荐自《科学24小时》)

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