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身边的魔鬼,揭一揭萨德反导系统的老底

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身边的魔鬼,揭一揭萨德反导系统的老底


   

   

    末段高空区域防御系统(英语:Terminal High Altitude Area Defense,缩写:THAAD,萨德)是美国导弹防御局和美国陆军隶下的陆基战区反导系统,一般简称为萨德反导系统。    
1.萨德系统研制初衷
“萨德”是美国发展历史最长的导弹防御系统,也是美国陆军掌握的两种高低搭配的防御系统之一,其发展历程反映出美国导弹防御思想的变化,也是美国反导技术发展的缩影。“萨德”系统的研制计划主要分为四个阶段:
1)前期技术验证阶段:上世纪80年代末,美国里根政府对源于60年代的“确保相互摧毁”战略全面审议后发现,美国在核武器方面已经很难对苏联占据优势。为此,里根在1983年3月23日的电视讲话中提出了著名的“战略防御倡议”,俗称“星球大战”计划,企图利用太空技术优势抗衡苏联逐步取得的核武器优势。计划中提出的地基导弹拦截武器主要是“外大气层拦截弹系统”(ERIS)和“大气层内高空防御拦截弹”(HEDI),两种系统高低搭配,形成了现在所说的“分层拦截”。其中ERIS射程900千米,拦截高度270千米,其弹头使用了“动能杀伤飞行器” (KKV):HEDI射程80千米,拦截高度为60千米,其弹头使用的是常规炸药破片杀伤技术。这两种导弹虽然发展并不顺利,但都取得了一定的技术成就。ERIS在1991年1月终于成功拦截了“民兵”1靶弹,HEDI也在1992年8月完成前期验证试验,准备实际拦截测试。但1991年苏联解体,使美国失去了昔日的敌人,“星球大战”计划也草草收场。1991年,老布什政府开始重点发展“防御有限打击的全球保护系统”。该系统主要由战区导弹防御系统、国家导弹防御系统和全球导弹防御系统三部分组成。于是军方将ERIS和HEDI合并,制订了“大气层内外拦截弹”(E21)方案。该方案使用了ERIS的 KKV和HEDI的火箭助推器,最终演化为今天的“战区高空区域防御系统”(THAAD)。
2)计划确定阶段: 让美国人把ERIS和HEDI合并到一起的另一个重要原因是1991年的海湾战争。战争中,“爱国者”虽大出风头,但也让美国人看到了低层防御的不足,于是“爱国者”这样的低空拦截系统成为发展重点,而高空防御当时似乎并不十分迫切。1992年9月起,美国陆军战略防御司令部正式启动了合并后的高空防御计划“战区高空区域防御系统”——“萨德”。该系统将ERIS最高拦截高度270千米降到150千米,而将HEDI的最高拦截高度从60千米降低到了40千米。这覆盖了绝大部分大气层高度,并超出大气层50千米,可谓“高也成,低也就”。在“萨德”计划启动后的四年里,洛马公司设计生产了20枚THAAD拦截弹、2套机动作战管理中心和2辆机动发射车。
克林顿就任美国总统后,于1993年5月正式宣布停止“星球大战”,将其更名为“弹道导弹防御计划”,也就是人们耳熟能详的NMD和 TMD。其中TMD主要对付射程在3500千米以内的导弹,主要包括低层反导系统——“爱国者”、MEADS和“海军区域防御系统”(已于2000年12 月14日取消),以及高层反导系统——“萨德”和美以合作的“箭”式系统、海军全战区防御系统(NTW)。其中“爱国者”和“萨德”构成了美陆军的高低搭配防御体系。
3)计划调整阶段:1994年,洛克希德公司完成了“萨德”地面测试,开始飞行试验。该项目原计划进行14次飞行试验,1995年进行了4次,1996年进行了2次。试验进行得一直不顺利,特别是在进入工程研制前的1998年和1999年的第8、9次试验,也是第5、6次实际拦截试验接连失败,引起了美国国会的关注,甚至提出处罚洛马公司2000万美元,这使“萨德”计划面临中止的危险。但美国国防部坚持进行第7次拦截试验。在1999年6月进行的第7次拦截试验中,“萨德”首次以碰撞杀伤方式击中靶弹,随后在8月的第8次拦截试验中,“萨德”在100千米高空再次击毁靶弹。但有人认为成功属于偶然或因试验条件被放宽。这两次成功虽然阻挡了“萨德”被中止的厄运,但人们对其可行性还是提出了质疑。为此,洛马公司对研制和试验计划进行了全面调整,并暂停了飞行测试,一停就是四年,这使得为“萨德”研制的地基x波段雷达不得不参加“爱国者”导弹的试验,以检验其性能。“萨德” 逐渐淡出人们视线的时期,正是美国导弹防御计划大张旗鼓推进的阶段,因此今天许多人对“萨德”已经不太了解了。
4)工程研制阶段:小布什上台后,朝鲜、伊朗等国的弹道导弹发展迅猛,射程1500千米的导弹逐步出现,“爱国者”等低层导弹防御系统已经不能满足保护美国盟国和海外驻军的要求。于是,“标准”3和“萨德”等高空防御系统再次成为关注的热点,几乎停滞的“萨德”计划再次顺利进入了布什政府的“能力阶段(BLOCK)”,即每两年开发技术升级一次。在充足经费保障下,“萨德”试验计划在2004年全面恢复。
2004年6月,洛马公司宣布开始生产用于试验的“萨德”导弹,试验也从2004年下半年开始,计划到2009年结束。2005年11月,洛马公司在新墨西哥州白沙靶场成功完成“萨德”导弹飞行试验,这是其沉寂数年后的首次飞行试验。为给“萨德”导弹提供更长的飞行距离、建立真实战术环境,美导弹防御局在2006年10月将“萨德”试验设备转移到太平洋导弹靶场。2007年1月、4月和10月,美国在夏威夷考艾岛成功进行了三次导弹拦截试验。至此,美国在恢复“萨德”试验后,除1次由于靶弹故障而导致试验没有进行外,其余全部成功,这使美再次对“萨德”计划寄予厚望。按照美军计划,“萨德”将在2008年部署,首批编制2个营,共8个连,每连配备150枚拦截弹、9辆发射车、1部雷达、1个战术作战中心以及通信中继设备等。在未来五年中,美陆军将采购1422枚“萨德”导弹和80-99个发射架。美国防部官员甚至宣称,“萨德”系统将与美国地基中段拦截系统结合,共同保护美国本土免遭袭击。    
  洛克希德·马丁空间防务(Lockheed Martin Space Systems)、卡特彼勒防务(Caterpillar Defense )和喷气飞机公司(Aerojet)是该系统发射装置及拦截弹的主承包商,雷神公司(Raytheon)是AN/TPY-2雷达的主承包商, 波音、霍尼韦尔(Honeywell)和洛克达电子(Rocketdyne)则作为管理与指挥系统的承包商。美国国雷神公司网站2007年7月11日报道, 美国导弹防御局授予其一份价值3.04亿美元的合同,为弹道导弹防御系统(BMDS)的AN/TPY-2雷达开发跟踪与识别能力。按照合同,雷神公司负责雷达软件的研发与试验、各种工程任务、维修与保障、基础设施更新以及任务规划部署。雷神公司还负责AN/TPY-2雷达的全寿期工程保障支持。该工作将在雷神公司导弹防御中心进行。    
2.萨德系统研制历程
“萨德”系统研制计划由美国国防部通过战略防御计划局(现为导弹防御局)发起,由美国陆军战略防御司令部(现为空间与导弹防御司令部)负责管理。“萨德”系统的发展主要分成4个阶段。
方案探索与定义阶段(1987年~1991年)1987年,美国军方首次提出“萨德”系统的任务需求,并开始方案论证研究。1990年正式授予洛克希德公司等三组承包商竞争研究合同,1991年完成方案论证及评审。
方案验证与确认阶段(1992年~1999年) 1992年,“萨德”系统拦截弹与地基雷达系统研制进入方案验证与确认阶段,开始试验样弹和样机。同年9月,美国陆军选定洛克希德公司负责“萨德”系统样 弹试验;选择雷锡恩公司负责演示 “萨德”系统地基雷达样机。1993年,克林顿政府将“萨德”系统定为重点发展的战区导弹防御计划的核心计划之一。同年11月,“萨德”计划顺利通过演示验证飞行试验软硬件关键设计评审。1994年5月,完成最后的设计评审。1995年4月,“萨德”系统拦截弹成功进行首次飞行试验,至1999年底,共进行 11次飞行试验。其中8次拦截试验,前6次连续失败,造成整体计划后延。在设计合理性被确认,质量控制加强后,后2次试验取得成功,从而结束该阶段任务,工作重点转向 拦截弹的设计改进。
工程研制及生产阶段(2000年~2009年)2000年6月,“萨德”系统转入工程研制及生产阶段。在此期间,“萨德”系统进行设计改进,并于2003年12月顺利 通过系统关键设计评审。2004年3月,美国防部将“萨德”系统纳入美国多层导弹防御体系。2004年5月开始试验弹生产,2005年11月开 始改进系统的新一轮飞行试验,2007年开始,飞行试验场从白沙导弹靶场转移到太平洋导弹靶场。至 2008年底,改进的“萨德”系统共进行7次飞行试验,其中的4次拦截试验全部成功。本轮试验除验证系统改进后的基本性能外,还加强了对低空目标、分离目标、远程目标、复杂目标和真实作战环境下目标拦截能力的考核。
生产与部署阶段(2007年至今)2007年1月,“萨德” 系统正式进入生产与部署阶段。2008年5月28日,首批“萨德”系统 正式装备美国陆军,部署在第32陆军防空反导司令部第11防空炮兵旅 第4防空炮兵团阿尔法连,包括24枚拦截弹、3辆发射车、1套火控系统和1部“萨德”雷达。“萨德”系统的部署以及初始作战能力和互操作能力的验证和提高,使美国军方至少在理论上具备了从弹道导弹飞行中段到末段无空隙的强大的防御体系网络。美国军方的近期目标是使“萨德”系统具有拦截近程和中远程弹道导弹的能力,远期目标为具备拦截洲际弹道导弹的能力。    
3.萨德系统在美国新导弹防御计划中扮演的角色
THAAD系统是美国新导弹防御计划的重要组成部分,主要针对高空导弹进行拦截,采用卫星、红 外、雷达三位一体的综合预警方式。该系统由拦截弹、车载式发射架、地面雷达,以及战斗管理与指挥、控制、通信、情报系统等组成。

THAAD系统的拦截高度达到 40~150千米,这一高度段是射程3500千米以内弹道导弹的飞行中段,是3500千米以上洲际弹道导弹的飞行末段。因此,它与陆基中段拦截系统配合,可以拦截洲际弹道导弹的末段,也可以与“爱国者”等低层防御中的“末段拦截系统”配合,拦截中短程导弹的飞行中段, 在美国导弹防御系统中起到了承上启下的作用。
THAAD系统中的AN/TPY-2雷达不仅可以在THAAD系统中承担“萨德之眼”火控雷达的作用,还可以脱离THAAD系统的发射装置,作为前沿预警雷达单独部署在阵地前沿。由于萨德系统具有较高的机动能力和一体化协同作战能力,还可以与“宙斯盾”反导系统、“爱国者-3”防空反导系统等协同作战,扩大反导作战保卫区域。    

4.萨德系统对比美军陆基 “宙斯盾”系统
   
“萨德”系统和陆基“宙斯盾”系统是分别针对美国的陆军和海军研制的,两大军种的作战需求不同,导致这两种导弹防御系统虽然任务相近,但性能差异依然十分明显。
陆基“宙斯盾”系统所装备的AN//SPY-1D型雷达由于采用S波段,因此在精度方面落后于AN/TPY-2型雷达,且AN//SPY-1D型雷达的探测距离只有600千米,也与AN/TPY-2型雷达存在很大差距。

与陆基“宙斯盾”系统相比,“萨德”系统也存在十分明显的劣势。“萨德”系统所装备的携带KKV(动能杀伤器)的拦截弹最大射高只有150千米,最大速度只有约2.5千米/秒,这两项指标均远远落后于陆基“宙斯盾”系统所装备的“标准-3” BlockI/n型拦截弹。且“萨德”系统所装备的导弹类型相当单一,由于KKV脉冲发动机的横向修正范围有限,在大气层内拦截目标的效能随着高度降低而降低,高度低于30千米的飞行目标就会进入“萨德”系统的攻击盲区。而陆基“宙斯盾”系统不但具备对中程甚至中远程弹道导弹的拦截能力,还能兼容“标准”-2系列和“改进型海麻雀”等防空导弹,在作战方式和武器配置等方面远比“萨德”系统要灵活得多。      
   
5.萨德系统对比俄罗斯S400 “凯旋”防空导弹武器系统
萨德防空导弹是美国全球部署的体现,所有辅助车辆都采用了模块化的设计,以方便C-130和C-17运输机进行运输。这使得萨德在理论上可以在72个小时通过一系列战略运输机内部署到世界上任何一个地区。由于公路运输更加便宜,俄罗斯的S-400进行部署时都是提前清空经过公路来让S-400防空导弹进行机动转移。所以从部署速度和投入速度来看,萨德防空导弹系统凭借着模块化的系统组件胜出。
而且萨德防空导弹发射营的编制也要比S-400要更大。一个标准萨德防空导弹发射营往往有64辆萨德反导弹发射车,这使得一个标准的萨德反导系统营可以同时对512个核弹头进行拦截,而且这只是在发射箱里的拦截弹数量,备用的萨德弹也可以通过发射车尾部的舱门通过升降机和推动系统将萨德弹送入发射管内,重新为一个萨德导弹发射车加装8枚拦截弹最多只需要20分钟,而且萨德防空系统的指挥中心对对目标处理的能力极强,一旦当AN/ TPY-2雷达系统发现多个目标来袭后,萨德防空导弹的计算机可以在几秒之内就可以完成对来袭目标的规划打击,在拦截和反应的速度上萨德防空导弹系统的性能也因为处理速度更快所以更优秀一些。
然而美国的萨德防空系统配置一个营的价格高达10亿美元左右。平均算下来每套S-400防空导弹的价格为6250万美元,萨德一套发射车的价格为1.25亿美元,所以从性价比来看S-400防空导弹的外贸优势就凸显了出来。
从战术性能上来看,S-400系统采用91H6E车载相控阵雷达系统,目标探测距离600公里,同时跟踪目标数量300个,拦截弹道导弹的最大距离是110~150千米,且拦截率高,可击落400千米远、飞行高度从数十米到同温层的目标,拦截“飞毛腿”之类战术弹道导弹,而萨德系统虽然探测距离高达2000公里,但最大作战距离只能达到200公里。S-400系统的最大特点之一,是可以发射低空、中空、高空,近程、中程、远程的各类导弹。这些性能迥异的导弹互相弥补,构成多层次的防空屏障,可以同时跟踪数百个目标,并同时打击36个目标。

S400的因其高密度、多层次的防空屏障更擅长于对敌战机和巡航导弹的防空作战,而在对弹道导弹的拦截效果来看,无疑是末端高层区域防御系统“THAAD”更胜一筹。      
   
6.“萨德”系统试验进展    
自2005年11月以来,THAAD 项目已进行了9次飞行试验,其中包括5次拦截试验。这9次试验分别是:2005年11月,成功进行导弹飞行试验;2006年5月,成功进行THAAD系统综合试验,包括火控系统、雷达、发射器、拦截机;2006年7月,首次成功进行大气层内高层头体不分离目标拦截;2006年9月,因靶弹故障未能发射拦截弹,试验任务未完成;2007年1月,成功在太平洋导弹靶场进行THAAD系统的首次飞行试验,完成飞毛腿类型靶弹的大气层内高层拦截;2007 年4月,成功完成飞毛腿类型靶弹的大气层内中层拦截;2007年 6月,成功进行大气层内低层导弹飞行试验;2007年10月,成功进行大气层外的飞毛腿类型靶弹拦截;2008年 6 月,成功进行大气层内中层的弹头拦截。

2011年10月,在太平洋导弹靶场进行的一次试验中,末段高空区域防御系统(THAAD) 导弹两发连射成功拦截两个不同目标。此次试验是 THAAD 武器系统第一次用于拦截两个目标。此次THAAD两枚齐射试验中,第一枚拦截了一枚模拟中程弹道导弹的空射目标。不久后,第二枚导弹拦截了一枚水面发射的近程弹道导弹目标。
THAAD系统拦截整体式弹道导弹靶弹较多,并且大部分拦截点均在大气层内。值得注意的是,2012年、2013年和2015年美军在太平洋西部的夸贾林环礁上开展“爱国者”、宙斯盾和THAAD系统联合拦截试验,验证了THAAD系统多次拦截能力,以及前沿部署 AN/TPY-2 雷达引导发射“标准- 3”拦截弹的能力。未来,美军计划在联合试验中继续集成陆基宙斯盾和GMD系统,实现全球联合反导能力。    
来源:天驰航宇
System碰撞电子ADS通信理论控制试验
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首次发布时间:2023-07-07
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