反导前锋-“萨德”的前生今世

反导前锋-“萨德”的前生今世

萨德是个什么玩儿？

末段高空区域防御系统（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。“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。

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。

图1 萨德系统雷达与拦截弹

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。

萨德系统怎么来的？

“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。

萨德系统由什么组成？

图2 萨德系统的工作模式

1.AN/TPY2 X波段雷达

AN/TPY-2雷达被称为目前世界上最大，功能最强的陆基X波段有源相控阵雷达。作为“萨德之眼”在整个THAAD系统中处于相当关键的地位，如图2所示，此雷达具备两种模式，前置部署模式和末端部署模式。前置部署模式下，雷达主要用于监测、跟踪弹道导弹主动段弹道，并能将监测数据直接传输给末端; 末端部署模式下，雷达能接受前端传来的数据流，实现落点预报、目标识别等功能，并为拦截中近程弹道导弹提供火控支撑。

AN/TPY-2雷达由天线、操作控制车、冷却设备车、电子设备车和电源设备车等5个部分组成，如图3所示。

图3 萨德雷达系统组成

• 相控阵天线
  

AN/TPY-2高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达是美国THAAD系统的火控雷达，是 THAAD系统的重要组成部分，为拦截大气层内外3500千米内中程弹道导弹而研制，是美军一体化弹道导弹防御体系中的重要传感器。AN/TPY-2是陆基移动弹道导弹预警雷达，可远程截获、精密跟踪和精确识别各类弹道导弹，主要负责弹道导弹目标的探测与跟踪、威胁分类和弹道导弹的落点估算，并实时引导拦截弹飞行及拦截后毁伤效果评估。

AN/TPY-2雷达探测距离远、分辨率高，具备公路机动能力，雷达还可用大型运输机空运，战术战略机动性好，其战时生存能力高于固定部署的雷达。AN/TPY-2有两种部署模式， 既可单独部署成为早期弹道导弹预警雷达（前置部署模式），也可和THAAD系统的发射车、拦截弹、火控和通信单元一同部署，充当导弹防御系统的火控雷达（末端部署模式）。 

图 4 AN/TPY-2雷达天线结构图

下表列出了AN/TPY-2雷达的主要性能参数：AN/TPY-2雷达由天线、操作控制车、冷却设备车、电子设备车和电源设备车等5个部分组成，雷达天线面积为9.2 平方米，发射/接收阵元数为25334个，阵元峰值功率可达 16瓦，雷达平均功率约60～80 千瓦。该雷达的探测距离最远可达2300千米 (100平方米雷达反射截面积目标)，对1平方米雷达反射截面积的目标探测距离达1700 千米。高分辨率和超远的探测距离使 AN/TPY-2雷达成为世界上最大、性能最强的陆基移动弹道导弹预警雷达。

 AN/TPY-2雷达主要性能参数

AN/ TPY-2雷达具有多种搜索方式，有3种同时接收波束（1、3、7个波束）的配置方式，也可使用3、7个波束搜索模式，该模式可在顺序发射多个脉冲后同时接收多个波束。还可选择在波束内发射3个不同频率的脉冲对雷达RCS进行去相关，增强检测能力。由于该雷达采用波长较短的X波段和巨大的雷达阵面，雷达波束非常窄，其分辨率非常高，对弹头具有跟踪和识别能力，能识别假弹头，能将目标从诱饵或弹体碎片中识别出来。

AN/TPY-2雷达具有多种先进的抗干扰措施。AN/TPY-2雷达具有远距离同时宽波束扫描、窄波束跟踪的能力；可利用时间分割技术，对多批目标实施搜索、捕获和识别，能将天线孔径上离散分布的发射机（T模块）辐射功率在空间高效合成，轻而易举地获得其他任何体制雷达难以得到的超大功率孔径积，具有孔径上少量阵元失效仍可有效工作的故障软化性能。自适应预流推进算法（SAPR）可按来袭目标不同威胁度，合理搜索和跟踪目标，适应多变而复杂的电磁环境。AN/TPY-2雷达具有高功率输出和优越的波束/波形捷变性能，有很好的抗干扰性能。先进的多功能AN/TPY-2不仅能完整地获得高速度、多批次、小RCS目标的标量几何参数而感知目标，而且具有在严酷信息战的环境中，实时精确探测目标群中每个目标的距离、角域及其速度、加速度、目标回波幅度、相位起伏和极化信息等标量和矢量参数，对目标分类、识别、编目和成像而认知目标，完成由“亮点”到“图像”的飞跃。

• 电子设备车

电子设备车是一种模块化、一体化的拖车，车箱配备核生化防护能力及环境控制装置的密闭保护罩。主要设备有：2台用于数据处理的VAX7000计算机、4台MP2大规模并行信号处理机，以及接收机/激励器、检测目标发生器和高速记录仪等。MP2处理机是大规模并行处理技术的首次军事应用，用途是频谱分析、脉冲压缩与连续探测，以及对来自接收机的数字化雷达回波抽样进行初步图像处理。VAX7000计算机负责实际作战任务的计算，任务前与任务后的数据处理等。

• 电源设备车

电源设备车由1台内燃机、1台交流发电机、1个控制盘、1个转换开关组成，能提供1.1兆瓦的电力。

• 冷却设备车

冷却设备车是1个长12米、重16.3吨的封闭式拖车，车内装有供天线冷却用的液体冷却设备和为天线及电子设备提供电力分配的装置。

• 操作控制车 

图 5 AN/TPY-2雷达操作控制车

操作控制车是一个单独的系统，可保证操作人员监视雷达跟踪效果以及与外部的通信，有独立的电力系统。部署时其功能可以并入雷达系统。系统之间的通信连接采用光纤数据链路。整套系统和组件共需2.1兆瓦的功率来工作。

2.火控通信系统

“萨德 ”系统的指挥控制及作战管理通信系统 （C2BMC）主要负责全面任务规划、威胁评估、确定最佳交战方案以及控制作战等，由战术作战中心、发射控制站和传感器系统接口等组成。指挥和控制系统又被称为火控与通信系统。战术作战中心是指挥和控制系 统连和营的神经中枢。由2辆作战车辆（1部用于作战，1部用于部队训练及作战备份）和2辆通信车组成，内部设备包括1个中央计算机、2个操作台、数据存储器、打印机和传真机等。传感器系统接口作为独立的车辆，与雷达采用分布式远距离部署，为雷达和指挥控制作战管理与通信系统提供接口。根据作战部队指控命令，传感器系统接口设备可为与其相连的雷达提供直接的任务分配和管理。传输前通过过滤和处理雷达数据，使通信负荷最小化，可通过管理传感器来实现侦察、任务控制、缓和或避免饱和、目标图像确定、作战监视与控制等功能。发射控制站提供自动数字式数据传输和语音通信连接，完成C2BMC系统内无线电通信功能，还可提供传感器系统接口和发射装置之间的通信线路。内部设备包括除地面天线外的所有无线电子系统。

3.发射系统

• 拦截弹

“萨德”系统拦截弹主要由动能杀伤器、级间段和固体火箭助推器3部分组成。拦截弹的长度为6.17米，最大弹径0.37米，起飞重量900公斤，最大速度可达2500米/秒，并有一个带推力的单级固体燃料火箭发动机。它们的航程为200公里，高度可达150公里; 这比任何其他的导弹防御系统都要高。动能杀伤器主要部件有：能产生致命杀伤的钢制头锥、2片蛤壳式保护罩、红外导引头、集成电子设备模块和双组元推进剂姿轨控系统。导引头被装在一个双锥体结构内的一个双轴稳定平台上。钢制头锥上的非冷却蓝宝石板是导引头观测目标的窗口。头锥前面的2片蛤壳式保护罩可保护导引头及其窗口。在大气层内飞行期间，保护罩遮盖在头锥上，以减小气动阻力，保护导引头窗口不受气动加热影响，在导引头开始搜索捕获目标时被抛掉。后锥体用复合材料制造。 

“萨德”拦截弹采用预测比例导引，到接近目标前2秒转为比例导引，利用推力矢量控制和空间点的选择来进行制导与控制。在助推段和中段提供弹道优化设计，用这种方法控制***状态矢量，形成适宜的拦截关系，并保证导引头的窗口在设计要求之内。自动驾驶仪提供指令，在助推段用推力矢量控制。在大气层内导引头机动利用姿态控制提供气动升力，在大气层外利用轨控机动。轨控发动机通过***重心，可提供的横向机动能力为5倍重力加速度。位于***后部的4个俯仰偏航和4个滚动的姿态控制发动机在大气层内提供的气动力机动为10倍重力加速度。可在惯性飞行阶段进行极限的姿态控制，在发射到拦截的全过程进行滚动控制。

•  发射车

发射装置 “萨德”系统拦截弹采用倾斜发射。发射车（图5所示）以美国陆军货盘式装弹系统和M1075卡车为基础设计，车高3.25米，长12米。早期设计，每辆发射车可以携带10枚 “萨德”拦截弹，目前为8枚装。该发射车与陆军现有的车辆具有通用性，提高了在战场上重新装弹的灵活性。机组人员能在不到30分钟的时间里给发射车重新装弹并准备好重新发射。待命的拦截弹能在接到发射命令后几秒钟内发射。这种货盘式的装弹系统有利于缩小编制。“萨德”系统发射车可用C-141运输机运输，符合系统快速部署、发射和重新装弹要求。车上蓄电池/蓄电池充电分系统可支持发射车连续12天自动工作。 

 图 6“萨德”系统拦截弹发射车

• 作战管理系统

“萨德”火力单元可以通过防空反导特遣部队（AMDTF）指挥系统并入美国整个BMDS弹道导弹防御体系。AMDTF通常由在特遣部队TOC（爱国者信息协调中心/战术指挥系统（ICC/TCS））控制下的一个“萨德”导弹连、几个爱国者导弹连和MEADS系统组成。

“萨德”导弹连指挥中心TOC由2个TSG（战术掩蔽所组（TSC）由TOS、LCS和天线/电缆车以及三个电源组成）组成，分别完成所必须的作战行动（EO）和部队行动（FO）功能。EO TSG对一部雷达和多套多功能发射车进行指挥控制；FO TSG则负责与控制报告中心/指挥报告所通信，根据需求传递本级交战状态信息、交战协调信息、系统状态信息等以及接收上级指示、战场情报准备（IPB）、防空评估、关于需要保护资产的详细指南、防御效能需求以及通信工作参数和火力协调的任务。同时，单一的TSG可与远距离雷达配合使用，称为SSI。SSI为远距离雷达与EO/FO TSG之间提供接口。根据EO/FO TSG的命令，SSI也可以为与其相连的雷达提供直接的传感器任务分配和管理。因距离或地形屏障等原因而导致点对点的通信需求非常大时，TSG可作为通信中继站（CB），CR负责提供数据和语音中继。

4.作战模式

“萨德”系统整个作战过程分为侦察、威胁评估、武器分配、交战控制、导弹拦截等步骤。图6是“萨德”系统作战运作示意图。

图6 “萨德”反导系统作战示意图

实战时，当预警卫星或其他探测器对敌方发射导弹发出预警后，地基雷达在远距离搜索目标，一旦捕获到目标，即对其进行跟踪，并把跟踪数据传送给C2BMC。在与其他跟踪数据进行相关处理后，指控系统制定出交战计划，确定拦截和分配拦截目标，把目标数据传输到准备发射的拦截弹上，并下达发射命令。拦截弹发射后，首先按惯性制导飞行，随后指控系统指挥地基雷达向拦截弹传送修正的目标数据，对拦截弹进行中段飞行制导。拦截弹在飞向目标的过程中，可以接受一次或多次目标修正数据。拦截弹飞行16秒后助推器关机，动能杀伤器与助推器分离并到达拦截目标的位置。然后，动能杀伤器进行主动寻的飞行，适时抛掉保护罩，杀伤器上导引头开始搜索和捕捉目标，导引头和姿轨控系统把杀伤器引导至目标附近。在拦截目标前，导引头处理目标图像、确定瞄准点、通过直接碰撞拦截并摧毁目标。地基雷达要观测整个拦截过程，并把观测数据提供给指控系统，以便评估拦截弹是否拦截到目标。C2BMC进行杀伤评估，如目标未被摧毁，则进行二次拦截。如仍未摧毁，可由末端底层防御武器系统进行拦截。

萨德系统测试的怎么样？

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。

“萨德系统”测试进程

萨德系统未来怎么发展？

•  AN/TPY-2雷达未来发展前景

X波段的波长短，频率高，衍射不明显，因此识别精度很高，这也是为何选择这种波段的目的，用于目标的跟踪和鉴别。但是X波段也存在着一种问题，因为频率太高，其传播路线非常的平直，几乎水平，绕射的效果极差，而X波段的电磁波又难以有效利用电离层返回散射传播机理，因此在探测远距离目标的时候，对低空目标探测很差。

因此，AN/TPY-2雷达未来将有可能在远距离低空目标探测这一方向进行进一步的改进和完善。解决这一问题的方法，一是尽可能多的布置前沿预警雷达，将远距离低空探测目标变为近距离低空探测目标，这一做**是美军目前正在筹划和进行的；二是利用空基预警、天基预警，将AN/TPY-2雷达改进为机载方式，在空中进行探测，解决X波段绕射困难问题，或是利用空基预警卫星与THAAD系统建立信息传输连接，在AN/TPY-2雷达探测不到或者探测困难的阶段利用天基卫星探测，将目标信息实时传输到THAAD系统，当AD/TPY-2雷达捕捉到目标时可将目标信息无缝对接起来，实现对目标的全时段探测。

• “萨德”拦截弹改进方向

由于“萨德”系统中的拦截导弹采用了直接碰撞杀伤器作为最终的拦截手段，所使用的侧窗红外导引头可以在大气层内外拦截目标，因此对于高超声速飞行器目标具有一定的拦截能力，但是仍需要足够的目标信息支持，并进一步扩大拦截范围和提高末段飞行速度及机动能力。洛克希德·马丁公司正在大力推出其“萨德”-增进型方案，重点是对现役拦截弹的助推器进行改进：为拦截弹加装一级助推器，由原来的一级变为两级。其中，新加装的第一级助推器直径为535毫米，原先助推器为370毫米，增加了拦截弹的射程和作战高度。“萨德”-增程型的第二级被称为加速级，用于提高拦截弹末段飞行速度和机动能力，使拦截弹更快速、准确地接近目标，而用于实施拦截作战的动能杀伤器则未做改动。除对拦截弹进行改进外，还要对“萨德”系统的发射装置进行改进，以适应拦截弹弹径增加的需要。改进后的每部发射装置只能携带5枚拦截弹，将比现“萨德” 系统的8枚减少3枚，但其作战能力将进一步提高。

图10“萨德”拦截弹与增进版

• “萨德”系统未来部署趋势

美国导弹防御系统原是以防御本土免遭中俄等国远程导弹袭击为主要目的，但美国宣称他的导弹防御系统是全球性的，还要保护其盟国以及美国在海外的基地。因此美国不会仅限于将“萨德”系统部署在其本土，目前美国已经在日本、土耳其、以色列等国家部署了THAAD的雷达，根据其全球部署计划，下一步美国将有可能在其海外军事基地部署THAAD雷达，西欧的西班牙、英国，东亚阿富汗周边的塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦等国，印度洋上的迪戈加西亚岛，大洋洲的澳大利亚、新西兰等海外军事基地都有可能称为美国下一台AN/TPY-2雷达的部署地点。

在美国亚太再平衡战略这一方面，部署THAAD系统将为美国提供有力的支撑，美国重返亚太的政策主要是遏制中国。所以美国还意欲在菲律宾乃至台湾都部署THAAD，中国台湾当局也一再表示对THAAD的兴趣，据媒体透露正秘密与美方探讨引进THAAD的可能性。韩国部署萨德之后，随之而来的很有可能是菲律宾乃至于东南亚各国，最终会一步步侵蚀到中南半岛，南亚次大陆，形成对中国反导的包围圈。

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