美“FTG-11”反导试验再思考
美“FTG-11”反导试验再思考
一、FTG-11反导试验概况
美国时间25号22点30分左右进行一次代号“FTG-11”的反导试验，这次试验的官方全称为：“Flight Test Ground-Based Midcourse Defense-11”，即“地基中段导弹防御飞行测试-11”，这一次反导试验是美国导弹防御局、综合导弹防御的联合功能部件指挥部（Joint Functional Component Command for Integrated Missile Defense）美国北方司令部以及美国空军空间司令部第30、50和460个空间部合作，针对对洲际弹道导弹（ICBM）级目标进行了一次成功的试验。这项试验是由两个地面***（GBI）对一个具有威胁代表性的洲际弹道导弹目标进行的第一次“齐射”，使用“GBI-lead”和“GBI-trail”***用于拦截测试。在实际的试验中，“GBI-lead”***摧毁了再入飞行器，然后“GBI-trail”***跟踪系统查看了由此产生的碎片和剩余的目标，没有找到任何其他再入飞行器情况下，选择了下一个它能识别的“最致命的目标”，并进行精确打击。
下面是FTG-11试验的全过程的视频资料：
在此次反导试验中，具有威胁代表性的洲际弹道导弹目标是从位于马绍尔群岛共和国夸贾林环礁的里根试验场发射的，而两个GBI***是距离发射场7800km左右的加利福尼亚州范登堡空军基地发射。据报道，在测试期间，位于空间、地面和海基弹道导弹预警传感器（BMDS）为指挥、控制、战斗管理和通信（C2BMC）系统提供实时目标捕获和跟踪数据。 然后发射了两个GBI动能拦截导弹在大气层外成功将目标拦截。通过对这次反导拦截各个方面报道的分析结合美国2017年进行的”FTG-15“的首次洲际导弹拦截试验情况，FTG-11反导拦截过程大概是这个样子滴：
FTG-11反导试验想象图
在次反导试验称为FTG-11在美国时间25号22点30分左右进行的。试验中是从太平洋马绍尔群岛夸贾林环礁发射的飞行美国本土，该靶弹是ICBM（洲际弹道导弹）远程弹。在试验过程，天基、地基、海基多种传感器随后发现并对目标进行跟踪，向指挥控制、战斗管理与通信(C2BMC)系统提供了目标信息。具体的过程可能为：红外天基预警卫星发现并跟踪处于助推段的靶弹，前置部署在威克岛的AN/TPY-2(萨德系统的雷达)参加了早期监视，其主要的任务是对目标进行了早期跟踪和识别，部署在太平洋上的SBX大型反导雷达（海基X雷达）也应该参与此次试验，其主要任务是精确跟踪，更新目标数据，该雷达成功发现和跟踪了目标，GMD系统接收到目标跟踪信息后，制定了火控拦截方案，两枚反导***从美国加利福尼亚范登堡空军基地相继发射（齐射），***在飞行途中能够实时接收地面控制指令，***的红外导引头能够主动捕获、跟踪和识别目标，最终***成功摧毁了模拟洲际导弹的靶弹。
正在进行吊装的位于阿拉斯加发射基地的GBI
EKV动能弹头原型
EKV动能弹头空间飞行图
安装在GBI上的EKV动能弹头
EKV动能弹头功能分解图
据雷神公司报道，GBI动能弹头（EKV）在接收到到海基X波段雷达和AN/TPY-2雷达（萨德雷达）的跟踪和目标定位数据后，EKV识别了威胁，并区分了目标和对抗措施，机动进入目标的路径，并使用“击杀”（hit-to-kill）技术将其摧毁。两种雷达在支持GMD系统方面都发挥着关键作用。 这一次反导试验与美国2017年首次对洲际弹道导弹反导试验不同的是这次发射了两个动能弹头，一个为”GBI-Lead“，一个”GBI-Trail“，其中”GBI-Lead“首先摧毁了再入目标，然后”GBI-Trail“查看产生的碎片和剩余物体，并且没有找到任何其他再入飞行目标的情况下，选择了它可以识别的下一个“最致命的目标”，并按照它的设计流程击中它。该反导测试首次验证了“双击”式接合，其中第一个***成功击中了进入的目标再入飞行器。第二个***对剩余目标和碎片进行确认，选择攻击它可以识别的下一个”最致命的目标“。这次试验的动能弹头据分析其中一个是三级CE-II Block I GBI，另一个是三级CE-II。其中CE-II blockI GBI在2017年FTG15试验中测试过成功摧毁了ICBM靶弹。这是GMD项目的第11次拦截试验，也是第二次对ICBM（洲际弹道导弹）的拦截试验，雷神公司的动能杀伤弹头系列目前为止一共进行了40次成功的试验。
这次试验后，美国导弹防御局主任空军中将Samuel A. Greaves认为，这次测试是GBI动能***对对复杂、具有威胁性的ICBM目标进行的第一次“齐射”拦截，具有重要的里程碑意义，该次试验完全按照设计的目的进行，并且该试验的结果提供了在导弹防御中实际使用齐射原理的依据，这项试验表明美国有能力应对真实的导弹威胁。
美国媒体对这次反导试验也进行相关的报道：
二、美军的地基中段反导系统简介
美地基中段反导拦截到底是什么的流程呢？我们来简单分析分析一下：
美地基中段反导系统（GMD）将由天基、地基、海基传感器、指挥控制与通信系统以及反导拦截弹系统组成。天基传感器包括：DSP卫星、天基红外系统高（SBIRS-H）卫星；空间跟踪和监视系统-STSS（以前称为SBIRS-L）；地基传感器包括升级的预警雷达（UEWR）、丹麦眼镜蛇远程预警雷达；指控与通信系统为指挥控制、战斗管理与通信(C2BMC)系统；海基传感器为海上X波段雷达（SBX）；拦截系统为地面拦截导弹（GBI）。
在一个典型的洲际弹道导弹防御方案中，DSP和SBIRS的天基红外预警卫星将扫描敌方弹道导弹发射情况，一旦探测到威胁，卫星估计导弹的飞行轨迹。当导弹接近时，STSS监视来袭导弹，海基X雷达实现对目标的精确跟踪与识别，并提供拦截效果评估，而UEWRS 预测它的最终目的地。这个过程需要GMD尽早发射*** 。C2BMC单元整合了所有监视和跟踪信息。***在飞行过程中能够接收地面的指令进行飞行控制并能够自主搜索目标，引导动能弹头（EKV）采取动能杀伤的方式击毁目标（目前依靠海基X精密跟踪与识别雷达实现）。
一个典型的反导拦截系统一般是这样的工作的：
天基红外、前置的地基、海基早期预警系统发现导弹发射威胁，对目标进行初步的跟踪计算轨道，目标在飞出大气层以后，一般会释放一定的干扰后者诱饵，这样目标弹头和这些诱饵形成了“威胁云”，地基X频段雷达在远程预警雷达的引导到探测、跟踪、识别威胁云，找出真正的弹头，基于雷达获得信息，GMD系统发射拦截弹，在此过程中X波段雷达持续对目标进行跟踪和识别以确认弹道的轨道数据，并将数据实时上传给拦截弹头。拦截弹头依靠引导数据和自己所携带的光学和红外搜索载荷自主的对弹头进行识别和跟踪，并控制EKV动能杀伤弹头以直接撞击的形式将来袭目标摧毁。
为了应对弹道导弹威胁，美军发展了一系列的动能拦截装置，包括标准3系列***、EKV（GBI）系列***以及萨德和爱国者导弹等***，不同***多针对的拦截目标是不同的，对于射程在300-1000km的短程导弹，由于其中段飞行的时间非常短，飞行高度很低，主要依靠爱国者反导系统进行弹头再入段的拦截，拦截高度一般低于40公里；
对于射程在1000-3000km的导弹，主要采用标准3IA弹头进行中段拦击，采用萨德系统进行再入段拦截，萨德拦截高度一般低于150公里；对于射程在3000-5500km的导弹，中段拦截主要采用标准3IB弹头；对于射程到5500km以上的远程导弹，在中段前期采用前置部署的标准3IIA弹头进行拦截，在中段中期以及后期采用EKV（GBI）动能弹头进行多次拦截。
对于洲际导弹，在实际的反导拦截中，其预警与拦截部署的方案一般为：萨德系统（包括雷达与拦截弹）和海基宙斯盾系统（包括雷达与标准3系列导弹）进行前置部署，配合天基红外传感器，目的是在导弹的主动段就发现识别目标，并进行拦截（即实现早期发现、准确识别与早期摧毁），未来美还可能部署机载激光武器配合主动段动能拦截实现对导弹助推段的拦截；如主动段没有拦截成功，导弹目标信息将交接给地基与海基预警雷达实现对目标的实现跟踪与识别，依靠C2BMC系统实现指挥与信息的通联，海基X将目标准确信息传递给GBI拦截装置，实现对来袭导弹的中段拦截，并实时对拦截效果进行评估，拦截效果的评估主要依靠海基X雷达，但是在FTG-11反导测试中，实现了一个GBI***进行拦截，一个GBI***实现对拦截效果的实时评估，并选择最具威胁的目标（碎片）进行二次动能拦截。对于远程弹道导弹目标而言，对于中段最多可以进行3次左右的拦截，如果评估中段拦截失败，当来袭目标突入150公里的高度时，只能依靠萨德系统进行拦截，当目标突入40公里高度时，只能依靠爱国者导弹系统进行最后的拦截。因此可以看到，美反导拦截设计理论上具有是从导弹的助推段-中段-再入段实现几乎全程的探测、识别与拦截手段，当然这需要对预警探测与拦截系统进行合理的部署才能实现。可以想象，美国在全球部署萨德系统以及宙斯盾系统的用意是很明显的。
三、美军对地基中段反导系统评价
美国人是怎么评价他们的导弹防御系统的呢？最近美国提出要实现全域、全时对来袭的各类威胁目标进行有效拦截与摧毁？这个目标是否能够实现？北美航空航天防御司令部和美国北方司令部指挥官海军上将威廉戈特尼表示，“我们对该系统能够击败具有有限洲际弹道导弹能力的敌人的洲际弹道导弹打击能力充满信心。”美国陆军太空与导弹防御司令部/陆军战略部队司令部和综合导弹防御联合司令部司令David L. Mann中将最近向参议院军事委员会作证时表示，“GMD系统仍然是我们国家对ICBM的唯一防御 ，正如国防部长和各种战斗指挥官先前作证的那样，即使面对不断变化的财政环境，作战人员仍然有信心保护国家免受有限的洲际弹道导弹攻击。“
什么是“有限洲际弹道导弹能力”，所谓“有限”，从美国进行了历次导弹试验中可以看到，其所发射的靶弹一般都是自由弹道，所携带导弹一般没有复杂诱饵、一般不含干扰机、一般不做中段机动、一般是单弹头目标，在这种情况下，其试验成功率也只有50%左右（被特朗普吐槽，花辣么多钱，还没啥用！），新一代的弹道导弹一般具备先进的突防措施，其中一个重要的措施是在关键时刻释放多个假弹头、干扰机或者诱饵，使弹道导弹防御系统无所适从或增加拦截负荷，那么在真实的情况下，采用隐身技术、多弹头、轻重诱饵、干扰机、中段机动，在多个目标中，或者“诱饵云”中识别出真弹头是弹道导弹防御系统的核心问题，具有如此能力的洲际弹道导弹目标在中段以及再入段被拦截的可能性几乎不存在。
萨德雷达系统与***
标准3系列***
从萨德以及标准3系列的历次试验中可以看到，其成功率还是很高的，至少证明这两个系统的性能还是不错的。从历次的反导试验中，可以看到用于中段拦截的GBI***成功率为50%（不含2019年FTG-11这次），标准3系列平均拦截成功率为76%，萨德系统拦截成功率为100%。
4、地基中段拦截能力的再思考
在弹道导弹飞行的主动段是指从导弹离开发射台到导弹关机为止的一段，在该段上，发动机和控制系统一直工作，导弹弹头和诱饵尚未分离，作为一个整体目标存在，目标的雷达反射截面积比较大，但是主动段飞行的时间一般比较短，不同射程导弹主动段飞行的时间在几十秒到几百秒的范围内，其相应的水平飞行距离仅占整个飞行弹道很小的部分（ 5%左右），主动段飞行可以垂直飞行段、程序飞行段和瞄准飞行段，要实现对导弹助推段拦截，需要前置部署导弹预警雷达（在天基红外预警卫星发现导弹目标之前就发现目标），在导弹的程序飞行后端和瞄准飞行段进行拦截，此时导弹未进行释放任何突防措施，是最好的拦截时机。因此发展前置部署的拦截系统，比如萨德和宙斯盾系统，实现对洲际弹道目标的主动段拦截也许是一个有效的手段。
在发动机关机（弹头和弹体分离）后，导弹进入中段飞行，这是时间最长的一个阶段，对于洲际导弹来说长达20分钟，在进入中段的初期，导弹就开始释放再入飞行器（真实弹头）和各种突防措施，当导弹达到最高点时，将所有载荷释放完毕。同时为了防止弹体被敌方用来进行目标指引，弹体在这个过程也会被炸掉，因此在中段飞行的弹道目标包括再入飞行器（真弹头），诱饵和各种大小的碎片，要在如此复杂的场景下准确的识别出真弹头，难度非常大。真弹头在各种大小的碎片和诱饵掩护下，持续在中段飞行，当弹道导弹同时采取了电子对抗措施（干扰机）以及多弹头分导技术，要实现在中段对目标的可靠拦截几乎是不可能完成的任务。
弹头进入大气层后的阶段称为再入段，在这个阶段由于大气的过滤作用，轻诱饵被很快烧毁，重诱饵（假弹头）其外形与运动特性跟真弹头几乎一致，如果弹头在又采取了末制导技术，会使再入段的飞行弹道更加复杂，给萨德系统拦截造成了很大困难。
虽然中段飞行时间长，可以实现对目标的长时间的探测和识别，而且被认为是弹道导弹防御的关键阶段，但是在导弹飞行的中段也是其释放突防措施最为密集的阶段，如何有效的进行真弹头的识别，在实践中还有很大的难度。虽然弹道导弹目标在主动段飞行时，对其弹道的预测精确性较差，但是目标RCS较大，比较容易被探测发现与跟踪识别，要实现对助推段目标的拦截需要实现对目标的持续跟踪与识别，***需要主动寻地能力以及与探测系统实时通联进行目标信息更新的能力才有可能实现对助推段目标的有效拦截，助推段拦截是唯一不需要进行真假弹头识别的阶段，虽然这个阶段时间较短，但是对于远程洲际弹道而言，解决了对导弹目标的早期预警探测与识别以及拦截弹前置部署的问题，实现助推段的拦截机会很大，从目前美军的能力来看，使用萨德的***或者搭载在宙斯盾舰上的标准3系列导弹都具有对导弹主动段拦截的潜力。
5、美导弹防御系统的全球部署与能力拓展
下面我们看一下美国截止2018年在全世界所部署的萨德、爱国者和宙斯盾系统吧。这是亚太地区，可以看到在韩国部署萨德（含***）和爱国者系统，在日本部署两部萨德雷达、爱国者和宙斯盾系统在关岛部署了萨德***。这些防御系统主要针对谁，明眼人一看就懂！
在欧洲部署了改进型远程预警雷达、岸基宙斯盾、海基宙斯盾系统以及爱国者和萨德雷达。
在中东，美国主要部署了萨德雷达、爱国者和宙斯盾系统。
目前美已经部署了38艘宙斯盾系统，到2023年美国计划全球部署60艘搭载标准3系列拦截弹的宙斯盾系统，此外美国也在发展机载助推段激光拦击与中段跟踪系统，这对于削弱敌对国家的导弹威胁意义重大。
负责研究和工程的国防部副部长Michael D.Griffin 在参加2018年参议院军事委员会提名听证会指出，部署助推段拦击的系统在多年前就已经可行，在这方面缺乏的不是技术和手段而是意志和决心。
从美导弹导弹防御发展路线上可以看出，即使美军一致致力于中段拦截的努力，其在未来主要增强的是天基和地基预警探测能力、应对高超声武器的能力以及助推段拦截（包括机载激光、路基和海基拦截的能力），这才是需要引起我们重点关注的方向。
美弹道导弹防御局计划在2018年投入5400万美元开展激光拦击器的开发，其计划用固态激光器取代原来已经取消的在波音747飞机上开展的化学激光器项目。搭载固态激光器的飞机在敌对国家附近长时间盘旋飞行，并对其处于助推段的导弹进行拦截摧毁，美军认为这种”助推段拦截”能够在导弹最为脆弱的时候摧毁它，因为这时候导弹还处于起飞状态，其弹头还固定在非常容易被探测发现的弹体上。
此外据报道美弹道导弹防御局计划开发一款飞行高度为63000英尺的无人机用于弹道导弹的助推段拦截。该无人机携带激光***，能够以0.46马赫的速度持续工作36小时，行程1900英里，载荷能力至少为12500磅以为激光器提供足够能量，并且还携带一个大约5英尺的的用于发射激光的光学镜头。该计划目标是让无人机载激光器的发射功率达到140千瓦，或者超过280千瓦，并且能够在不影响无人机性能的条件下持续工作30分钟。
目前美国弹道导弹防御系统（BMDS）的建设已初步具备了战斗力，并以C2BMC为核心，在进一步整合区域防空、巡航导弹防御以及盟国的BMDS的基础上，以网络为中心呈现全球一体化发展趋势。个人认为，弹道导弹预警传感器全域（天基、地基、海基）与***的全球部署，实现全球一体化的导弹防御是美国发展导弹防御系统的最终目标。
部分图表资料来自网络报道以及美国防部发布的《2019年弹道导弹防御概览》报告。
“Raytheon kill vehicle hits ICBM target in first dual-salvo test-ouble launch reflects real-world scenario”-http://raytheon.mediaroom.com/2019-03-25-Raytheon-kill-vehicle-hits-ICBM-target-in-first-dual-salvo-test
“Homeland missile defense system takes out ICBM threat in historic salvo test”-https://www.defensenews.com/land/2019/03/25/homeland-missile-defense-system-takes-out-icbm-threat-in-historic-salvo-test/
“GMD Missile Defense Hits ICBM Target, Finally”-https://breakingdefense.com/2017/05/missile-defense-hits-icbm-target-success-rate-now-50/
“New laser-equipped drones will take out missile threats against the US”-https://www.foxnews.com/tech/new-laser-equipped-drones-will-take-out-missile-threats-against-the-us
”Two Interceptors Launched From California To Swat ICBM In Most Ambitious Missile Defense Test Yet “-https://www.thedrive.com/the-war-zone/27144/two-interceptors-launched-from-california-to-swat-icbm-in-most-ambitious-missile-defense-test-yet
