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【精品课件】NASA JPL-雷达干涉测量原理

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【精品课件】NASA JPL-雷达干涉测量原理



来源:天驰航宇
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首次发布时间:2024-04-21
最近编辑:6月前
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【精品译文】成本、成本效益与结果建议(第四章、第五章)

本文摘要(由AI生成):文章主要讨论了导弹防御系统的成本效益问题,特别是针对区域防御和国土防御方案。文章指出,通过减少拦截弹数量,可以有效提高导弹防御系统的成本效益。在区域防御方面,使用高速导弹可以减少后续发射所需的拦截弹数量,从而节省成本。在国土防御方面,使用区域导弹对抗美国本土威胁可以节省成本。文章还讨论了导弹防御系统的其他必要特征,如区分再入飞行器和突防用具的能力、高单发杀伤概率的拦截弹等。 第四章 成本和成本效益虽然工作组没有对BMDS的成本进行全面审查,但我们的分析显示,EI具备提供更具成本效益的BMD的潜力,因为它有助于减少在区域和国土防御方案中所需/花费的拦截弹数量。我们将使用区域防御和国土防御这两种防御方案来说明可以实现的成本节约。在第一章和第二章中,我们确定了通过减少拦截弹数量来衡量相对的成本节约,这可以通过在 EPAA的背景下为S-A-S [1]提供有效机会来衡量。特别是在图RMS-2中,我们分析了在首次发射中使用较高VBO陆基导弹的结果,这有可能为后续的发射节省导弹。如图RMS-2所示,这种方法的成本优势取决于许多参数。这些参数中的关键是 S-A-S 发射中使用的高 VBO 导弹(图RMS-4)与在齐射理论中使用的可覆盖同一防御区域的慢速导弹(图RMS-3)的相对成本比例。在图RMS-11中,我们分析了在区域导弹未能击毁目标的情况下,在部署更昂贵的国土防御导弹之前使用区域导弹对抗美国本土威胁的潜在价值。将“发射区域-评估-发射本土防御”的发射原则与仅使用本土防御导弹进行齐射作战进行比较,可以节省费用。如图RMS-11所示,节省的费用取决于区域导弹的PSSK 和国土防御与区域导弹的费用比。把重点放在拦截弹成本的差异上是适当的,因为要以高概率无渗透对抗多次导弹袭击,就需要耗费大量的拦截弹。我们预计,拦截弹成本的差异将决定整个 BMD 系统其他部件的成本差异。为了估计绝对节省成本(相对于图RMS-2和 RMS-11中的相对节省成本),我们需要将发射导弹数量的差异转化为节省的美元(或避免的成本)。这是困难的,原因有二,特别是在后期的环境行动计划的背景下。首先, VBO 明显较高的导弹处于竞争性开发的初期阶段,只能得到非常粗略的成本估算。其次,诸如 GBI 3.0之类的导弹是在综合地基中段弹道导弹防御系统的背景下研制的,拦截弹是该系统的一部分,很难估算单枚拦截弹的成本。然而,美国导弹防御局给出的估计值是每 GBI 约7000万美元。 利用这些粗略的成本估算,结合标准导弹系列中其他拦截弹的成本估算,我们能够估算在 EPAA的背景下有效使用 S-A-S 可能节省的成本。为了构建这个成本信息,我们使用了 EPAA 四个阶段的当前计划。下面的表格4.1中进行了概述。表格4.1:EPAA的一般说明[2]表格4.2中显示了MDA 提供的标准导弹系列和 GBI 3.0成本估计。由于 SM-3 Block IIB 拦截弹仍处于概念阶段,目前只能获得大致的成本估算。估计表明,随着导引头系统和 VBO的改进,单位拦截弹的成本将会增加。表格4.2:选定的EPAA 拦截弹的成本估计[3]在第一章中,我们注意到,采用有效的S-A-S,要应对30枚导弹的袭击,每枚导弹的PSSK 为0.85,BMD需要为每枚导弹发射1.3枚拦截弹,才能达到50%的无渗透率,而没有 S-A-S的情况下平均需要发射3枚;如果要达到90%的无渗透率,需要为每枚导弹发射1.45枚拦截弹,而无S-A-S的情况平均需要4枚。如果我们知道每枚拦截弹的单位成本,我们可以使用这些比率来估计绝对节省的成本。在这些情况下,每拦截一枚导弹可能节省的费用,在要达到50%的无渗透率情况下,相当于3枚齐射导弹和S-A-S 发射1.3枚导弹的费用之差;如果要达到90%的无渗透率,则相当于4枚齐射导弹和S-A-S 发射1.45枚导弹的费用之差。将表格4.2中的信息用于区域情况,齐射导弹为SM-3 Block IIA(每枚导弹1570万美元),使用的S-A-S 导弹是SM-3 Block IIB(高端成本约为2000万美元),采用有效的S-A-S对抗30枚导弹袭击的潜在节省金额为6.3亿美元至10亿美元,具体取决于预期的无渗透概率[4]。应当进一步指出的是,这笔金额是发射导弹防御30枚导弹袭击的成本。实际上,节省的资金会大得多,由于事先不知道攻击的目标区域,所有拦截地点的导弹储备必须反映所需防御导弹开支的潜在差异。 在国土防御方面,只有齐射的导弹是GBI(每枚导弹约7000万美元),S-A-S 导弹是区域导弹(每枚导弹初次发射成本为2000万美元)和国土防御导弹(后续发射成本为每枚导弹7000万美元),节省的资金可以反映出两种导弹之间的巨大差距——也就是说,国土防御拦截导弹是前沿地区域拦截导弹的3.5倍。在这种情况下,根据 SM-3 Block IIB 导弹对洲际弹道导弹的Pssk 值,针对CONUS 发动10枚洲际弹道导弹袭击的潜在节省成本在0.8至12亿美元之间(这里我们假设Pssk值在0.4至0.7之间,如图11所示)。如果这种导弹的PSSK 更高,例如0.8,而且无渗透概率目标是更高的0.95,潜在的节省就会大得多,约为20亿美元。与区域防御一样,所有这些潜在的节省必须乘以两到三倍,才能算出相隔很远的区域导弹发射地点的数量,即为保护CONUS不同区域免受攻击,不论攻击的目标是哪里,都要确保有必要数量的首发区域导弹可供发射。因此,尽管此时仍无法确定防御目标的具体细节、区域导弹Pssk,以及国土防御和区域导弹之间的相对成本,但这一分析表明,通过采用EPAA 前沿区域导弹对ICBM进行早期拦截,使SAS发射与更昂贵的后方国土防御导弹相结合,有机会在CONUS防御方面节省大量成本。第五章 结果和建议EI 本身并不是一般导弹防御系统或任何特定导弹防御系统的有用目标。在潜在的多弹头部署或突防用具之前进行拦截(这通常是采用EI的主要原因)需要付出巨大的努力,而且即使在最乐观的部署、传感器能力和导弹技术假设之下,实际上也不可能做到。 EI本身并没有提供大面积防御的能力。更确切地说,是前沿基地的拦截弹资产和高速拦截弹促进了大面积防御区域。事实上,即使是在远地点之前也需要适度的EI,这往往会使拦截弹的前沿部署失去很多优势。EI可以促进S-A-S射击,如果成功,有可能使防御更具成本效益。但是这并不是EI自身来实现的,而是大规模的作战空间(无论如何获得)来实现的。为作战空间做出主要贡献的是前沿远程传感器、合理布置的拦截弹、拦截弹速度、低延时指挥与控制、战斗管理和通信,以及强大的传感器到传感器和传感器到发射台的通信网络。S-A-S的另一个必要组成部分是质量极高的杀伤评估,没有它就没有有效的S-A-S。工作组没有看到任何分析表明是否可以实现如此低的错误率。我们认为,鉴于S-A-S有可能大幅度节省导弹库存和成本,即使尚未提供这种分析,也需要执行此评估。我们发现,在目前规划的拦截速度和先进传感器能力范围内,S-A-S在动态上适用于区域防御。“EI”的另一种应用,即使用前沿部署的区域导弹防御系统来帮助美国国土防御流氓政权,似乎有很大的潜在优势。欧洲区域防御体系和中东地区潜在对手是这样的,如果有可能通过区域防御资产拦截来自区域对手针对美国本土的ICBM,那么会在后方基地GBI 不得不发射之前进行拦截。考虑到GBI和区域防御拦截弹之间预期的巨大成本差异,将会实施的发射原则:(1)区域性拦截弹齐射,(2)评估结果,(3)只针对幸存的弹头发射GBI。然而,工作组还发现,这种来自区域防御部署的洲际弹道导弹的前沿拦截需要大幅度提高速度,超过目前为先进的区域拦截弹规划的速度。如果能在陆地和海上部署先进导弹,这一额外需求可能会有所减少。在敌方导弹烧毁后不久甚至之前发射的更乐观假设不会对所需的导弹速度产生重大影响。有效的导弹防御系统还必不可少的其他特点是能够可靠地区分再入飞行器与突防用具和其他目标,以及具有高单发杀伤概率的拦截弹。这两点都是具有成本效益的导弹防御系统的基本特征。 [1] 对我们所讨论的S-A-S和齐射两种发射理论,有必要做出一些说明。齐射理论是指所有对目标发射的导弹都以相对较快的顺序发射,通常在第一枚导弹到达目标之前。S-A-S射击则是:发射一枚导弹或在开始时齐射,但在进到初次发射或齐射的结果前不会进一步发射,也就是说,只有在确定第一次交战没有毁灭目标时才会进行进一步发射。如前所述,第一次交战可以是单发,也可以是齐射,这取决于导弹的Pssk、无渗透的期望概率等。[2] 来源: GAO 报告11-220《弹道导弹防御: 国防部需要解决欧洲未来能力的规划和实施挑战》,2011年1。[3] MDA 提供的成本估算。对于 SM-3 Block IA、IB和IIA,此估值分别反映了 128、371和78 的买入规模。由于学习曲线效应,与其他导弹相比,Block IIB 导弹的数量相对较多,在一定程度上降低了这些导弹的表面成本。为仍在开发中的 SM-3 Block IIB 提供了成本估算范围。[4] 计算很简单。如果无渗透的概率为50%,成功使用S-A-S导弹的成本将是SM-3 Block IIB导弹成本的1.3倍,即2600万美元。使用SM-3 Block IIA进行齐射击退同样导弹的成本将是SM-3 Block IIA导弹成本的3倍,即4700万美元。因此,采用S-A-S可能节约的成本约为每枚袭击导弹2100万美元,或30枚导弹袭击6.3亿美元。要保持90%的无渗透率也可以使用类似的方法,比较1.45枚S-A-S拦截弹与4枚齐射拦截弹的成本。来源:天驰航宇

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