彈道飛彈防禦系統面臨的技術挑戰

2021-02-15 知遠戰略與防務研究所

知遠戰略與防務研究所  吳新建/譯

自:《亞洲軍事評論》2018年第6-7期合刊

 

[知遠導讀]本文原文刊發於《亞洲軍事評論》雜誌2018年第6-7期合刊。文章稱,洲際彈道飛彈射程高達上萬千米,攔截方想要在其上升段攔截太難,而飛彈再入大氣層後,速度在10倍聲速以上,幾乎無法再攔截。所以對於洲際彈道飛彈來說,中段攔截是最合適的。文章簡單介紹了機載雷射器、「宙斯盾」以及「愛國者」飛彈防禦系統等攔截器的優勢和缺點。

 

眾所周知,亞太地區的(美國)盟國正在大力投資研發、採購武器系統,以應對俄羅斯和中國等國家日益增長的彈道飛彈威脅,後者正在開發「東風-21」型和「東風-26」型飛彈,相比現役的飛彈系統,這些系統能夠提供更遠的射程,更高的精度,更強的殺傷力,更好的可靠性。

美國海軍上將菲利普·戴維森(Philip Davidson)是美國太平洋司令部下一任指揮官的提名人,他在回應預期政策問題時談及了中國飛彈部隊所構成威脅,他說:「中國飛彈部隊對美國部隊和基地的威脅是巨大的,並且正在不斷增長。中國人民解放軍火箭軍擁有越來越多的中程和中遠程彈道飛彈,它們可能威脅到美國在該地區,包括韓國、日本和關島的基地,以及第二島鏈內部署的海軍部隊。許多飛彈是專門為特定目標,如航空母艦或空軍基地而研發,而且中國人民解放軍火箭軍保持著高度的戰備狀態。此外,中國正在不斷發展其飛彈技術,增加其射程、生存能力、精度和殺傷力。」

在亞太地區,朝鮮近幾個月多次發射彈道飛彈,對於地區穩定造成了一定程度的破壞,非常令人擔憂。這些行動已經引發了該地區(美國)盟國的關注,導致其加速部署彈道飛彈防禦系統。當然,美國在這方面一路領先,是日本和韓國的重要合作夥伴。

談及美軍在美國太平洋司令部責任區內增強對朝鮮威懾的立場,戴維森海軍上將寫道:「我相信我們今天仍有能力威懾朝鮮,但鑑於我們認為朝鮮在未來5年內的飛彈能力可能會繼續提升,我認為我們必須繼續探索、改進和整合全部飛彈防禦能力……我支持通過部署在夏威夷的新的『國土防禦雷達』(Homeland Defense Radar),額外採購陸基攔截彈,以及確定部署在夏威夷的定位攔截系統效能的詳細研究來增強本土彈道飛彈防禦架構。最後,我支持持續改進彈道/巡航飛彈防禦攔截彈的能力,這將進一步增強國土防禦能力,並保護關鍵的區域節點免受來自朝鮮的打擊。」

彈道飛彈防禦面臨的技術挑戰

要了解彈道飛彈防禦,首先必須了解這些飛彈的主要飛行階段。彈道飛彈發射後,開始進入加速/上升階段,持續大約3-5分鐘,然後是到達遠地點的中期階段,最後是重返大氣層/終端下降階段。

有人可能認為加速/上升階段是最容易攔截的,實際上在這一階段進行攔截特別具有挑戰性。首先,飛彈發射必須在幾秒鐘內被探測到,以制定響應策略。其次,必須確定彈道飛彈的航向,以確定它是不是真正的威脅,這要在接近遠地點時才能最終確定。第三,攔截彈必須足夠接近以做出反應。然而,即使發射國是敵國,將武器發射到主權國家以便在加速階段攔截彈道飛彈的決定也充滿了潛在的危險後果。正是出於這些原因,彈道飛彈防禦主要集中在飛彈飛行的中段和末段。

應該指出的是,美國已經探索了在加速階段攔截彈道飛彈,特別是以改型的波音747-400F飛機作為發射平臺(代號YAL-1A)的機載雷射試驗武器系統,該系統以產生高能雷射的化學氧碘雷射器為核心,配置跟蹤瞄準系統和光束控制與發射系統,利用雷射作為能量直接毀傷目標或使之失效。經過多年的測試,YAL-1機載雷射試驗武器系統仍然面臨著許多操作和技術挑戰,而且成本極其昂貴,導致其資金在2010年被削減。

然而,由於美國正在研究將新型雷射器安裝在無人駕駛飛行器上,所以使用機載雷射器在加速階段攔截彈道飛彈想法尚未被擱置。然而,即使可行的話,部署這樣一種系統還需要幾年的時間。

比爾·維英格(Bill Wieninger)博士是夏威夷亞太安全研究中心(Daniel K. Inouye Asia-Pacific Center)的安全研究教授,新墨西哥州阿爾伯克基國防核武器學校的前講師,他在接受《亞洲軍事評論》雜誌採訪時就這一問題發表了自己的觀點。「在花費了大量資金後,我們在攔截短程飛彈方面取得了一定的成果,但我們對擊落遠程洲際彈道飛彈沒有信心。最重要的區別似乎是飛彈的飛行速度——洲際彈道飛彈的速度大約為每秒7000米——所以這是一項非常困難的技術挑戰,我不確定我們是否能夠掌握。」維英格博士說,「進一步的挑戰是誘餌,它們相對容易部署並且會使目標確定更加複雜。從技術角度來看,我們也許能夠攔截一些飛彈,成功率大約是70%,但從地緣政治的角度來看(更不用說人道主義的觀點了),即使只有一枚核彈頭漏網,其結果顯然也是毀滅性的。此外,對彈道飛彈防禦錯誤的信賴可能會導致無法接受的危機。」

美國國防部2019年財年預算強調了飛彈防禦計劃的重要性,並呼籲投資「專注於分層飛彈防禦以及戰區飛彈威脅和朝鮮彈道飛彈威脅的破壞性能力」。2019財年的投資包括:43套「宙斯盾」彈道飛彈防禦(「標準-3」)系統——17億美元;陸基中段防禦系統——21億美元;82套末段高空區域防禦系統(THAAD)——11億美元;240枚「愛國者」先進能力-3(PAC-3)分段增強(Missile Segment Enhancements,MSE)飛彈——11億美元。預算還支持駐韓美軍提高在朝鮮半島的飛彈防禦能力。

分層方法

為抵禦彈道飛彈威脅,殺傷鏈的第一部分是飛彈發射探測和跟蹤。關注這一問題的關鍵系統之一是天基紅外系統(Space-Based Infrared System,SBIRS),該系統使用紅外監視為美國軍方提供早期飛彈預警。系統包括衛星、地球同步地球軌道(GEO)和高橢圓軌道(HEO)中的託管載荷以及地面硬體和軟體組合。最近通過的美國國防部2019財年預算資助了空軍的「下一代戰略飛彈預警系統」,作為向未來「頂空持續紅外」(Overhead Persistent Infrared,OPIR)衛星架構過渡的組成部分。這種下一代系統將提高戰略生存能力,並將集成傳感器的技術更新,以確保飛彈預警能力等於或高於當前的天基紅外系統。

除天基紅外系統外,美國還在亞太地區維持著許多其他雷達系統。其中一個系統是海基X波段雷達(SBX-1),它是飛彈防禦局陸基中段防禦系統(GMD)的一部分,該系統連接部署在阿拉斯加格裡利堡以及加州范登堡空軍基地的陸基攔截彈。

亞太地區彈道飛彈防禦的另一個關鍵組成部分是「宙斯盾」彈道飛彈防禦系統。「宙斯盾」彈道飛彈防禦基於現有的「宙斯盾」武器系統,旨在探測和跟蹤各個飛行階段的各種射程的彈道飛彈,能夠在中段和末段用「標準-3」和「標準-6」飛彈摧毀短程及中程彈道飛彈。美國海軍和日本海上自衛隊的艦艇配備了「宙斯盾」系統,並在整個亞太地區進行例行巡邏。2017年底,日本決定採購兩套「宙斯盾」岸基彈道飛彈防禦系統。

 

 

另一套雷達系統,即美國陸軍/海軍的AN/TPY-2系統是由雷聲公司綜合防禦系統部建造的X波段飛彈防禦雷達。AN/TPY-2能夠以兩種不同的模式部署。在前沿基地模式部署時,雷達位於敵對領土附近,在加速飛行階段探測彈道飛彈,然後跟蹤並識別威脅,並將決策者所需的關鍵信息傳遞給指揮與控制作戰管理網絡。當AN/TPY-2雷達以末段模式部署時,雷達的工作是在末段(下降)飛行階段探測、發現、跟蹤和識別彈道飛彈。

AN/TPY-2雷達與洛克希德·馬丁公司的THAAD系統相連。THAAD的攔截彈能夠在大氣層內擊中並摧毀各種短程和中程彈道飛彈。THAAD系統已經部署在美國的關島;最近在韓國也部署了一個THAAD飛彈連,該連由6部卡車式發射裝置,48枚攔截彈(每部發射器配備8枚飛彈),一座AN/TPY-2型雷達和一套戰術火控/通信組件組成。

 

「愛國者」飛彈系統升級計劃

「愛國者」是一種中高空遠程防空飛彈系統,有多種改型和類型的飛彈,可以提供爆炸碎片彈頭或碰撞殺傷能力。在亞太地區,美國、日本、臺灣和韓國都部署了「愛國者」飛彈系統。

雷聲公司綜合防禦系統部一體化空中和飛彈防禦(IAMD)項目高級主管威廉·G·帕特森(William G. Patterson)說:「我們目前正在尋求幫助我們的一些合作夥伴升級和重新認證接近其使用壽命的『愛國者』制導增強型飛彈。制導增強型飛彈有一個爆炸碎片彈頭,在戰鬥中被證明非常有效。自2015年1月以來,『愛國者』在戰鬥行動中攔截了100多枚戰術彈道飛彈,其中90多枚是制導增強型飛彈完成的。」帕特森補充道,「我們從最近的作戰行動中學到的是,並非所有威脅都需要碰撞殺傷攔截。在某些情況下,爆炸碎片彈頭實際上能夠更有效地摧毀威脅。因此,我們建議對制導增強型飛彈重新認證,進行升級,並將其保留在一些客戶的戰鬥序列中。這樣做只需花費購買新型『愛國者』碰撞殺傷飛彈的成本的一小部分,並為他們提供所需的能力。」

洛克希德·馬丁公司飛彈和火力控制系統部通過PAC-3「分段升級」計劃對「愛國者」防空系統進行了升級。PAC-3飛彈分段升級計劃包括PAC-3飛彈(MIM-104F)、PAC-3飛彈裝運箱、火力解決方案計算機和增強型發射器電子系統。

「碰撞殺傷」型PAC-3飛彈是一種高速攔截器,通過直接的彈體碰撞毀傷來襲的目標。PAC-3飛彈以「愛國者」飛彈連的形式進行部署,與四聯裝的「愛國者」PAC-2飛彈相比,能夠裝載16枚PAC-3飛彈的「愛國者」發射裝置顯著增強了系統的火力。根據美國國防部的說法,美國陸軍和飛彈防禦局共同努力,已經成功地將PAC-3系統集成到彈道飛彈防禦系統中。洛克希德·馬丁公司已經擁有了進一步增強的PAC-3飛彈能力——PAC-3「分段增強」型(MSE)飛彈——這也是PAC-3飛彈的最新型號。

(平臺編輯:黃瀟瀟)

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