【深度分析】美國GPI高超聲速武器攔截器項目簡介

2021-12-09 現代防禦技術

俄羅斯「軍事觀察」網站2021年11月29日

作者:裡亞博夫·基裡爾

編譯:鮑裡斯

 
SM-3Block IIA攔截彈從Mk41發射裝置發射

美國飛彈防禦局啟動了一個新的防禦項目。在未來幾年,它計劃開發一種能夠攔截高超聲速彈頭的先進飛彈防禦系統。該項目的研發階段已經啟動,在此期間將仔細研究和選擇最優方案以便將來付諸實踐。

合同和費用

先進反導系統開發項目競標於11月19日啟動。當天,飛彈防禦局向三家競標者發出了初步設計方案擬訂訂單。該計劃涉及五角大樓的主要承包商雷聲飛彈和防禦公司、洛克希德·馬丁公司和諾斯羅普·格魯曼系統公司。

競標標的是滑翔階段攔截器(GlidePhaseInterceptor-GPI)。這些公司將擬制自己對這種武器的方案,並在2022年9月底之前提交制訂好的方案。然後訂貨方將對這些方案進行比較,選出最成功的方案,它將得到進一步發展,最後至少要進行射擊測試。

項目第一個競爭階段計劃花費大約6000萬美元。這樣一來,雷聲公司和洛克希德·馬丁公司將分別獲得近2100萬美元的工作經費。諾斯羅普·格魯曼公司的項目估價不到1900萬美元。在籤訂合同的同時,這些公司分別獲得了800萬美元的工作啟動資金。

 

SM-3試射

美國飛彈防禦局宣稱,授出幾份未來概念開發合同,其好處是顯爾易見的,將減少潛在風險。計劃用這種方法來利用主導的武器開發商的經驗和技術,他們將相互競爭。所有這些都有望使美國人有可能在最短的時間內為這個系統找到應對全新威脅的最優方案。

滑翔段攔截

對未來防空反導系統的確切戰術和技術要求尚未公開,但訂貨方已經透露了一些總體想法和願望。例如,未來的GPI系統將部署在軍艦上,並將成為未來「區域高超聲速飛彈防禦計劃」的一部分。

按照飛彈防禦局的要求,新的攔截飛彈必須與標準的Mk41VLS發射裝置兼容。參與飛彈防禦系統的「阿利·伯克」級驅逐艦被認為是新系統的未來運載工具。該飛彈的硬體將與目前「基線」9版本的「宙斯盾」情報管理系統兼容。

藉助於制式電子設備,載艦將能夠自行或通過外部目標指示來發射攔截彈,然後飛彈將飛向目標並摧毀它。新項目的名稱表明,GPI飛彈的目標將是現有和未來的高超音速滑翔體,在海外被稱為助推滑翔體。攔截將在戰鬥部與助推器分離後,在滑翔階段進行。

 

SM-6飛彈從VLS發射裝置上發射

技術方面

未來概念的開展才剛剛開始,不應該期待近期會公布希麼技術細節。然而,即使是通過已公布的數據,也可以判定未來GPI飛彈的一些特徵。比如,訂貨方要求與Mk41發射裝備完全兼容。這意味著飛彈,無論其設計方案如何,都將被裝在一個不超過7.2米長、直徑不超過710毫米的圓柱形運輸-發射筒中交付。裝有飛彈的運輸-發射筒的最大質量為4090千克。

美國和其他國家開發的現代和預期的助推滑翔彈頭的速度至少為5~6馬赫,主要飛行段在至少20~22千米的高度。這使得我們可以想像出攔截彈應當具有什麼樣的飛行技術特性來攔截它們。GPI本身有可能是高超聲速的,這將減少反應和攔截時間。為此將需要一個多級、配備固體推進劑發動機的系統。

這種配置的飛彈將攜帶一個單獨的「戰鬥級」,它將確保導向和摧毀目標。高超聲速目標可以通過各種方式進行搜索和追蹤。在這方面,紅外導引頭將是非常有前途的。它們可以根據等離子體特徵和熾熱的氣體尾跡來有效和可靠地探測和捕獲高超聲速目標。

 

美國海軍「德爾波特·布萊克」號驅逐艦(DDG-119),最後幾艘「阿利·伯克」級軍艦之一

近幾十年來,美國主要的反導項目都要求使用所謂的動能攔截技術,目標被彈頭直接擊中。類似的技術和產品可以用於未來的GPI項目。我們不排除使用「常規」高爆破片彈頭的可能性,其殺傷元也能使高超聲速目標失去作戰能力或啟動一個利用進流來摧毀高超聲速目標的過程。

GPI將由配備「宙斯盾」情報管理系統和Mk41VLS發射裝備的「阿利·伯克」級軍艦攜帶。可以推測,在遙遠的將來,這種武器也將被部署在具有必要設備的陸基「宙斯盾」系統上。然而,這種可能性並沒有被談到:要麼是由於沒有這種計劃,要麼是由於不願意事先披露信息。

預期的效果

在明年9月之前,這三家公司將針對各自的GPI概念方案開展工作。然後美國飛彈防禦局將選擇最成功的一個,並與其研製公司籤署進一步開發合同。此後在幾年的時間內,需要完成設計工作、原型機製造,並且開始飛行測試。目前還不知道這些工作將在多長時間內完成並使攔截彈投入使用。這可能要等到二十年代末或更遲的時候。

啟動這樣一個項目的原因是顯而易見的。世界主要國家正在陸續列裝高超聲速系統,在各種背景下,這種武器將很快改變力量平衡。因此,也必須發展防禦它們的手段。對美國來說,防禦問題尤其緊迫,因為美國在開發高超聲速打擊系統方面已經落後了。

 

陸基「宙斯盾」反導系統

未來的GPI飛彈將列入「阿利·伯克」級驅逐艦彈藥庫,並對其他型號的攔截彈進行補充。其結果是,海上反導力量將掌握幾種具有不同性能和用途的飛彈。這種配置的艦載反導系統將保持高機動性和能夠快速部署到所需地區的優勢。這還將擴大可打擊的目標範圍,並將最危險的武器包含進去。最後,在不同條件和局勢下軍艦戰鬥使用的靈活性可提高。

未來武器

因此,美國繼續發展其飛彈防禦系統,現在要賦予它們新的能力以應對時代的挑戰。潛在的對手在高超聲速武器方面取得了重大進展,並且已經在部署第一批此類武器,五角大樓不得不採取相應行動。

新的滑翔階段攔截器項目方案將在未來幾個月內通過競爭的形式進行初步擬訂。然後將進行數年的試驗設計工作。是否能夠實現預想的設計方案並達到所有要求的特性和能力是一個大問題。布置的這些任務相當複雜,現在沒有理由過分樂觀。

相關焦點

  • 美計劃研發攔截高超聲速武器攔截器-GPI!
    、洛克希德馬丁公司和諾斯羅普格魯曼公司合作開發一種新的滑翔階段攔截器 (Glide Phase Interceptor-GPI),這是一種防禦性高超音速武器,旨在在敵方高超音速飛彈無動力飛行時將其攔截。
  • 美國高超聲速武器工業基礎能力布局分析及啟示
    近兩年,美國在高超聲速工業基礎能力方面的動作頻出,彰顯出在美國高超聲速武器服役之際,工業能力因涉及到長遠優勢而受到越來越高的重視。近年來,隨著美國明確戰略重心轉向大國競爭,高超聲速技術成為包括國防副部長麥可·格裡芬在內的多個高層的頂級優先事項,美國空軍高層更是將高超聲速武器裝備發展比喻成「曼哈頓工程」。
  • 美國「高超聲速和彈道跟蹤天基傳感器」(HBTSS)項目走向分析
    美國防部表示,追加的經費將用於確保HBTSS項目在2022財年完成首顆傳感器發射任務,按計劃將在2021年12月31日前啟動新型傳感器在軌測試。世界主要軍事大國都在加緊研製高超聲速武器,特別是俄羅斯,在高超聲速武器的開發和試驗方面已經領先。由於高超聲速武器可在臨近空間高速、高機動性飛行,受地球曲率遮擋的影響,地面預警雷達的視距將減小,從而難以對高超聲速武器進行有效預警探測與跟蹤。
  • 高超聲速武器全面碾壓亞聲速武器?你錯了!
    號稱藍星科技第一梯隊的美國,在測試中發現了一定的問題,因而美國目前對高超聲速武器項目的實戰化轉進進程並不快。各軍兵種都在大力發展雷射武器作為防禦或者進攻性武器。曾經熱熱鬧鬧研發的HSSW現在也沒了消息計劃中的滑翔體和吸氣體也還在試驗階段,這是CG圖從目前的科研項目來看,美國採取了務實的態度,一是延續性的繼續擴大傳統的亞聲速攻擊性武器的技術優勢;二是利用技術預研方面的優勢,採取跨越式發展雷射等新型定向能武器的策略,進一步拉大與其他國家之間的差距。
  • 美國LRHW遠程高超聲速武器項目—新數據和新問題
    【據俄羅斯「軍事觀察」網站5月18日報導】 在最近幾年裡,美國一直在開發一種先進的遠程高超聲速飛彈系統LRHW(LongRange HypersonicWeapon遠程高超聲速武器2018年正式介紹了LRHW項目,隨後五角大樓多次公布了這樣或那樣的信息。外國媒體上也發表了各種評論和不署名來源的信息。根據公開的報導,LRHW系統將包括幾個主要產品。最主要的是安放在運輸發射箱內的AUR(All-Up-Round)飛彈,其攜帶一個C-HGB(通用高超聲速滑翔體)彈頭。機動發射裝置和飛彈連移動指揮所正在開發中。
  • 美國人的虛偽和詭計—從美對俄試射高超聲速飛彈的「甩鍋」看到的
    普京親自觀摩試驗,並宣稱該型飛彈將於2019年進入俄軍服役,其優異的突防性能無法被現役反導系統攔截,將在較長時期內確保俄國家安全。對這一消息,美國防部發言人隨後回應稱,「美國在高超聲速系統技術研究方面領先世界數十年,但我們沒有選擇將其武器化。俄宣布製造高超聲速武器將導致失衡,美國必須予以應對,並正考慮一些選項對這款新型武器予以回應」。
  • 美國「吸氣式高超聲速武器概念」(HAWC)發展歷程
    美國「吸氣式高超聲速武器概念」(HAWC)發展歷程在中國和俄羅斯高超音速武器快速發展的競爭背景下,為儘快實現高超聲速飛彈的突破,美軍在高超音速武器的研製投入了巨額資金,並計劃在未來幾年內生產數百乃至數千枚高超聲速飛彈
  • 美國空軍自我打臉,AGM-183A高超聲速武器,推進器飛行試驗失敗
    一幅藝術家插圖描繪了四枚洛克希德·馬丁公司的AGM-183A高超聲速武器從美國空軍B-52H轟炸機上發射,洛克希德·馬丁公司的高超音速空射快速反應武器
  • 【重磅】2018年國外高超聲速飛行器技術發展綜述
    2018年,以美俄為首的世界大國全力推進高超聲速武器化發展,呈現出新的軍備競賽的態勢。從國別來看,美國加強高超聲速技術頂層規劃與牽引,著力發展高超聲速攻防兩端能力;俄羅斯打破既定計劃框架,高調公布新型高超聲速武器;日本加大高超聲速技術經費投入,啟動高超聲速飛彈武器與關鍵技術攻關項目。
  • 國外智能化技術在高超聲速飛行器領域的應用研究
    此前美國雖然高超聲速技術開展了長期的試驗性探索,但目前在武器化進程上居於落後。為了避免美國在這個具有戰略意義的重要技術領域中被淘汰,需要將人工智慧(「自主性」)與高超聲速相結合,形成「力量倍增器」。SNL在1970年代就開展了雙錐形機動滑翔飛行器技術的研發,AHW及後續的CPS項目利用該技術,在2012-2020年間曾多次成功試射,目前美國多型高超聲速助推滑翔飛彈所用的通用滑翔彈頭(C-HGB)就是在其基礎上發展形成的。
  • 美國反高超攔截彈「飛鏢」方案原來這樣——不過昨天下馬了
    ,能夠進行中段和末段攔截,對高超聲速目標也具備攔截能力。那麼它具備反高超滑翔飛行器的能力,也就意味著「薩德」飛彈也可以成為美國發展反高超飛彈的基礎。之前筆者就曾推測,由於滑翔段攔截難度很高,美國近期最可能研製的就是在薩德、愛國者3MSE等飛彈的基礎上改進,用於末段攔截高超聲速飛彈的攔截彈。如果能解決對高超飛彈的探測和追蹤等問題,這類的末段攔截彈至少有一定可能取得一定的攔截率。
  • 法國加入高超聲速武器研發隊列,將於2021年前完成驗證機首飛
    法國將成為繼中俄美之後第四個進行高超聲速武器研發的聯合國安理會常任理事國。當前,世界大國競相研發高超聲速武器,該武器跟傳統的彈道飛彈一樣,飛行速度超過五馬赫(五倍聲速),但是其在飛行過程中具有更強的機動能力,使得該型武器更難被跟蹤攔截。法國國防部長弗洛朗絲·帕利上周宣布,「我們決定批准一項高超音速滑翔器測試合同」。
  • 廖孟豪 ¦ 2020年國外高超聲速飛行器發展綜述
    與美軍大舉增加科研預算所展現的雄心勃勃不同,美國工業界所展現的科研能力明顯沒有能夠滿足要求。高超聲速飛彈仍然是當前美軍高超聲速發展的重心,2020年度高超聲速領域科研預算的大部分都投入到了7個飛彈項目上,其中絕大部分又投入在6個高超聲速滑翔飛彈項目上。
  • 2020年國外高超聲速飛行器發展綜述
    表1 美國高超聲速飛彈重大項目(在研)2020財年批准預算及進展情況(預算數據來自美國防部2021財年預算申請材料)高超滑翔飛彈取得重要進展,但部分項目遭取消或進度推遲。美海軍與陸軍聯合主導的通用滑翔彈頭第二次飛行試驗發射瞬間(美國防部圖片)美海軍「常規快速打擊」(CPS)項目與陸軍「遠程高超聲速武器」(LRHW)項目如期成功完成通用滑翔彈頭的飛行試驗。3月19日,通用滑翔彈頭原型機利用由「北極星」彈道飛彈改進而來的火箭助推器,從夏威夷太平洋飛彈靶場成功發射,彈頭成功擊中預定目標區。
  • 從破除對東風17的誤解開始——高超音速武器系統的技術方案、作戰使用與防禦手段分析
    作為全世界第一種實際服役的高超音速滑翔武器,它吸引了全世界的目光,也引爆了新一輪高超音速武器/高超音速攔截彈的發展熱潮。它有多快?為什麼難以攔截?其它國家的進度如何了?我們該如何攔截其它國家的高超音速武器呢?本文試圖對這些問題進行儘可能全面地分析。
  • 圖說美國現在與未來中段反導/反高超裝備
    美國至2021年2月,已經在全球部署多型中段反導裝備,目前包括三型:陸基GMD/GBI反導系統、海基宙斯盾/標準-3反導系統、陸基宙斯盾/標準-3反導系統。從下圖都可以看出現役中段反導裝備情況,在圖中還畫出了「高超聲速武器威脅」(黃色線),但是卻沒有畫出反高超(反高超聲速武器的簡稱)裝備能力。
  • (HBTSS)高超聲速飛彈跟蹤空間傳感器介紹
    該架構將由低地球軌道(LEO)上的數百顆衛星組成,它們相互通信,共同探測和跟蹤敵方武器。SDA飛彈跟蹤層本身是具有寬視場傳感器的近地軌道衛星星座,能夠在一個天基網絡中共同工作,以探測和跟蹤陸地、海洋、空中和空間的目標。HBTSS將是數十顆具有中視場傳感器(MFOV)的新衛星之一,並將嚮導彈防禦系統提供火控數據,以攔截來襲威脅目標。
  • 【重磅】2019年國外高超聲速飛行器技術發展綜述
    同時圍繞加快技術成熟和武器裝備需求,加大高超聲速試驗能力投入,持續推進基礎科研技術發展。美國顯著加速高超聲速飛彈研製,體系化推進作戰能力形成延續2018年型號研製和預先研究並行的發展思路,美國在2019年顯著加快高超聲速飛彈武器化進程,從工業基礎、作戰編隊等方面全面推進高超聲速打擊能力形成,預計最早於2022年實現早期作戰能力。
  • 美國飛彈防禦局選擇兩家供應商履行反高超聲速武器研製合同
    據govconwire網站和c4isrnet網站2021年1月15日和1月25日報導,1月14日,美國飛彈防禦局授予L3哈裡斯技術公司價值1.22
  • 【推薦閱讀】2017年國外高超聲速飛行器技術發展綜述
    美國著手制訂首個高超聲速武器裝備型譜,啟動高超聲速飛彈工程研製隨著中俄在高超聲速技術領域的快速進展,美國開始擔憂在高超聲速武器裝備發展上落後於競爭對手。進入2017年,美國空軍高層首次將發展高超聲速武器裝備比喻成一項「曼哈頓工程」,並隨後又公開表示將制訂首個面向實戰化的高超聲速武器裝備型譜,預示著美國將集中資源加快裝備發展進程,以搶佔高超聲速武器實戰化先機。