反彈道飛彈

反彈道飛彈

反彈道飛彈,是一種旨在攔截彈道飛彈的飛彈,它是國家戰略防禦系統的重要組成部分。彈道飛彈能夠依照彈道飛行軌跡投射核彈頭,化學彈頭,生物武器彈頭或常規彈頭。歷史上只有兩個反彈道飛彈系統投入過正式使用,它們是美國的衛兵系統和俄國的A-35反彈道飛彈系統。

簡介

“反彈道飛彈”描述的是任何一種設計來用於對付彈道飛彈的反導系統,是一種旨在應對彈道飛彈的飛彈,常常特指用於攔截遠程、裝備核彈頭的洲際彈道飛彈的飛彈防禦系統。

分類 

反彈道飛彈反彈道飛彈

高空攔截飛彈

高空攔截飛彈,也稱被動段攔截飛彈。一般用於在大氣層外攔截來襲彈道飛彈。實戰時,可單獨部署使用,也可與低空攔截飛彈配合部署使用,以提高其攔截機率。

低空攔截飛彈

低空攔截飛彈,又稱再入段攔截飛彈或近程攔截飛彈。用於在目標上空攔截來襲彈道飛彈。

特點

反應時間短、命中精度高。

組成

反彈道飛彈主要由戰鬥部、推進系統、制導系統、電源系統和彈體等組成。

戰鬥部

戰鬥部,是直接毀傷目標的有效載荷。大多採用核爆炸裝置,用在大氣層外攔截來襲彈道飛彈時,主要依靠核爆炸釋放的X射線,穿透來襲彈頭的燒蝕層,破壞其防熱層,進而燒毀其內部的核裝藥;用在大氣層內攔截時,主要依靠核爆炸釋放出的中子流、γ射線和強大的衝擊波等綜合毀傷效應,摧毀來襲彈頭。隨著反彈道飛彈飛彈命中精度的提高,有的戰鬥部已採用常規裝藥或無裝藥的高速飛行的精確制飛彈頭,以近炸或直接碰撞方式毀傷來襲彈頭。

推進系統

推進系統,是使飛彈獲得一定飛行速度的動力裝置。一般採用推力大、啟動時間短的固體火箭發動機。為了獲得良好的飛行加速性,通常由火箭主發動機和火箭助推器組成推進系統,能產生100g以上的加速度。當攔截來襲機動彈頭時,反彈道飛彈飛彈的末級發動機,一般採用推力和方向均可控制的固體火箭發動機,也可採用能多次啟動和調整推力的液體火箭發動機。

制導系統

制導系統,是導引和控制飛彈準確命中目標的裝置。通常採用無線電指令制導系統。

電源系統

電源系統,是保證飛彈各系統正常工作的能源裝置。

彈體

彈體,是連線、安裝彈上各分系統,承受各種載荷並具有良好的氣動外形的結構體。一般由2級或3級彈體組成,還有彈翼和操縱穩定面,以保證飛彈穩定飛行和改變飛行方向的需要。通常採用錐柱形或全錐形的結構樣式,以輕型耐燒蝕、高強度的金屬或非金屬材料製成。為了能夠對來襲彈道飛彈進行全方位攔截,反彈道飛彈飛彈多採用飛彈發射井發射,並配有重新裝填、快速發射的裝置。為提高其生存能力,也有的採取機動配置方式。

發展歷程

二戰至二十世紀50年代

第二次世界大戰中德國研製出V-1飛彈和V-2飛彈,用於對付盟軍。這種當時的秘密武器,雖然技術還不成熟,命中精度和殺傷力不大,但是他們的問世和使用,開創了世界上最早的飛彈戰。
戰後,美軍開始研究反導飛彈。不過50年代後期研究的重點轉向了蘇聯方面。蘇聯的首顆人造衛星在1957年10月4日發射,促使美國優先考慮防範蘇聯的遠程炸彈。
第一個實驗性的反彈道飛彈系統是蘇聯的V-1000系統(A-35反導系統的一部分),緊接著是美國的宙斯系統。宙斯後來被證明毫無用處,於是開發了哨兵系統。
美國另一個研究方向是由艦艇發射低當量級的核彈,並在超高空引爆。核彈在高空爆炸後會釋放巨量的X射線影響地球大氣層,在數百英里內造成短時間的帶電粒子雨。這些帶電粒子在地球磁場中運動時,會造成能量巨大的電磁脈衝,在任何導體內造成巨大的電流。以此來摧毀飛彈中的電路,讓飛彈失靈。這項計畫的結果不得而知。
在早期的反彈道飛彈研究中也有其它國家的參與。例如加拿大的CARDE計畫,主要是研究反彈道飛彈系統存在的問題。

二十世紀60年代至70年代

一、宙斯、哨兵、衛兵
美國的宙斯系統是由兩枚飛彈、兩個雷達及其相關的控制系統組成的。一枚是升級之後的宙斯飛彈(後來改稱斯巴達飛彈),射程更遠,且裝備了500萬噸級的彈頭,用以在大氣層外釋放大量的X射線來摧毀彈頭。第二枚是一枚中短程飛彈,名為斯普林特,具有非常高的加速度,以攔截那些躲過了斯巴達飛彈的羅網彈頭。斯普林特是一種速度非常快的飛彈(據說可以在4秒鐘內加速到13000千米/時,平均加速度達到100g),具有一個小型的W66增強輻射型彈頭。
新的斯巴達飛彈也改變了部署方式。以前的攔截系統只能在城市附近部署,而斯巴達飛彈的攔截範圍是數百英里,允許只要有一個基地,就可以保護整個美國大陸,這就是哨兵系統的原理。不過當證明這種發法在經濟上是不可行的之後,一種更小型的反導部署——衛兵系統就提了出來。衛兵系統的原理與哨兵系統相同。只是衛兵系統只保護美國的洲際彈道飛彈基地免受攻擊,從理論上來看,這也確保一旦美國需要,可以對攻擊進行回應,一個活生生的“玉石俱焚”原則的例子。
二、蘇聯的反彈道飛彈系統
蘇聯於1961年3月使用V-1000飛彈進行反導攔截試驗,V-1000飛彈從1500公里之外發射,成功的攔截了R-12彈道飛彈的彈頭。V-1000飛彈的攔截原理是在高空引爆核彈頭。這一點在實際軍事情況下毫無用處,因為誰也不願意自己的核彈在本國上空爆炸。
V-1000飛彈屬於蘇聯A-35反導系統的一部分。該系統設計使用galosh飛彈在外太空對來襲飛彈進行攔截,並於二十世紀70年代初在莫斯科周邊布置了4處。
根據1972年簽署的反導條約的規定,該系統從最初計畫的大規模部署,縮減為在莫斯科周邊只部署了2處。80年代該系統被A-135反彈道飛彈系統取代。
三、防禦分導式多彈頭帶來的問題
反導系統最初設計用來防禦單彈頭的洲際飛彈。隨著火箭尺寸的增加,大彈頭的洲際飛彈的造價將遠高於攔截它的飛彈。在軍備競賽中,防守的一方將會獲勝。
不過自從使用了分導式多彈頭之後,情況發生了戲劇性的變化。忽然間每一次進攻不是只有一枚彈頭,而是多枚彈頭了。防守方對每一個彈頭都需要一枚攔截飛彈,這就導致了防守方的花費比進攻方多了許多。

四、1972年的反彈道飛彈條約
眾多的技術、經濟、政治原因,促使美蘇兩國在1972年5月26日簽署了反彈道飛彈條約。這一條約限制發展戰略(非戰術)反彈道飛彈。
根據反導條約和1974年的修訂版本,蘇聯與美國可以各自選擇兩處分散的地點,各部署100枚反彈道飛彈防禦以重要目標。蘇聯部署了A-35反彈道飛彈系統來保護莫斯科。美國部署了衛兵系統保護北達科他州的聖福克斯空軍基地。
2002年6月13日,美國宣布將退出反導條約,隨後宣布研發之前受到雙邊條約禁止的飛彈防禦體系。美國解釋這一舉動是因為“《反彈道飛彈條約》妨礙了我們政府尋求保護民眾的新途徑所做的努力,阻礙了保護民眾免遭恐怖分子和流氓國家的飛彈襲擊的努力。”

二十世紀80年代的發展和波斯灣戰爭

里根時代的星球大戰計畫,以及在各種能量束型武器的研究,為反導技術帶來的新的發展。
星球大戰計畫極具野心,能夠防禦蘇聯龐大的洲際飛彈的進攻。其核心內容是:以各種手段攻擊敵方的外太空的洲際戰略飛彈和外太空太空飛行器,以防止敵對國家對美國及其盟國發動的核打擊。其技術手段包括在外太空和地面部署高能定向武器(如微波、雷射、高能粒子束、電磁動能武器等)或常規打擊武器,在敵方戰略飛彈來襲的各個階段進行多層次的攔截。
由於系統計畫的費用昂貴和技術難度大,許多計畫中的項目,最終無限期延長甚至終止。加上蘇聯後來的解體。美國在已經花費了近千億美元的費用後,於20世紀90年代宣布中止“星球大戰計畫”。
愛國者飛彈是第一個實際部署的戰術反導系統,一開始它只是用來攔截飛機,後來的改良型才是用來做反導飛彈的,這也導致它的使用具有一定的局限性。在1991年的海灣戰爭中它被用來攔截伊拉克的飛毛腿飛彈。戰後分析顯示,愛國者飛彈的實際效果遠遠不及預想,因為它的雷達和控制系統無法準確判斷飛毛腿飛彈重返大氣層時哪個是彈頭,哪個是碎片。

二十世紀90年代后海灣戰爭時期的發展

戰術反導的發展
星球大戰計畫
國家飛彈防禦系統

擁有反導能力的國家

美國

俄羅斯

俄羅斯在20世紀80年代時在莫斯科周圍部署A-135反彈道飛彈系統,A-135飛彈裝備有核彈頭,但由於資金缺乏,維護不當等原因,正逐步喪失作戰能力。

以色列

以色列的箭式戰術彈道飛彈防禦系統是以色列和美國聯合研製的。
整個系統的研製和投入使用已經經歷了4個階段:
1986-1988年為第一階段,主要研製了試驗型的箭-1飛彈系統。
1991年開始第二階段,研製了更小尺寸、更輕重量的箭-2飛彈系統。
1999年開始第三階段,開始全面實驗可供部署使用的箭式戰術彈道飛彈防禦系統,包括反導飛彈、發射裝置、地面雷達等。
2003年開始第四階段,以色列在這一階段部署了兩套試驗性的箭-2反導系統,旨在進一步改進系統性能。

印度

印度在反導領域的努力很活躍,其反導技術主要依靠了自身的發展,並整合了(他國的)雷達與本土設計的飛彈。
2006年11月27日,進行的大地防空演習中(PrithviAirDefenceExercise,PADE)一枚攔截火箭成功的在50千米的上空擊中了彈道飛彈目標。
2007年12月6日,一枚印度自主研製的先進防空飛彈(AdvancedAirDefence(AAD)missile)成功地進行了飛彈攔截試驗,在15千米高空成功攔截了來襲飛彈。

中國

2010年1月11日中國在境內進行了一次陸基中段反導攔截技術試驗(ChinaNationalMissileDefence(CNMD)),試驗達到了預期目的。這一試驗是防禦性的,不針對任何國家。

反導技術的發展

中國

1964年2月,毛澤東會見一批科學家時說:“有矛必有盾,搞少數人有飯吃,專門研究這個問題,五年不行,十年;十年不行,十五年。總是要搞出來的。”。這是中華人民共和國建國後首次明確提出防禦戰略構想。
中國反導系統仍然停留在研究層面上,並未投入實際使用。故官方並沒有明確現在中國所具有的反導能力。
因存在一本《863先進防禦技術通訊》的刊物,故可認為863計畫中包含反導的相關研究。
2010年1月11日,中華人民共和國在境內進行了首次中段反彈道飛彈試驗,並取得了成功。

日本

2007年3月29日,日本在東京北部的航空自衛隊基地埼玉縣入間空軍基地部署愛國者-3型飛彈。
2007年11月29日,日本在東京東部千葉縣習志野空軍基地部署了第二套彈道飛彈攔截系統。
2007年12月18日,日本防衛省宣布其海上自衛隊金剛級驅逐艦當天在夏威夷考愛島附近海域試射了標準-3型(SM-3)海基攔截飛彈,並成功的擊中假設的模擬飛彈。
陸基反導系統主要用於低空攔截,海基反導系統主要用於高空攔截,他們共同構成了日本的主要飛彈防禦體系。

作戰過程

反彈道飛彈反彈道飛彈

當來襲彈道飛彈發射起飛,並穿過稠密大氣層後,彈道飛彈預警系統(地球同步軌道和大橢圓軌道飛彈預警衛星、預警飛機、遠程地基或艦載預警雷達)中的飛彈預警衛星或預警飛機上的紅外探測器探測到飛彈火箭發動機噴焰,跟蹤其紅外能量,直到熄火。經過60~90秒的監視便能判定其發射位置或出水面處的坐標。飛彈穿過電離層時,噴焰會引起電離層擾動,預警衛星監視這種物理現象,藉以進一步核實目標。美國第三代地球同步軌道反飛彈預警衛星上的紅外望遠鏡能探測發射5~60秒的飛彈噴焰,這將為反飛彈系統提供4~6秒的作戰時間。將在2006年部署的天基紅外飛彈預警衛星系統,能在10~20秒內將預警信息傳遞給地基反飛彈系統。預警衛星發現飛彈升空後,通過作戰管理/指揮、控制、通信(BM/C3)系統,將目標彈道的估算數據傳送給空間防禦指揮中心,並向遠程地基預警雷達指示目標。預警雷達的監視器則自動顯示衛星上傳來的飛彈噴焰的紅外圖像和其主動段的運動情況,並開始在遠距離上搜尋和跟蹤目標。預警雷達的數據處理系統估算來襲目標的數量、瞬時運動參數和屬性,初步測量目標彈道、返回大氣層的時間、彈頭落地時間、彈著點、攔截飛彈的彈道和起飛時刻以及攔截飛彈發射所需數據等。同時預警系統根據星曆表和衰變周期,不斷排除衛星、再入衛星、隕石和極光等空間目標的可能性,以降低預警系統的虛警機率,減少預警系統的目標量。

布置在防空前沿地帶的遠程地基跟蹤雷達,根據預警雷達傳送的目標數據,隨時截獲目標並進行跟蹤,根據目標特徵信號識別彈頭或假目標(氣球誘餌、自由飛行段突防裝備、再入飛行器殼體生成的碎片子彈藥等),利用雷達波中的振幅、相位、頻譜和極化等特徵信號,識別目標的形體和表面層的物理參數,評估目標的威脅程度,並將準確的主動段跟蹤數據和目標特徵數據,通過BM/C3系統快速傳送給指揮中心,為地基反飛彈系統提供更大的作戰空間。

指揮中心對不同預警探測器提供的目標飛行彈道數據統一進行協調處理,根據彈頭的類型、落地時間以及戰區防禦陣地的部署情況和攔截武器的特性等因素,提出最佳的作戰規劃,制訂火力分配方案,並適時向選定的防禦區內反飛彈發射陣地的跟蹤制導雷達傳遞目標威脅和評估數據,下達發射指令。

反彈道飛彈反彈道飛彈

在攔截飛彈起飛前,跟蹤制導雷達監視、搜尋、截獲潛在的目標,進行跟蹤,計算目標彈道,並在誘餌中識別出真彈頭。一枚或數枚攔截飛彈發射後,先按慣性制導飛行,制導雷達對其連續跟蹤制導,以便把獲取的更新的目標彈道和特徵數據傳輸給攔截飛彈,同時將跟蹤數據發往指揮中心。

飛彈預警衛星或預警飛機系統對來襲飛彈的整個彈道進行跟蹤,並將彈道估算數據通過BM/C3系統傳給攔截飛彈,以便其在彈道飛彈高速飛行的中段實施精確攔截。

指揮中心綜合來襲彈頭和攔截飛彈的飛行運動參數,精確計算彈頭的彈道參數、命中點以及攔截彈道、攔截點,通過攔截飛彈飛行中的通信系統向攔截飛彈適時發出目標數據和修正攔截飛彈彈道和瞄準數據的控制指令(可進行多次修正)。

制導雷達對攔截飛彈進行中段跟蹤制導,當攔截飛彈捕捉到目標後,助推火箭與殺傷彈頭分離。當來襲彈頭在外大氣層進入殺傷範圍時,制導雷達在指揮中心的指揮下,發出殺傷攔截指令,攔截飛彈以每秒10公里左右的速度接近目標。
彈上探測感測器(主動導引頭)實施自由尋的引向目標,根據目標飛行軌道參數,軌控和姿控發動機推進系統調整殺傷彈頭的方向和姿態,最後一次判定目標,然後進行精確機動,與目標易損部位相撞,將其摧毀(或制導雷達下達引爆指令,引爆破片殺傷戰鬥部以摧毀目標)。
攔截過程中,地面雷達連續監視作戰區域,收集數據,進行殺傷效果評定,同時將數據傳送至空間防禦指揮中心,以決定是否進行第二次攔截。

飛彈分類導航

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