美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0架構(gòu)解析

美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0是對(duì)全球彈道導(dǎo)彈發(fā)展、防御技術(shù)發(fā)展和美國(guó)國(guó)家安全重新評(píng)估后提出的新的導(dǎo)彈防御體系架構(gòu)。該架構(gòu)與當(dāng)前彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)相比，在增加助推段攔截、豐富攔截武器、新增預(yù)警裝備等方面做了較大改進(jìn)，可構(gòu)建一個(gè)更加強(qiáng)大的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。

各國(guó)導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展迅速

近年來(lái)，世界主要軍事大國(guó)在洲際彈道導(dǎo)彈、高超聲速武器等方面發(fā)展迅速。美國(guó)認(rèn)為，其主要對(duì)手正在部署多樣化且射程更遠(yuǎn)的現(xiàn)代化進(jìn)攻性導(dǎo)彈系統(tǒng)，例如：

美國(guó)當(dāng)前的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)主要基于彈道可預(yù)測(cè)這一基本理念，但面對(duì)例如高超聲速滑翔武器這類彈道難以預(yù)測(cè)的新式武器，美國(guó)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)幾乎無(wú)法有效應(yīng)對(duì)。

導(dǎo)彈攔截技術(shù)的進(jìn)展

近年來(lái)，美國(guó)在洲際彈道導(dǎo)彈攔截、中程導(dǎo)彈攔截、預(yù)警衛(wèi)星/雷達(dá)等技術(shù)上進(jìn)展迅速，并進(jìn)行了多次成功的攔截測(cè)試。

維護(hù)全球霸權(quán)的決心

為了維持全球霸主地位，美國(guó)需要繼續(xù)保持非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)，加大對(duì)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的投入，抵消來(lái)自主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的非對(duì)稱威脅。

(一)2.0系統(tǒng)遠(yuǎn)景/目標(biāo)

整合美國(guó)和國(guó)際合作伙伴的傳感器和武器系統(tǒng)，以擴(kuò)大防御覆蓋范圍，提高防突襲能力，減輕美國(guó)本土的負(fù)擔(dān)

加速開發(fā)、測(cè)試和部署一個(gè)高超聲速武器防御架構(gòu)方案，以及滑翔段和末端防御方案

解決現(xiàn)有武器的最關(guān)鍵缺陷，并維持/提高能力

部署導(dǎo)彈防御架構(gòu)，應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈攻擊的所有三個(gè)階段：助推段、中段/滑翔段、末段

與美國(guó)國(guó)防部和國(guó)際伙伴合作開發(fā)、測(cè)試和部署巡航導(dǎo)彈防御架構(gòu)方案

(二)構(gòu)建三段多層攔截體系

根據(jù)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0架構(gòu)示意圖，美國(guó)未來(lái)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)主要由三段多層攔截體系構(gòu)成。

防空系統(tǒng)

導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0概念示意圖

地面預(yù)警探測(cè)

天基預(yù)警探測(cè)

C2BMC系統(tǒng)

指揮與控制、戰(zhàn)斗管理和通信(C2BMC)系統(tǒng)是美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(BMDS)的神經(jīng)中樞。

C2BMC作戰(zhàn)系統(tǒng)相關(guān)圖片

C2BMC是一個(gè)重要的作戰(zhàn)系統(tǒng)，使美國(guó)總統(tǒng)、國(guó)防部長(zhǎng)和戰(zhàn)略、地區(qū)和作戰(zhàn)層面的指揮官能夠系統(tǒng)地規(guī)劃彈道導(dǎo)彈防御行動(dòng)，共同觀察行動(dòng)進(jìn)展，并動(dòng)態(tài)管理指定的網(wǎng)絡(luò)化傳感器和武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球和地區(qū)任務(wù)目標(biāo)。C2BMC支持分層導(dǎo)彈防御能力，能夠在所有飛行階段對(duì)所有范圍的威脅做出優(yōu)化響應(yīng)。

(一)助推段攔截

相較于導(dǎo)彈防御系統(tǒng)1.0架構(gòu)，2.0架構(gòu)的最大改變是增加了助推段攔截。所謂助推段攔截，是指對(duì)導(dǎo)彈在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后至主動(dòng)段結(jié)束的飛行彈道內(nèi)實(shí)施攔截。

由于彈道導(dǎo)彈在助推段紅外特征明顯、飛行速度相對(duì)再入飛行段較慢、飛行高度低，如果能及時(shí)探測(cè)，極易被攔截，因此是助推段是理想的攔截階段。同時(shí)，助推段攔截對(duì)探測(cè)時(shí)間有嚴(yán)格的要求，必須在極短的時(shí)間內(nèi)探測(cè)到導(dǎo)彈發(fā)射信息，并在數(shù)分鐘內(nèi)進(jìn)行攔截，因此對(duì)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的預(yù)警能力、彈道解算能力、指控系統(tǒng)反應(yīng)速度都有很高要求。

2.0架構(gòu)推出了助推段攔截計(jì)劃，也意味著美國(guó)在助推段攔截方面有了足夠的技術(shù)積累和試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

美國(guó)曾設(shè)想使用F-14、F-15戰(zhàn)斗機(jī)或B-52、B-1B戰(zhàn)略轟炸機(jī)攜帶攜帶各型武器進(jìn)行助推段攔截，所研制的攔截武器包括遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈、反輻射空空導(dǎo)彈、激光武器等。如今，美軍F-35戰(zhàn)斗機(jī)以及未來(lái)的B-21戰(zhàn)略轟炸機(jī)，是完成這一設(shè)想的更優(yōu)選項(xiàng)。

F-35反導(dǎo)能力

2014年10月，諾斯羅普·格魯曼公司和MDA進(jìn)行了FTX-20試驗(yàn)，旨在測(cè)試F-35戰(zhàn)斗機(jī)所配備的分布式孔徑雷達(dá)能否追蹤敵方的洲際彈道導(dǎo)彈。

F-35指引導(dǎo)彈防御系統(tǒng)概念圖

F-35戰(zhàn)斗機(jī)配備的分布式孔徑系統(tǒng)分布于機(jī)身上下前后和兩側(cè)，能夠?qū)︼w行中360度球面方向進(jìn)行無(wú)死角探測(cè)。F-35戰(zhàn)斗機(jī)可將從機(jī)載傳感器獲取的數(shù)據(jù)，借助MADL數(shù)據(jù)鏈分發(fā)給其它F-35戰(zhàn)斗機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)方位的三角測(cè)量，還可借助諾斯羅普·格魯曼公司和MDA的企業(yè)傳感器實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的算法快速處理數(shù)據(jù)，生成導(dǎo)彈軌跡的3D運(yùn)動(dòng)圖像，并通過(guò)Link 16戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)交換傳輸。這種目標(biāo)數(shù)據(jù)可以為美國(guó)海軍的反彈道導(dǎo)彈驅(qū)逐艦或中短程導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供引導(dǎo)。

美國(guó)軍方還設(shè)想F-35戰(zhàn)斗機(jī)可直接發(fā)射導(dǎo)彈對(duì)助推段的敵方彈道導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。但此種方案對(duì)實(shí)際操作要求更高，戰(zhàn)斗機(jī)需要非常接近發(fā)射場(chǎng)，且需要在發(fā)射后數(shù)秒內(nèi)捕捉到上升階段的彈道導(dǎo)彈，否則，以美國(guó)空軍現(xiàn)有的空空導(dǎo)彈(如AIM-120)將無(wú)法在彈道導(dǎo)彈逃離大氣層之前實(shí)現(xiàn)攔截。

2018年，時(shí)任MDA局長(zhǎng)薩繆爾·格里弗斯中將曾表示，相關(guān)部門正在研發(fā)一種新的空射“快速導(dǎo)彈”，用于彈道導(dǎo)彈攔截任務(wù)。計(jì)劃在2025年之前，使F-35戰(zhàn)斗機(jī)具備實(shí)戰(zhàn)反彈道導(dǎo)彈能力。

2019年1月，美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)空軍和導(dǎo)彈防御局開始審查將F-35戰(zhàn)斗機(jī)集成到美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的可行性。

(二)下一代攔截器

現(xiàn)有的陸基中段攔截器(GBI)存在實(shí)戰(zhàn)能力不足、環(huán)境適應(yīng)性差等問(wèn)題，因此，在導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0架構(gòu)中，美國(guó)提出了改進(jìn)和新增攔截器的想法。

GBI發(fā)射時(shí)畫面

GBI

根據(jù)公開資料，截至2021年7月底，美國(guó)總共部署了44套陸基中段攔截器(GBI)，其中40套位于阿拉斯加州格雷利堡，另外4套位于加利福尼亞州范登堡空軍基地。由于下一代攔截器(NGI)預(yù)計(jì)到2028年才可能具備作戰(zhàn)能力，美國(guó)希望對(duì)現(xiàn)有GBI進(jìn)行升級(jí)以及執(zhí)行服役周期延長(zhǎng)計(jì)劃(SLEP)，并計(jì)劃在2028年前這段時(shí)間在現(xiàn)有44套GBI基礎(chǔ)上補(bǔ)充部署20套助推器改進(jìn)型GBI系統(tǒng)。

NGI

2020年4月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局發(fā)布下一代攔截器(NGI)招標(biāo)信息，目標(biāo)是選擇兩家美國(guó)承包商，通過(guò)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)加速NGI的開發(fā)和部署進(jìn)度。

2021年3月，美國(guó)國(guó)防部向諾斯洛普·格魯曼公司和洛克希德·馬丁公司這兩家承包商分別授予一份合同，用于開發(fā)和生產(chǎn)NGI。其中，諾斯洛普·格魯曼公司的合同總價(jià)值39.3億美元，合同期到2026年5月，洛克希德·馬丁公司的合同總價(jià)值37億美元，合同期到2025年8月。

下一代攔截器(NGI)計(jì)劃用于替換現(xiàn)有部署在阿拉斯加州和加利福尼亞州的GBI系統(tǒng)，主要用于中段攔截，是美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中射程最遠(yuǎn)的武器，可攜帶多彈頭，具備更強(qiáng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理能力，將成為未來(lái)美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的核心組成部分。

NGI預(yù)計(jì)從2025年開始測(cè)試，2028年具備作戰(zhàn)能力。

(三)改進(jìn)型薩德反導(dǎo)系統(tǒng)(ADV THAAD)

末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)(THAAD)于上世紀(jì)90年代研發(fā)，旨在為美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供一種全球可運(yùn)輸、可快速部署的能力。在2002年美國(guó)退出《反彈道導(dǎo)彈條約》后，提出增程型薩德反導(dǎo)系統(tǒng)概念，使其具備防御洲際彈道導(dǎo)彈的能力。

薩德(THAAD)系統(tǒng)

預(yù)計(jì)改進(jìn)型薩德系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在擴(kuò)大射程/攔截范圍和提高對(duì)高超聲速武器的攔截能力上。

(四)高超聲速和彈道導(dǎo)彈追蹤太空傳感器(HBTSS)

由于近年來(lái)全球高超聲速武器的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的紅外傳感器已不能滿足反導(dǎo)需求，美國(guó)啟動(dòng)了高超聲速和彈道導(dǎo)彈追蹤太空傳感器(HBTSS)項(xiàng)目。

HBTSS項(xiàng)目計(jì)劃在低地球軌道部署數(shù)十顆具有中視場(chǎng)傳感器(MFoV)的新型衛(wèi)星，主要用于探測(cè)高超聲速武器和彈道導(dǎo)彈，為導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供低延遲的預(yù)警信息和火控?cái)?shù)據(jù)。HBTSS將填補(bǔ)美國(guó)現(xiàn)有導(dǎo)彈防御系統(tǒng)在探測(cè)高超聲速武器和彈道導(dǎo)彈方面的短板。

HBTSS概念圖

2019年10月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局授予諾斯洛普·格魯曼公司、雷神公司、萊多斯(Leidos)公司和L3Harris公司各2000萬(wàn)美元資金，用于HBTSS初始設(shè)計(jì)。

2021年1月，美國(guó)導(dǎo)彈防御局分別授予諾斯洛普·格魯曼公司和L3Harris公司1.55億美元和1.21億美元，用于HBTSS項(xiàng)目第二階段原型設(shè)計(jì)工作，要求兩家承包商在2023年7月前交付衛(wèi)星原型，并進(jìn)行后續(xù)在軌原型演示。

(五)天基殺傷評(píng)估系統(tǒng)(SKA)

SKA研發(fā)項(xiàng)目于2014年啟動(dòng)，目標(biāo)是將SKA傳感器在大量的商業(yè)衛(wèi)星上進(jìn)行部署，以創(chuàng)建一個(gè)天基傳感器網(wǎng)絡(luò)，為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)提供改進(jìn)的殺傷和命中評(píng)估，判斷導(dǎo)彈防御系統(tǒng)是否已經(jīng)成功攔截來(lái)襲導(dǎo)彈。

SKA傳感器外觀

每個(gè)SKA傳感器由三個(gè)單像素光電二極管探測(cè)器組成，用于測(cè)量彈道導(dǎo)彈和導(dǎo)彈防御攔截器碰撞期間發(fā)出的光電信號(hào)。利用指揮和控制系統(tǒng)提供的信息，SKA傳感器將指向預(yù)期的攔截點(diǎn)，以觀察攔截碰撞產(chǎn)生的可見光和紅外光。

從2018年起，SKA開始陸續(xù)部署，并逐步組網(wǎng)。傳感器使用壽命在10年以上。

美國(guó)導(dǎo)彈防御局(MDA)鼓勵(lì)各大學(xué)積極響應(yīng)導(dǎo)彈防御科學(xué)與技術(shù)先進(jìn)研究(MSTAR)廣泛機(jī)構(gòu)公告(BAA)，并列出了一系列與導(dǎo)彈防御系統(tǒng)2.0相關(guān)的應(yīng)用科學(xué)研究領(lǐng)域。

小結(jié)

為了應(yīng)對(duì)全球高超聲速導(dǎo)彈、彈道導(dǎo)彈的快速發(fā)展，美國(guó)正在對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)彈防御系統(tǒng)進(jìn)行完善，經(jīng)費(fèi)規(guī)模龐大、涉及技術(shù)復(fù)雜，并將不斷進(jìn)行調(diào)整。如2.0架構(gòu)的目標(biāo)逐步實(shí)現(xiàn)，美國(guó)的導(dǎo)彈防御能力將獲得顯著提升。

主要信息來(lái)源

[1] MDA Strategic Vision 2020

[2] Newly Revealed Experiment Shows How F-35 Could Help Intercept ICBMs

[3] Command and Control, Battle Management, and Communications (C2BMC)

[4] Pentagon considers an ICBM-killing weapon for the F-35, but is it affordable?

[5] Ground-based Interceptor (GBI)

[6] Missile Defense Agency successfully tests new booster for homeland missile defense system

[7] Contracts Awarded for Next Generation Interceptor Program.2021.3.23

[8] Space-based Kill Assessment (SKA)

[9] Hypersonic and Ballistic Tracking Space Sensor (HBTSS)

>End

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