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臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀及其防御問題分析

2016-11-28 21:24梁曉庚田宏亮
航空兵器 2016年4期
關(guān)鍵詞:防空關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

梁曉庚+田宏亮

摘要: 臨近空間高超聲速武器對未來空天安全構(gòu)成重大威脅, 因此其防御武器的研究是當(dāng)前防空技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點。 介紹了當(dāng)前軍事強國在臨近空間高超聲速飛行器研究領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r, 重點分析了美軍的臨近空間高超聲速飛行器的發(fā)展思路和正在進(jìn)行的項目。 在系統(tǒng)歸納當(dāng)前臨近空間高超聲速武器的發(fā)展現(xiàn)狀和作戰(zhàn)特點的基礎(chǔ)上, 提出了對防空系統(tǒng)的頂層能力需求, 可為未來防空體系需求研究提供參考。

關(guān)鍵詞: 臨近空間; 高超聲速飛行器; 發(fā)展現(xiàn)狀; 防空; 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號: V271.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1673-5048(2016)04-0003-08

Abstract: Near space hypersonic weapon will be the significant threat for space security in the future, so the study of antihypersonic weapon in near space is hot issue in the research field of air defense technology. The development status of worlds powerful nations in the research field of near space hypersonic vehicle are presented.The key analysis is aimed at the idea of U.S. about the development of near space hypersonic vehicle and its items which is in progress.Based on the development status and operational characteristic of near space hypersonic vehicle, the demand for the top level of the air defense system is proposed, which can provide reference for the reasearch of furture air defense system.

Key words: near space; hypersonic vehicle; development status; air defense; key technology

0引言

近年來, 情報信息、 指揮控制、 火力打擊等各種作戰(zhàn)手段在臨近空間逐步發(fā)展, 使得由空到天過渡和結(jié)合的臨近空間成為未來作戰(zhàn)的重要領(lǐng)域。 根據(jù)推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)動機分類, 高超聲速飛行器主要分為兩大類: 一類基于火箭發(fā)動機, 另一類基于吸氣式發(fā)動機。 前者目前技術(shù)已較為成熟, 后者從總體上看還處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和演示驗證階段, 其中美國在這方面的研究處于世界領(lǐng)先地位[1]。 本文針對臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀及其防御問題開展分析。

1國外臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀1.1美國臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀

高超聲速飛行器是美國最為重視的未來飛行器種類之一。 [2]20世紀(jì)50年代中期, 超聲速燃燒試驗的成功以及超燃沖壓發(fā)動機概念的提出帶來了高超聲速飛行器發(fā)展的第一個高峰。[3] 1986年, 在超燃技術(shù)取得進(jìn)展后美國開始國家空天飛機計劃(NASP), 從此高超聲速飛行器發(fā)展進(jìn)入了一個新的研究高潮。

2001年, NASA和美國國防部聯(lián)合提出了“國家航空航天倡議” (NAI), 建議美國發(fā)展吸氣式高超聲速飛行器, 分為三個步驟:前期重點發(fā)展高超聲速巡航導(dǎo)彈; 中期重點發(fā)展高超聲速轟炸機; 遠(yuǎn)期發(fā)展重復(fù)使用的航天運載器。 2008年2月, 美國國防部向國會遞交了《國防部高超聲速計劃路線圖》, 目的是為美軍提供未來的先進(jìn)作戰(zhàn)能力, 即打擊/持久作戰(zhàn)能力、 空中優(yōu)勢/防御能力、 快速進(jìn)入空間能力[3]。

航空兵器2016年第4期梁曉庚等: 臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀及其防御問題分析美國在臨近空間領(lǐng)域開展了大量的關(guān)鍵技術(shù)演示驗證試驗, 不斷解決實用化過程中出現(xiàn)的問題, 其典型的臨近空間高超聲速飛行器如表1所示。

1.1.1X-51A計劃

X-51A是2003年美國空軍研究實驗室(AFRL)與美國國防高級研究計劃局(DARPA)聯(lián)合主持研制的一類乘波體飛行器, 基于HyTech計劃中的PTE/GDE-1和GDE-2發(fā)動機, 普惠公司制造了X-51A試飛器的動力裝置, 如圖1所示。

2010年5月26日, X-51A進(jìn)行了第一次飛行試驗, 由于遙測信號丟失, 終止飛行, 超燃沖壓發(fā)動機工作了143 s; 2011年6月13日, X-51A進(jìn)行了第二次飛行試驗, 由于超燃沖壓發(fā)動機的進(jìn)氣道無法正常啟動, 飛行試驗被迫提前終止; 2012年8月14日, X-51A進(jìn)行了第三次飛行試驗, 超燃沖壓發(fā)動機無法點火, 試驗失??; 2013年5月1日, 美國空軍X-51A乘波者試驗項目最后一次飛行試驗獲得突破性進(jìn)展, 6 min飛越了426 km。 當(dāng)飛行速度馬赫數(shù)超過4.8, X-51A與固體火箭脫離, 并成功完成了一個平緩的180°滾轉(zhuǎn)機動, 隨后點燃雙模態(tài)沖壓發(fā)動機。 經(jīng)過240 s, 燃料耗盡, 最大飛行速度馬赫數(shù)為5.1, 然后又滑行幾分鐘。 美國空軍稱:“首次在世界上取得超燃沖壓發(fā)動機長時間持續(xù)超聲速燃燒的成功, 首次取得了最接近應(yīng)用的重大突破, 是具有里程碑意義的技術(shù)發(fā)展?!?本次試驗比前三次的結(jié)果雖好, 但并未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 X-51A的飛行試驗原定目標(biāo)是飛行速度馬赫數(shù)達(dá)到6~6.5, 發(fā)動機工作時間達(dá)到300 s, 而目前的速度用固體火箭發(fā)動機或亞燃沖壓發(fā)動機就可以達(dá)到類似結(jié)果[4]。

1.1.2Hyper-X計劃

單級入軌的空天飛機(NASP)計劃失敗后, NASA繼續(xù)執(zhí)行了一項規(guī)模較小的飛行演示驗證(Hyper-X)計劃。 Hyper-X計劃驗證用于高超聲速飛機與可重復(fù)使用的天地往返系統(tǒng)的超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)與一體化設(shè)計技術(shù)。 Hyper-X的第一個無人高超聲速驗證機是X-43A, 如圖2所示, 用于驗證小型氫燃料超燃沖壓發(fā)動機。

2001年6月2日, X-43A第一次試飛由于飛馬座助推火箭出現(xiàn)故障導(dǎo)致失??; 2004年3月27日, X-43A第二次試飛取得了成功, 超燃沖壓發(fā)動機在27 km高空實現(xiàn)超聲速燃燒10 s, 飛行速度馬赫數(shù)達(dá)到7; 2004年11月15日, X-43A第三次試飛試驗成功, 在35 km高空實現(xiàn)飛行速度馬赫數(shù)9.8[5-6]。

X-43A的飛行試驗雖然成功, 但其飛行速度是固定不變的(馬赫數(shù)7或10)。 由于其技術(shù)水平仍與實現(xiàn)空天飛機的距離甚大, NASA放棄了后續(xù)以空天飛機為目標(biāo)的X-43B, X-43C等計劃。

1.1.3Falcon計劃

2003年, 美國制定了“從本土實施武力發(fā)送與應(yīng)用”技術(shù)驗證計劃, 即獵鷹(Falcon)計劃。 獵鷹計劃初期目標(biāo)是研制一次性小型運載火箭(SLV)和通用氣動飛行器(CAV)。 之后, CAV改名為高超聲速技術(shù)飛行器(HTV)。 HTV重點在高空驗證高超聲速空氣動力學(xué)、 長時間高超聲速飛行下的制導(dǎo)、 導(dǎo)航與控制技術(shù)等。 洛克希德·馬丁公司的臭鼬團(tuán)隊研制的飛行器HTV-2, 進(jìn)行了兩次飛行試驗。 而HTV-1和HTV-3相繼被撤銷。 Falcon計劃發(fā)展路線圖如圖3所示。

在Falcon計劃框架內(nèi), 于2010年4月, 進(jìn)行了HTV-2(獵鷹)高超聲速飛行器首次試驗, 發(fā)射9 min后, 與地面控制站失去聯(lián)系, 試驗失敗。 2011年8月, HTV-2升空半小時后與地面失去聯(lián)系, 第二次試飛失敗。

美國DARPA已經(jīng)決定不再進(jìn)行HTV-2的第三次試驗, 并于2012年7月發(fā)布招標(biāo)綜合高超聲速(IH)計劃, 計劃首次進(jìn)行“高超聲速滑翔飛行器(HGV)”飛行試驗, 計劃還將進(jìn)一步進(jìn)行全尺寸的Hypersonic-X飛行器試驗。 在2014財年IH的經(jīng)費支持被停止。

1.1.4ArcLight計劃

2010年7月, DARPA與海軍聯(lián)合, 啟動了弧光(ArcLight)項目, 旨在演示驗證無動力高超聲速滑翔技術(shù), 設(shè)計、 制造能夠?qū)h(yuǎn)程、 時間敏感目標(biāo)進(jìn)行快速打擊的助推-滑翔式高超聲速導(dǎo)彈, 并進(jìn)行了相關(guān)試驗。 該項目的實施, 將增強美國海軍利用常規(guī)武器應(yīng)對戰(zhàn)術(shù)、 遠(yuǎn)距離、 時間敏感目標(biāo)的能力。[7] 其助推器在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈基礎(chǔ)上改進(jìn)而來, 并發(fā)展一種新的高超聲速滑翔器, 如圖4所示。

1.1.5陸軍的高超聲速計劃

2011年11月17日, 美國陸軍航天與導(dǎo)彈防御司令部和陸軍戰(zhàn)略司令部進(jìn)行了“先進(jìn)高超聲速武器”(AHW)的首次飛行試驗, 飛行3 900 km最終擊中里根試驗場的目標(biāo)[8]。 2014年8月25日, 第二次試驗由于導(dǎo)彈發(fā)射后不久出現(xiàn)故障, 被主動引爆炸毀。 根據(jù)簡氏數(shù)據(jù)庫資料, AHW飛行器利用三級推進(jìn)火箭發(fā)射, 助推系統(tǒng)和高超聲速滑翔(HGB)采用帶有小翼的錐形設(shè)計, 見圖5, 其質(zhì)量約18 t, 戰(zhàn)斗部約400 kg, 長度小于10 m, 具有在35 min內(nèi)完成6 000 km射程的飛行性能, 精度小于10 m[9]。 盡管第二次飛行試驗失敗, 美國政府仍然堅持AHW項目, 美國國防部2015財年對AHW項目的實際經(jīng)費超過7 000萬美元, 并計劃2017年和2019年再進(jìn)行兩次試驗。

1.1.6HSSW計劃

2012年, 美國艾格林空軍基地的空軍研究實驗室(AFRL)發(fā)布了“高速打擊武器(HSSW)驗證”項目的公告。 2014年3月發(fā)布的《美國空軍2015財年科學(xué)與技術(shù)》報告披露, 空軍將在X-51A的基礎(chǔ)上通過分階段投資發(fā)展高超聲速技術(shù), 近期將圍繞高生存能力和時敏打擊能力發(fā)展, 遠(yuǎn)期將發(fā)展跨區(qū)域情報、 監(jiān)視與偵查(ISR)和打擊平臺, 工作重點就是HSSW項目。[10] 美空軍通過與DARPA聯(lián)合支持HSSW項目, 旨在發(fā)展高超聲速巡航導(dǎo)彈技術(shù), 并將并行開展兩套綜合技術(shù)驗證:一是吸氣式導(dǎo)彈戰(zhàn)技術(shù)相關(guān)驗證; 二是通過助推-滑翔式導(dǎo)彈項目發(fā)展并驗證快速遠(yuǎn)程打擊能力。 吸氣式導(dǎo)彈HAWC項目, 由DARPA和美國空軍聯(lián)合實施, 對高效、 低成本空射型高超聲速巡航導(dǎo)彈的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行飛行演示驗證, 以實現(xiàn)快速遠(yuǎn)程打擊能力, 2014~2015 財年DARPA為HAWC項目分別撥款1 500萬元和2 500萬元(空軍預(yù)算投入不詳); “戰(zhàn)術(shù)助推-滑翔”(TBG)項目由DARPA提出, 為射程1 852 km的空射型助推-滑翔導(dǎo)彈, 2014~2015 財年DARPA為TBG項目分別撥款2 800萬元和1 500萬元(空軍預(yù)算投入不詳)。 兩種HSSW項目如圖6所示。

HSSW項目計劃分為3個階段, 共計74個月。 第一階段進(jìn)行初始技術(shù)驗證武器系統(tǒng)設(shè)計、 零部件測試及建模仿真; 第二階段進(jìn)行最終技術(shù)驗證武器系統(tǒng)設(shè)計、 零部件測試以及建模和仿真; 第三階段進(jìn)行制造及裝配、 技術(shù)驗證武器系統(tǒng)測試及建模仿真。

另外, 2013年, 美國洛克希德·馬丁公司披露了其秘密進(jìn)行的SR-72高超聲速無人偵察機的研制工程[11], 但軍方未對SR -72做出任何表態(tài)。 SR -72如圖7所示。

未來將分兩個階段實施SR-72的研制和試驗工作。[12]

第一階段: 2018年研制一架完全自由選擇的有人駕駛飛行研究機(FRV), 2023年實現(xiàn)首飛。 FRV長約18.3 m, 尺寸與F-22相當(dāng), 配備單臺全尺寸發(fā)動機, 能夠以馬赫數(shù)6的速度飛行數(shù)分鐘。

第二階段: 研制實用型SR-72高超聲速飛機, 2030年投入使用。 SR-72尺寸和航程都與SR-71接近, 長約30.5 m, 航程約4 800 km, 但是飛行速度是SR-71的2倍。

美國臨近空間高超聲速計劃發(fā)展歷程見圖8。 按照發(fā)展路線圖, 美軍將于2015年前完成高速武器系統(tǒng)概念設(shè)計、 作戰(zhàn)概念研究工作; 2016財年后, 高超聲速武器系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)成熟度可達(dá)到6級; 預(yù)計2020年前后正式裝備部隊, 形成區(qū)域打擊和快速遠(yuǎn)程打擊能力。

1.2俄羅斯臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀

俄羅斯臨近空間高超聲速飛行器計劃方案都采用了技術(shù)成熟的飛機和導(dǎo)彈作為發(fā)射平臺或者改造成為實驗飛行器, 成本低廉, 技術(shù)風(fēng)險小[13-14]。

1.2.1冷計劃

20世紀(jì)80, 90年代, 冷計劃由俄羅斯巴拉諾夫中央航空發(fā)動機研究院和如科夫斯基中央發(fā)動機研究院等單位共同實施。 試飛器為軸對稱形狀, 系統(tǒng)構(gòu)成包括氫燃料亞燃/超燃沖壓發(fā)動機、 燃料監(jiān)控/測量系統(tǒng)、 遙控系統(tǒng)等。 飛行器總質(zhì)量為595 kg, 長為4.3 m, 最大直徑為750 mm。 1991~1998年期間, 該計劃共進(jìn)行了5次驗證性飛行試驗, 由SA-5地空導(dǎo)彈發(fā)射。 5次試驗的成功之處包括:(1) 實現(xiàn)了亞聲速燃燒向超聲速燃燒的轉(zhuǎn)變; (2) 飛行速度馬赫數(shù)最高達(dá)6.5; (3) 獲得了馬赫數(shù)3.5~6.45的飛行速度和高動壓條件下有關(guān)亞聲速燃燒和超聲速燃燒的飛行試驗數(shù)據(jù)。

1.2.2針-31計劃

針-31計劃的試飛器由C-300A防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的48H6導(dǎo)彈改型而來, 試驗由米格-31戰(zhàn)斗機發(fā)射。 在其前彈體外側(cè), 對稱安裝2臺試驗用超燃沖壓發(fā)動機(雙模態(tài)發(fā)動機, 馬赫數(shù)5~6), 后彈體部分為助推器, 前后彈體可以分離。

1.2.3IGLA計劃

IGLA計劃由俄羅斯中央航空發(fā)動機研究院和中央空氣動力研究院共同發(fā)展。 IGLA試飛器為升力體布局, 機體下方配置3臺二維三模態(tài)再生致冷超燃沖壓發(fā)動機。 2001年和2004年都曾進(jìn)行試驗, 試驗中都使用白楊/鐮刀(SS-25)導(dǎo)彈作為助推器, 如圖9所示。

1.2.4彩虹-D2計劃

彩虹-D2計劃由俄羅斯彩虹設(shè)計局和巴拉諾夫中央航空發(fā)動機研究院共同開展。 該高超聲速飛行器是用長為11.3 m、 直徑為0.9 m、 翼展為3.6 m的AS-4空地導(dǎo)彈改裝的, 發(fā)動機長為6 m, 飛行速度馬赫數(shù)為2.5~6.5, 射程為570 km, 飛行高度為15~30 km, 最大飛行時間為70 s。

俄羅斯臨近空間高超聲速計劃發(fā)展歷程, 如圖10所示。

1.3其他國家臨近空間高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀

法國國防部1992年就開始實施一項耗資3.8億美元的吸氣式高超聲速推進(jìn)技術(shù)研究計劃(PREPHA)。 目前已成功研制了馬赫數(shù)為7.5的超燃沖壓發(fā)動機, 開展的臨近空間高超聲速項目主要是Promethee導(dǎo)彈計劃和LEA計劃。

德國的高超聲速導(dǎo)彈(HFK)于2002年2月進(jìn)行了一次低空飛行試驗, 導(dǎo)彈達(dá)到了馬赫數(shù)6.61的飛行速度; 于2003年8月進(jìn)行了第二階段飛行試驗, 速度達(dá)到馬赫數(shù)7以上, 這次試驗是HFK計劃的最后一次試驗。 德國航天局(DLR)進(jìn)行的“高超聲速尖銳前緣飛行試驗”(SHEFEX)計劃中, SHEFEX 1飛行試驗于2005年10月27日獲得成功; 2012年6月22日, SHEFEX 2獲得成功[15]。 SHEFEX 2飛行器如圖11所示。

法國和德國臨近空間高超聲速計劃發(fā)展歷程如圖12~13所示。

此外, 英國、 印度、 澳大利亞、 日本和韓國等國都開展了自己的超高聲速計劃。[15]

2臨近空間高超聲速飛行器防御探討

臨近空間飛行器根據(jù)功能分類, 可分為三類平臺: 全球快速到達(dá)的高超聲速臨近空間飛行器; 快速打擊時敏目標(biāo)的高超聲速臨近空間飛行器; 以快速進(jìn)出空間為背景的高超聲速臨近空間飛行器[16]。

針對反入駐和龐大的后勤保障等制約因素, 美國通過了《美國空軍轉(zhuǎn)型飛行計劃》, 計劃提出了“從本土運用和投送軍事力量”實施全球精確打擊的武器系統(tǒng)發(fā)展思路和計劃。 美國獵鷹(Falcon)計劃為此類飛行器項目, 但美國已停止了對該計劃的經(jīng)費支持。

以遠(yuǎn)程(非全球到達(dá))助推滑翔飛行器為代表的無動力滑翔類高超聲速飛行器越過高超聲速動力等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸, 重點突破氣動外形、 熱防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù), 是有望早日實現(xiàn)工程化的發(fā)展途徑。 目前美國財政支持的高超聲速飛行器計劃主要為此類飛行器項目, 具體有: 美國陸空軍的 “戰(zhàn)術(shù)助推-滑翔”(TBG)項目、 美國陸軍的AHW項目、 美國海軍的弧光(ArcLight)項目等。 另外, 基于超燃沖壓發(fā)動機推進(jìn)系統(tǒng)的HAWC項目目前也得到了美國財政支持。 美關(guān)島地區(qū)至北京直線距離按3 700 km計算, 平均飛行速度馬赫數(shù)為6的高超聲速巡航導(dǎo)彈僅需飛行34 min, 大大縮短中國防空反導(dǎo)體系的防御反應(yīng)時間和重要目標(biāo)的機動規(guī)避時間。 因此美國財政目前正在支持研究的高超聲速飛行器如果在第一島鏈和第二島鏈部署, 通過陸基、 空基和?;l(fā)射, 可對中國構(gòu)成直接威脅, 是需要重點研究的防御目標(biāo)。

2.1臨近空間高超聲速武器作戰(zhàn)特點分析

高超聲速飛行器目前主要由航空飛行器或地(海)基火箭搭載, 達(dá)到一定高度后從航空平臺起飛或火箭平臺彈射, 助推段固體火箭發(fā)動機工作, 使飛行速度升到一定馬赫數(shù), 之后助推火箭脫離[3], 超燃沖壓發(fā)動機點火, 趨于臨近空間時, 進(jìn)入無動力巡航飛行, 具體飛行示意圖如圖14所示。

圖14高超聲速飛行器飛行示意圖

臨近空間高超聲速武器作為一種“改變戰(zhàn)爭規(guī)則”的新型武器, 對未來國家空天安全形成重大威脅。 臨近空間高超聲速武器典型的攻擊目標(biāo)如下:打擊核心通信、 指揮樞紐; 打擊戰(zhàn)略機動彈道導(dǎo)彈武器系統(tǒng); 打擊大型水面艦艇。 總之, 高超聲速武器“速度隱身”, 彈道不確定, 突防能力強, 主要用于對作戰(zhàn)體系內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行點打擊, 達(dá)到使敵方作戰(zhàn)體系失效的目的, 從而實現(xiàn)以戰(zhàn)術(shù)手段打擊敵方的戰(zhàn)略要點, 摧毀或削弱敵方的戰(zhàn)略攻擊和防御能力。

2.2臨近空間高超聲速飛行器防御技術(shù)分析

臨近空間防御和相關(guān)機載武器系統(tǒng)還處于概念探索的階段, 雖然部分相關(guān)技術(shù)具有一定的基礎(chǔ), 但還達(dá)不到技術(shù)應(yīng)用的水平。 現(xiàn)有武器裝備也不具有臨近空間高超聲速目標(biāo)防御的能力。 就目前的武器系統(tǒng)技術(shù)水平來說主要還存在以下問題:

(1) 現(xiàn)有的武器系統(tǒng)在高度上大多難以企及, 防空武器及其平臺的最高作戰(zhàn)高度多處在20~25 km以下, 而臨近空間高超聲速目標(biāo)均處在25 km以上;

(2) 預(yù)警和反應(yīng)時間不足, 目前還不具備針對臨近空間高超聲速目標(biāo)的有效快速預(yù)警體系, 即使具有特定射高的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器系統(tǒng), 其反應(yīng)能力也明顯不足;

(3) 射程和精度存在矛盾, 為彌補反應(yīng)時間的不足, 增加武器攻擊射程是有效手段之一, 但具有遠(yuǎn)射程的武器系統(tǒng)不具有攻擊高速機動目標(biāo)的精度, 而具有精確殺傷能力的導(dǎo)彈武器通常不具有遠(yuǎn)程攻擊的能力;

(4) 對高超聲速目標(biāo)的精確制導(dǎo)毀傷技術(shù)還不成熟, 目前還沒有可供借鑒的在臨近空間內(nèi)針對高超聲速機動目標(biāo)的精確毀傷技術(shù), 需要在反導(dǎo)攔截技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更有針對性的技術(shù)改進(jìn)研究。

基于機載武器的臨近空間高超聲速飛行器防御系統(tǒng)主要包括預(yù)警探測系統(tǒng)、 機載探測系統(tǒng)、 攔截武器、 指揮決策中心等; 其中預(yù)警指揮通訊系統(tǒng)包括預(yù)警探測系統(tǒng)、 綜合指揮與信息處理中心。 反臨作戰(zhàn)過程中需要各個組成部分及各個環(huán)節(jié)有機配合、 協(xié)調(diào)一致, 在時間上相互銜接, 在任務(wù)上環(huán)環(huán)相扣, 才能最終實現(xiàn)有效攔截。

(1) 構(gòu)建高效合理的探測網(wǎng)絡(luò)[17]。 對于臨近空間高速飛行目標(biāo), 理論上防御系統(tǒng)的探測預(yù)警能力須達(dá)到800~1000 km, 才能贏得必要的防御作戰(zhàn)反應(yīng)時間。[18] 因此預(yù)警探測需要通過合理部署地基、 ?;?空基、 臨基和天基探測器, 綜合紅外、 雷達(dá)、 定向能等多模式的探測技術(shù), 構(gòu)成防空、 防臨近、 防天區(qū)域內(nèi)的全方位、 大縱深預(yù)警探測網(wǎng), 需要具備大空域遠(yuǎn)距離快速預(yù)警、 大空域遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測、 地基雷達(dá)低仰角復(fù)雜環(huán)境下快速檢測、 超高速機動目標(biāo)精確跟蹤等能力, 其主要特點為適應(yīng)大氣密度變化強烈的臨近空間復(fù)雜環(huán)境下大空域、 遠(yuǎn)距離、 低仰角、 高精度探測能力。[19]

(2) 構(gòu)建高速信息處理中心。 預(yù)警信息處理要與預(yù)警探測系統(tǒng)的能力要求相匹配。 由于預(yù)警探測距離遠(yuǎn)、 空間覆蓋區(qū)域大, 因此探測到的目標(biāo)數(shù)目多、 類別雜, 對信息處理的要求高。 主要體現(xiàn)在: 一是信息處理批次多; 二是信息容量大, 信息處理與目標(biāo)分選困難; 三是要實現(xiàn)目標(biāo)識別和威脅預(yù)判難度較大, 或?qū)⑹窍到y(tǒng)的瓶頸之一。 預(yù)警信息傳輸需要解決預(yù)警探測系統(tǒng)、 指揮決策系統(tǒng)、 作戰(zhàn)單元之間的互聯(lián)互通問題, 實現(xiàn)實時、 準(zhǔn)確、 高可靠、 保密的目的。

(3) 建立高性能的指揮控制系統(tǒng)[19]。 對于部署的多種探測和攔截裝置, 需要高性能指揮控制中心實時調(diào)配和控制以發(fā)揮最大作用。 指揮控制系統(tǒng)需要有較高的自動化水平, 利用高性能計算機、 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、 智能技術(shù)提高連通性、 協(xié)調(diào)性和自主決策能力, 合理規(guī)劃部署天基、 空基、 地基和海基結(jié)合的防空武器攔截系統(tǒng), 靈活根據(jù)需要, 自動組網(wǎng), 形成特定戰(zhàn)場態(tài)勢圖, 在網(wǎng)絡(luò)化情報和信息支援下, 實現(xiàn)對臨近空間飛行器的全程攔截打擊, 形成戰(zhàn)略、 戰(zhàn)役、 戰(zhàn)術(shù)行動的一體化指揮、 攔截網(wǎng)。

(4) 研發(fā)高精度快響應(yīng)空/臨基攔截彈。 美國NCADE等項目設(shè)計時以中近程助推段/上升段的彈道導(dǎo)彈為主要目標(biāo), 與彈道導(dǎo)彈助推段相比, 臨近空間高空高速飛行器在飛行高度30 km左右、 飛行速度馬赫數(shù)4~8時均小于彈道導(dǎo)彈關(guān)機點(約100 km), 因此在射程和速度能力上, 攔截助推段彈道導(dǎo)彈的武器也可對高空高速臨近空間飛行器進(jìn)行截?fù)簟?空基攔截系統(tǒng)具有靈活性、 研發(fā)成本低、 部署方便、 遠(yuǎn)程攔截和快速響應(yīng)等優(yōu)勢。 因此基于現(xiàn)有空空導(dǎo)彈進(jìn)行改進(jìn), 實現(xiàn)機載導(dǎo)彈在臨近空間具有協(xié)同作戰(zhàn)、 高精度快響應(yīng)制導(dǎo)控制、 遠(yuǎn)程高精度自尋的和高效毀傷等能力, 是一個低風(fēng)險、 高效益的防御臨近空間高超聲速目標(biāo)的技術(shù)途徑。

3結(jié)論

由空到天過渡和結(jié)合的臨近空間在未來的制空、 制天權(quán)爭奪中具有核心的戰(zhàn)略地位。 當(dāng)前, 各軍事強國都在臨近空間高超聲速飛行器研究領(lǐng)域不斷取得新的進(jìn)展, 臨近空間逐步成為各國爭奪的重要戰(zhàn)場。 各類臨近空間高超聲速武器必將逐步走向戰(zhàn)場, 將給空天安全帶來新的威脅。 為有效應(yīng)對挑戰(zhàn), 應(yīng)沿著非對稱發(fā)展原則的思路, 開展臨近空間高超聲速目標(biāo)防御武器系統(tǒng)研究。 機載攔截導(dǎo)彈研制既有利于完善中國的臨近空間防御體系, 又可為臨近空間高速飛行器目標(biāo)防御武器系統(tǒng)的研制提供技術(shù)支撐, 是一個低風(fēng)險、 高效益的可行途徑。

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