臧月進，劉 博，周藜莎，周新耀，王 皓

（上海機電工程研究所，上海，201109）

0 引 言

美國于2018年1月29日利用位于夏威夷考愛島的太平洋導彈靶場陸基宙斯盾系統(tǒng)試射了一枚SM-3 Block IIA，但該導彈未能成功攔截目標，這是繼2017年6月21日因作戰(zhàn)指令輸入錯誤導致未能命中目標以來的連續(xù)兩次發(fā)射失利。為了保證該型導彈的如期列裝，美導彈防御局計劃于2018年12月底再次進行攔截試驗。

相比于美國末段高層防御系統(tǒng)THAAD、地基中段防御系統(tǒng)GBI和末段低層防御系統(tǒng)PAC-3，宙斯盾導彈防御系統(tǒng)SM-3可謂是明星攔截彈，以其極高的攔截成功率成為美及其盟國優(yōu)先發(fā)展的反導裝備，之前攔截成功率更是高達75%以上。

1 SM-3概況

SM-3導彈是美國研制的主要用于大氣層外攔截來襲的近程和中遠程彈道導彈的導彈，是美國彈道導彈防御海基中段防御系統(tǒng)的攔截彈，它是以大氣層內(nèi)防御使用的兩級SM-2 Block IVA導彈為基礎，改進成四級大氣層外使用的攔截彈［1］，其中第四級為直接碰撞動能殺傷器MK142，是由LEAP動能殺傷器技術(shù)發(fā)展而來。用動能攔截彈頭取代SM-2的高爆戰(zhàn)斗部是SM-3系列相比前代最大的差別。SM-3攔截彈組成如圖1所示。

SM-3通過不斷吸收之前的成功經(jīng)驗進行改進，在提升作戰(zhàn)能力的同時降低了研制成本，縮短了交付時間。SM-3導彈的研制工作分兩個階段實施［2］：第一階段，由美國海軍負責研制并部署具有有限目標識別能力的用于攔截近程至中程彈道導彈的SM-3 Block IA和SM Block IB導彈；第二階段，美日合作研制并部署目標識別能力更強的用于攔截中遠程彈道導彈的SM-3 Block II導彈。

圖1 SM-3攔截彈組成Fig.1 Composition of Standard Missile-3 interceptor

2 發(fā)展歷程

目前SM-3系列共有5個型號：1個測試型號SM-3 Block I、2個裝備型號SM-3 Block IA／B、1個在研型號 SM-3 Block IIA 和1個下馬型號 SM-3 Block IIB。SM-3導彈發(fā)展示意如圖2所示。

2.1 SM-3 Block I

SM-3 BlockI型導彈是以SM-2 ER Block IVA 導彈為基礎發(fā)展而來的，它采用了SM-2 ER Block IVA型導彈的發(fā)動機（第一級采用MK72助推器，第二級采用MK104雙推力火箭發(fā)動機），增加了第三級MK136雙脈沖固體火箭發(fā)動機。裝備了一個在GPS／INS制導段接收空中預警指示平臺提供修正指令的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，一個LEAP動能殺傷戰(zhàn)斗部。動能彈頭采用單色長波紅外導引頭和固體SDACS推進系統(tǒng)，具備目標識別能力［3］。Block I型導彈雖然具備一定的實戰(zhàn)能力，但其主要用于試驗。

SM-3 Block IA型導彈只是在 Block I型導彈的基礎上改進了某些部件。Block IA型導彈仍然采用單色導引頭，其動能彈頭采用了全反射光學系統(tǒng)和先進的信號處理器。Block IA型導彈為預生產(chǎn)型和有限作戰(zhàn)能力型，其可靠性和可用性得到進一步改善，制造成本也有所降低，Block IA現(xiàn)已裝備美國海軍。

圖2 SM-3導彈發(fā)展示意Fig.2 Development of Standard Missile-3 interceptor

SM-3 Block IB型導彈在保持Block IA改型可靠性的基礎上，換裝了新的動能彈頭——鎢棒動能殺傷器，殺傷器裝配了雙色紅外導引頭和一套節(jié)流姿軌控系統(tǒng)。雙色紅外導引頭采用先進的全反射光學系統(tǒng)，提高了對彈頭、碎片和誘餌的識別能力，并配置了具有抗電子欺騙功能模塊的GPS軟件；節(jié)流姿軌控系統(tǒng)能夠動態(tài)調(diào)整彈體的推力和運轉(zhuǎn)時間，并提供更大的推力，使系統(tǒng)應對不同威脅的能力更強，改善了接近目標時的機動性能。SM-3 Block IA／IB對比如圖3所示。

圖3 SM-3 Block IA／IB比較Fig.3 Comparison of SM-3 Block IA ＆Block IB interceptors

2.2 SM-3 Block II

針對宙斯盾BMD系統(tǒng)存在的真假目標識別難題，以及SM-3 Block I型（IA和IB）攔截彈只能用于攔截近程和中程彈道導彈而不能防御遠程彈道導彈的能力問題，美決定進一步升級SM-3攔截彈，研發(fā)能力更強的SM-3 Block II攔截彈，以顯著拓展其作戰(zhàn)空間［4］。SM-3 Block II型導彈是在 Block I的基礎上研制的，它采用SM-3 Block IB型導彈的雙色紅外導引頭，但改進了信號處理器，視場內(nèi)識別的目標數(shù)量得到增加；增加了第二級和第三級助推級直徑，其加速度、平均速度、末速與有效覆蓋范圍都大幅提升。

SM-3 Block IIA型導彈采用先進的全反射光學系統(tǒng)以及更大口徑的雙色紅外成像導引頭，提高導引頭性能，并具備從彈片和突防裝置中識別指定目標的能力，同時也增強識別真假目標的能力；彈頭是改進型的更大的動能彈頭，采用更加先進的姿軌控系統(tǒng)，從而具備更大的加速度，并有能力在末端更快地調(diào)整修正消除零控脫靶量偏差，增加攔截概率。通過加粗第二和第三級火箭發(fā)動機直徑，相比Block I系列導彈，SM-3 Block II／IIA關(guān)機速度提高45%～60%，作戰(zhàn)空域有了很大程度的提升，射程有了進一步的提高，具備攔截洲際彈道導彈的能力，還具備目標識別能力和機動能力，可以應對以“高彈道軌道”發(fā)射的較難攔截的導彈［5］。SM-3 Block IIA導彈示意圖見圖4。

SM-3 Block IIB型導彈一級采用所有SM-3導彈使用的 MK72助推器，二級采用與SM-3 Block IIA相同的推進系統(tǒng)，三級則采用性能更高的推進系統(tǒng)。SM-3 Block IIB原計劃采用改進型動能殺傷戰(zhàn)斗部，改進先進焦平面陣列的成品率以降低高性能導引頭的成本，加大助推器口徑，改進火箭推進，采用單片環(huán)形激光陀螺通用慣性測量單元，并開發(fā)更輕的結(jié)構(gòu)和材料以降低慣量并提高導彈速度。SM-3 Block IIB導彈能夠防御中東來襲的洲際彈道導彈，具有比SM-3 Block IIA更高的性能。由于 SM-3 Block IIB具有更高的末速、更大的變向能力，因而有望具備對遠程導彈進行早期攔截的能力。由于技術(shù)、經(jīng)費和外交等原因，SM-3 Block IIB 已于 2013 年 取 消 研發(fā)［6］。SM-3系列導彈性能指標對比如表1所示。SM-3系列導彈射程能力對比如圖5所示，攔截空域?qū)Ρ热鐖D6所示。

圖4 SM-3 Block IIA導彈Fig.4 SM-3 Block IIA interceptor

表1 SM-3系列導彈性能指標對比Tab.1 Comparison of performance of SM-3series interceptors

圖5 SM-3系列導彈射程能力對比Fig.5 Comparison of ranges of SM-3 series interceptors

圖6 SM-3系列導彈攔截區(qū)域?qū)Ρ菷ig.6 Intercept regions of SM-3 series interceptors

綜上所述，從SM-3發(fā)展歷程可見：從射程角度，SM-3 Block I解決了宙斯盾系統(tǒng)反導能力的有無問題，SM-3 Block IA 具備了對中近程彈道導彈防御能力，SM-3 Block IB具備了有限的遠程彈道導彈防御能力，SM-3 Block IIA具備了洲際彈道導彈防御能力；從性能角度，攔截彈姿軌控從固定推力向節(jié)流式可調(diào)推力發(fā)展，助推級發(fā)動機從單脈沖向多脈沖發(fā)展，整流罩從普通式向蚌式發(fā)展，動能彈頭的目標識別與信號處理能力逐步提高。

3 試驗情況

美國國防部導彈防御局定期舉行攔截飛行試驗，以試驗提供的數(shù)據(jù)建立模型和開展仿真，并用于檢驗和確認導彈防御系統(tǒng)的性能［7］。歷數(shù)SM-3的攔截記錄，自2002年1月25日首次全面飛行測試FM-2試驗以來，累計已達38次攔截試驗（含綜合飛行試驗），共出現(xiàn)10次攔截失?。ㄆ渲?次攔截彈未發(fā)射），成功率達74%。

2011年4月15日美軍在太平洋上空首次使用SM-3導彈成功攔截一枚射程超過3 000 km的中程彈道導彈，完成了就當時來說“最具挑戰(zhàn)性”的反導試驗。SM-3歷次攔截試驗記錄如表2所示。

表2 SM-3歷次攔截試驗記錄Tab.2 Previous intercept tests of SM-3

表中，√表示命中目標，×表示未命中目標。其中，SM-3試驗中有兩次齊射，分別為 FTM-13和FTM-21試驗。

攔截試驗失敗原因列舉如下：

1）FM-5：故障原因系攔截彈姿軌控系統(tǒng)出現(xiàn)故障；

2）FTM-11：故障原因系操作人員失誤引起火控系統(tǒng)故障，彈未發(fā)射；

3）Pacific Blitz：故障原因系超期服役紅外導引頭故障導致一個靶標被攔截、另一個脫靶；

4）JFTM-2：故障原因系攔截彈方向偏移和高度控制設備故障；

5）FTM-16 E2：故障原因系第三級火箭發(fā)動機失效；

6）FTI-01：故障原因系彈上使用的內(nèi)存芯片未進行篩選；

7）FTO-02E2a：故障待查明和評估；

8）SFTM-02：故障原因系作戰(zhàn)指令錯誤遭遇前自毀；

9）FTM-29：故障原因系慣性測量裝置故障；

10）其中FTO-02E1和FTO-02E2因靶標飛行異常，彈未發(fā)射。

上述攔截試驗中具有典型性和標志性的試驗如表3～6所示。

表3 SM-3Block IA攔截試驗標志事件一覽Tab.3 Landmark events of SM-3Block IA intercept tests

表4 SM-3Block IB攔截試驗標志事件一覽Tab.4 Landmark events of SM-3Block IB intercept test

表5 SM-3Block IIA歷次飛行／攔截試驗一覽Tab.5 Previous flight／intercept tests of SM-3Block IIA

隨著2018年1月29日FTM-29試驗的失敗，原先規(guī)劃的三次實戰(zhàn)條件下的測試（FTO-3E1、2、3）有可能延遲或取消，在SM-3 Block IIA正式列裝前估計還會有幾次攔截試驗。

截止目前，美軍共進行過6次作戰(zhàn)性綜合飛行試驗，主要驗證在復雜的作戰(zhàn)環(huán)境中由宙斯盾BMD系統(tǒng)、末段高層區(qū)域防御（THAAD）和愛國者PAC-3系統(tǒng)組成的區(qū)域反導體系的分層防御能力［8］，其中2次因靶標故障未發(fā)射SM-3攔截彈。

表6 SM-3作戰(zhàn)性綜合飛行試驗一覽Tab.6 Previous operational fight tests of SM-3

美日將繼續(xù)推進SM-3 Block IIA攔截彈的聯(lián)合開發(fā)和攔截／作戰(zhàn)性綜合飛行試驗，同時美國正重構(gòu)SM-3 Block IIB型攔截彈項目計劃，轉(zhuǎn)為一個技術(shù)研發(fā)項目，將原用于該計劃的經(jīng)費轉(zhuǎn)用于采購更多的攔截彈和發(fā)展先進殺傷器技術(shù)——通用殺傷器和多目標殺傷器，從而提高SM-3攔截彈性能。

4 裝備與部署情況

美國為SM-3系列導彈發(fā)展海陸通用型攔截彈，并在歐洲分三個階段部署［9］：第一階段（截止2011年），在2011年利用美國現(xiàn)有導彈防御系統(tǒng)歐洲部分的探測雷達系統(tǒng)、?；嫠苟芟到y(tǒng)和現(xiàn)有能力的SM-3 Block IA完成部署以應對歐洲面臨的近程導彈威脅；第二階段（截止2015年），在2015年部署完成經(jīng)過改良、在陸海皆可發(fā)射和擴大防御范圍的SM-3 Block IB導彈，以擴大對歐洲的保衛(wèi)范圍；第三階段（截止2018年），在2018年完成部署經(jīng)過改裝的性能更好、可攔截遠程彈道導彈的SM-3 Block IIA攔截彈。

SM-3導彈于1999年首次交付美國海軍使用，SM-3 Block I共生產(chǎn)了11枚且4枚用于測試；Block IA于2011年列裝，是該系列第一個批量生產(chǎn)列裝型號；Block IB于2014年4月首次部署，截止2017年底美國海軍累計采購247枚SM-3 Block IB型攔截彈，實際累計交付146枚SM-3 Block IB型攔截彈。SM-3導彈目前只裝備在具有彈道導彈防御能力的宙斯盾系統(tǒng)中，美國已具備了攔截采用簡單突防措施的近程和中程彈道導彈的能力。

2013年10月，美國首次在羅馬尼亞部署宙斯盾岸上系統(tǒng)，可發(fā)射 SM-3 Block IA、Block IB和 Block IIA；2015年底裝載有SM-3 Block IB型攔截彈的4艘宙斯盾導彈防御系統(tǒng)的驅(qū)逐艦已部署于西班牙諾?？塑姼酆兔凡ㄌ馗邸?/p>

Block IIA攔截彈可以陸基部署，也可以?；渴?，而地基攔截彈GBI?；渴鸬目赡苄院苄?，同時由于Block IIB的下馬，Block IIA將成為未來一段時間宙斯盾反導系統(tǒng)的“終極”殺招。因此，從各種分析來看，美軍將會大量部署B(yǎng)lock IIA攔截彈，來提升其本土防御能力和戰(zhàn)區(qū)防御能力。到2030年后期，美國可能部署有350～650枚Block IIA攔截彈。根據(jù)美海軍規(guī)劃，到2040年美海軍具備宙斯盾反導能力的艦艇數(shù)量將達到77艘，Block IIA型攔截彈的部署數(shù)量將達到500～600枚，每艘宙斯盾驅(qū)逐艦最大能夠裝備96枚Block IIA型攔截彈。

日本是除美國外第一個裝備SM-3導彈的國家［10］，SM-3 Block2A 導彈預計將于2019年前后研發(fā)完畢，幾年后將在日本海上自衛(wèi)隊艦船上部署。

5 結(jié)束語

SM-3導彈是美國武器系統(tǒng)螺旋式漸進升級開發(fā)的典范［11］，發(fā)展至今對于中近距彈道導彈已經(jīng)具備了相當高概率的攔截能力。SM-3導彈及?；鶎椃烙到y(tǒng)是美國反導系統(tǒng)中在可靠性和高性能平衡方面最為出色的系統(tǒng)，通過發(fā)展SM-3系統(tǒng)使其成為美國本土陸基中段反導能力的補充，更使美國在動能攔截反導體系建設上堅定了步伐。