喬要賓　吳震　呂明遠(yuǎn)

摘要：? ? ? 空中平臺(tái)是影響現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵裝備， 在未來(lái)高強(qiáng)度對(duì)抗的空戰(zhàn)環(huán)境下， “硬殺傷”式的主動(dòng)防御系統(tǒng)成為提升其生存能力的關(guān)鍵。 為了研究空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)構(gòu)建面臨的關(guān)鍵問(wèn)題， 對(duì)國(guó)外空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)和裝備的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀進(jìn)行分析， 根據(jù)空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)必須具備全向的態(tài)勢(shì)感知和攻擊能力并在快速交會(huì)條件下實(shí)現(xiàn)高精度制導(dǎo)和迎頭攔截的特點(diǎn)和作戰(zhàn)使用需求， 對(duì)比分析了構(gòu)建空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)需要解決的諸如來(lái)襲導(dǎo)彈高精度預(yù)警探測(cè)跟蹤技術(shù)、 全向攻擊技術(shù)、 逆軌攔截制導(dǎo)技術(shù)、 攔截毀傷技術(shù)、 輕量化防御導(dǎo)彈技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑， 為空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)和武器裝備的研究提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：? ? ?主動(dòng)防御； 來(lái)襲導(dǎo)彈； 逆軌攔截； 全向攻擊； 輕量化； 空中平臺(tái)中圖分類(lèi)號(hào)：? ? ? TJ762.2； V271.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ? A文章編號(hào)：? ? ?1673-5048（2023）02-0077-06

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0189

0引言

自第一次世界大戰(zhàn)采用空中偵察開(kāi)始， 空戰(zhàn)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)影響越來(lái)越大。 擁有空中優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)敵壓制打擊和對(duì)己方地面力量進(jìn)行支援， 對(duì)整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利有著決定性作用。 為了獲取空中優(yōu)勢(shì)， 世界各國(guó)都在推動(dòng)航空科技的高速發(fā)展， 預(yù)警機(jī)、 戰(zhàn)斗機(jī)、 轟炸機(jī)等空中平臺(tái)的綜合性能持續(xù)提升， 與此同時(shí)空中平臺(tái)的成本也在快速增加， 導(dǎo)致其戰(zhàn)損的可承受性越來(lái)越低。

未來(lái)空戰(zhàn)將逐漸形成以隱身飛機(jī)為核心、 以分布式作戰(zhàn)為形式的空戰(zhàn)體系［1-3］。 美軍提出了有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)、 蜂群作戰(zhàn)等空戰(zhàn)理念， 利用大量低成本無(wú)人機(jī)前出， 攜帶傳感器、 武器， 以時(shí)間換空間， 為有人機(jī)提供保障。 大量的無(wú)人機(jī)分散部署、 分布探測(cè)、 分布打擊， 使得空中平臺(tái)可能受到攻擊的時(shí)間和方位難以知曉， 防御難度大幅增加。

電磁干擾手段是目前空中平臺(tái)的主要防御手段， 但隨著空空導(dǎo)彈抗干擾能力的提升和多彈協(xié)同攻擊技術(shù)的發(fā)展， 以電磁干擾為主的防御手段在效果上將大打折扣。 空空導(dǎo)彈在彈道末端能量有限且需要持續(xù)跟蹤目標(biāo)， 不具備對(duì)攔截彈的主動(dòng)規(guī)避能力， 利用自衛(wèi)攔截導(dǎo)彈對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈實(shí)施攔截的主動(dòng)防御系統(tǒng)具備極高的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用價(jià)值。 因此， 主動(dòng)防御系統(tǒng)成為極具潛力的空中平臺(tái)防御手段， 并且受到了歐美等國(guó)的廣泛關(guān)注。

1空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

為了應(yīng)對(duì)空空/面空導(dǎo)彈對(duì)空中平臺(tái)造成的嚴(yán)重威脅， 美國(guó)從20世紀(jì)中葉就開(kāi)始不斷探索和研究空中平臺(tái)的主動(dòng)防御武器， 目前最新的項(xiàng)目主要有MSDM微自衛(wèi)彈藥（Miniature Self-Defense Munition， MSDM）和硬殺傷防御系統(tǒng)（HK－DAS）， 兩型武器的裝備定位、 尺寸重量和主要能力基本一致， 主要突出尺寸小、 火力密度高和適應(yīng)高對(duì)抗環(huán)境的特點(diǎn)。

1.1早期的空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)

最早對(duì)空中平臺(tái)主動(dòng)防御裝備的探索始于20世紀(jì)50年代末， 美國(guó)為了應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)SA-2高空防空導(dǎo)彈的威脅， 開(kāi)展了“透鏡狀防御導(dǎo)彈”（Lenticular Defense Missile， LDM）計(jì)劃， 旨在為XB-70“女武神”轟炸機(jī)提供攔截防空導(dǎo)彈的主動(dòng)防御能力（如圖1所示）， 該型空對(duì)空攔截導(dǎo)彈后來(lái)被命名為PyeWacket。

PyeWacket打破了常規(guī)導(dǎo)彈圓柱體的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)， 采用了類(lèi)似飛碟的圓盤(pán)雙透鏡狀彈體（如圖2所示）， 它的縱向剖面則呈楔形， 使用6具火箭推進(jìn)器進(jìn)行姿態(tài)控制和推進(jìn)。 根據(jù)美國(guó)的研制計(jì)劃， PyeWacket導(dǎo)彈可以從載機(jī)任意方向發(fā)射， 實(shí)現(xiàn)360°全向攔截。 之后隨著XB-70轟炸機(jī)項(xiàng)目的取消， PyeWacket也被終止。

隨后美國(guó)又提出了多項(xiàng)計(jì)劃以研究機(jī)載的主動(dòng)防御武器， 為空中平臺(tái)提供主動(dòng)防御能力， 主要包括“毒刺”自衛(wèi)反導(dǎo)空空導(dǎo)彈、 “機(jī)載近距防御系統(tǒng)”、 “主動(dòng)空中防御系統(tǒng)”等［4］（如表1所示）。

上述計(jì)劃和項(xiàng)目最終都沒(méi)有形成實(shí)戰(zhàn)裝備， 但是美國(guó)一直沒(méi)有放棄發(fā)展機(jī)載主動(dòng)防御武器。 隨著軍事大國(guó)“反介入/區(qū)域拒止”（A2/AD）能力的快速發(fā)展， 美國(guó)又開(kāi)始考慮研發(fā)機(jī)載主動(dòng)防御武器， 以保證其空中平臺(tái)在A2/AD環(huán)境下的生存能力。

1.2美國(guó)MSDM項(xiàng)目

2015年， 美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）彈藥處發(fā)起了MSDM項(xiàng)目［5-6］， 該項(xiàng)目旨在提供一種能夠在A2/AD環(huán)境中擊敗敵人對(duì)其空中平臺(tái)的威脅能力。 AFRL授予了洛克希德·馬丁、 雷神等公司多項(xiàng)研究合同， 重點(diǎn)開(kāi)展MSDM概念研究和導(dǎo)引頭設(shè)計(jì)。

MSDM的研究合同要求開(kāi)展概念探索、 對(duì)可能的系統(tǒng)和技術(shù)進(jìn)行分析、 制定技術(shù)路線圖， 最終提交總結(jié)報(bào)告。 MSDM導(dǎo)引頭研究合同要求是為未來(lái)機(jī)載自衛(wèi)彈藥研發(fā)一種低成本的導(dǎo)引頭， 提高機(jī)載主動(dòng)防御系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可承受性。 洛克希德·馬丁公司提出了毫米波主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭方案， 而雷神公司則選擇了紅外導(dǎo)引頭， 該階段的研究以雷神公司的方案勝出而告終。

2020年7月， AFRL與雷神公司簽訂了一份價(jià)值3.75億美元的合同， 要求雷神公司開(kāi)展MSDM飛行試驗(yàn)彈的研究與發(fā)展工作， 計(jì)劃在2023年前交付一枚可用于飛行測(cè)試的試驗(yàn)產(chǎn)品。 按照雷神公司目前公布的信息， MSDM的理想長(zhǎng)度僅為1 m（如圖3所示）， 與傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈相比體積大幅縮小， 能夠滿(mǎn)足美軍隱身飛機(jī)高密度掛裝的需求。

值得注意的是， 雷神公司在2016年發(fā)布了一項(xiàng)多模復(fù)合導(dǎo)引頭的專(zhuān)利［7］， 采用紅外傳感器和分布式雷達(dá)陣列相結(jié)合的方案， 共形設(shè)計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)集成在導(dǎo)彈的控制面上（如圖4所示）， 可以為紅外導(dǎo)引頭節(jié)省空間。 這種方案有利于導(dǎo)彈的小型化設(shè)計(jì)， 很有可能用于MSDM導(dǎo)彈上。

2017年， 諾斯羅普·格魯曼公司申請(qǐng)了一項(xiàng)空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)專(zhuān)利［8］。 如圖5所示， 載機(jī)上共布有6個(gè)彈出式發(fā)射艙， 機(jī)身前方4個(gè)、 后方2個(gè)。 每個(gè)發(fā)射艙內(nèi)有9枚微型防御導(dǎo)彈， 導(dǎo)彈均朝向機(jī)首或機(jī)尾方向。 發(fā)射艙縮回時(shí)與機(jī)身齊平， 不破壞飛機(jī)的隱身特性。 雖然該專(zhuān)利聲稱(chēng)可以用于各種飛機(jī)， 但是從其設(shè)計(jì)的方案中可以看出， 該系統(tǒng)主要應(yīng)用于其正在研發(fā)的B-21隱身轟炸機(jī)。 該設(shè)計(jì)與美國(guó)提出的穿透性制空作戰(zhàn)理念相吻合， 可以提升B-21平臺(tái)執(zhí)行穿透作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)的生存能力。

1.3歐洲HK-DAS項(xiàng)目

歐洲也開(kāi)展了空中平臺(tái)主動(dòng)防御武器的探索。 MBDA公司與Leonardo和BAE系統(tǒng)公司合作開(kāi)發(fā)了HK－DAS。 2019年9月， 在第11屆英國(guó)國(guó)際防務(wù)展（DSEI 2019）上， HK－DAS作為未來(lái)“暴風(fēng)”戰(zhàn)機(jī)的導(dǎo)彈家族成員被披露展示（如圖6所示）。

HK－DAS攔截彈（如圖7所示）是一型長(zhǎng)約1 m、 重約10 kg的微小型空空導(dǎo)彈， 能夠在高威脅環(huán)境中跟蹤、 瞄準(zhǔn)和攔截來(lái)襲導(dǎo)彈， 采用軸向彈射的發(fā)射方式內(nèi)埋于載機(jī)內(nèi)部， 能夠搭配隱身飛機(jī)并實(shí)現(xiàn)全向防御。

2空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)需要在極短的作戰(zhàn)時(shí)間內(nèi)完成對(duì)任意方向來(lái)襲導(dǎo)彈的攔截毀傷， 必須具備全向的態(tài)勢(shì)感知和攻擊能力， 并且能夠在快速交會(huì)條件下實(shí)現(xiàn)高精度制導(dǎo)和迎頭攔截， 關(guān)鍵技術(shù)主要包括來(lái)襲導(dǎo)彈高精度預(yù)警探測(cè)跟蹤技術(shù)、 以載機(jī)為中心的全向攻擊技術(shù)、 針對(duì)高速小目標(biāo)的逆軌攔截制導(dǎo)技術(shù)、 高速交會(huì)條件下的攔截毀傷技術(shù)、 微小型輕量化防御導(dǎo)彈技術(shù)。

2.1來(lái)襲導(dǎo)彈預(yù)警探測(cè)跟蹤技術(shù)

在未來(lái)高動(dòng)態(tài)的復(fù)雜空戰(zhàn)環(huán)境下， 空中平臺(tái)面臨的威脅種類(lèi)、 數(shù)量都較多， 除了傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)目標(biāo)之外， 大型/小型/微型無(wú)人機(jī)、 巡飛式導(dǎo)彈、 來(lái)襲對(duì)空導(dǎo)彈等也是未來(lái)載機(jī)需要應(yīng)對(duì)的主要目標(biāo)。 對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的全向預(yù)警探測(cè)跟蹤能力是支撐主動(dòng)防御作戰(zhàn)的基礎(chǔ)， 空中平臺(tái)必須具備在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的精確態(tài)勢(shì)感知能力， 能夠?qū)?lái)襲導(dǎo)彈目標(biāo)精確探測(cè)， 引導(dǎo)攔截彈實(shí)施攻擊。

空中平臺(tái)的導(dǎo)彈預(yù)警技術(shù)主要有主動(dòng)雷達(dá)、 紫外和紅外三種類(lèi)型［9-10］。 主動(dòng)雷達(dá)預(yù)警技術(shù)通過(guò)發(fā)射雷達(dá)波對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行探測(cè)識(shí)別， 相比紫外和紅外體制， 具有全天候作戰(zhàn)能力， 而且還可以提供來(lái)襲導(dǎo)彈的速度和距離信息， 但其設(shè)備體積大、 容易被電磁干擾手段針對(duì)， 開(kāi)機(jī)后還容易暴露己方平臺(tái)。

紫外預(yù)警技術(shù)主要通過(guò)探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰的紫外信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的預(yù)警， 體積小、 成本低， 并且具有靈敏度高和虛警率低的特點(diǎn)， 但是當(dāng)來(lái)襲導(dǎo)彈處于被動(dòng)段時(shí)紫外信號(hào)很微弱， 紫外預(yù)警就會(huì)失效。

紅外預(yù)警技術(shù)可以識(shí)別導(dǎo)彈尾焰和彈體氣動(dòng)熱產(chǎn)生的紅外輻射， 因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的全程預(yù)警， 而且具備隱蔽性好、 抗干擾能力強(qiáng)、 探測(cè)范圍廣的特點(diǎn)。

從空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀中可以看出， 防御系統(tǒng)采用小型導(dǎo)彈實(shí)施末端近距攔截， 而來(lái)襲空空導(dǎo)彈在彈道末端處于被動(dòng)段， 因此， 能夠全程預(yù)警的紅外預(yù)警技術(shù)最適合用于空中平臺(tái)主動(dòng)防御作戰(zhàn)。 而且， 隨著分布式孔徑紅外系統(tǒng)（DAIRS）的快速發(fā)展， 紅外預(yù)警技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的全向預(yù)警探測(cè)， 支撐全向防御能力的構(gòu)建。

2.2以載機(jī)為中心的全向攻擊技術(shù)

未來(lái)制空作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日趨復(fù)雜， 作戰(zhàn)目標(biāo)不斷增多， 在有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)模式下， 發(fā)起攻擊的位置、 方式更加多樣， 空中平臺(tái)可能面臨來(lái)自不同方位的威脅， 這就需要防御系統(tǒng)具備全向防御能力， 能夠?qū)d機(jī)不同方位的來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行快速反應(yīng)和有效攻擊， 為空中平臺(tái)構(gòu)建一個(gè)全向的防御圈， 大幅提升空中平臺(tái)在高動(dòng)態(tài)博弈對(duì)抗作戰(zhàn)環(huán)境下的生存能力和作戰(zhàn)自由度。

為了應(yīng)對(duì)空中平臺(tái)的后半球目標(biāo)， 空空導(dǎo)彈可以采取前向發(fā)射后轉(zhuǎn)彎和后向發(fā)射兩種模式。 前向轉(zhuǎn)彎主要包括氣動(dòng)力、 推力矢量、 側(cè)向直接力和助推前重定向等技術(shù)途徑， 美國(guó)第四代紅外型空空導(dǎo)彈AIM-9X就是利用推力矢量技術(shù)實(shí)現(xiàn)在發(fā)射后迅速爬升掉頭180°攻擊載機(jī)尾后目標(biāo)。 利用氣動(dòng)力、 推力矢量或直接力實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)彎需要一定的轉(zhuǎn)彎時(shí)間， 且會(huì)損耗一定的導(dǎo)彈能量。

助推前重定向技術(shù)是利用導(dǎo)彈彈體自身的靜不穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)快速180°轉(zhuǎn)向， 該技術(shù)被稱(chēng)為“拋接”技術(shù)［11-12］， 導(dǎo)彈發(fā)射后由舵控制繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)， 待壓心前移至質(zhì)心前時(shí)彈體呈靜不穩(wěn)定并快速旋轉(zhuǎn)， 之后攻角增大、 壓心后移彈體恢復(fù)靜穩(wěn)定， 整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)彈經(jīng)歷了從有控到無(wú)控再到有控的一個(gè)過(guò)程。 與純氣動(dòng)、 推力矢量/直接力技術(shù)相比， 助推前重定向技術(shù)具有轉(zhuǎn)彎速度快、 無(wú)能量損失的優(yōu)點(diǎn)， 但是也面臨超大攻角復(fù)雜氣動(dòng)特性獲取、 有控+無(wú)控混雜控制等技術(shù)難題， 實(shí)際應(yīng)用難度較大。

后向發(fā)射是攻擊后半球目標(biāo)最直接的方式［13］， 響應(yīng)時(shí)間最短、 有利于擴(kuò)大導(dǎo)彈的后向攻擊區(qū)， 但是面臨導(dǎo)彈負(fù)速度飛行和速度過(guò)零控制等技術(shù)難題， 而且負(fù)速度飛行狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰會(huì)倒卷而導(dǎo)致舵面失控。

空中平臺(tái)在執(zhí)行防御作戰(zhàn)時(shí)反應(yīng)時(shí)間和攔截時(shí)間窗口很小， 而且攔截彈受限于有限的體積， 發(fā)動(dòng)機(jī)能量有限。 因此， 助推前重定向和后向發(fā)射在空中平臺(tái)主動(dòng)防御領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用前景。

2.3針對(duì)高速小目標(biāo)的逆軌攔截制導(dǎo)技術(shù)

在現(xiàn)代空戰(zhàn)中， 空中平臺(tái)面臨的主要威脅是敵方戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射的空空導(dǎo)彈。 為了有效打擊空中目標(biāo)， 空空導(dǎo)彈都具有高速高機(jī)動(dòng)能力， 美國(guó)AIM-120D最大飛行馬赫數(shù)可達(dá)到4。 此外， 空空導(dǎo)彈體積較小， 以美國(guó)第四代空空導(dǎo)彈為例， 長(zhǎng)度為3～4 m、 彈徑為127～180 mm。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)空空導(dǎo)彈類(lèi)高速小目標(biāo)的有效攔截， 空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)的攔截彈必須具備比傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈更高的制導(dǎo)精度， 而且要實(shí)現(xiàn)末端與目標(biāo)迎頭交會(huì)。

攔截戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈目標(biāo)的制導(dǎo)策略可以分為順軌攔截和逆軌攔截兩種［14-15］。 其中順軌攔截可以降低彈目交會(huì)速度、 延長(zhǎng)攔截彈末制導(dǎo)時(shí)間， 但是對(duì)攔截彈的速度要求較高。 逆軌攔截要求攔截彈速度矢量與目標(biāo)速度矢量相反， 彈目交會(huì)速度快， 但是對(duì)攔截彈速度要求低， 可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)低速的攔截彈攔截高速目標(biāo)。 空中平臺(tái)防御導(dǎo)彈多采用小型化設(shè)計(jì)， 能力有限、 不具備速度優(yōu)勢(shì)， 而且發(fā)射點(diǎn)就是來(lái)襲導(dǎo)彈的目標(biāo)點(diǎn)， 只能采用逆軌攔截的形式設(shè)計(jì)制導(dǎo)律。

傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈一般采用比例導(dǎo)引律， 是導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中速度矢量的角速度和彈目連線的角速度成一定比例， 比例導(dǎo)引所需目標(biāo)信息量少， 技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)。 但是， 比例導(dǎo)引要求導(dǎo)彈速度大于目標(biāo)速度， 而且無(wú)法保證末端交會(huì)角度約束， 不適用于攔截彈的應(yīng)用。

目前， 能夠滿(mǎn)足末端交會(huì)角度約束的制導(dǎo)律研究多集中于最優(yōu)制導(dǎo)律、 滑模制導(dǎo)律和微分對(duì)策制導(dǎo)律等現(xiàn)代制導(dǎo)律［16］。 最優(yōu)制導(dǎo)律一般通過(guò)求解性能指標(biāo)中具有終端約束的二次型問(wèn)題得到； 滑模制導(dǎo)律通過(guò)構(gòu)建一階與二階系統(tǒng)狀態(tài)量滑模面使導(dǎo)彈按照特定終端角度命中目標(biāo)； 微分對(duì)策制導(dǎo)律將對(duì)策論與最優(yōu)控制理論相結(jié)合， 可以將終端角度約束作為對(duì)策值。

此外， 空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)在目標(biāo)軌跡預(yù)測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)， 來(lái)襲導(dǎo)彈的飛行受我方載機(jī)平臺(tái)的制約， 在已知載機(jī)下一步機(jī)動(dòng)策略或運(yùn)動(dòng)軌跡的前提下， 可以對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈的彈道軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。 因此， 目標(biāo)軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)和末端角度約束制導(dǎo)技術(shù)的結(jié)合在空中平臺(tái)防御領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用前景。

2.4高速交會(huì)條件下的攔截毀傷技術(shù)

對(duì)空來(lái)襲導(dǎo)彈在彈道末端的飛行馬赫數(shù)可達(dá)到3以上， 攔截彈也屬于高速空空導(dǎo)彈武器。 空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)只能迎頭攔截來(lái)襲導(dǎo)彈， 彈目交會(huì)馬赫數(shù)可以達(dá)到6～7。 此外， 攔截彈和來(lái)襲導(dǎo)彈都屬于小體積戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈， 導(dǎo)致交會(huì)的時(shí)間窗口非常小， 這就要求防御系統(tǒng)必須具備在高速?gòu)椖拷粫?huì)條件下的高效毀傷能力。

傳統(tǒng)防空反導(dǎo)武器系統(tǒng)采用的攔截毀傷技術(shù)主要有三類(lèi)： 第一類(lèi)是攜帶戰(zhàn)斗部配合近炸引信對(duì)目標(biāo)進(jìn)行毀傷， 如“標(biāo)準(zhǔn)-2”防空導(dǎo)彈采用高爆破片戰(zhàn)斗部［17］； 第二類(lèi)是采用動(dòng)能殺傷的形式， 如PAC-3防空導(dǎo)彈和“標(biāo)準(zhǔn)-3”防空導(dǎo)彈在彈頭加裝動(dòng)能攔截器， 對(duì)目標(biāo)直接碰撞毀傷； 第三類(lèi)是采用特種戰(zhàn)斗部進(jìn)行“軟殺傷”， 如“多彈藥軟殺傷系統(tǒng)”（MASS）， 可及時(shí)精確地將多種誘餌發(fā)射到既定位置［18］。

破片戰(zhàn)斗部是傳統(tǒng)反導(dǎo)防御導(dǎo)彈采用的主要?dú)绞剑?應(yīng)用爆炸方法產(chǎn)生高速破片群， 利用破片對(duì)目標(biāo)的擊穿、 引燃和引爆作用殺傷目標(biāo)。 其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)目標(biāo)的命中概率較高， 缺點(diǎn)是單枚破片的毀傷概率低。 空中平臺(tái)防御攔截導(dǎo)彈時(shí)彈目交會(huì)的時(shí)間短， 如采用破片戰(zhàn)斗部毀傷， 需要破片速度快、 密度高， 才能有效毀傷來(lái)襲導(dǎo)彈目標(biāo)。

動(dòng)能殺傷不攜帶戰(zhàn)斗部， 通過(guò)高精度制導(dǎo)實(shí)現(xiàn)攔截彈與來(lái)襲導(dǎo)彈目標(biāo)的直接碰撞， 其最大的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)目標(biāo)的破壞性大， 因此， 動(dòng)能殺傷常用于攔截可能的戰(zhàn)略導(dǎo)彈目標(biāo)的防空反導(dǎo)系統(tǒng)， 防止核導(dǎo)彈落地后造成巨大破壞。 但是， 動(dòng)能殺傷對(duì)防御系統(tǒng)的探測(cè)精度要求極高， 高速飛行的空中平臺(tái)實(shí)現(xiàn)難度極大。

“軟殺傷”是利用電磁干擾、 紅外誘餌、 煙霧等干擾物作為戰(zhàn)斗部載荷， 攔截彈攜帶干擾載荷到攔截區(qū)域釋放， 形成大面積的遮擋區(qū)域， 使來(lái)襲導(dǎo)彈的探測(cè)系統(tǒng)失能， 丟失目標(biāo)， 從而保護(hù)平臺(tái)的安全。 “軟殺傷”戰(zhàn)斗部的作用范圍大， 可以降低對(duì)攔截彈的制導(dǎo)精度需求。 但是“軟殺傷”戰(zhàn)斗部的作用比較單一， 比如箔條戰(zhàn)斗部只能干擾雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈、 紅外誘餌專(zhuān)門(mén)對(duì)抗紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈、 煙霧戰(zhàn)斗部主要針對(duì)激光制導(dǎo)導(dǎo)彈。 因此， 需要發(fā)展復(fù)合型干擾措施， 或集成不同“軟殺傷”類(lèi)型攔截彈， 提升防御系統(tǒng)的綜合能力。

空中平臺(tái)的生存壓力大、 防御能力要求高， 考慮真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性， 其防御系統(tǒng)可以采取多種毀傷方式兼容、 不同類(lèi)型攔截彈相互補(bǔ)充的設(shè)計(jì)思路， 提升平臺(tái)的綜合防御能力。

2.5微小型化、 輕量化防御導(dǎo)彈技術(shù)

空中平臺(tái)的載荷極其寶貴， 機(jī)載武器的設(shè)計(jì)要充分考慮體積和重量的約束， 尤其是隱身飛機(jī)的出現(xiàn)， 對(duì)機(jī)載武器的小型化提出更高的要求。 空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)的攔截彈主要迎頭攔截高速來(lái)襲目標(biāo)， 對(duì)動(dòng)力和射程要求不高， 更應(yīng)該考慮微小型和輕量化設(shè)計(jì)， 降低對(duì)載機(jī)的載荷要求。 美國(guó)和歐洲提出的機(jī)載攔截彈也都采用了微小型化和輕量化設(shè)計(jì)（長(zhǎng)約1 m、 質(zhì)量約10 kg）， 尺寸和質(zhì)量都較傳統(tǒng)機(jī)載導(dǎo)彈大幅降低。

空中平臺(tái)主動(dòng)防御系統(tǒng)攔截彈的微小型化和輕量化設(shè)計(jì)主要包括兩方面的技術(shù)途徑： 一是采取集成化、 小型化技術(shù)降低部組件的體積和重量； 二是通過(guò)體系能力的支撐降低對(duì)防御導(dǎo)彈本身的功能和性能要求， 進(jìn)而促使導(dǎo)彈的體積和質(zhì)量的下降。

在導(dǎo)彈部組件微小型化、 輕量化設(shè)計(jì)方面， 可以通過(guò)微機(jī)電技術(shù)（MEMS）、 納機(jī)電技術(shù)（NEMS）、 新型材料技術(shù)等， 降低彈載慣性傳感器等關(guān)鍵器件以及結(jié)構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量， 也可以通過(guò)集成化、 一體化技術(shù)將傳統(tǒng)分散于各艙段、 各部件內(nèi)的電子器件進(jìn)行整合， 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能的高度集成， 降低導(dǎo)彈總體尺寸和質(zhì)量。 此外， 還可以采用伸縮舵翼面和折疊舵翼面設(shè)計(jì)， 減小防御導(dǎo)彈的外包絡(luò)， 降低對(duì)載機(jī)掛裝空間的需求。

在降低對(duì)防御導(dǎo)彈功能和性能要求方面， 可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)以殺傷鏈末端為中心的理念， 向以殺傷鏈體系為中心轉(zhuǎn)變［6］， 利用分布式探測(cè)、 目標(biāo)軌跡精確預(yù)測(cè)、 先進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸、 協(xié)同毀傷、 高速?gòu)椛涞燃夹g(shù)， 在保證作戰(zhàn)效能的同時(shí)降低對(duì)單枚防御導(dǎo)彈的探測(cè)、 制導(dǎo)、 毀傷等關(guān)鍵能力和指標(biāo)的要求， 從而使導(dǎo)彈的體積和質(zhì)量需求大幅下降， 實(shí)現(xiàn)微小型化、 輕量化設(shè)計(jì)的目的。

3結(jié)論

隨著空戰(zhàn)環(huán)境博弈強(qiáng)度的進(jìn)一步加劇和對(duì)空導(dǎo)彈抗干擾能力的快速發(fā)展， 空中平臺(tái)防御難度大幅提升， 發(fā)展“硬殺傷”式的主動(dòng)防御系統(tǒng)已經(jīng)成為提升其生存能力的關(guān)鍵。

歐美等已經(jīng)開(kāi)展了一系列空中平臺(tái)主動(dòng)防御武器項(xiàng)目的研究， 從發(fā)展情況看， 小型化、 低成本、 高火力密度是其主要特點(diǎn)， 瞄準(zhǔn)空中平臺(tái)近距/末端全向防御能力構(gòu)建。

針對(duì)空中平臺(tái)主動(dòng)防御作戰(zhàn)的特點(diǎn)和需求， 需要重點(diǎn)突破來(lái)襲導(dǎo)彈預(yù)警探測(cè)跟蹤技術(shù)、 以載機(jī)為中心的全向攻擊技術(shù)、 針對(duì)高速小目標(biāo)的逆軌攔截制導(dǎo)技術(shù)、 高速交會(huì)條件下的攔截毀傷技術(shù)， 以及微小型化、 輕量化防御導(dǎo)彈技術(shù)等， 構(gòu)建響應(yīng)速度快、 攔截范圍廣、 制導(dǎo)精度高和毀傷能力強(qiáng)的空中防御系統(tǒng)。

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Development Status and Key Technologies of

Air Platform Active Defense System

Qiao Yaobin Wu Zhen Lü Mingyuan

（1. China Airborne Missile Academy， Luoyang 471009， China；

2. National Key Laboratory of Air-based Information Perception and Fusion， Luoyang 471009， China）

Abstract： Air platform is the key equipment that affects the victory or defeat of modern war. In the high antagonistic environment of the future air combat， the "hard kill" active defense system becomes the key factor improving the survivability of air platforms. In order to study the key problems on the construction of air platform active defense system， the development status and current situation of foreign active defense system and equipments of air platforms are analyzed. According to the characteristics and operational requirements of the air platform active defense system， which must have all-direction situation awareness and attack capability， and achieve high-precision guidance and head-on interception under the fast rendezvous conditions， the key technologies of the air platform active defense system， such as high precision early warning， detection and tracking technology， all-direction attack technology， counter-parallel interception and guidance technology， interception and damage technology， and lightweight defense missile technology， are compared and analyzed. These studies can provide technical support for the research on active defense system and weapon equipment of air platform.

Key words： active defense; incoming missile; counter-parallel interception; all-direction attack; lightweight; air platform