浅议中美中段反导之争

如果现在核武器可以决定一个国家的生死,可以影响人类的命运,那么未来,中段反导技术就可以保障一个国家的安全,维护世界和平。



2018年2月5日,是一个值得中国人纪念的非常有意义的日子,因为这一天,中国成功进行了一次中段反导试验。中国国防部官微@国防部发布在第二天证实了这一消息。然而这一消息很快被湮没了,因为2月7日,伊隆马斯克的太空探索科技公司,用猎鹰9火箭把一辆豪华电动跑车射入了太空,并计划在海上回收火箭芯级。这一举动在全球引爆了一场太空嘉年华。虽然很多中国人缺乏基本的航天常识,但他们却崇拜美国太空科技,虽然很多中国人对中段反导缺乏起码的认识,但他们却都知道伊隆马斯克,虽然他们不知道猎鹰9的发射失败了,那辆豪车已成了太空垃圾,计划回收的芯级掉也入了大海,但这丝毫不妨碍他们加入庆祝美国太空技术伟大创举的狂欢。因为“航天黑科技、”“伊隆马斯克”、“豪华跑车”、这些字眼已经把他们的氪金眼闪得漫天星斗,被美国梦、明星梦、财富梦折磨得精神分裂的中国人,在这种字眼的刺激下又怎能不歇斯底里!

然而,在狂欢的人群里,一定没有PENTAGON和NASA的专家,他们正用阴郁的目光紧盯着2月5日的那次发射,心情沉重地研判着中国在这次试验中展现出来的反导能力。

所谓反导,就是对来袭导弹实施拦截。既可以是对以飞航式轨迹飞行的巡航导弹的拦截,也可以是对采用弹道式轨迹飞行的弹道导弹的拦截。“中段反导”,指的是拦截以弹道轨迹飞行的战略导弹。


图片发自简书App


弹道导弹防御系统按照拦截时机不同可分为三大类。一是助推段防御系统,它是指在助推阶段对来袭导弹进行拦截,一般是导弹发射后、尚未投放弹头的数分钟内进行拦截。二是末段防御系统,它是指在弹道飞行最后阶段,即在来袭导弹在进入大气层并即将击中目标时,对来袭导弹进行拦截。三是中段防御系统,拦截范围是以上两者之间的广大区域,旨在对脱离导弹弹体后尚未再入大气层、处于太空真空飞行状态的来袭弹头进行拦截。

初段拦截系统能把对方的导弹摧毁在其发射阵地上空,所有的毁伤都由对方承受而不会对己方造成任何损害。但初段反导对导弹预警系统和拦截系统的探测和反应要求太高,而目前的主要战略导弹,如俄罗斯的“白杨M”和“亚尔斯”等都采用了速燃技术,就是导弹推进剂的能量密度很大,导弹发射后能迅速上升进入太空,留给对方的探测和反应时间很短,目前的导弹预警和拦截技术还很难支持这种拦截方式。

末段拦截技术目前已经比较成熟,各大强国已经猎装了多种末段拦截弹,像美国标3、爱3、萨德以及俄罗斯S400、S500、欧洲的紫菀、中国红9B等等都属于这种类型,其拦截高度在几十公里到上百公里不等。

但实施末段拦截时,对方弹头已在己方上空,即使成功摧毁来袭弹头,其破片对己方也会造成损伤,如果来袭弹携带的是核生化弹头,那这种拦截即使成功也没有意义了。所以,在目前技术条件下,最理想的拦截方式是中段拦截。

再细分一下,中段还可以分前后两段。在前段,导弹的多弹头载具与弹体刚刚分离,还没达到弹道抛物线顶端,后段,多弹头载具到达弹道顶端后释放出子弹头和诱饵。所以中段反导的最佳时机是在来袭弹头的多弹头载具还没有释放子弹头和诱饵的前段。


图片发自简书App


中段反导是顶级的太空军事技术,只有中美俄三国在研究开发这种技术,其中中美采用的是动能直接撞击方式,而俄罗斯采用的是近炸方式。近炸方式对拦截的技术要求较低,只要拦截弹接近来袭弹头时起爆,就能用破片将其摧毁。但由于目前的先进洲际导弹都采用了弹头加固技术,破片不一定能保证完全摧毁,所以这种拦截方式可靠性较低。而依靠动能直接撞击来袭弹头,能保证一击必杀,但技术难度极大,几乎是“用一颗子弹击中在太空中飞行的苍蝇”。

中段反导是一个庞大而复杂的系统工程,为了支持这个工程,首先需要建立完善高效的预警、探测、跟踪网络,这个网络由天基的红外预警卫星以及陆基和海基的X波段雷达等设备组成,而它们获得的数据通过高速数据链传递给控制中心,由超级计算机迅速解算,在获得来袭导弹准确数据的情况下,再发出拦截指令,由拦截弹实施拦截。

中国的拦截弹采用了KVV方式,即动能直接撞击方式,这对拦截弹的性能提出了极高的要求,在当今世界上只有中美两国具有这种技术。

拦截弹最大的技术难度在于它所应具有的射高和射速。洲际导弹的射程一般在一万公里左右,与之对应的弹道最高点,即弹道抛物线顶端的高度一般在3000公里左右,高度的三倍就是其射程。美国本来对朝鲜的火箭技术不屑一顾,但朝鲜去年发射的火星15火箭的射高达到了4000公里,美国这才真正紧张了,因为这个高度换算成射程,完全可以抵达美国本土。所以拦截弹要实施有效拦截,首先要具有3000公里以上的射高。

一般的低轨道卫星高度在几百公里左右,所以中段反导与攻击低轨道卫星,在难度上是不可同日而语的。

GPS卫星的轨道高度在23000左右,而同步卫星轨道高度达36000公里,它们由巨型航天运载火箭发射,但火箭不能一次性将卫星打到这个高度,而是要先将卫星送入同步转移轨道,然后再用几天时间逐渐将其调整到同步轨道。所以,以前这个高度上的卫星是安全的,因为没有导弹能达到这个攻击高度。美国在1976曾经发射过一枚探空火箭,其直升高度达到了10000公里,所谓直升,就是发射后不经过转移轨道直接达到这个高度。但2013年5月13日,这个高度记录被打破了,因为这一天,中国发射了一枚探空火箭,据说其直升高度达到了36000公里,这意味着,中国拥有了攻击美国导弹红外预警卫星的能力,也证明了,中国中段反导拦截弹完全可以达到所需的射高。

洲际导弹的中段飞行速度极快,可达每秒8-9公里,再入时的速度达到27马赫,因此拦截弹必须要具有更快的的速度才能追上并将其拦截。而中国探空火箭36000公里的射高表明,中国火箭已能达到第二宇宙速度,即每秒11.2公里,因为只有在这个速度下才能实现36000公里的直升高度,因此,中国中段拦截弹已经实现了所需要的速度。



中段拦截对拦截弹的弹头飞行精度和姿态调整能力的要求也非常高,弹头要有灵敏的目标捕捉系统,弹上计算机要能高速解算目标数据,然后控制调姿伺服发动机连续修正弹头姿态,不断逼近来袭弹头。可以想象这样一幅画面:一枚KVV拦截弹头,周身此起彼伏地不断喷射着一束束绚丽的火焰,在深邃的太空中像跳舞一样不断调整着姿态,向着来袭弹头直扑而去,直到两弹相撞,蹦发出超新星爆发一样灿烂耀眼的火球,最终完成了惊艳的一击。


一、弹头调姿 二、撞击 三、碎片


拦截弹对助推火箭的控制精度要求也是极高的,如果助推器与弹头脱离的时机不精确,如果助推器的控制误差超出了弹头捕捉系统的允许范围,那么拦截就会失败。拦截弹的三级火箭助推器,每一级都包含了极其精妙复杂的控制技术,只有完美地完成了三次交班,才能完成最后的拦截,而且机会只有一次,不容丝毫失误。

由于在射高和射速上的要求,因此拦截弹必须携带大量推进剂,所以,中段反导拦截弹的体量是很大的。美国国家导弹防御系统的拦截弹GBI,长16.8米,直径1.27米,采用固定的井基发射,这已经超过固体远程导弹的尺寸,接近固体洲际导弹了。我国公开的拦截弹从照片上看就是东风21的变形,而且是采用车载机动发射,而东风21只是固体中程导弹。这样看来,我国的中段拦截弹比美国的要小一圈,这说明我国推进剂的比冲和能量密度比美国的要高。根据公开的资料显示,我国采用的推进剂是N15,具有多脉冲燃烧能力。而美国采用的是落后一代的NEPE,这表明我国在固体推进剂技术上已取得领先优势。


美国GBI


基于东风21的拦截弹


截止目前为止,美国公开的19次拦截试验中,成功了十次,成功率仅百分之五十。而我国进行了至少9次试验,公开了三次,除2月5日那次外,还有2010年1月11日和2013年1月27日,这三次全部成功。

我国首次进行KVV弹头的动能打靶实验是在2005年,而且第一次就获得成功,虽然没有公开报道,内部却颁发了纪念章。



中国在中段反导技术上的进步让美国非常紧张,因为到目前为止,美国在中段反导试验的成功率上并没有领先中国,而失败率还高于中国。由于美国中段反导开展的时间早,试验次数多,因此在数据积累和系统成熟度上仍有优势,并且已经开始实战部署,而中国的中段拦截系统还未见列装部队的公开报道,但按目前的趋势发展下去,中国很快会赶上甚至会取得领先。

在反导领域,美国目前拥有绝对优势的是海基反导。因为美国有着比中国更完善的天基导弹预警系统和大量海基作战平台,像伯克级驱逐舰和提康德罗加级巡洋舰吨位都达到万吨,可以搭载海基拦截弹,而且这些军舰都安装有宙斯盾雷达,可以搜索目标,指挥拦截弹实施攻击。而中国现在还没有可用的大型海上作战平台,但随着055型万吨级驱逐舰的逐渐入役,这种情况会得到扭转。

中美中段反导之争不仅是在技术上,还反应在舆论宣传上。美国对中国中段反导试验的目的和能力虽然心知肚明,却从来不予承认,而是反复强调中国在开发反卫星技术。美国这样做的目的,一来是贬低中国中国反导技术能力,二来为了占领道德制高点,因为反导是用于防御的技术,而且难度极大,而对卫星的攻击相对容易,却是对人类和平与发展的威胁。05年的撞击试验中,中国击毁了一颗本国的废弃气象卫星,美国就大肆攻击中国的举动在轨道上制造了大量碎片,严重威胁了在轨航天器的安全,使中国在舆论上很被动,而中国的回应是反对太空军事化。

美国当年用子虚乌有的“星球大战”计划拖垮了苏联,中段反导技术作为这个计划的一部分,现在又被美国用来围堵中俄,但随着中国在这一技术领域的不断进步,美国恐怕难以重温旧梦了。

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