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美在太空部署几代导弹预警卫星可实时监视地球引力向上飞行

2月4日,中国国防部宣布,我国在其境内进行陆基中段反导拦截技术试验,试验达到预期目的。这项测试是防御性的,不针对任何国家。

那么,被形象地比喻为“用子弹打子弹”的反导拦截技术有什么特点呢?反导弹的拦截阶段有哪些?

升段截取——纸上谈兵

上升阶段是导弹从地面发射车、地下发射井或水下潜艇起飞,并随着发动机的推力向上飞行的过程。

理论上,在上升阶段拦截导弹是最容易实现的。导弹克服地球重力向上飞行的过程中,发动机喷出的高温气体很容易被红外探测装置探测到,被击落后的残骸也落在了敌方领土上。

根据这一原则,上世纪以来,美国在太空部署了几代导弹预警卫星,利用红外摄像机监测苏联/俄罗斯等国可能发射导弹的位置,进行实时监视。 . 此外,导弹在上升阶段的飞行速度相对较低,易于瞄准。如果预警卫星探测到导弹起飞,可以用激光或其他导弹将其摧毁。

虽然很容易发现,但上行段的拦截是最难的,主要是难以选择有效的拦截方式。这是因为导弹通常从一个国家的本土起飞,使得拦截器很难靠近发射场。因此,美国提出了天基激光和机载激光拦截的计划。

天基激光是在地球轨道上部署激光并从上到下照射的导弹,但激光轨道的选择是一个难题。激光束存在发散问题,轨道高,激光照射大气层时功率不够;如果轨道低,需要部署大量激光器,成本高。如果导弹在雨天或雾天发射,激光只能在导弹飞出云层后,甚至在它有时间照射之前才能有效照射。

此外,天基激光器需要在轨道上保持数十门激光炮,平时每年都要花费巨额资金。即便是富裕的美国也买不起这样一个“无底洞”。因此,这个方案最终被放弃了。

机载激光是安装在波音 747 飞机上的激光加农炮,可从数百公里外照亮上升的导弹。但这也有受雨雾影响的问题,几百公里的距离对于波音747飞机来说并不安全。对方可以使用战斗机在发射场周围巡逻。由于速度和机动性的差异,波音 747 飞机一度被发现绝对无法逃脱战斗机的追击。因此,这个计划并不现实,最终被放弃了。

美国后来推出了空空导弹反导计划,即用无人机携带改进型AIM-120空空导弹,在对方导弹发射场周围巡航,拦截导弹一次它发现导弹起飞了。这种方案和机载激光一样,存在射程不足,容易被对手拦截的问题。因此,上行阶段的拦截还只是纸上谈兵。

中段拦截——合理的选择

中间阶段是引导弹丸飞出稠密大气层,并在稀薄空气甚至更高空间的外层大气层中飞行的过程。

中程反导的优点是可以在敌方导弹到达本土之前就被拦截并摧毁其弹头,避免了敌方携带核弹头来袭导弹在最后拦截过程中对本土造成的核污染,或因拦截产生的碎片落在大陆上造成经济损失。因此,目前世界上一些主要军事大国都在研究和试验中段反导技术。其战斗力出众,但技术门槛很高。来袭导弹会释放诱饵并改变轨道陆基中段反导拦截技术,所以最大的问题是目标跟踪和识别。

来袭导弹进入中途后,助推部分的发动机已经脱离,只剩下弹头在飞行中。由于体积较小,需要高性能的大型相控阵雷达进行探测和跟踪。

雷达发现目标后,目前有两种拦截方案:天基拦截和陆基拦截。1980年代,美国政府提出天基拦截计划,在低轨道部署大量被称为“智能卵石”的拦截器,覆盖整个轨道高度。

一旦雷达识别出目标,相应位置的“智能鹅卵石”就会启动,启动发动机进行拦截。但这种方案需要部署数量巨大的拦截器,可能需要数千枚拦截器陆基中段反导拦截技术,任何国家都难以承担建造、发射和维护的成本。所以“聪明的鹅卵石”只停留在纸上。

陆基中段拦截更为现实。然而,“天下武功,唯快不破”,面对高速导弹,拦截器也需要相应的高速。其中,最重要的指标是发动机停机速度。停机速度越快,拦截器的覆盖范围越广,动能越大。

此外,当导弹和拦截器相对飞行时,拦截窗口转瞬即逝。为此,研究人员在拦截弹的弹头上安装了多个小型姿态调整引擎,用于短程机动,以便将目标纳入杀伤范围。

总的来说,中段反导对整个反导作战技术要求很高。如果没有强大的军事技术,很难有效拦截敌方发射的中远程弹道导弹和洲际弹道导弹。

最后拦截——最后一道防线

末期是指来袭弹头在重力作用下重新进入稠密大气层,再次返回地面的飞行过程。末段拦截是对来袭导弹突破中段拦截后重新拦截,以增加拦截概率。

当来袭导弹最后飞行时,只剩下弹头。由于高度不断降低,势能不断转化为动能,弹头的速度越来越快,直到空气阻力和重力平衡。拦截器从地面起飞,几乎是对着弹头飞来飞去,相对速度非常快。因此,就拦截过程本身而言,最终的拦截还是非常困难的。

因为最后飞行的弹头会与空气摩擦产生热量,而最后的拦截弹往往采用红外制导。因此,找到来袭弹头并不是很困难,但如何准确命中才是关键。目前用于末端拦截的反导系统主要有美国的“萨德”反导系统、“爱国者-3”空中反导系统、以色列的“箭-2”反导系统和俄罗斯的S-300V系列反导系统。空中和反导弹系统。

终端拦截器可以使用破片弹头或直接碰撞来杀死来袭弹头。例如爱国者3型反导系统拦截器采用直接碰撞动能杀伤弹头,制导精度要求高;俄罗斯的拦截器如 S-300V 使用碎片定向杀伤弹头。