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美军F-35战斗机或将承担空基助推段反导任务

2020-07-30 05:39:30  来源:翔伟生活网  

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正在为美国导弹防御局进行新型探测传感器实验的一架MQ-9“死神”无人机。新型传感器装载了机头下方,朝前伸出。导弹防御局进行的多次试验显示,美空军MQ-9飞机标配的“多光谱瞄准系统”就能在1300千米之外发现助推段弹道导弹,但需要两架或以上的飞机组网跟踪。图示新型传感器修改了光路设计,导弹防御局称可实现单机探测和精确跟踪,以便更好地为后方拦截系统提供目标指示,实现远程发射和交战

2019年1月17日,美国防部发布了2019年《导弹防御审查》报告,其中提及:F-35战斗机能探测到弹道导弹的红外特征、其计算机能够识别威胁导弹的发射位置;该机还可以将跟踪数据传送到以网络为中心的联合部队(以支持反导)。该机已具备跟踪和摧毁敌方巡航导弹能力,并且在未来可配装新的或改造的拦截弹,在助推阶段击落敌方的弹道导弹。美国防部将在6个月内开展一项将该机综合到美国弹道导弹防御系统中的研究。

2017年年底以来,美军多次提出发展空基助推段反导能力,特别是提出可使用F-35隐身战斗机承担该任务,甚至给出了具体时间节点。先是2017年11月,美国国会重量级议员和美空军F-35战斗机项目办公室主任透露:若有需要,F-35战斗机可以在三年内具备空基助推段反导能力,发射AIM-120D空空导弹拦截处于助推段的朝鲜弹道导弹;美国防部导弹防御局(MDA)副局长则透露:正进行的弹道导弹防御评审考虑为美军增加助推段拦截能力。接着2018年1月,当时候任的美国防部主管研究与工程的副部长迈克尔·格里芬(已就职)表示他强力支持发展空基助推段反导能力,并称这种技术“非常可行”,且在对付像朝鲜这样的国家时尤其有用。2018年4月,MDA局长又表示:F-35战斗机将于2025年具备探测、跟踪弹道导弹的能力,甚至有可能直接实施拦截,该能力可为美军未来的弹道导弹防御做出巨大贡献。

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图为洛马公司2008年在参加挪威F-16战斗机替换机竞标时提供的部分F-35A战斗机性能。从图中看,该机内埋2枚“联合打击导弹”和2枚AIM-120中距空空导弹,机内满油约8370千克时,作战半径可达610海里(1130千米),在战位处发射射程150海里(约280千米)“联合打击导弹”可打击距基地760海里(约1410千米)处的目标。

以上情况表明,空基助推段拦截是美国正面向实战发展的能力。弹道导弹防御系统一直以来是美国追求所谓绝对安全、打破战略平衡的一个关键工具,美军在空基助推段拦截方面的新动向值得特别关注。

美军认为空基助推段反导具有独特的优势

美国通过长期的研究分析和科研实践,认为与中段、末段拦截相比,助推段反导具有独特优势;与其他装备相比,航空装备是助推段反导的最佳选择。

助推段反导具备独特的优势。与中段和末段反导相比,助推段反导的最大优势是:助推段弹道导弹因发动机的高温喷焰而易被探测,因速度低和未施用释放诱饵等对抗措施而易拦截。此外,助推段拦截能取得最好的作战效果和威慑作用。另外,美国乔治·马歇尔研究所在其《助推段导弹防御的当前挑战和未来前景》报告中指出:对于在40~400千米高度引爆、以电磁脉冲方式进行杀伤的弹道导弹,只能在助推段拦截。

航空装备是实现助推段反导最有吸引力的选择。虽然理论上说,助推段反导可能通过陆、海、空、天基装备实现,但美国认为空基装备最有优势,原因是:①陆基和海基助推段拦截受地理因素限制。美国斯坦福大学在其《空基助推段导弹防御》报告指出:只有在靠近发射点部署的情况下,陆基和海基系统才可能实现助推段拦截;即使部署这类系统,受地表曲率和地形遮挡限制,传感器发现助推段弹道导弹的时间会较晚,仍需天基或空基传感器提供目标指示才能提高拦截成功率。②天基助推段拦截受政治因素限制,且成本很高。乔治·马歇尔研究所的前述《助推段导弹防御的当前挑战和未来前景》报告指出:不存在只能拦截伊拉克、朝鲜和伊朗的弹道导弹,却不会对俄罗斯和中国的战略导弹产生影响的天基拦截系统,因此部署天基拦截武器将引发严重的战略和太空对抗。美国国会预算办公室的《助推段弹道导弹拦截的选择》和美国科学院的《弹道导弹防御决策评估:助推段拦截与其他方案的选择》报告则指出:天基拦截系统的成本过于高昂,可能需要部署数百颗卫星,如果使用20年,寿命周期成本预计高达5000多亿美元;此外,天基助推段拦截系统面临不能对付射程较短的弹道导弹等一些固有限制。③空基助推段拦截系统的以上缺点不明显,还可与军机原有任务紧密结合。它可突破地理因素限制,尽早发现助推段弹道导弹,并可适当抵近发射点实施拦截;可采用现成的传感器,武器则可改进自现有拦截弹或空空导弹,因此能够使军机保持原有的任务能力;可在执行猎杀弹道导弹发射车任务时顺带拦截,还可提供高质量的预警和为后方反导系统提供目标指示。

美国国家科学院研究委员会对各种反导解决方案的评估,考虑了20年内使用与维持成本的估算。可见,天基助推段拦截方案的总成本遥遥领先。

正因如此,斯坦福大学在《空基助推段导弹防御》报告中明确指出:空基反导是实现助推段拦截“最有吸引力的方案”。

实施空基助推段反导需要三大领域的技术支撑

从美军自冷战结束以来开展的空基助推段反导技术研究、演示验证和装备发展尝试来看,实施空基助推段反导需要平台、传感器和武器三大领域的相关关键技术支撑。

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尽管美军在提及F-35反导的时候总提及如图所示的朝鲜弹道导弹,但实际上该能力也同样可能威慑其他大国,原因是美军空中力量一直采取进攻性空中战略,同时也强调并演练F-35等隐身作战飞机突破诸如S-300PM和S-400防空系统的战术

一是平台最好具备隐身或高空长航时性能。冷战结束之后,美国对空基助推段拦截的研究从未间断,虽然考虑过的平台包括各种战斗机、轰炸机和无人机,但最终倾向于选择隐身作战飞机或长航时无人机。这是因为隐身飞机可以穿透防空系统,抵近至距敌方弹道导弹发射点一两百千米或更近进行拦截;长航时无人机可利用高飞、久航性能长时间监视敌方弹道导弹发射情况,并在高空及时实施拦截。

二是需要有能远程探测和精确跟踪目标的传感器。发动机的高温喷焰是助推段弹道导弹最大的目标特征,通过覆盖了红外波段的光学传感器,航空装备可以在发射之后10秒左右的时间内发现助推段弹道导弹(如能获得反导体系中天基探测系统等传感器的提示,还可以更快),发现距离可达500千米甚至1000千米以上。为了给拦截弹或激光提供精确制导,传感器还需要能持续精确跟踪助推段弹道导弹,确保拦截武器能“打得准”。有这样的传感器,即使航空装备搭载的拦截武器不能使用了,也能为后方的反导系统提供精确的目标指示,使它们不用自己看到目标,就能提前发射导弹进行拦截。

三是要能有效摧毁助推段弹道导弹的武器。拦截武器可以是拦截弹或激光武器。拦截弹要有200千米左右或更远的射程,能很快加速并具有高的平均飞行速度,以便及时拦截。通常需要安装配装有红外成像导引头的杀伤飞行器,在靠近目标后识别出弹体,然后直接撞击弹体以实现高效杀伤。在能够抵近目标并用机载雷达探测目标的情况下,拦截弹的也可以采用雷达制导的中远距空空导弹。激光武器则需要有足够的功率,以便在穿透大气环境并在较短时间内摧毁目标;要能补偿运动和大气紊流对瞄准目标的影响。同时,激光武器还需要高的能量密度,以便减少体积、重量和功耗,以便航空装备配装。

美军已初具用F-35战斗机实施空基助推段反导的技术条件

一是该机具备了优异的隐身性能和大的作战半径。F-35战斗机是继F-22之后世界第二型列装作战部队的第五代战斗机,具有优异的雷达、红外、射频隐身性能和强大的电子战能力,有能力穿透先进防空系统,接近弹道导弹发射位置实施助推段拦截。该机在机内满油、内埋弹舱满挂的情况下,作战半径可达1000多千米,既可以深入位于内陆的弹道导弹发射位置,也可以将大的作战半径转换为长的巡逻时间,在敌方弹道导弹发射车可能出现的区域巡逻,伺机猎杀发射车并及时拦截刚刚发射的弹道导弹。

二是机载任务系统对弹道导弹的探测能力已多次验证。F-35配装的AN/AAQ-37光电分布式孔径系统和AN/APG-81有源相控阵雷达均可独立或协同发现并跟踪弹道导弹,且目标识别能力和跟踪精度可支持防空反导系统直接发射拦截弹。早在2010年9月,美空军和诺格公司就利用任务系统试验台飞机搭载AN/AAQ-37系统,在约1300千米的距离上自动捕获并跟踪了一枚处于助推段的两级火箭。2012年5月,又用该系统又在试验自动捕获并跟踪了5枚连续发射的两级火箭,确认系统可在火箭级间分离时保持跟踪,同时还验证了AN/APG-81雷达独立和与AN/AAQ-37系统协同捕获并跟踪目标的能力。此后,美军又开展多次类似试验,并在2016年9月,使用1架F-35B对1枚弹道导弹目标进行捕获和跟踪,并通过“海军一体化火控-防空”(NIFC-CA)网络将数据传输至“宙斯盾”防空反导系统,支持后者发射拦截弹摧毁了来袭目标。2017年12月,美国导弹防御局又成功完成了使用该机对弹道导弹进行三维跟踪的试验。

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美国雷神公司采用无弹翼布局的“网络中心机载防御单元”(NCADE)拦截弹方案,该拦截弹在AIM-120中距空空导弹的基础上改造发展;

三是美军在空基拦截武器方面已积累较丰富的技术储备。美军战斗机现已配装AIM-120D空空导弹,其最大射程可达200千米左右,而朝鲜领土某些地方的宽度只有120千米。实际上,自冷战结束以来,美军对用于助推段反导的空射拦截弹和机载激光武器的研究几乎从未间断,先后实施了“游隼”“机载拦截弹”“禽爪”“空射撞击杀伤”“机载武器层”“网络中心机载防御单元”等空射拦截弹科研项目,“机载激光武器”和“定向能研究”等机载激光武器科研项目。美国雷神公司在“网络中心机载防御单元”项目中发展了基于AIM-120改装的拦截弹方案和技术,完成了拦截弹燃料系统和红外成像导引头的试验,其中导引头被移植安装到AIM-9X近距空空导弹,由F-16战斗机发射,在2007年12月成功拦截一枚用作靶弹的“猎户座”火箭。“定向能研究”项目仍在实施,正开展低功率激光验证机的研制和与飞机平台的集成工作,目标是在2025年前后形成高空长航时无人机配装200千瓦级激光武器进行助推段拦截的技术能力。

对美军F-35战斗机承担空基助推段反导任务的几点看法

一是该机事实上已能够有效提升美军反导体系的效能。该机可利用隐身和大作战半径前出,快速探测和精确跟踪多枚弹道导弹目标,通过强大的信息联通能力为后方反导系统提供目标指示,提升后方系统发现来袭目标的效率,或使之直接在更远的距离上发现拦截弹,事实上已能有效提升美军反导体系的作战效能。实际上,美军已在反导试验中多次使用MQ-9“死神”长航时无人机承担类似的任务。

二是在必要情况下美军可很快为该机增加助推段反导能力。美军早已形成空基助推段拦截弹技术储备,AIM-120D导弹经过改装就可作为拦截弹使用,结合F-35的平台和任务系统能力,可以很快承担空基助推段反导任务。从美军具备的基础看,若有需要,完全可在三年之内提供该能力。最近MDA局长提出的2025年时间节点,应当只是美军内部为避免干扰F-35形成完全作战能力后首轮升级方案的制定而做出的安排,该升级方案重在首先增强F-35承担其对地攻击和空战两项主要任务的能力,而不是增加新的能力。

三是F-35只是美军实施空基助推段反导的一种选择。从美军开展的研究和具备的基础看,除了使用F-35之外,美军实施空基助推段反导还可有以下选择:使用大型有人飞机和长航时无人捕获目标并精确跟踪;使用轰炸机、其他战斗机甚至无人机发射拦截弹实施助推段拦截;使用大型飞机或高空长航时无人机利用激光武器实施助推段拦截等。对于领土面积广大,具有强大防御能力的国家来说,最需要关注两点:一是F-35等平台利用探测和精确跟踪能力,有效提升美军反导体系的作战效能,使其对手的弹道导弹更难突防;二是美军未来的隐身轰炸机和隐身无人攻击机等装备将有更大的作战半径和相当或更优的隐身性能,如也承担空基助推段反导任务,将导致其对手的弹道导弹发射车生存能力降低,并面临助推段拦截威胁。