美国的中段导弹防御系统
目前,世界上多数反导系统均只能拦截处于弹道末段的导弹,可用于拦截的时间很短。针对这个问题,美国最先提出了“中段拦截”的概念,使用更先进的预警、探测系统及高性能的高高空拦截导弹,以拦截处于飞行弹道中间段甚至是发射阶段的弹道导弹。这项概念已经应用于美国国家导弹防御系统(NMD)。
目前,美国的国家导弹防御系统(NMD)已经分成陆基和海基两个发展方向,即陆基中段拦截系统(GMD)和海基高层区域防御系统(NTW),分别进行了大量试验,并已经初步进行了部署。
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GMD陆基中段导弹拦截系统
[来源链接:http://news.ifeng.com/mil/special/zhongguofandaoshiyan/ziliao/201001/0111_9198_1506466.shtml]
陆基中段防御系统(GMD)过去被称为国家导弹防御系统(NMD),在2002年为了和其他的反导弹计划有所区分而改变称呼,例如太空基和海基的拦截计划,以及再入大气层阶段与加速阶段弹道导弹的拦截计划。
国家导弹防御(NMD,英文全称为National Missile Defense)是一个军事战略和联合的系统用于在整个国家范围抵挡外来的洲际弹道导弹。这些入侵的导弹可以被其他的导弹,或者激光所拦截。它们可以被拦截于发射点附近(爬升阶段),飞行过程之中,或者是再入大气层阶段。
在90年代和21世纪初期,NMD的任务改为防止美国遭受流氓国家的核武敲诈和核弹恐怖主义。但是该系统的有效性和一些目标前提假设是被受争论的。在克林顿执政时期陆续进行了一些测试但是并没有增加预算。克林顿曾于2000年9月5日公开支持本系统。
2002年10月14日,一枚陆基拦截导弹(GMD)从Ronald Reagan防御基地发射到太平洋上空225 km处摧毁一枚练习弹头。测试目标包含三个诱饵弹。此后,陆基拦截导弹又连续进行了多次试验。
2004年7月22日,第一具陆基拦截系统部署于阿拉斯加。目前已在阿拉斯加、加利福尼亚等地部署九枚以上,并已具备初步的反导拦截能力。
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标准-3型舰载反导防天拦截导弹
[来源链接:http://news.ifeng.com/mil/200802/0220_235_406619.shtml]
2007年6月26日,美国海军“德凯特”号DDG-73导弹驱逐舰发射SM-3拦截导弹
海军全战区弹道导弹防御系统
海军全战区弹道导弹防御系统(NTW)又称海军高层区域防御系统,是对应于陆军THAAD的海基高空防御系统,它设计在大气层外拦截来袭的中程和远程战区弹道导弹,最低拦截高度为80公里,最大拦截高度为500公里,最大拦截距离为600公里。
地球表面的70%是海洋。海洋为海基弹道导弹防御系统提供了广阔的活动区域,不仅不受领土主权的限制,而且为选择最佳的部署位置提供了灵活性。
当把"宙斯盾"军舰部署在靠近敌方导弹发射点的前沿海域时,可以用"标准-3"拦截弹在大气层外拦截正在上升飞行的导弹,甚至是正在助推飞行中的洲际战略弹道导弹;
若把"宙斯盾"军舰部署在已方被保护区域附近的海域时,则可以用"标准-3"拦截弹在大气层外拦截正在下降飞行的中远程弹道导弹。
若位置恰当,"宙斯盾"军舰还能拦截处于弹道中段的中程弹道导弹。其作战概念如图所示。
NTW以美国海军现有的"宙斯盾-标准"舰载防空导弹作战系统为基础,它在现有的"标准-2"(Standard Missile-2,简称SM-2,其实“标准”是一个误译,美国海军的命名原意是Standard的另一个意思——“军旗”,这倒和中国的“红旗”系列防空导弹命名有异曲同工之趣。但多义词的名称被误译后,往往约定俗成,如著名的第一艘核动力航母“企业”号,这是美国海军的代代沿用的一个传统舰名Enterprises,其命名本意是取“创业、进取、冒险精神、事业心”之意,而不是“企业”) Block4 A型远层防空导弹基础上,安装l个新的4级火箭发动机、动能杀伤战斗部和新的制导系统,该拦截弹称为"标准-3"(SM-3)。利用弹道导弹防御局研制的轻型外层自动推进导弹。
1996年,NTW开始预研。1997年5月6日,海军舰载战区宽域计划通过了初步设计,1999末开始进行样弹的飞行试验。
美国乃至世界制导武器工业的领导者--雷声(也译雷锡恩)公司是SM-3导弹的总承包商,雷声公司领导的研制团队包括波音公司、航空喷气系统公司和阿连特(Alliant)技术公司。
此外1999年8月美国防部与日本防卫厅签署了一份协议与美国签约,日本加入SM-3 Block 2阶段的研究计划,美日之间的合作研究主要包括4个关键设备:多色阶红外线传感器、高级动能弹头、第二级火箭和轻型弹头锥体。以提高SM-3的推进效率、目标分辨能力以及攻击转向能力。
SM-3导弹的军方编号为RIM-161A,在现有的"标准-2"(SM-2) Block4 A型远层防空导弹基础上,增加了第三级火箭发动机(阿连特技术系统公司研制),一个GPS/惯性导航段(GPS辅助惯性导航系统,GAINS)和一个波音公司研制的LEAP(轻型外大气层拦截弹)动能战斗部(也就是直接命中、非爆炸、动能杀伤战斗部)。
"标准-3"拦截弹此后还要改进,加入由日本研制的技术,增粗弹径,加大射程等等。
目前的"标准-3"拦截弹全长6.55米,弹体直径(第二级火箭的直径)0.34米,起飞重量1490千克,射程大于500千米,射击高度大于160千米。
LEAP动能战斗部是一种自主寻的的拦截器,主要由长波红外导引头、制导设备、使用固体燃料的轨控与姿控系统等部分组成,LEAP上并无炸药,而是借助其高速飞行时所具有的巨大动能,通过精确的制导直接撞击并摧毁来袭导弹。
SPY-1雷达是"宙斯盾"防空武器系统的"眼睛",用于探测、跟踪空中威胁目标,引导防御导弹拦截目标。每艘"宙斯盾"军舰上有4个天线阵列,可以覆盖军舰周围360度方位的空域,其工作频率为3.1-3.5千兆赫(GHz),峰值功率4-6兆瓦,平均功率58千瓦,能同时跟踪100多个目标。
通过对计算机和软件的改进之后,该雷达已经可以用于探测和跟踪弹道导弹,目前的探测距离可以达到400-500公里,未来也有可能通过进一步的改进,把探测距离提高到700-1000公里。
作战管理与指挥、控制、通信系统是防御系统的"大脑和中枢神经"系统,根据SPY-1雷达获取的目标数据,确定威胁,制定作战计划,通过通信系统下达发射拦截导弹的命令和引导拦截弹飞行。
SM-3导弹从宙斯盾军舰上的MK-41垂直发射系统中发射升空
SM-3导弹系统作战
"标准-3"拦截弹作战模式与过程
在防御作战中,"海基中段防御"系统将大体按照如下的方式实施防御作战:
敌方的弹道导弹发射后,美国将首先利用预警卫星探测弹道导弹的发射,并将所获取的目标信息传送到地面站,经融合处理后大致判定导弹的发射点与落点,并将这些预警信息传送给宙斯盾军舰上的作战管理与指挥、控制系统;
宙斯盾军舰上的作战管理与指挥、控制系统利用预警卫星提供的预警信息,引导SPY-1雷达搜索、捕获和跟踪目标;
SPY-1雷达探测、跟踪来袭的弹道导弹目标,并将所探测到的信息发送给作战管理系统,由其制定交战计划,为SM-3拦截弹装订目标数据和下达发射拦截弹的命令;
SM-3拦截弹的第一级助推火箭点火,从"宙斯盾"军舰上垂直发射升空;第一级MK72固体助推器(航空喷气系统公司研制)工作大约9秒钟后关机并分离,第二级MK104双推力固体火箭(航空喷气系统公司研制)点火,工作大约40秒后关机并分离,把拦截弹推进到大气层外,并达到预定的速度;然后,第三级固体火箭工作;
这并非飞行中的SM-3导弹,而是被拦截的靶弹。这是SM-3导弹LEAP动能战斗部长波红外导引头在命中靶弹前向地面传回的最后图景
这就是波音公司研制的LEAP动能战斗部
第三级助推火箭是双脉冲工作的MK136固体火箭(阿连特技术系统公司研制),首先进行第一次脉冲点火,工作时间大约为10秒,然后,抛掉头锥;接着进行第二次脉冲点火,工作时间也大约为10秒,并LEAP动能战斗部上的导引头进行校准;
第三级助推火箭分离后,LEAP动能战斗部立即用长波红外导引头探测、跟踪、识别目标,确定瞄准点;在制导系统的控制下,自主寻的,最后通过直接碰撞拦截并摧毁目标。
美国海军认为,如果"标准-3"拦截弹的速度达到4.5公里/秒,其最大的拦截距离可以达到1200公里,最大拦截高度可以达到500公里,用一艘前沿部署的、配备有这样拦截弹的"宙斯盾"军舰,就可以保护整个日本,免遭有限数量的弹道导弹攻击。
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