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[科普中国]-敢问路在何方?防空反导系统发展动向与趋势

科普中国军事科技
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聚焦强军兴军实践 助力全民国防教育
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  引言

    防空反导系统是一个集防空、反导等多项功能为一体的综合性武器系统,主要用于遂行空天作战任务,对保卫国家安全具有重大战略意义。防空反导系统自上世纪50 年代起,到目前已发展至第四代,对付目标从传统战机向弹道导弹、巡航导弹、无人机等发展,信息化、网络化作战能力显著提升。近年来,作战环境日益复杂,空天威胁日趋严峻,对下一代防空反导系统的发展提出了更加严苛的要求。面对新需求,国外防空反导系统的发展趋势已产生重要变化,将对未来空天作战产生重大影响。北京航天情报与信息研究所吴勤主任在一次业务交流中就相关问题提出了自己的看法。以下为交流材料,供大家参考。

    01 防空反导系统面临的威胁和挑战

    世界空天军事变革加速,空天威胁样式、威胁形态持续升级,呈现出许多新情况、新特点和新趋势,对现有防空反导系统发展,提出新挑战。

  空天进攻性武器不断发展

  世界军事强国已开始探索发展五代后战机,寻求更好的隐身和机动性能;无人机多任务能力、自主/协同作战能力达到新高度,将成为未来空袭主导力量;精确打击武器突防、毁伤、抗干扰等能力显著提升,防区外远程精确打击能力不断增强;弹道导弹更新换代持续加速,新型号杀伤威力更大、突防与生存能力更强;高超声速飞行技术武器化进程明显加快,临近空间进攻武器将成为现实威胁;网电空间环境日趋复杂,电子对抗更加激烈。未来,空天进攻性武器将形成以空中为主体、网络为中心、空间为支援、临近空间为补充的“空天一体、跨域融合、多维联动、体系作战”的空袭体系。

  空天进攻性作战样式与概念持续创新

  美军针对未来空天作战需求提出了一系列新概念、新战法,启动了一批演示验证项目,其发展、应用将对未来防空反导作战产生重大影响。将老旧轰炸机或运输机改装成携带大量精确制导弹药的“武库机”,协同五代战机作战,对重要目标实施远程防区外打击;研发“忠诚僚机”项目,推进实现五代战机、无人型四代战机协同作战,充分发挥各自优势,增强空战杀伤能力;无人机“蜂群”作战已进入演示验证阶段,吸引多方关注,将显著提升强对抗环境下突破敌防空系统能力;探索分布式空战概念,把空战能力分散部署于大量互操作的有人和无人平台,形成作战体系;发展海上分布式打击,使更多的水面舰船具备更强的中远程火力打击能力,形成绝对火力压制。

  技术创新发展与应用推动空天威胁升级

  国防关键技术与前沿技术突破不断,这些技术的发展成熟与广泛应用,将进一步加剧空天威胁态势。超材料,在隐身领域显示出巨大的应用价值和发展空间,美国研究人员已成功研发可帮助战机躲过雷达侦察的柔性、可伸缩超材料蒙皮;定向能武器,计划部署美军六代战机,届时将实现功率可调,满足干扰敌方雷达、摧毁防空导弹、打击空中和地面目标等多种作战需求;网电攻击技术,美国空军高度重视其发展,将网电空间能力列入2030年前重点发展的关键能力,以期利用网络战压制敌方防空系统。此外,高效毁伤、综合射频、变循环发动机等技术的发展,也将对未来空天作战产生重要影响。

  02 国外防空反导系统发展新动向

    美国、俄罗斯等军事强国正在加速推进下一代防空反导系统研制与关键技术研究,呈现出的诸多新特点、新趋势,值得我们研究、参考和借鉴。

  面向防空目标

  反隐身作战,采用米波、毫米波雷达和雷达组网解决预警探测问题,采用毫米波相控阵雷达导引头、低频射频复合制导等技术增强导弹目标跟踪能力;未来或将利用太赫兹、量子雷达等技术解决反隐身探测难题,使用高功率微波杀伤目标。反巡航导弹作战,采用浮空器雷达、主动和半主动雷达制导、激光主动成像制导、多色/多光谱识别等技术支持超视距作战;采用“超高速制导炮弹”实现低成本、高效费比拦截,应对大规模饱和攻击;发展一体化防空反导能力,形成“按需选用、即插即用”的作战模式。反火箭弹、炮弹、迫击炮弹和无人机作战,运用近炸引信、简易制导、预制破片、动能拦截等精确拦截技术,对付“低、快、小”目标;采用相控阵雷达等先进预警探测技术,实现360°立体防护能力;发展基于多种拦截武器的系统,实现多任务能力。

  面向弹道导弹目标

  以美国为首的军事强国正成体系推进反导系统建设,形成跨地域分布、信息交联和多系统一体化的体系作战能力;完善多层拦截手段,通过对弹道导弹助推段、上升段、中段和末段拦截,实现对各种射程弹道导弹的全程分段拦截;升级改进预警探测系统,在完善天基预警系统的同时,利用氮化镓等技术提升地基雷达作战性能,有效支撑拦截作战;持续发展反导关键技术,提升反导作战能力,传感器识别技术、新型杀伤器技术、高能激光器技术等成为优先投入领域。

  面向临近空间高超声速目标

  美国与俄罗斯均采用基于反导技术形成临近空间高超声速目标防御能力的发展思路。美国导弹防御局正开展大气层内拦截器、敏捷拦截器等项目,验证复合力控制、直接碰撞杀伤、先进制导等关键技术,为研发临近空间高超声速目标拦截器奠定基础;洛克希德•马丁公司正着手研发增程型“萨德”拦截弹,通过配备两级固体火箭发动机、改进软件等获得高超声速目标防御能力;俄罗斯S-500 系统采用多功能有源相控阵雷达、多波段导引头高空高速导弹、导弹燃气动力侧向控制、自适应引信等先进技术,具备一定的高超声速目标防御能力。

  03 下一代防空反导系统发展趋势

    下一代防空反导系统将具备应对全谱系空天威胁,适应复杂战场环境,超低空到太空的大空域,体系化、一体化防空反导作战能力。发展特点与趋势可概括为以下五个方面:

  1 系统研制方面

    采用基本型、系列化、通用化发展模式,致力于提升多任务能力。为降低装备研制、部署与维护成本,适应日趋复杂的战场环境,应对种类繁多的威胁目标,下一代防空反导导弹系统将不以发展全新型号为主,而是根据实战需求在现有型号基础上改进升级,以减少导弹种类,实现三军通用与多任务能力。典型代表:美国“标准-6”导弹在防空能力基础上增加了反导能力,正在发展反舰能力;俄罗斯S-300 系统初步实现了三军通用,计划在S-400 系统基础上发展舰载型防空系统。

    2 防御能力方面

    拓展至临近空间、外层空间、网电空间“三空”新域,实现作战空间全域覆盖。为有效应对全方位立体式打击,下一代防空反导系统需形成覆盖超低空到太空,末端到远程、超远程,横跨空、天、网的防御能力。美军正开展的“扩展防护区域与生存力系统”项目,旨在研发微型拦截弹,提升末端防御能力;“萨德”拦截弹将加装一级发动机,获得临近空间防御能力;“标准-3”导弹已验证应对空间目标能力,正推进Block2型导弹研发;俄罗斯计划在2020 年前建成由末端、近程、中程、远程四层拦截系统构成的空天防御体系,新研制的Nudol 反导拦截弹或具备防天能力。

    3 体系建设方面

    重视开放协同、即插即用、互联互通,打造一体化防空反导作战体系。下一代防空反导系统将采用模块化设计与开放式体系架构,打破单套系统作战模式,针对来袭威胁选择分属不同系统、位于不同区域的传感器和拦截武器,形成最优作战方案。美国陆军和海军一体化防空反导已取得了阶段性重大进展,形成区域一体化防空反导能力。美国陆军借助“一体化防空反导指挥作战系统”,成功试验了“哨兵”雷达与“爱国者-3”导弹联合应对巡航导弹能力;“宙斯盾”基线9 系统通过加装“多任务信号处理器”,获得了多任务并行处理能力,实现了防空反导一体化作战。

    4 技术发展方面

  面向新型空天威胁,注重增强实战能力,系统作战效能显著增强。下一代防空反导系统技术发展将回归其武器装备本质,在满足战术技术指标前提下,更加强调实战应用效果,提高系统复杂战场环境下抗干扰、抗欺骗、高毁伤等能力。相控阵雷达导引头、氮化镓器件、高性能处理器、动能拦截器、微小型拦截器等技术已发展成熟并广泛应用;未来,太赫兹、微系统、定向能、人工智能、含能材料等前沿技术的逐步应用,将极大提升防空反导系统作战效能。

    5 制造生产方面

    运用智能制造、增材制造等方式,生产效率不断提高,制造成本显著降低。下一代防空反导系统将利用先进制造技术取代传统制造手段,以简化生产工艺,减少使用部件,缩短供应链与开发周期,加快零部件生产与系统集成速度。雷声公司已实现利用增材制造技术制造制导武器所需的大部分组件,包括火箭发动机、弹翼、制导和控制系统组件等。该公司正研究利用增材制造技术生产用于防空反导系统的精密雷达和导航系统。随着先进制造技术的不断成熟,在战场上制造武器系统将变为可能。

(来源:北京航天情报与信息研究所,吴勤。原文载航天防务微信公号,已获授权转载)

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