末端高空区域防御系统(THAAD)是美国弹道导弹防御系统中的主力,它的X波段AN/TPY-2火控雷达可前置部署,填补了美国升级型早期预警雷达和海基X波段雷达探测能力的空白。美国积极向盟国推销THAAD系统,并试图靠前部署这种雷达。目前美国已经在日本部署了两部AN/TPY-2雷达。2016年初朝鲜连续进行核试验和火箭发射,THAAD系统的部署再次引发广泛关注。虽然仍未最后确定,但THAAD系统对韩国却是不可承受之轻。那么我们不禁要问,萨德到底是个啥?引发如此强烈的关注?
概述
末段高层区域防御(Terminal High Altitude Area Defense,THAAD),原称战区高层区域防御系统,是美国于20世纪90年代研制的一种可机动部署的末段高层导弹防御系统,保护美国部队、盟军、人口集中区和重要基础设施免受中近程弹道导弹的攻击。作为美国一体化弹道导弹防御系统的重要组成部分,THAAD能同时在大气层内和大气层外对目标实施多次拦截,同时还可为低层拦截系统提供目标指示信息。
THAAD导弹防御系统 THAAD研制计划始于1987年,2000年开始工程研制,2007年进入生产阶段,2008年5月装备美国陆军。THAAD计划总研制费用约72.12亿美元。其中方案探索与论证阶段为1222万美元(提供三组竞争承包商研发),方案验证与确认阶段32亿美元,工程研制阶段为40亿美元(包括提供7套发射装置、6部指控及作战管理通信系统、3部雷达、30枚导弹)。首批部署生产费用为6.19亿美元(包括从2007年-2011年,包括48枚拦截弹、6套发射装置和2套火控与通信装置)。 THAAD系统最初设计主要用来防御射程大于600km的近程和中程弹道导弹,2002年底美国退出《反弹道导弹条约》后,美国导弹防御局开始改进THAAD系统,使其防御能力扩大到对远程及洲际弹道导弹实施末段防御。
主要战术性能
系统组成
THAAD系统由拦截弹,8联装导弹发射装置,X波段监视与跟踪雷达,指挥控制及作战管理通信(C2BMC)系统等组成。每个THAAD营包括4个连,每个连有150枚拦截弹(包括已装填和待装填的)、9部发射车、1个战术作战中心、1部雷达以及通信中继装置。每个营除了4个连的设备外,还有附加的2部雷达和2个战术作战中心,以提供系统灵活性和冗余度。导弹 THAAD拦截弹主要由动能杀伤器、级间段和固体火箭助推器3部分组成。
动能杀伤器主要部件有:能产生致命杀伤的钢制头锥、2片蛤壳式保护罩、红外导引头、集成电子设备包和双组元推进剂姿轨控系统。导引头被装在一个双锥体结构内的一个双轴稳定平台上。钢制前锥体上的一个矩形的非冷却的蓝宝石板是导引头观测目标的窗口。前锥体前面的2片蛤壳式保护罩保护导引头及其窗口。在大气层内飞行期间,保护罩遮盖在头锥上,以减小气动阻力,保护导引头窗口不受气动加热影响,在导引头捕获目标前被抛掉。后锥体用复合材料制造。动能杀伤器在拦截并摧毁目标前与助推器分离。
THAAD拦截弹采用预测比例导引,到接近目标前2s转为比例导引。THAAD利用推力矢量控制和空间点的选择来进行制导与控制。在助推段和中段提供弹道优化设计,用这种方法控制拦截器状态矢量,形成适宜的拦截关系,并保证导引头的窗口在设计要求之内。自动驾驶仪提供指令,在助推段用推力矢量控制。在大气层内导引头机动利用姿态控制提供气动升力,在大气层外利用轨控机动。轨控发动机通过拦截器重心,可提供的横向机动能力为5g。位于拦截器后部的4个俯仰偏航和4个滚动的姿态控制发动机在大气层内提供的气动力机动为10g。在惯性飞行阶段进行极限的姿态控制,在发射到拦截的全过程进行滚动控制。
固体火箭助推器由推进装置、推力矢量控制系统和尾裙装置组成。助推器采用丁羟推进剂,固体含量为87%。壳体为石墨/环氧树脂,外壳为软木绝缘体。总冲为619.6kN·s,工作时间为16s,熄火点速度2.6~2.8km/s。助推器长度约3.8m,直径0.34m,总质量大于300kg(对应小的起飞质量)。助推器后端有一个可向外扩张的尾裙,裙瓣安装有易于减少运弹箱的横截面。按照弹上计算机指令,尾裙可用一个金属气袋打开。位于助推器前边的级间段包含一个分离发动机。助推器提供初始推力,以便使动能杀伤器达到合适的拦截高度和姿态。
级间段是推进系统和动能杀伤器之间的过渡装置,包括电子部件、分离系统发动机和飞行终止系统。
探测与跟踪 THAAD雷达为X波段固态相控阵雷达,主要用于探测、跟踪和识别目标,同时跟踪拦截弹并传送目标数据,提供修正的威胁目标图。
指挥与控制 THAAD指挥控制及作战管理通信(C2BMC)系统是一套分布式的、重复的、无节点的指挥和控制系统,主要功能是负责全面任务规划、评估威胁、对威胁排序确定最佳交战方案以及控制作战等,由战术作战中心(TOC)、发射控制站(LCS)和传感器系统接口(SSI)等组成。C2BMC系统又被称为火控与通信(FCC)系统。战术作战中心是THAAD连和营的神经中枢。由2辆作战车辆(1部用于作战,1部用于部队训练及作战备份)和2辆通信车组成,内部设备包括1个中央计算机、2个操作台、数据存储器、打印机和传真机等。传感器系统接口作为独立的车辆,与雷达远距离部署,为雷达和C2BMC间通信提供接口。根据作战或部队指控命令,传感器系统接口设备可为与其相连的雷达提供直接的任务分配和管理。传感器系统接口进行传感器与跟踪管理,传输前通过过滤和处理雷达数据,使通信负荷最小,可通过管理传感器来实现侦察、任务控制、缓和或避免饱合、目标图像确定、作战监视与控制等功能。发射控制站提供自动数字式数据传输和语音通信连接,完成C2BMC系统内无线电通信功能,还可提供传感器系统接口和发射装置之间的通信线路。内部设备包括除地面天线外的所有无线电子系统。
发射装置 THAAD拦截弹采用倾斜发射。发射车以美国陆军货盘式装弹系统和M1075卡车为基础设计,车高3.25m,长12m。早期设计,每辆发射车可以携带10枚THAAD拦截弹,后来改为8枚装。该发射车与陆军现有的车辆具有通用性,提高了在战场上重新装弹的灵活性。机组人员能在不到30min的时间里给发射车重新装弹并准备好重新发射。待命的拦截弹能在接到发射命令后几秒钟内发射。这种货盘式的装弹系统有利于缩小编制。 THAAD发射车可用C-141运输机运输,符合THAAD系统快速部署、发射和重新装弹要求。车上蓄电池/蓄电池充电分系统可支持发射车连续12天自动工作。 THAAD发射前由拦截弹装运箱提供保护,该装运箱用石墨环氧树脂材料制造,以使重量最小。装运箱采用气密式密封,在拦截弹贮存或运输时提供保护,并能使THAAD拦截弹保持检验合格的状态。该装运箱也起发射筒的作用,被紧固在有8枚拦截弹的托盘上。该拦截弹的托盘再安装在发射车上,拦截弹直接从装运箱中发射出去。
作战过程
THAAD系统整个作战过程分为侦察、威胁评估、武器分配、交战控制、导弹拦截等步骤。实战时,当预警卫星或其它探测器对敌方发射导弹发出预警后,首先用地基雷达在远距离搜索目标,一旦捕获到目标,即对其进行跟踪,并把跟踪数据传送给C2BMC。在与其它跟踪数据进行相关处理后,指控系统制定出交战计划,确定拦截和分配拦截目标,把目标数据传输到准备发射的拦截弹上,并下达发射命令。拦截弹发射后,首先按惯性制导飞行,随后指控系统指挥地基雷达向拦截弹传送修正的目标数据,对拦截弹进行中段飞行制导。拦截弹在飞向目标的过程中,可以接受一次或多次目标修正数据。拦截弹飞行16s后助推器关机,动能杀伤器与助推器分离并到达拦截目标的位置。然后,动能杀伤器进行主动寻的飞行,适时抛掉保护罩,杀伤器上导引头开始搜索和捕捉目标,导引头和姿轨控系统把杀伤器引导到目标附近。在拦截目标前,导引头处理目标图像、确定瞄准点、通过直接碰撞拦截并摧毁目标。地基雷达要观测整个拦截过程,并把观测数据提供给指控系统,以便评估拦截弹是否拦截到目标。C2BMC进行杀伤评估,如目标未被摧毁,则进行二次拦截。如仍未摧毁,可由下层防御武器拦截。
(来源:北京航天情报与信息研究所,原文载航天防务微信公号,已获授权转载)