防空反导系统的绝杀方式——动能直接碰撞拦截

出品：科普中国

作者：岳江锋

策划：宋雅娟

监制：光明网科普事业部

战争永远是检验武器性能的最有效方式。20世纪90年代初的海湾战争中，采用破片杀伤的“爱国者”系统在反导拦截作战中，因表现不佳而被诟病（据美国总审计署披露，其拦截成功率只有9%）。此后，美军根据该系统暴露出的问题，对其进行改进，最终研制出“爱国者-3”系统，并在2003年的伊拉克战争中小试牛刀，取得了良好的作战效果。“爱国者-3”系统的初战告捷，使动能直接碰撞杀伤机理成为反导领域的“新宠”。

动能直接碰撞是弹头与弹头间的“硬碰硬”（图片来自网络）

动能武器究竟算不算新概念武器？

新概念武器是指在工作原理、破坏机理和作战方式上与传统武器有显著不同，可大幅提高作战效能和效费比，或形成新军事能力的高技术武器群体。从广义上讲，动能武器可以是利用弹丸、碎片或其他兵器的动能来达到毁伤目的的武器，其不但不是新型武器，而且是自古以来就广泛存在的一类武器。我国古代的冷兵器（如：刀、枪、剑、戟等）也属于动能武器的范畴。随着火药的发明，利用炸药驱动的枪、炮弹丸或手榴弹的碎片，成为毁伤效果更为巨大的另一类动能武器。

自美国20世纪80年代提出“星球大战”计划以来，其所发展的一系列非核太空武器中，动能武器占有重要地位，并成为一种极具代表性的新概念武器。这里的动能武器之所以能“脱陈换新”，是因为它能自主制导和修正拦截弹道，具有自动寻的能力，利用其与目标直接碰撞的巨大动能杀伤目标，是一种高效的精确制导武器。随着美军“爱国者-3”反导武器系统成功开创“以导反导”先例后，世界主要军事强国均大力推动导弹防御系统的研制。

动能直接碰撞的精度到底要多高？

一般来讲，高性能防空导弹采用微波导引头，由于跟踪目标时容易产生角度误差，且气动力控制存在时延效应，使得导弹在拦截目标时的制导脱靶距离大体处在9-15米左右。这个距离已经超过了目标本体的大小，因而无法用“弹碰弹”的方式直接碰撞拦截，只能用杀伤破片或连续杆形成较大的杀伤空域，才能对目标进行命中并杀伤。

对动能拦截器来讲，高精度的目标探测、快速灵活的直接力制导与控制技术，是对目标实施直接碰撞动能毁伤的核心关键。它采用了红外焦平面凝视成像导引头，实现了导引头无失控距离。同时，采用安装在质心周围的快速响应轨控发动机，利用直接侧向力实施控制，使得其“脱靶量”以目标要害部位的中心为原点，不超过10-15厘米（如美国萨德系统的脱靶量约为10厘米)，其碰撞命中点不越出目标本体，不再需要战斗部与引信系统，实现了直接碰撞，使以精度换能量的思想得到了最大程度的实现。

被动能拦截器“直接碰撞”一下有多狠？

通过大量的研究和实验，人们已经深刻地理解了这样一个原理：以7千米/秒的速度飞行的物体，其动能相当于这个物体重量8倍的TNT炸药爆炸所释放的能量。如果该物体与高速飞行的导弹迎头撞击，其动能就相当于这个物体重量32倍的TNT炸药的能量。事实上，美国研制的专门用于拦截远程或洲际弹道导弹的地基中段防御系统，其装备的“动能杀手”——大气层外杀伤器（EKV）在交会前的飞行速度大概就是7千米/秒，重量约50千克，这么算下来，碰撞产生的动能相当于1600千克TNT炸药爆炸的能量。

大气层外杀伤器（图片来自网络）

因此，被动能拦截器“直接碰撞”一下，相当于将1600千克TNT炸药爆炸的能量全部集中于目标弹头上，这要比常规高爆破片击中弹头的能量高1000-10000万倍。按照力学理论，在发生碰撞的瞬间，接触点边撞入边迅速汽化，形成极高温度的高温高压等离子体，瞬间的爆炸威力足以彻底摧毁任何弹头结构，从而能消除核、生物和化学弹头造成的污染。国外理论计算实验与上述的计算分析均证明，直接碰撞杀伤方式是彻底摧毁大规模杀伤的核、生物、化学弹头和常规子母弹头的最有效手段。

军事小词典

动能拦截武器：是指利用非爆炸高速运动飞行器的巨大动能，以直接碰撞方式摧毁目标的新概念武器，可用于拦截空中目标、导弹及其他军用航天器。与定向能武器相比，动能拦截武器的主要优势有：毁伤能力强，目标难以采取加固对抗措施；作战使用受气象条件限制较小；火箭推进的动能武器机动灵活，部署方式多样；技术比较成熟。缺点是飞行速度远低于光速，作战距离有限。