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[科普中国]-以色列“箭”式反导系统

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系统构成箭-2导弹系统基本构成

箭-2导弹系统采用模块化结构具有机动部署能力,能够在二级道路上运输。一套箭-2战区弹道导弹防卫系统装备使用四辆或八辆发射拖车,每辆载运六联密封发射贮存筒状箱体,内装有一枚“就绪-到-发射”(ready-to-fire)导弹,一辆卡车安装榛树(Hazelnut Tree)发射控制中心,一辆卡车增加了通信中心,一辆卡车安装“香缘树”(Citron Tree)火控中心和一套可移动青松(Green Pine)地基早期预警、火控和导弹引导雷达系统。

箭-2导弹发射连

一个箭-2导弹发射连由一辆安装“榛树”发射控制中心(LCC)的卡车和四或八辆导弹发射卡车组成。发射装置能在在发射后一个小时内被再装填。导弹发射连通过微波、无线电数据、声音通信在发射中心和分置的雷达指挥控制中心之间相互联结。导弹发射连能在距雷达指挥控制中心之间300公里范围内任意选择最合适的拦截部署地点。

箭-2反战术导弹(ATBM)

采用固体推进剂的两级箭-2导弹装备一级助推器和一级主火箭发动机。接到发射指令后,导弹使用一个初始启动去从贮存箱体实现一个垂直热发射,然后第二次启动将导弹对准需要拦截的目标方向加速到9马赫或2.5公里/秒的一个最高速度,并维持和不断调整对准目标导弹弹道。第一级助推器使用推力矢量控制用于在飞行推进和维持阶段。

控制中心同时跟踪和计算拦截导弹和目标导弹之间的弹道和相互距离,然后适时点燃第二级主发动机并将第一个级助推器分开。

拦截导弹的中途拦截点是精确确定的。当获得目标导弹更多的弹道数据后,最适宜的中途拦截点将被更精确定义,并引导导弹飞向最适宜的拦截点。

导弹杀伤运载器部分

导弹杀伤运载器部分包括弹头、引信和末端导引头,弹体安装四片充分运用空气动力学技术的可动翼片去提供低高度拦截时的机动能力。弹头采用一种高爆定向爆炸破片式战斗部,由以色列拉菲尔武器发展局生产,能够在一个50米半径内摧毁目标。末端导引安装两套导引头具有双重模式,用于高空拦截时捕获、跟踪战术弹道导弹使用被动红外自动导引头模式;当用于低空拦截类似巡航导弹时采用主动雷达自动导引头模式。红外自动导引头是由雷声公司发展的砷化铟焦平面阵列。拦截高度从最小10公里一直到最大50公里。最大的截取范围大概90公里。“箭-2”战区导弹防御系统原先计划用于拦截高度约3万米的近程弹道导弹。但面对日益增多的射程超过1,300公里的中程弹道导弹威胁,美国帮助以色列将拦截高度提高到50公里,还能尽可能消除拦截时造成的碎片或爆炸、生化等危险弹头引起的二次危害,还可能在大气层外有效拦截携带核弹头的弹道导弹。

箭-2导弹发射装置

箭-2导弹发射装置采用全方位垂直发射模式,导弹位于六联密封发射贮存筒状箱体内,在阵地部署时采用液压支臂竖起。系统具有最大可用性,准备到“就绪-到-发射”(ready-to-fire)状态,随时快速反应。发射装置安装在一辆拖车上来实现机动部署和转移。 “榛树”发射控制中心(LCC) “榛树”发射控制中心位于火控中心 (FCC) 和发射装置之间的一个控制和操作界面,当接到火控中心(FCC)的指令后启动发射装置。“榛树”发射控制中心使用全自动作战管理代码,采用高可靠级别和复式独立安全开关,能够避免误操作发射。

“青松”早期引导雷达

以色列飞机工业公司艾尔塔(Elta)子公司为箭式系统发展了“青松”早期预警、火控和导弹引导雷达。雷达运输名称EL/M-2090,包括拖车上安装的雷达、天线阵、发电机、制冷系统和一个雷达控制中心。“青松”是一种电子扫描固态相控阵雷达,操作在L-波段500 MHz-1,000 MHz之间,是从艾尔塔“乐曲”(Music)相控阵雷达基础上发展而来。雷达能够同时在搜索、探测、跟踪和导弹引导模式上操作。

“青松”雷达能在大约500公里范围内发现目标,能跟踪速度高达3,000 米/秒的目标。雷达追踪目标并引导箭-2导弹到目标4米范围之内。

“香缘树”火控中心(FCC) 以色列塔蒂兰电子有限公司是“香缘树”作战管理/火控中心开发总承包人。该系统安装在拖车上,下载传输过来的雷达数据连同从其它来源的数据一起,使用功能强大的信号处理设备去处理威胁,中途拦截完全自动化,包括对抗单一和多重威胁。 系统在必要时也可人工操作和干预。

当对方弹道导弹发射被发现的时候,发射地点、导弹的位置、弹道和预知的冲击点将显示在电子地图上。初始阶段由于数据和资料不足,预知的冲击点在电子地图显示如同的一个椭圆区域。随着需要拦截的弹道导弹的飞行弹道趋于稳定和不断获得更新的数据和资料,预知冲击点显示的椭圆尺寸不断收缩,表明预知的准确度正在逐渐增加。在显示器上已知和预知的目标导弹弹道图像采用彩色图像显示,从预知的冲击点匹配到它的发射位置,最适宜的拦截点也将显示,并且不断被调整和优化。“香缘树”作战管理/火控中心能同时控制高达14枚拦截导弹。

“香缘树”作战管理/火控中心的主要功能是:数据的处理,威胁评估,拦截的最优化, 任务管制中心,手动及完全自动作战管理模式,同时应对几十个威胁,开放体系结构(互通性功能),与其他的武器系统相互提示,先进的人机界面(MMI)基于以色列国防军(IDF)操作员的经验,为预先任务计划完全仿真能力,全面记录和回放用于站点任务报告,可运输性。

同时,“香缘树”作战管理/火控中心美军标准16号数据链,Tadil J通信也正在发展,它能够分配和移交目标到“爱国者”的N/MPQ火控雷达。美国和以色列在试验中已经成功实现箭-2系统和美军“爱国者”系统之间以及箭-2系统和以色列国防军“爱国者”系统之间的连接。

发展概况

以色列的“箭式”反导系统,是美以特殊关系的一种产物。箭式导弹的研发起始于1986年,当时美国和以色列签署备忘录,开始联合投资研发箭式导弹,其作战目标就是当时周边阿拉伯国家装备的“飞毛腿”、“侯赛因”“蛙”式短程弹道导弹。1

首枚箭-1型反导导弹

1990年8月,以色列试射了首枚箭-1型反导导弹,仅仅测试了导引和控制系统,并没有进行目标拦截。箭-1型导弹是一种两级固体导弹。以方声称该导弹空中机动的能力很强。但实际上箭-1导弹的演示和测试的色彩很浓。在进行9次试射后,以色列终止了箭-1导弹的发展,转而研制更小、更快、杀伤力更强的箭-2导弹。1

箭-2

箭-2的首次试射在1995年7月30日。但箭式导弹的发展的真正重大突破,是在1999年11月1日。当天箭-2导弹进行了首次拦截试验,成功拦截了一枚模拟“飞毛腿”的靶弹。紧接着2000年3月14日,以色列就成立了首个箭-2导弹发射营。以空军高官甚至声称,以色列已经成为世界上首个成功开发、建造和使用反导系统的国家。1

当然,箭式导弹的发展并没有停止。随后箭-2导弹又开发出了block-2到Block-5等几种改进型号。其中有几次测试值得关注。一次是2004年7月,以色列把整个箭式导弹系统(包括拦截弹、绿松雷达、指控系统)都搬到了美国加州的导弹测试中心,进行了一次拦截“飞毛腿”导弹的全射程试验。以色列本土国土狭小,无法进行类似实验,更容易给人口密集的以色列造成附带杀伤。这次拦截试验中,箭-2block-2型导弹成功在40公里高度拦截了一枚模拟“飞毛腿”的靶弹。以色列的后续的几次全射程拦截试验也都是在美国进行。1

还有一次是在2008年的4月,以色列的箭-2block-4型导弹系统进行了对新型靶弹的拦截试验。以色列不但积极发展反导系统,而且为了尽量还原战场的真实度,不断研发各种新型靶弹来测试自己的反导系统。例如在上面所述的实验中,以色列空军F-15战斗机在高空发射一枚“蓝麻雀”靶弹。这种靶弹在爬升到近3万米的高空后,又释放出了分导弹头,来增加拦截的难度。在这次测试中,绿松雷达捕捉到了目标并模拟完成了拦截。除了“黑麻雀”“蓝麻雀”靶弹,以色列还开发过“银麻雀”靶弹,专门用来模拟伊朗可能研发的核导弹。可见以色列对自身可能受到的威胁有着清醒的认识。1

箭-2导弹和ThAAD、标准-3、爱国者-3等拦截导弹的不同在于其仍然使用了爆破战斗部而不是动能拦截器。箭-2的战斗部外面有4面明显的可动气动舵面,来提升大气层内的机动拦截能力。而以方声称,其战斗部在雷达制导和红外导引头的导向下,具有直接撞击摧毁目标的能力。这和动能拦截器的效果一样,而不同之处在于箭-2的战斗部如果不能够撞击直接摧毁,它可以在最接近目标的时候爆炸,战斗部破片将摧毁半径50米内的目标。1

箭-3导弹

箭-3导弹和其前辈相比,外形变化是尺寸更小,可以舰载部署;取消了气动舵面,增加了拦截高度和范围,大气层外的拦截能力更强。此外,箭-3终于使用了动能拦截器,但是和美国动能拦截器技术有所不同。美国反导使用的动能拦截器均为气体或液体喷嘴推进,而以色列的拦截器使用的是带矢量推进喷嘴的普通火箭发动机。以方科学家声称,这种技术更成熟、更简单、可靠性好且造价便宜。还需要指出的是,一些国内媒体曾经报道以色列和美国2011年2月进行了所谓“箭-4”导弹的测试,实际上这是箭-2block-4的误译。以色列目前只有3种箭式导弹。1

以色列国防部2015年12月10日说,以色列和美国当天上午进行的“箭-3”式弹道导弹拦截系统测试取得成功。这是“箭-3”式反导系统拦截测试首次取得成功。以国防部当天发表的声明说,这次测试堪称“完美”,是以色列导弹防御系统“里程碑”式的成就。声明说,当天的测试是以色列与美国在特拉维夫以南的一个空军基地共同进行的,以国防部、以飞机工业公司、以色列空军和美国导弹防御部门参加了这一试验。在测试中,“箭-3”雷达系统成功探测到一枚“来袭”的“麻雀”式目标导弹,并向系统指挥中心发出预警,指挥中心成功作出分析并发射了拦截导弹,将“麻雀”导弹在大气层外摧毁。以色列在一年前进行的“箭-3”式导弹拦截测试未能取得成功。2

“箭”式反弹道导弹系统由以色列和美国联合开发,旨在在大气层外拦截洲际导弹、特别是携带核弹头和生化弹头的导弹,是为数不多的能在高空中途拦截和摧毁导弹的系统之一。“箭”式反导系统是以色列着力构建的多层次反导体系的最外一层,与“大卫弹弓”以及现有的“铁穹”系统分别防御远程、中程和短程导弹威胁。以色列眼中的短程导弹威胁主要来自加沙地带和黎巴嫩,中远程导弹威胁主要来自叙利亚和伊朗,而“箭”式远程导弹拦截系统的主要假想拦截对象为伊朗“流星”系列弹道导弹,后者最远射程2000公里。2

发展预测

事实上,反导和弹道导弹攻击是一码事。那些具有拦截中远程导弹能力的反导导弹,换上弹头就可以变成攻击性的导弹武器。这也是俄罗斯当初对美国在东欧部署地基拦截弹大加反对的原因,因为这不但具有了拦截俄罗斯导弹的能力而且是变相把攻击性导弹摆到了俄的家门口。印度也曾想进口以色列的箭式导弹,就是因为箭式导弹具有携带500公斤弹头的能力,而遭到美国制止。在未来,以色列的箭式导弹,将进一步增强和美国反导系统的融合,成为美国全球反导体系的重要一环。

据报道,以色列已正式部署“箭”导弹系统,以作为以色列的国家导弹防御系统,用于对抗来自敌对国家的战术弹道导弹威胁。以色列导弹防御局官员表示,以色列正面临来自叙利亚和伊朗的战术弹道导弹威胁,叙利亚拥有可以打击以色列的“飞毛腿”导弹,而伊朗拥有远程先进的“流星”3型导弹。

以色列计划发展一个高低两层的近、中程陆基导弹防御体系,低层近程反导防御(1万8千米以上,2万米以下)主要由“爱国者”系统负责,高层中程反导防御 ( 2-5万米高、90公里以内)由“箭”系统负责。如果进一步发展高层远程反导防御(4-15万米高、200公里以远)系统,一是进一步提高“箭”2/Block3导弹的有效射高和斜距,二是使用美国目前正在研制的“萨德”末端高层区域防御系统。

目前,以色列正在进行“箭”式导弹系统的重新配置与部署,以便拥有一个指挥控制中心,并在以色列境内部署大量雷达系统和分散的发射基地,从而弥补以色列国家导弹防御系统的缺陷。根据以色列官方的说法,该导弹防御系统将在未来数年内部署完毕。据估计,完全覆盖以色列全境的“箭”式系统大约需要1200枚“箭”2 导弹,需要约10亿美元。

同时,美国和以色列已经达成协议,可能将“箭”式导弹系统出售给其他一些国家,但是出售协议必须经过美、以两国的同意。目前印度已经表示,在数年内希望能够采购“箭”式导弹系统。3

2010年,以色列打算运行一套三个层面的火箭弹和导弹防御体系,这套体系除“铁穹”系统外,还包括用于拦截中程火箭弹的“大卫弹弓”系统和应对远程导弹的新型“箭”式反导系统。4