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美军提出“一小时打遍全球”概念,世界各国曾经很紧张

时间:2020/5/11 16:31:13 点击:

美国海军协会官方网站近日称,这些项目有些胎死腹中,也有很多改头换面,变成最新的高超声速武器。美国空军采购主管阿诺德·邦奇中将(Arnold Bunch)此前就表示,美国两种正由空军研制的高超声速武器预计将在2022年具备初步作战能力。

俄军工企业界的消息人士透露,俄罗斯工程师们正在设计一种能拦截高速机动目标的超远程空射导弹。这项工作如今极为迫切,因为五角大楼已经宣布了在2020年测试4种新型高超声速武器的计划。

去年底,印度国防部发布消息,称印军测试了陆基和空基“布拉莫斯”导弹,成功击中水面靶标。作为俄印共同研发的系列超声速导弹,预计到2020年中期升级版“布拉莫斯”导弹将实现高超声速。

一小时打遍全球!美军又要搞事情?

图为在印度阅兵式上展示的“布拉莫斯”导弹

近年来,各大国竞相研发高超声速武器引发安全困境,未来的防空反导武器必须嵌入反“高超”的能力!

然而,事情并没有我们想象的那样简单。

文 | 孙亚力 空军研究院研究员

编辑 | 李雪

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这是一项十分困难的任务

高超声速飞行器是能够在大气层内、外,以5倍以上声速飞行的飞机或导弹。与其他类型的目标不同,高超声速飞行器具有一系列独有的特点:

能在以前空天袭击兵器所未掌握的高度范围(距地面30~120千米)行动,能在大气层内外往返;

能以过去空天袭击兵器所未达到的速度(马赫数5~30)在大气层内、外(近地太空)飞行;

跨洲作战使用概率较高;

向目标飞行时采用难以预测的复合飞行轨迹(初段为空气动力飞行轨迹,在近地空间为椭圆飞行轨迹,在末段攻击目标时为弹道轨迹),难以预测;

集空气动力空袭兵器(能在大气层内飞行和机动)和航天器(能在轨道上运行并在近太空机动)的特性于一身。

这些特点使得:对方国家的防空反导系统若要发现、跟踪、识别和摧毁高超声速飞行器,将是一项十分困难的任务。

目前,现有的防空反导系统是为抗击传统的航空、导弹空袭兵器而研制的:

防空兵器用于抗击按空气动力轨迹飞行的目标(飞机、直升机、气球等);

反导兵器则是为了抗击按弹道轨迹飞行的目标(洲际弹道导弹、中程弹道导弹等)。

可以说,现有的和大部分正在研制的空天防御系统都没有做好完成抗击敌高超声速飞行器任务的准备。

现有空天防御系统没有做好准备

现有反导预警手段没有提出对高超声速飞行器的预警要求。

现有的反导预警手段是20世纪60至80年代研制的,用于探测弹道导弹(洲际弹道导弹、中程弹道导弹和潜射弹道导弹)。在其工作算法中没有对它们提出探测和跟踪高超声速飞行器的任务。

因此,在研制新型反导预警手段时必须对程序-算法综合系统进行相应的修整,这样它才能在完成探测和跟踪弹道导弹任务的同时也能跟踪高超声速飞行器。

现有的天基监视系统也未考虑到高超声速飞行器的高机动能力。

现有天基监视系统的探测手段只能在轨道飞行段探测到高超声速飞行器,这就导致了若要捕获高超声速飞行器以跟踪它就需要多达3至18个小时,这无论如何也不能满足在建的空天防御体系作战要求。

在空天防御体系的防空预警信息系统中,雷达预警手段因算法和硬件所限,无法以必要的规模完成发现和跟踪高超声速飞行器,并向主动防空手段(火力兵器)提供雷达情报的任务。

对现代化防空雷达(“德斯纳河-M”“对手-G1”“伽玛-S”“伽玛-DU”和“天空-M”)的战术性能的分析表明,其性能虽然符合对弹道导弹预警的要求,但只在高度范围上符合对高超声速飞行器预警的要求。

从速度方面分析,这些预警雷达的能力能对付速度范围为马赫数5~7的高超声速目标,但它们也不符合对这些空天袭击兵器探测距离的要求。

举个例子,若用C-400防空导弹系统的未来新型防空导弹以0.95的概率可靠地消灭高超声速飞行器,其预警雷达的探测距离应不小于1200~1500千米(取决于高超声速飞行器的飞行速度)。

此外,大部分环视雷达的信息处理算法不能处理按复杂“轨迹”飞行的目标航线,因为它们都是用来处理按直线或曲线(有半径)轨迹运动的目标的。

一小时打遍全球!美军又要搞事情?

关键是研制全新的自动化指控系统

在现有反导系统中,其目标指示与指挥分系统的配置均基于其所探测目标轨迹的确定性,若探测飞行轨迹不同于弹道导弹的目标则无法跟踪。

因此,反导系统的目标指示装备只能在弹道飞行段处理高超声速飞行器。为了扩大系统所处理的轨迹范围,需要在保证完成基本任务的情况下修整目前所使用的算法方案。

C-300、C-400防空反导系统,只能在非常狭小的空间-速度范围内执行反高超声速飞行器的作战任务。在研制新型反导系统(例如,C-500防空导弹系统等)时就要求它们必须能够成功完成摧毁高超声速飞行器的作战任务。

随着A-135M反导系统的改进升级,使用反导系统消灭在轨道飞行轨迹以外的高超声速飞行器将部分地成为可能,但同时必须要考虑到——反导系统火力武器弹药基数有限,对此类目标的射击效能较低——具备有限反高超能力的现实武器只有C-400、C-500系统。

那么,为了有效拦截高超声速空天袭击兵器,就需借助于新型自动化指控系统把新型反导武器系统和新型反导预警系统联合起来。

目前,战役层次的防空反导军团指控系统,在对抗高超声速飞行器时受到一系列的限制。不仅如此,在战役战术层次的防空反导自动化指控系统中,高超声速飞行器和弹道导弹甚至都没有被列入算法。

自动化指控系统在处理目标航线时所需时间约为20分钟,在目标情报从连到团的传递过程中时间还要增加一倍,这实际上无法在战役战术层次上实施对高超声速飞行器和弹道导弹的目标分配和目标指示过程。而现有反导自动化指控系统也是难以完成反高超声速飞行器的指控任务。

因此,必须研制全新的自动化指控系统,它应能在统一的信息空间内和在标准典型算法的控制下为任何军兵种工作。

美国的反高超预警“星座网”技术

美国在研发高超声速武器的同时,也正在发展颠覆性创新的反高超预警技术。

2019年1月,美国空中客车防务与航天公司,获得美国国防高级研究计划局(DARPA)开发“黑杰克”项目的合同,预计2022年开始运行。

这将是一个能力极强、反应迅速的全球侦察网络,且不易受到攻击或破坏。美军方希望每年更换约四分之一的“黑杰克”卫星,以使星座与最新的装备保持同步。

一小时打遍全球!美军又要搞事情?

“黑杰克”项目效果图

2018年5月,DARPA提出颠覆性创意——利用现有商业卫星技术,在地球低轨上构建起持续覆盖全球的低成本反高超预警“星座网”。

DARPA希望购买商用卫星平台并将其与军用传感器和有效载荷配对。该商业卫星平台通过发电、姿态控制、推力供给、航天器遥测传输以及提供一般有效载荷寄宿(包括为军用传感器提供安装位置)来驱动每颗卫星。

网络中的每颗卫星都具备自主智能运行能力,为此在每一颗卫星上都配置了一个名为“皮特博斯”的星上控制单元,使每颗卫星都具备自主运行能力,同时,可实现任一卫星与星座中的其他节点的协同作战,保证整个星座不需人员干预也能长期自主运行。

与“黑杰克”卫星配套的是名为“庄家”的系统,该系统是一套智能化自动任务管理系统,负责管理“黑杰克”侦察系统。“庄家”系统具备导航定位、天地通信和向全世界快速分发关键信息的能力。其核心创新技术就是在轨数据处理上,可以有效节省将数据发送到地面进行处理的时间。

每一颗“黑杰克”卫星的星上控制单元通过“庄家”系统连接起来,构成一个智能网络系统。

它不仅能让每一颗“黑杰克”卫星具备处理本身传感器获取信息的能力,还能够将来自各个“黑杰克”卫星的信息进行在轨融合处理,然后将相关信息发送给地面的最终用户。

作者:不详 来源:网络
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