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2015年度外军陆军防空反导装备发展综述

2016-04-27龚钰哲岳松堂杜浩宁

现代军事 2016年3期
关键词:美国陆军反导防空

龚钰哲+岳松堂+杜浩宁

2015年,防空反导装备仍是世界各国陆军的重点建设领域。美俄等主要国家继续改进现役防空反导系统,加速建设一体化防空反导体系,新概念防空装备技术向形成实战能力发展,反无人机武器备受重视。

现役防空反导系统继续升级

目前,美、俄等军事强国陆军已经装备了大量先进的防空反导系统,一些典型型号仍在持续升级。

美国改进“爱国者”PAC-3防空反导系统和THAAD系统

在美国陆军防空反导体系中,“爱国者” PAC-3防空反导系统和末段高空区域防御(THAAD)系统分别负责对来袭目标的中、高层防御。2015年,PAC-3系统能力得到提升,不仅升级了雷达,还开始接收新型拦截弹;THAAD系统也计划进行改进,以拓展拦截距离。

2015年,雷声公司利用基于氮化镓的有源相控阵技术升级了“爱国者”雷达的主阵列,目前正在进行全尺寸雷达阵列的制造工作,计划于2016年初进行演示验证。基于氮化镓的有源相控阵宽2.7米、高4米,可用于确定主要威胁的方向。升级后的雷达还使用了先进的后台处理硬件与软件,实现360°全方位扫描,同时缩短探测、识别目标的时间。另外,升级后的雷达比现役PAC-3系统雷达便宜50%,最大探测范围提高1倍,平均故障时间间隔延长1倍,系统的运行和维护成本也将降低50%。雷声公司计划为美国和其他12个国家装备的超过220套 “爱国者”火力单元进行雷达升级。

2015年11月,美国陆军接收了首批PAC-3 MSE导弹。该弹是PAC-3拦截弹系列中的最新产品,使PAC-3系统的拦截高度增大约50%,拦截距离增大约100%,能防御飞行速度更快、技术更复杂的战术弹道导弹,并增强了防御巡航导弹的能力。自2014年1月做出里程碑C决策之后,美国陆军于2014年3月订购了90枚PAC-3 MSE导弹,又于2015年7月23日追加订购了108枚,目前正在就2016财年的采购事宜与生产商洛克希德·马丁公司进行谈判。与先前型号的导弹相比,PAC-3 MSE导弹的火箭发动机不仅体积增大,而且采用双推力设计。根据拦截目标的位置情况, PAC-3 MSE导弹将控制发动机产生第二级推力的时间,从而最大限度地增加导弹“命中即摧毁”目标的能量。为提高拦截高度,导弹安装了更大的气动舵;为增加飞行时间,导弹还配备了新的电池和电子设备。

近年来,美国陆军按计划采购和部署THAAD系统,截至2015年底,已部署5个THAAD连,并接收了100枚THAAD拦截弹。从2014年开始,美国计划改进THAAD系统,由洛克希德·马丁公司开展初始工程设计。最近,洛克希德·马丁公司提出了增程型“末段高空区域防御系统”(THAADER)方案,对拦截弹和发射装置都进行了改进。拦截弹保留原来的动能杀伤器,但推进方式由原来的一级变成两级,增加了拦截弹的拦截距离和高度。加装的第一级助推器直径为535毫米,比原先的助推器大163毫米。第二级助推器用于提高拦截弹末段飞行速度和机动能力,有利于拦截弹快速、准确接近目标。为适应拦截弹弹径的增加,THAAD系统发射装置也进行了相应改进。改进后,每部发射装置可携带的拦截弹数量由原来的8枚变成了5枚。

俄罗斯改进“山毛榉”和S-300 PMU2防空导弹系统

2015年,俄罗斯对其现役的“山毛榉”和S-300PMU2防空导弹系统进行了升级,其中,升级型S-300PMU2远程防空导弹系统已交付俄军,升级型“山毛榉”M3中程防空导弹系统计划于2016年服役。

2015年8月,俄军接收了3套升级型S-300PMU2防空导弹系统,列装于奥伦堡的俄罗斯防空训练中心。该系统安装在与S-300V防空导弹系统类似的轮式发射车上,每辆发射车载有2枚筒装导弹。与旧系统相比,S-300PMU2最大拦截距离扩大了3倍,能拦截400千米外的飞机目标。俄军计划在2020年前部署9个旅的S-300PMU2防空导弹系统。

俄罗斯金刚石-安泰公司正在改进“山毛榉”M2中程防空导弹系统,改进后的型号命名为“山毛榉”M3,计划于2016年服役。特点是采用先进的电子组件(包括全新的数字计算机、高速数据交换系统和远距离热成像目标指示器)和新型拦截弹(即9R31M导弹)。M3系统具备垂直发射能力,增大了目标毁伤概率,最大射程可达70千米, M2增加了25千米。系统采用先进的9R31M拦截弹,可在电子干扰环境下拦截高速机动空中目标。改进后,1个“山毛榉”M3防空导弹连可以同时跟踪并拦截36个目标。

此外,俄罗斯还加快了防空反导导弹的生产速度,要求国防工业部门将产量增加200%。

防空反导体系建设加速

在近年来的各种作战行动中,空袭与反空袭作战的重要性日益凸显。随着来袭目标和空袭方式的复杂多样,各国纷纷投资构建先进防空反导体系,相关新系统不断取得进展。

美国陆军一体化防空反导体系取得突破

美国陆军计划将“爱国者”防空导弹系统、THAAD系统、“哨兵”雷达和未来的“间瞄火力防护能力”(IFPC)武器都集成到一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)网络,构建一体化防空反导体系。体系中新研的IBCS项目和IFPC项目均于2015年成功进行了试验。此外,THAAD系统与美国海军的“宙斯盾”反导系统也成功进行联合反导试验,验证了美军多层联合反导能力。

IBCS进入飞行验证阶段

2015年5月28日,美国陆军正在研制的IBCS系统在白沙导弹靶场成功进行了首次拦截试验,参与试验的“爱国者”PAC-2系统成功拦截了弹道导弹靶弹,标志着历时5年研制的IBCS系统已进展到飞行验证阶段。此次拦截试验验证了IBCS系统对PAC-2系统拦截作战全过程的指挥控制。试验中,1部PAC-2系统雷达和2部改进型发射架连接到IBCS一体化火控网络,随后雷达为IBCS系统提供目标数据,IBCS系统的跟踪管理器生成了弹道导弹的合成轨迹,然后其任务控制软件在评估威胁后生成了作战方案。最后,作战中心操作员通过IBCS系统任务控制软件发射了2枚PAC-2导弹摧毁了目标。2015年11月,IBCS进行了第2次拦截试验,将“哨兵”雷达和PAC-3系统连入系统,分别于12日和19日成功拦截了1枚巡航导弹靶弹和1枚模拟现代战场环境中战术弹道导弹的老式“爱国者”导弹。

IFPC“增量2”项目捷报频传

美国陆军正在IFPC“增量2”项目中开发一种新型防空导弹系统,已于2014年10月成功研制了多功能发射装置。在2015年度,美国陆军对这种多任务发射装置进行了试验与评估,并完成了新型拦截弹的研制工作。

2015年2月,美国陆军在白沙导弹靶场成功对这种多任务发射装置进行了试验。多用途发射装置被设计为16联装导弹储运发射箱,采用模块化、开放式设计,可以针对不同的来袭威胁发射不同的拦截弹。

2015年8月,洛克希德·马丁公司完成了“小型直接碰撞杀伤”(MHTK)拦截弹的研制工作。该拦截弹适用于IFPC“增量2”项目的多任务发射装置,弹长700毫米,弹径40毫米,发射重量为2.5千克,用于C-RAM作战的有效射程可超过3千米。MHTK拦截弹采用直接碰撞杀伤方式,加装了一个穿甲装置,配用了非晶合金鸭式舵和微型电子组件。它还采用了Nammo公司研发的紧凑型火箭发动机,这种火箭发动机直接摈弃了所有的主动冷却、加热、通风和温度调节装置,通过创新结构设计、采用可超速燃烧的新型推进剂和开发持续耐热材料,满足了导弹的作战需求。

THAAD系统与“宙斯盾”反导系统进行联合反导试验

2015年11月1日,美国陆军THAAD系统和海军“宙斯盾”反导系统在西太平洋威克岛附近海域进行了一次代号为“飞行试验行动-02 事件2A”(FTO-02 E2A)的联合反导试验。在这次展示美军多层联合反导能力的复杂反导作战试验中,首先由C-17运输机在威克岛西南海域向指定海域发射1枚近程空射靶弹,随后“宙斯盾”系统发射“标准-3”拦截弹进行中段拦截。 “标准-3”由于故障致拦截失败后,THAAD系统成功拦截并摧毁了处于飞行末段的靶弹。与此同时,“宙斯盾”系统引导1枚 “标准2 ”Block IIIA拦截弹对1架模拟低空来袭巡航导弹的BQM-74E靶机进行拦截。

以色列多层防空反导体系即将完善

为了进一步完善由“箭-2”防空反导系统、PAC-3防空反导系统和“铁穹”C-RAM系统组成的多层防空反导体系,以色列正在紧锣密鼓地开发“箭-3”防空反导系统和“大卫投石索”防空反导系统。这2种系统都由以色列与美国联合研制,前者计划在2016年后服役,提供大气层外拦截能力;后者计划在2016年部署,替换 PAC-3系统,填补“铁穹”和“箭”系列防空反导系统之间的能力空白。

“箭-3”导弹防御系统首次进行拦截试验

2015年12月10日,以色列国防部宣布成功进行“箭-3”导弹防御系统试验。在试验中,“箭-3”导弹防御系统完成所有计划的飞行试验目标并摧毁靶弹。“箭-3”导弹防御系统由以色列航空航天工业公司(IAI)和美国波音公司联合研制。以色列曾于2014年12月进行“箭-3”系统拦截试验,但拦截弹未能锁定靶弹。

“大卫投石索”防空反导系统即将投产

“大卫投石索”防空导弹系统于2015年4月通过一系列拦截试验,并定于2016年投产。在试验中,模拟“飞毛腿”导弹的“黑麻雀”靶弹从1架 F-15I战斗机上发射,多任务搜索雷达探测到目标后将信息传送到中央火控中心,随后“大卫投石索”系统发射拦截弹,成功摧毁靶弹。

德国基于MEADS建立新一代陆基“战术防空反导系统”

德国决定以“中远程防空系统”(MEADS)为基础,建立其新一代陆基“战术防空反导系统”(TLVS)。 2015年6月,德国宣布决定采购MEADS系统,替换20世纪80年代部署的“爱国者”防空系统,共计划采购8~10个连,以满足其对TLVS战术防空反导系统的需求。德国已为该系统投入10亿欧元的研制经费,后续研制和采购经费还需30亿~40亿欧元。以MEADS为基础建立的TLVS将具有MEADS系统的特性,包括360°覆盖、开放式系统架构以及“即插即战”能力,可便捷地连入其他传感器和武器系统,也可以在战场中快速部署并且在不关机状态下完成系统的重新配置。此外,TLVS作战成本比当前防空系统显著降低,在扩大拦截范围的同时显著减少了设备数量和人力。德国还计划将IRIS-T导弹作为拦截弹集成到MEADS系统中。

新概念防空装备技术向形成实战能力发展

电磁炮和激光武器等新概念武器和技术近年来不断取得突破,美国陆军开始考虑将这些新概念武器集成入其防空体系中,标志着新概念防空武器正在由技术开发向形成实战能力发展。

美国陆军考虑将电磁轨道炮用于陆基防空

经过多年努力,美国海军电磁轨道炮项目不断向前推进,完成了多次实验室射击试验,弹丸飞行速度达到马赫数7,美国陆军也开始考虑将电磁轨道炮应用于陆基防空。

2015年7月,在美国定向能峰会期间,美国陆军防空反导项目执行官透露,美国陆军正在与海军和国防部合作研究电磁轨道炮的相关理论和技术,探求如何将电磁轨道炮集成到陆军防空体系中用于对付近程弹道导弹威胁。目前,美国陆军开展的相关工作包括开发适配陆基电磁轨道炮的多功能火控系统和研究电磁轨道炮的使用条令和战术、技术与规程。

美国陆军采购模块化高功率激光器

激光武器作为战场上对传统动能武器的补充,未来将提供可靠的威胁防护能力,对抗大量无人机、火箭弹和迫击炮弹等集群目标。2015年10月,洛克希德·马丁公司开始为美国陆军生产新一代模块化高功率激光器,通过集成多个光纤激光器组件形成光纤模块化激光器,以产生强激光束。激光器的模块化设计不仅将提高激光武器的作战适用性,使激光束的功率在较大范围内可调,满足不同的任务和威胁需求;而且还有利于维修保障,大大减少了由单个激光器损坏而引起整套系统出现故障的可能性,减少了频繁维修或修复的需要。

另外,美国国防高级研究计划局的高能液体激光区域防御系统(HELLADS)也于2015年完成了一系列演示试验,包括激光功率与光束质量测试和反火箭弹、迫击炮弹和车辆的野外试验,这标志着项目已经结束实验室开发阶段。

反无人机武器备受重视

无人机已成为当前战场上普遍使用的一种多用途新型武器装备,由此产生了迫切的反无人机作战需求。各国十分重视研究反无人机技术,2015年在C-RAM系统反无人机、激光武器反无人机和集成的反无人机系统三个方面取得了突破。

美、以拓展C-RAM系统的反无人机能力

近年来,美国和以色列装备的CRAM系统已经在作战中验证了其拦截火箭弹、炮弹和迫击炮弹的卓越能力,未来还将把无人机进一步纳入其目标范围。

尽管美国陆军IFPC“增量2”项目已选定基于导弹的C-RAM系统作为技术方案,但是基于火炮的C-RAM系统也发展成熟,并将无人机威胁也纳入了防御目标范围之列。2015年4月,IFPC项目研究团队在尤马试验场进行了试验,利用基于火炮的C-RAM系统发射指令制导炮弹,击落了1架无人机。研究人员根据试验结果改进了其火控系统,在随后的最终技术演示期间,基于火炮的C-RAM系统又成功击落了2架“驱逐者”无人机,拦截距离分别为1千米和1.5千米。该系统使用50毫米自动炮发射指令制导炮弹,配有精确跟踪雷达干涉仪、火控计算机和射频收发机。所有智能化操控流程基本都在地面站完成,地面站计算出炮弹弹道修正方案后,通过射频无线电将信息发送给炮弹。

以色列国防部和拉斐尔公司对“铁穹”C-RAM系统进行了升级,使其具备了反无人机能力。拉斐尔公司于2015年7月公布了一段视频,视频中“铁穹”C-RAM 系统击落了1架无人机。

美、俄、德研制反无人机激光武器

由于无人机价值相对低廉,使用导弹对其进行打击的效费比非常低,因此开发反无人机激光武器成为一个重要的发展方向。

美国波音公司研制了一种紧凑型激光武器,可通过中波红外传感器在40千米内识别与追踪目标,在37千米范围内打击目标。它采用了紧凑型和轻量化的设计,包含控制器、激光器、水冷系统、电源系统以及激光定位器,质量仅为295千克。激光器功率范围为2~10千瓦,聚焦形成直径0.3米的光斑,可损毁无人机的光学系统或将其击落。2015年8月,波音公司对该激光武器系统成功进行了反无人机试验,试验中发射出2千瓦激光束,对无人机尾部照射了10~15秒后,无人机被击落。

俄罗斯在2015年莫斯科装备展期间披露了联合仪器公司研制的反无人机激光武器系统。该系统安装在“山毛榉”防空导弹系统发射车底盘上,能够360°发射,可以打击10千米范围内的有屏蔽的军用电子设备,包括无人机。

MBDA德国公司开发了拦截距离为3千米的激光技术演示样机。该演示样机由4台功率为10千瓦的激光器合束产生40千瓦激光束,计划在5年内使拦截距离增加到5千米。2015年5月,该样机成功进行了拦截试验,发射20千瓦激光束,在3.39秒内使500米外的小型无人机起火并烧毁。该样机还在2015年6月进行了自动捕获目标的试验。

英国开发出全球首套完全集成的反无人机系统

完整的反无人机任务包括探测、跟踪、识别和打击四个环节,前三个环节是反无人机任务的难点所在,因为无人机目标体积小、雷达反射信号、热信号及声音信号弱,使许多无人机敌友识别系统无法辨认。2015年,多家英国公司合作开发了全球首套完全集成的“反无人机防御系统”(AUDS),有效克服了探测、跟踪和识别无人机目标的难题,提供了一种高效且经济可承受的反无人机系统。

AUDS由4频段射频抑制/屏蔽系统、光学干扰器和快速部署模块组成,能够在8千米距离上探测、跟踪、识别、干扰和压制无人机。2015年3月,AUDS参与了法国政府组织的一次试验,成功探测和压制了一系列固定翼和螺旋翼无人机。2015年5月,AUDS还参与了英国政府在苏格兰西弗鲁赫进行的反无人机试验。

AUDS的性能优势包括:(1)采用多普勒处理技术的全电扫描雷达,可全天候全天时地探测高速/低速飞行的微型和小型无人机,并具有良好的地面杂波抑制能力;(2)采用高精度稳定水平和倾斜指示器,结合最先进的昼夜电光/红外摄像机和数字视频跟踪技术,能够自动跟踪和识别无人机;(3)采用智能射频抑制器,能够根据无人机的不同类型指控通信链路进行选择性的干扰,并减少附带损伤。

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