“萨德”反导系统解析

国防军工 事件概述: 尹锡悦近日当选韩国总统，将于5月上任。尹锡悦的外交政策具有强烈亲美和强硬对朝色彩，此前就提出放弃文在寅政府对中国做出的“三不”承诺（不考虑追加部署“萨德”系统，不加入美国反导体系，韩美日安全合作不会发展成为三方军事同盟），并呼吁追加购买一套“萨德”系统，部署在距离首尔更近的地方，以应对朝鲜日益增长的导弹威胁。 此前的2017年4月26日，萨德反导系统的2辆发射车、X波段雷达开始在韩国投入运行。 分析与判断: ►萨德系统的核心装备是X波段探测雷达 一套萨德系统（THAAD）通常由指挥中心、1部地面X波段雷达、6部八联装发射装置和48枚拦截弹组成，生产商为洛克希德·马丁公司、波音公司、雷神公司。其采用卫星、 红外、雷达三位一体的综合预警方式，最远探测距离可达2000公里，拦截高度达40-150公里，并可在200公里范围内发射导弹反击，即除反导防御外还具备一定攻击作战能力。 萨德系统的核心装备是AN/TPY-2 X波段雷达，由天线、电力系统、冷却系统和动力系统四部分组成，天线面积为9.2平方米，拥有25344个辐射单元。由于使用窄波束，可完成对弹头真假的识别、搜索、跟踪，为拦截器提供导弹预计位置的精确评估。 该雷达是世界上最大、性能最强的陆基移动弹道导弹预警雷达。如部署在韩国，相当于在韩国安置了一个巨型的望远镜，其监测范围已经远超朝鲜半岛，整个亚洲腹地都在它监控的范围内，中国近一半的面积以及俄罗斯远东地区都将处在萨德的监测圈。 利用动能杀伤飞行器KKV进行二次拦截 萨德系统的工作模式如下： 1）在1000公里范围内，AN/TPY-2雷达对敌方弹道导弹进行发现、识别、锁定、跟踪。然后将目标坐标信息传递给系统的火控中心。 2）当敌方弹道导弹进入到飞行末段、弹头准备再入大气层、且进入到200公里范围后，萨德系统发射反导导弹。 3）导弹加速到6-8倍音速后，释放动能杀伤飞行器KKV，最终KKV将敌方弹头撞毁在大气层外或大气层内。 在这里，动能杀伤飞行器KKV（Kinetic Kill Vehicle）替代了传统的炸药战斗部。也就是说，萨德的防空弹是没有弹头 的，其所搭载的KKV相当于一个迷你小卫星，通过精确定位与精确控制，直接用这枚迷你小卫星撞向正在飞行末段、 准备再入大气层的敌方弹道导弹弹头。“动能杀伤”的难度不亚于“子弹打子弹”，对末制导和空间机动的矢量技术要求很高。 萨德系统发射车可在公路、铁路或者海上运输，也可由运输机直接空运，战术战略机动性强，生存能力强。可以说，萨德系统是目前最先进的陆基高空远程反导系统。 完成五次中段反导试验，中国反导技术日趋成熟 据国防部网消息，2021年2月4日，中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验，试验达到了预期目的。 这一试验是防御性的，不针对任何国家。 反导系统被誉为世界上最尖端的技术对抗，是在不少大国积极发展战略反导技术的国际背景下，取得新战略平衡的重要举措。反导拦截技术分为上升段拦截、中段拦截和末段拦截，其中，中段拦截在三个阶段拦截中是技术难度最高的， 在实施过程中，要融合应用战场感知、跟踪识别、快速发射、 目标锁定、拦截毁伤等多项技术。陆基中段反导系统作为战略武器防御“屏障”，可对其他国家形成单向战略威慑，这不仅能增加国家外交和安全政策上的灵活性，也大大增加了国家间博弈的战略压力。 中国分别于2010年、2013年、2014年、2018年、2021年进行了五次陆基中段反导拦截试验，是继美国后第二个进行陆基中段反导拦截试验的国家。陆基中段反导拦截系统组成庞杂、技术难度极高，多次陆基中段反导拦截试验的成功 ，说明中国这一战略技术越来越成熟。 风险提示 国际局势存在不确定性的风险，武器装备研制进度不及预期的风险。 萨德系统于1987年提出计划，并开始一系列验证试验，2000年转入工程研制阶段，2007年进入生产阶段，2008年5月装备美国陆军。萨德系统总承包商为洛克希德·马丁公司。萨德系统最初设计主要用来防御射程大于600公里的近程和中程弹道导弹，2002年底，美国退出《反弹道导弹条约》，美国导弹防御局开始改进萨德系统，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。 目前萨德系统已在美国及多个国家部署。在亚太地区，美军主要正在德克萨斯州的布利斯堡陆军基地部署，2013年曾将一套萨德系统移至关岛临时部署，以应对北韩远程弹道导弹的威胁。2017年，驻韩美军在韩国星州郡部署6辆萨德系统发射车，并调整至作战状态。在中东地区，2016年阿联酋部署萨德系统，成为首个部署这一系统的海湾和中东国家；2018年沙特阿拉伯宣布购买萨德反导系统；2019年，美军将其临时部署到以色列境内，进行两国联合军事演练。 2.萨德系统由AN/TPY-2雷达、C2BMC指挥系统、8联发射装置和拦截弹构成 萨德系统由拦截弹、8联装导弹发射装置、AN/TPY-2雷达系统、指挥和火控系统（C2BMC）等部分组成。每个萨德连有150枚拦截弹、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。萨德系统的作战过程分为四个步骤：首先雷达系统探测到导弹来袭，再由指挥和火控系统锁定目标，随后发射车发射拦截弹，由拦截弹在空中摧毁来袭导弹。 2.1.AN/TPY-2雷达系统 萨德系统的标准雷达配置是一台AN/TPY-2 X波段固体有源多功能相控阵雷达，是世界上最大、性能最强的陆基移动弹道导弹预警雷达，也是萨德系统的核心部件。 AN/TPY-2雷达具备远程探测、跟踪和目标识别能力，为拦截大气层内外3500公里内中程导弹而研制。该系统由雷神公司生产，由主电源单位、电子设备单元、冷却设备单元、作战控制单元和相控阵天线五个部分组成，雷达天线面积为9.2平方米，发射/接收阵元数为30464个。该雷达的探测距离最远可达2300公里(对于雷达反射截面积为100㎡的目标)，对于雷达反射截面积为1㎡的目标探测距离达1700公里。 AN/TPY-2雷达在探测距离和分辨率等方面都处于前列，其在作战运用中具有多重优势:1)搜索方式多样，检测探测能力强。AN/TPY-2雷达可实现多个脉冲的顺序发射和同时接收，并且波束内发射3个不同频率的脉冲可对雷达RCS去相关，有效提高了其检测能力;2)分辨率高，跟踪识别能力强。由于该雷达的X波段波长较短，再加上巨大的阵面使得雷达的分辨率非常高，不仅跟踪识别能力很强，还能够区分出弹头、假诱饵和弹头碎片;3)抗干扰强。AN/TPY-2雷达的输出功率非常高，抗干扰能力很强，能够在恶劣环境中精确获取目标的位置、速度、加速度等各个参数;4)雷达的制导模式能够实时引导拦截弹飞行，减少拦截后对目标地点的毁伤。5)装备兼容性和机动性很强，可以在公路、铁路或者海上运输，也可以由运输机直接空运。 2.2.指挥控制系统（C2BMC） C2BMC是美国弹道导弹防御系统的作战指挥与通信系统，本质是位于指挥中心的一种软件系统。自2002年提出以来，经过十几年的研发实践，是连接拦截系统和预警探测系统的关键，同时充分发挥出美国全球导弹防御系统的综合性能，该系统是在2009年正式接纳萨德系统。 完整的C2BMC系统具有5种能力：1)态势感知。即系统可以将反导系统中各个单元的数据信息进行整合及时反馈，使传感装置和武器系统以最佳方式联合以达到作战要求。2)自适应规划。即系统具有能预先拟定拦截计划，并优化分析提供最适用于当前战场态势最优方案的能力，且能够派生出作战方案计划和交战次序。3)交战控制。 即系统把指挥控制和管理合二为一，在交战中实现对传感装置的管理，为拦截弹规划选择最佳轨迹，制定有序的发射安排，上传拦截计划，传达指挥决策。4)建模仿真与分析。C2BMC以自动化的形式综合分析已知数据并以数字化的方式进行作战想定和分析评估。5)通信能力。以网络为中心，在导弹防御系统之间进行数据信息的传输。这五种能力高效协作、交叉配合，形成了系统的综合实力。在反导拦截作战过程中，C2BMC系统可以不断分析评估和纠正修改作战规划，它的作用发挥是循环式的。 2.3.发射装置 萨德配备的是8联装的导弹发射装置，该装置安装在美国奥什克什公司的重型扩展机动战术卡车上，该车可与陆军现有车辆通用，并可自行装弹。早期设计，每辆发射车可以携带10枚萨德拦截弹，目前为8枚装。根据美军的设计要求，该车可由C-17或者C-5战略运输机空运，也可在拆分后由C-130运输机运输，在到达指定地点后，操作人员能在30min内完成发射准备，待命的导弹能在接到发射命令后几秒钟内完成发射。车上的蓄电池及蓄电池充电分系统可支持发射车连续12天自动工作。因此，萨德导弹发射装置具有机动性和兼容性高、发射和重新装弹迅速、生存能力强等特点。 2.4.拦截弹 目前普遍装备部队的萨德拦截弹由一级固体助推火箭和动能杀伤器（KKV）组成。 该弹总长6.17米，起飞重量约600公斤。其中KKV由捕获和跟踪目标的中波红外导引头、信号处理机、采用激光陀螺的惯性测量装置和用于机动飞行的轨道与姿态控制推进系统等组成，长2.325米，底部直径370毫米，重量约60公斤，飞行速度为2000米/秒。相对于美国之前研制的动能拦截弹系列而言，萨德系统的拦截弹是最为优越的。 基于KKV的以上组成，萨德拦截弹作战特点如下:1)精确的目标探测和识别。KKV有毫米波探测技术和红外成像探测技术，可在不同条件下对目标精确探测，同时还有微波、毫米波雷达、可见光、紫外、红外等手段用于识别真假目标。2)拦截器精确基准与导航。通过拦截器的惯性测量技术和传感器融合等技术，使拦截器快速准确分析运动参数，确定拦截弹道。3)快速响应精确控制。KKV的姿控轨控推进系统以及制导系统更适用于末段快速反应下的拦截作战。4)依靠动能摧毁目标，摧毁能力更强，并且爆炸产生的高温对于化学武器也能起到摧毁作用。 3.作战能力全面：防御范围广，毁伤能力强，机动性强 萨德系统的作战能力非常全面，在美国全球导弹防御系统中具有许多突出的特点和优势。其最大的优势在于防御范围广，可以在大气层内外拦截导弹。首先，萨德系统的防卫半径达到200公里，而“爱国者-2”和“爱国者-3”的反导射程仅分别为15公里和30公里。因此，“爱国者”被归为“点防御系统”，“萨德”则为“面防御系统”，主要用于保护较大的战略性地区和目标。同时，萨德也是美军反导体系中，唯一既能在大气层内高空（40-100公里）拦截目标，也可以在大气层外（100-180公里）拦截目标的系统。而这个拦截高度区间正好是射程3500公里以上的远程和洲际导弹的飞行末段，以及射程3500公里以下的中近程导弹的飞行中段，较大的拦截高度为萨德系统提供了实施多次拦截的充足反应时间和作战空间。 在拦截作战过程中，系统会实时评估作战数据修正计划，并在目标未摧毁的情况下进行二次拦截。之后还可二次毁伤评估，若失败，可与低层防御系统联合防御作战拦截。二次拦截能力加大了来袭导弹突防的难度，因此萨德系统具有很高的拦截精度。 萨德系统采用动能碰撞的杀伤模式，毁伤能力更强。美军此前的防空和反导导弹一般都采用“高能炸药破片全向飞散”的杀伤方式，往往只能实现所谓的“任务破坏”而非“导弹破坏”，即仅使来袭导弹偏离原定轨道，目标弹头内的爆炸物或生化战剂仍会散落地面造成损伤。萨德系统拦截弹的破坏机理则是“碰撞-杀伤”，以高速撞击来引爆目标弹头，其间产生的高热可使生化战剂失效。“动能杀伤”的难度不亚于“子弹打子弹”，对末制导和空间机动的矢量技术要求很高，却也大幅减少了萨德系统拦截弹的战斗部质量，使其增加拦截高度成为可能。 萨德系统机动能力强，系统间互操作性高。除了因为本身萨德系统的部件均采用轮式底盘，机动性强外，它在设计上与陆军的装备车辆互通，计算机、通信装备和全球卫星定位系统(GPS)接收机等全部是陆军标准化装备，雷达预警、识别等信息数据也是互通的，并且能够按需部署，提高了作战综合效能