■ 《超级战舰》电影海报
“标准”-3不仅是一款高端防御武器,其更赋予了航母战斗群对太空目标主动进攻的能力。
又到了两年一度的环太平洋多国联合演习季。阿利·伯克级驱逐舰“约翰·保罗·琼斯”号在夏威夷周边海域疾驰。对于海军中尉艾利克斯来说,这只是一次演习。
突然,数十枚火球从天而降,其坠落轨迹近乎垂直。没等“琼斯”号上的“宙斯盾”系统做出反应,这艘以独立战争中的海上英雄命名的驱逐舰就几乎被撕成碎片——演习惊动了外星战舰,美国超级舰队与最可怕的对手相遇,人类能否生存在此一战……
平心而论,《超级战舰》算不上是部好电影。然而,我们又不得不佩服美国人的忧患意识与军事知识素养。那些对军事,尤其是对海军装备感兴趣的影迷不会陌生,上述情节中外星人的攻击方式与反舰弹道导弹极为相似。这部爆米花电影拍摄于2010年,两年后于北美首映。我们注意到,就是在这两年内,美国军界与媒体对中国“东风”21D反舰弹道导弹的担忧与日俱增,就在这部电影紧张拍摄之时,解放军于2011年首次向外界承认了“东风”21D。
在大银幕上,“宙斯盾”驱逐舰面对弹道式武器的攻击毫无还手之力。实际情况也许没这么惨,美国海军早在2011年3月就在提康德罗加级巡洋舰“蒙特利”号上部署了首款专业反导导弹“标准”-3BlockⅠA。也许该导弹在研制时只是为了拦截射向本方地面目标的战术弹道导弹,不过其在客观上的确让美国航母战斗群在遭遇所谓反舰弹道导弹时,不至于像电影中那样束手无策。
■ 2013年5月24日,在位于加利福尼亚州塞尔镇的美国海军武器仓库,“标准”系列导弹制造厂的工作人员正在向国际客户派遣的专家团介绍产品
后“星球大战”时代的太空反导
在“标准”-2Block Ⅳ A下马后,“标准”-3已经成为美国海军目前唯一专门用于反导的导弹系统。该项目已经开始初步部署,后续技术升级工作也在紧锣密鼓地进行。
据雷神公司官网2014年4月23日报道,美国海军于当月首次部署了“标准”-3Block Ⅰ B型舰载反导系统。这标志着“标准”-3家族的实战部署已经进入到第二阶段。雷神导弹系统分公司总裁劳伦斯博士骄傲地宣称:“标准”-3极高的试验成功率使全球各战区指挥官在对抗弹道导弹时充满信心。
可能和很多人想象的不同,“标准”-3并非是为了满足克林顿政府于1993年提出的战区弹道导弹防御计划(TMD)临时发展出的型号,其历史甚至可以追溯到冷战结束前。作为海军战区广域防御系统(NTW)的核心,美国计划用“标准”-3直接拦截大气层外还处于中段飞行状态的中近程弹道导弹,从而为海外的美军和盟国提供战区弹道导弹防御能力。换句话说,“标准”-3是一种中段拦截型反导武器,其技术层次比负责大气层内末端拦截的“爱国者”-3高得多,与中国多次试验过的中段反导拦截系统属同一类型武器。
“标准”-3导弹采用4级结构,第一级是535毫米直径的MK72助推器;第二级是343毫米直径的MK104单室双推力固体发动机。前两级发动机都来自于“标准”-2Block Ⅳ,后者早在1987年就开始研制了。只有第三级发动机MK136是为“标准”-3独立开发的;第四级也就是动能杀伤弹头,通常称为大气层外轻型战斗部(LEAP),于1985年开始研发,当时的美国反导计划还处于里根的“星球大战”时代。
■ “标准”-3系列
宙斯盾系统反卫星实验
从1992年到1995年间,为了验证NTW系统的可行性,美国海军使用改进后的“小猎犬”防空导弹先进行了4次早期飞行试验,分别验证导弹精确投放LEAP、第三级发动机性能、导引头探测等内容,其中后两次曾尝试实际拦截,结果以失败告终。1999年5月,已纳入TMD的NTW项目正式启动,同年9月24日,“标准”-3导弹进行首次飞行测试,成功实现第二级和第三级发动机分离;2000年7月14日的第二次飞行测试本来准备验证第三级发动机性能,然而由于控制软件问题导致试验失败。直到2001年1月25日的第三次测试,才实现第三级发动机同弹体的分离和LEAP投放。
2002年1月25日,“标准”-3导弹完成首次全面飞行测试,参加试验的是提康德罗加级“伊利湖”号巡洋舰,靶标为“白羊座”近程弹道导弹。结果“标准”-3在“白羊座”的再入段撞毁目标。2002年11月21日,“标准”-3又成功拦截上升段的“白羊座”靶标。上述两次试验虽然还没能证明“标准”-3的太空中段拦截技术,但至少说明该导弹系统具备在弹道导弹全射程内实施拦截的功能。对于航母战斗群来说,这意味着“标准”-3即便没能在太空撞毁目标,“宙斯盾”舰艇还有第二次机会实施大气层内拦截。
2003年12月11日的试验验证了“标准”-3系统的联网作战能力,一艘“宙斯盾”舰前出探测,再通过数据链将目标信息传输给发射导弹的战舰。在2005年2月24日的首次实战标准测试中,一枚“标准”-3Block Ⅰ导弹成功命中目标,这标志着该导弹系统已经形成战斗力。2006年6月22日,“标准”-3Block Ⅰ A首次对弹头分离的目标进行拦截,在太空中成功拦截到分离后的弹头。
此外,2008年2月20日,美国海军还使用软件升级过的“标准”-3Block Ⅰ A在247千米高度击毁了一颗失效卫星,据测算,拦截时的星弹相对速度高达30马赫,“标准”-3的低轨反卫能力首次得到验证。
■ 2002年6月13日,美海军进行了第三次海基战区防御系统实验,位于夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场发射了一枚“白羊座”近程弹道导弹,担任拦截任务的同样是“伊利湖”号(CG-70),左图为红外跟踪系统捕捉的飞行中的“白羊座”图像,右图为飞行初段的“白羊座”
一艘“宙斯盾”舰覆盖日本全境
发展到今天,“标准”-3导弹系统对于中近程弹道导弹的拦截成功率已经相当高。第一阶段部署的“标准”-3Block Ⅰ A在大气层内飞行初段与中段采用惯导加GPS修正复合制导,大气层外的飞行末段采用单色红外成像导引头,以及脉冲节流转向及姿态控制系统,具有很强的目标捕捉与末端机动能力。第二阶段部署的“标准”-3BlockⅠ B进一步换装了双色红外导引头和新型数字信号处理器,同时改进了动能弹头的转向系统。
以“标准”-3Block Ⅰ A所采用的RIM-161A导弹为例,该导弹全长6.55米、翼展1.57米、起飞重量1490千克、射程大于500千米、射高大于160千米。作战时,“宙斯盾”舰上的AN/SPY-1雷达将接收卫星或陆基雷达系统传来的弹道导弹发射数据,分析解算后输入弹上计算机。当弹道导弹进入AN/SPY-1雷达探测范围时,雷达锁定目标,导弹发射。第一级MK72固体火箭发动机会先把“标准”-3推送出MK41垂直发射系统,此时导弹依然和舰艇保持数据传输。MK72燃烧完后脱离,第二级MK104发动机将在空中点火,导弹继续接收来自“宙斯盾”舰的GPS修正信号。第三级MK136固体火箭发动机将在MK104燃烧完后启动,采用脉冲点火方式提供持续30秒的推力,从而将导弹送入太空。
■ “标准”-3作战体系
此后,LEAP战斗部上的红外成像导引头将锁定弹道导弹,LEAP上的脉冲节流转向及姿态控制系统则帮助弹头在最后阶段冲向目标。如果命中,其冲击力相当于10吨重的卡车以接近1000千米/小时的速度碰撞后产生的能量,任何弹道导弹面对这样的碰撞都肯定会被彻底摧毁。
目前正在开发中的“标准”-3Block Ⅱ由美国和日本联合研制,其将采用轻质复合材料头锥、多色红外导引头、更灵巧的动能战斗部,以及更高性能的第二级发动机。“标准”-3Block Ⅱ的第二级发动机直径增加到533毫米,使导弹在大气层外的拦截速度从目前的9马赫提高到惊人的13马赫。如果是拦截刚发射的上升段弹道导弹的话,“标准”-3Block Ⅱ的末端拦截速度甚至可以达到20马赫以上。
有了强大的动力系统作保障,“标准”-3Block Ⅱ的射程和射高也大幅扩展,按估算,只需要1艘装备该型导弹的“宙斯盾”舰就可以为整个日本四岛提供弹道导弹防御;如果采用现有的“标准”-3BlockⅠA导弹,则需要3艘“宙斯盾”舰才能达到相同效果。
■ “标准”-3Block Ⅰ B的动能战斗部
“标准”-3导弹未来也将发展出Block Ⅱ A和Block Ⅱ B型号。Block Ⅱ A的动能弹头直径增加到533毫米,更大的动能弹头配置了分辨率更高的红外导引头和侧向机动能力更强的转向系统。本来“标准”-3Block Ⅱ B还计划配备多拦截器战斗部(MKV),每个MKV可以释放5枚子弹头,这样对抗诱饵干扰和分导式多弹头弹道导弹的能力将有质的提高。不过根据2009年美国国防部的决定,MKV战斗部的研发计划已经被终止。(www.daowen.com)
卫星监控全球弹道导弹
弹道导弹的飞行速度极快,且相对容易拦截的上升段和中段一般均与拦截火力平台相距较远。能否成功实施拦截,关键就在于能否第一时间发现弹道导弹的发射与飞行情况,从而为之后的拦截行动提供更充分的准备时间。如果仅靠舰载的“宙斯盾”雷达系统探测已经飞临航母战斗群上空的弹道导弹,即便“标准”-3性能再强,也很难摧毁速度极高,且弹道接近垂直的再入段目标。
为了提高对弹道导弹袭击的预警能力,21世纪初,美国国防部对冷战时期的天基红外监控系统的低轨部分做出了调整。与原系统相比,新的天基跟踪与监视系统(STSS)投资更小,部署时间也更短。STSS由24~27颗分布于3~4个太阳同步轨道面的低轨卫星组成。这是一种小型低成本卫星,采用多台探测器,工作波段包括可见光、短波、中波、长波红外光等频段,可以对全球范围内发射的弹道导弹实施全程弹道跟踪。
该系统不仅可以提供导弹发射的准确时间和地点,获取导弹速度和加速度,进而准确估计落点,还可以将中段弹头从诱饵中识别出来,然后引导陆基与海基雷达锁定来袭导弹,最终由舰载的“标准”-3或其他反导导弹摧毁目标。除STSS卫星系统外,美国海军的前沿部署型X波段雷达AN/TPY-2也可以提供较大范围的太空目标跟踪数据,这些数据可直接支持“标准”-3导弹的拦截火控。
■ STSS的全称是Space Tracking and Surveillance System,即天基跟踪与监视系统,系统的核心就是右图所示的“太空飞行器”
■ 2009年9月25日,在位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地,“德尔塔”Ⅱ火箭将首批两枚用于演示验证的STSS卫星,即STSS-Demo,成功送入太阳同步轨道,运行初段,这两枚卫星出现了数据传输问题,2010年5月,项目团队对卫星搭载的两台传感器进行了校准,分别是用于俯视地球,寻找弹道导弹助推器产生的明亮热尾焰的单轴短波红外孔径传感器,以及可在短波、中波和长波的红外频段收集数据的双轴万向传感器,它们均由雷声公司制造,完成校准后,系统得以正常运行
美国导弹防御局天基跟踪与监视系统(STSS)
■ 以STSS为基础构成的天基监控体系
按照计划,未来每艘“宙斯盾”舰上将部署25枚左右的“标准”-3反导导弹。每支航母战斗群按配备6~8艘“宙斯盾”舰艇计算,其总的反导火力将达到150~200枚反导导弹。不过,这样的部署方案将占用MK41系统其他型号导弹的装备额度。因此,美军也有可能在每支航母战斗群里只配备4艘左右的反导型“宙斯盾”舰,即便如此,单航母战斗群的反导火力也有100枚“标准”-3。其实目前美国海军面对的反舰弹道导弹威胁并非那么急迫,100枚反导导弹对于单航母战斗群来说已经是一个不小的数字。
反舰弹道导弹将成鸡肋?
话说回来,美国研制“标准”-3的最初目的并不是为了对付反舰弹道导弹,而是希望在本土之外提供一种防御普通战术弹道导弹的战区反导能力。该导弹系统不仅装备美国海军,也出口到日本等盟国军队,并发展出陆基型号部署于东欧。“标准”-3最好的拦截窗口是在目标上升段,在罗马尼亚部署的陆基“标准”-3系统正好可以对俄罗斯西部和南部军区发射初段的弹道导弹构成重大威胁。当然,美国的借口是为了拦截射向欧洲的伊朗“流星”系列弹道导弹。此外,日本也计划用海基的“标准”-3应对朝鲜、中国与俄罗斯远东地区的弹道导弹。
因此,长期以来,各界关于“标准”-3反导系统的讨论均集中于战区反导领域,却很少提及航母战斗群也可以用该导弹拦截敌方的反舰弹道导弹。实际上,“标准”-3可拦截目标的类型正好涵盖了3000千米射程内的反舰弹道导弹。由于是中段拦截系统,反舰弹道导弹在再入段可能采取的特殊变轨突防方式对“标准”-3完全不起作用,而反舰弹道导弹在太空飞行中段虽然也可能采取简单的弹道修正措施,然而这些措施并非是出于躲避拦截的考虑,只是为了更精准地飞向目标上空。也就是说,如果仅从理论上分析,“标准”-3对反舰弹道导弹的拦截成功率应该相当高。
对于攻击方来讲,“标准”-3的出现实际上提出了另外一个重大问题:是否还有必要投入重金发展反舰弹道导弹。本来弹道导弹的超高速攻顶式弹道正好针对航母战斗群的罩门,现在这个罩门已经被填补。如果还希望用弹道导弹击沉航母,攻击方势必需要发射大量的反舰弹道导弹,采取饱和打击方式才有可能成功。值得注意的是,“标准”-3并非只有太空中的一道防线,其在大气层内还可以拦截进入再入段的少量“漏网之鱼”。
■ 2011年9月13日,罗马尼亚正式与美国签订协议,同意美国在其境内靠近保加利亚边境的德韦塞卢空军基地部署“标准”-3陆基反导系统,全系统预计2015年正式投入使用,图为建造中的发射井
专门研制并生产一款新型反舰弹道导弹成本巨大,这种武器未来的发展方向也许是将更多老式的普通战术弹道导弹改装成反舰型。如果情报系统能够给予充分保障,大量发射这类改装型低成本反舰弹道导弹既不会带来人员损失,又充分利用了剩余资源,还有可能对航母战斗群构成重大威胁,不失为一种性价比较高的反航母手段。同时,由于“标准”-3严重依赖天基侦察系统所提供的早期预警情报,这就给攻击方提供了另外一种间接反航母手段。俄罗斯在冷战时期就已具备反卫能力,中国也于近年进行过反卫试验。STSS卫星都是低轨小型卫星,攻击难度并不算大。如果先弄瞎“标准”-3的太空天眼,后续对航母战斗群的弹道导弹攻击自然事半功倍。
反过来说,“标准”-3本身也具备较强的低轨反卫能力,攻击方要在上千千米外锁定航空母舰,同样需要天基侦察系统帮忙。如果“标准”-3先摧毁了攻击方的海洋卫星监控系统,反舰弹道导弹也就基本丧失了攻击能力。所以说,“标准”-3不仅是一种高端防御性武器,同时也赋予了航母战斗群对太空目标主动进攻的能力。
■ 北约、伊朗和俄罗斯在欧洲的近程弹道导弹和反导系统部署情况
■ 2007年1月11日,中国进行了第一次陆基反卫星实验,西昌卫星发射中心发射了一枚携带动能战斗部的“开拓者”1号火箭,成功击毁了轨道高度865千米,重750千克的已报废的“风云”1C气象卫星
■ 2013年1月27日,中国在境内进行了第二次陆基中段反导技术试验,上图是相关区域天文爱好者拍摄的照片
军情链接
中国的反导拦截系统
中国的导弹防御系统建设起步较早。1964年2月,毛泽东主席与钱学森专门谈到反导问题:“5年不行,10年;10年不行,15年。总要搞出来。”后续相关研究项目被定为640工程。接下来十几年里,中国分别进行了“反击一号”到“反击三号”反导系统研制。尽管最后无果而终,仍取得了重要的技术积累。
■ 作为640工程中重要组成部分的7010大型远程预警雷达,部署于河北省张家口市宣化县与涿鹿县交界处的黄羊山上于1977年建成并投入使用,如今已经被废弃,该型雷达采用相控阵体制,阵面宽40米,高20米,布置有8976个辐射单元探测距离3000千米
俄罗斯的反导与反卫系统
苏联的A-135“橡皮套鞋”是全世界第一套反弹道导弹系统。1957年开始研制,1964年莫斯科红场阅兵中首次亮相,1972年通过全系统测试。1972年5月,苏联和美国签署美苏反弹道导弹条约,规定两国只能部署两套反导系统用于保卫首都和一处洲际弹道导弹发射场。苏联从1964年开始将唯一一套“橡皮套鞋”部署于莫斯科,而美国则干脆放弃部署反导系统。“橡皮套鞋”系统包括4座防御单元,每座单元有2组,每组8套“橡皮套鞋”导弹发射装置、1部大型相控阵目标跟踪雷达、2部火控雷达,共配备64枚“橡皮套鞋”导弹。1979年拆除了2座防御单元,其目前仍是世界上仅有的可拦截洲际弹道导弹的实战型战略反导系统。该系统装备两种拦截导弹:一种是53T6高超声速大气层内拦截弹;另一种是51T6大气层外中段拦截弹。51T6导弹最大射程645千米、最大拦截高度320千米、最大拦截速度高达12.6马赫,采用无线电指令制导。该导弹全长20米、直径2.75米、起飞重量32.5吨,最初配备当量300万~500万吨的核战斗部,1998年俄罗斯宣布已经为该系统换装了常规战斗部。“橡皮套鞋”本身具备一定的反卫能力,不过苏联还在冷战时期研制出一套专用的反卫星卫星系统,即采用本方的截击卫星攻击美国的卫星。该系统于20世纪70年代末具备实战能力。
■ “橡皮套鞋”反导系统的大型相控阵雷达
■ “橡皮套鞋”拦截弹
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