美军宙斯盾反导形成实战能力

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  美军宙斯盾巡洋舰发射SM-3 block1B导弹
  尽管美国联邦政府近日因债务上限问题而停摆，但美军对宙斯盾反导系统的测试却未受影响，9月以来接连完成3次反导拦截，成功拦截2枚中程和1枚近程弹道导弹。其中一次拦截是实战演习，目标是拦截难度较大的头体分离靶弹，而且发射时间、方位事先未知。这意味着美军宙斯盾反导系统已初步形成实战能力。
  首先解答一下网友之前的质疑，在介绍印度烈火弹道导弹的文章跟帖里，不少网友对弹道导弹的高速度觉得难以置信。但这是一个事实，弹道导弹的发射过程简化后，其实与人扔石子很像，都是加速到最大速度后作抛物线运动。我们扔石子，需要抡动手臂给予石子初始速度，在其它条件相同时，初始速度越大，石子就能扔得越远。弹道导弹也是如此，它的火箭发动机工作时间很短，发动机熄火时导弹达到最大速度（这个速度又被称为"关机速度"），弹头开始抛物线运动。最大射程2000公里的弹道导弹，其关机速度要达到3900米/秒；相应地，射程3000公里，关机速度4700米/秒；射程4000公里，关机速度5200米/秒；射程5000公里，关机速度5700米/秒……最大射程1.2万公里，关机速度要达到7200米/秒，相当于20多倍音速。弹道导弹的关机速度可以更高，最大射程相对延伸至2万公里，但射程超过1.2万公里后，受地球曲率影响，弹头需要在大气层内飞行较长距离，打击精度受气动影响会变得很差，并不实用。如果导弹关机速度超过7900米/秒，弹头就成为一枚环绕地球运行的卫星，在冷战期间美苏有过这样的设想，名为"轨道轰炸系统"，但未变为现实。
  正因为弹道导弹的飞行速度快，对其进行拦截难度极高。不太准确的划分，美国人试图发展对弹道导弹的反导拦截技术有过3次努力。第一次是1960年代，那时洲际导弹刚出现不久，美苏试图研制相应的拦截武器，但都因技术障碍难以逾越而作罢。
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图2/5
  第二次是1980年代里根总统时期，里根的星球大战计划最终因苏联解体而中止。第三次是1990年代克林顿总统在其第二个任期提出NMD和TMD反导系统规划，经历小布什总统强力推动，美军今天才有可以投入实战的反导系统。美国为发展反导技术可以说经历数十年断断续续的努力，期间遭遇诸多波折。笔者还记得大约10多年前，国内不少军事专家还常常在媒体上冷嘲热讽，认为美国人这种"针尖对麦芒"的尝试耗资巨大，成功却非常渺茫。
  美国“和平卫士”洲际导弹弹头高速重返大气层的“末日景象”。
  美国现在的反导系统有4款，包括陆基中段反导系统（GMD）、宙斯盾反导系统（ABMD）、战区高空反导系统（THAAD）、爱国者3反导系统（PAC-3）。其中GMD、THAAD和PAC-3为陆基反导系统，GMD针对洲际导弹、THAAD针对中近程导弹、PAC-3主要针对近程导弹。
  宙斯盾反导系统（ABMD，Aegis Ballistic Missile Defence）也被称为海军战区广域弹道导弹防御系统(NTW)，它是对原有宙斯盾军舰进行软件和硬件上的升级，以舰载的AN/SPY-1D相控阵雷达为探测/火控雷达，使用大气层外拦截的标准3（SM-3）导弹。
  SM-3的首个服役型号是SM-3 block1A，它被设计用于拦截射程3500公里以内的中近程弹道导弹，或者说关机速度5000米/秒以下的弹道导弹。SM-3 block1A由SM-2ER block4远程防空导弹发展而来，它们的第一级都是21英寸（0.533米）直径的MK72助推器，第二级为13.5英寸（0.34米）直径的MK 104单室双推力固体发动机。两者不同之处在于SM-3 block1A取消了原有的战斗部和半主动雷达导引头等设备，代之以一个编号为MK 136的第三级火箭发动机和编号MK 142的第四级。
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  MK 136是一种单室双脉冲发动机，可以进行两次燃烧时间各10秒的工作，从而把最高速度从SM-2ER Block 4的1700米/秒增加到3000米/秒以上，满足拦截高速弹道导弹的需求。
  SM-3 block1A导弹最关键的部分是其第四级，也就是编号为MK 142的动能杀伤器（KKV），也被称为大气层外轻型射弹（LEAP）。LEAP体积小质量轻，其长度为40.64厘米，直径仅15.24厘米，质量只有50磅（约23千克），但却可承受高达200G的过载。LEAP虽然仅重23千克，但其包括一个128X128分辨率的单色红外热成像仪、钨合金穿杆和一部侧向推力脉冲火箭发动机。LEAP被发射至大气层外后，通过热成像仪搜索锁定目标，启动脉冲发动机修正弹道，最终与目标发生高速碰撞，以钨合金穿杆将目标撞碎。
  尽管SM-3 block1A最初目标只是拦截射程3500公里以下的中近程弹道导弹，但现在看来其扩展潜力很大。2008年美国进行了"燃烧冰霜"反卫星试验，使用SM-3 Block IA导弹在大约160公里的高度成功击毁了速度在7000米/秒以上的失效UAS193号卫星，侧面证明了SM-3 Block IA导弹在有效射击区域内可以拦截洲际导弹。在2011年的FTM-15试验中，SM-3 Block IA导弹还成功拦截了最大射程接近5500公里，实际弹道射程3700公里的LV-2靶弹。
  SM-3 Block IB导弹是SM-3 Block IA导弹的改进型号，它的改进主要集中在LEAP上，换装了新的双色红外成像仪提高对真假弹头的分辨能力，此外它还增强了转向姿态控制系统（DACS）的控制能力，具有更强弹道修正能力，提高了对中远程导弹的拦截概率。
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  SM-3 block1A/B和SM-3 block2A导弹简介
  SM-3的动能杀伤器仅重23千克
  除SM-3导弹外，宙斯盾反导系统的另一关键是其火控系统。因为宙斯盾军舰自带的AN/SPY-1D雷达探测范围有限，如果只依靠AN/SPY-1D雷达来进行火力控制，有效拦截范围将很小，无法充分发挥SM-3的射程。所以，美军想到了采用探测距离更远的海基SBX远程雷达、陆基AN/TPY-2远程雷达来引导SM-3导弹，这被称为"基于外界传感器作战能力"。这就需要在火控系统的改进上下一番功夫。
  宙斯盾反导系统目前规划有3.6.1、4.0.1、5.0和5.1四个版本。3.6.1版本可以使用SM-3 Block 1A导弹，并具备了基于外界传感器发射（LOR）的能力。4.0.1版本的最主要改进是增加发射SM-3 block1B导弹的能力，并改善目标跟踪交接能力，增强了LOR能力。
  目前美国海军至少拥有24艘3.6.1版本的宙斯盾战舰，还有4艘升级到4.0.1版本的战舰，日本4艘金刚级宙斯盾舰也已升级至3.6.1版本。最近一年多时间以来，4.0.1版本的5次拦截试验全部获得成功，目标包括3枚中程弹道导弹和2枚近程弹道导弹，包括文中开头所述的实战拦截演习。而自2002年以来，宙斯盾反导系统共进行了34次拦截试验，28次获得成功。
  因为宙斯盾舰的雷达探测距离近，所以基于外界传感器作战能力非常重要。
  这些情况说明宙斯盾反导系统已非常成熟，具有反导能力的宙斯盾舰也达到28艘以上，美国海军在反导方面初步形成实战能力。朝鲜性能落后、数量稀少的中程弹道导弹现在实际已难以对日本本土四岛，美军在西太平洋琉球、关岛的众多基地构成有效威胁。美军在未来5年会采购多达400枚SM-3 block1B导弹，当数量上去后，宙斯盾反导系统将改变亚太军力对比。
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  毕竟现在中国二炮部队用于瞄准琉球、关岛美军基地的东风21C、东风15B导弹数量也只有数百枚，这种在过去不可能抵御的首波攻击能力将会受到较大削弱。
  更长远来看，美军还在发展拦截范围更大、能力更强的SM-3 block2A导弹，SM-3 block2A采用全新21英寸（0.533米）弹体，最高速度达到4500米/秒，能有效拦截洲际导弹。按照规划，SM-3 block2A导弹可能会在2020年起批量装备，美军可能将其在本土陆上基地部署。这如果成为现实的话，中国对美国的核威慑能力、特别是二次核反击能力将会受到严重削弱。中国战略导弹部队目前的主力是东风5B和东风31A洲际导弹，东风5B可以携带多个分导弹头，但为陆基发射井部署，生存能力低下；东风31A仍为单弹头导弹，美国只需要不多的反导拦截弹就可以将其作用抵消。
  所以，尽管美国一直声称发展反导是为了应对朝鲜、伊朗的导弹，但随着宙斯盾反导系统的成熟和发展，中国二炮核常打击效能肯定都会受到削弱。如果不想军力对比改变，中国只能增加东风21C、东风15B之类先进常规导弹数量，加快研制、装备巨浪2多弹头潜射洲际导弹，以及新型公路机动型多弹头洲际导弹。更多图片
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  美军宙斯盾巡洋舰发射SM-3 block1B导弹
  尽管美国联邦政府近日因债务上限问题而停摆，但美军对宙斯盾反导系统的测试却未受影响，9月以来接连完成3次反导拦截，成功拦截2枚中程和1枚近程弹道导弹。其中一次拦截是实战演习，目标是拦截难度较大的头体分离靶弹，而且发射时间、方位事先未知。这意味着美军宙斯盾反导系统已初步形成实战能力。
  首先解答一下网友之前的质疑，在介绍印度烈火弹道导弹的文章跟帖里，不少网友对弹道导弹的高速度觉得难以置信。但这是一个事实，弹道导弹的发射过程简化后，其实与人扔石子很像，都是加速到最大速度后作抛物线运动。我们扔石子，需要抡动手臂给予石子初始速度，在其它条件相同时，初始速度越大，石子就能扔得越远。弹道导弹也是如此，它的火箭发动机工作时间很短，发动机熄火时导弹达到最大速度（这个速度又被称为"关机速度"），弹头开始抛物线运动。最大射程2000公里的弹道导弹，其关机速度要达到3900米/秒；相应地，射程3000公里，关机速度4700米/秒；射程4000公里，关机速度5200米/秒；射程5000公里，关机速度5700米/秒……最大射程1.2万公里，关机速度要达到7200米/秒，相当于20多倍音速。弹道导弹的关机速度可以更高，最大射程相对延伸至2万公里，但射程超过1.2万公里后，受地球曲率影响，弹头需要在大气层内飞行较长距离，打击精度受气动影响会变得很差，并不实用。如果导弹关机速度超过7900米/秒，弹头就成为一枚环绕地球运行的卫星，在冷战期间美苏有过这样的设想，名为"轨道轰炸系统"，但未变为现实。
  正因为弹道导弹的飞行速度快，对其进行拦截难度极高。不太准确的划分，美国人试图发展对弹道导弹的反导拦截技术有过3次努力。第一次是1960年代，那时洲际导弹刚出现不久，美苏试图研制相应的拦截武器，但都因技术障碍难以逾越而作罢。
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图2/5
  第二次是1980年代里根总统时期，里根的星球大战计划最终因苏联解体而中止。第三次是1990年代克林顿总统在其第二个任期提出NMD和TMD反导系统规划，经历小布什总统强力推动，美军今天才有可以投入实战的反导系统。美国为发展反导技术可以说经历数十年断断续续的努力，期间遭遇诸多波折。笔者还记得大约10多年前，国内不少军事专家还常常在媒体上冷嘲热讽，认为美国人这种"针尖对麦芒"的尝试耗资巨大，成功却非常渺茫。
  美国“和平卫士”洲际导弹弹头高速重返大气层的“末日景象”。
  美国现在的反导系统有4款，包括陆基中段反导系统（GMD）、宙斯盾反导系统（ABMD）、战区高空反导系统（THAAD）、爱国者3反导系统（PAC-3）。其中GMD、THAAD和PAC-3为陆基反导系统，GMD针对洲际导弹、THAAD针对中近程导弹、PAC-3主要针对近程导弹。
  宙斯盾反导系统（ABMD，Aegis Ballistic Missile Defence）也被称为海军战区广域弹道导弹防御系统(NTW)，它是对原有宙斯盾军舰进行软件和硬件上的升级，以舰载的AN/SPY-1D相控阵雷达为探测/火控雷达，使用大气层外拦截的标准3（SM-3）导弹。
  SM-3的首个服役型号是SM-3 block1A，它被设计用于拦截射程3500公里以内的中近程弹道导弹，或者说关机速度5000米/秒以下的弹道导弹。SM-3 block1A由SM-2ER block4远程防空导弹发展而来，它们的第一级都是21英寸（0.533米）直径的MK72助推器，第二级为13.5英寸（0.34米）直径的MK 104单室双推力固体发动机。两者不同之处在于SM-3 block1A取消了原有的战斗部和半主动雷达导引头等设备，代之以一个编号为MK 136的第三级火箭发动机和编号MK 142的第四级。
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图3/5
  MK 136是一种单室双脉冲发动机，可以进行两次燃烧时间各10秒的工作，从而把最高速度从SM-2ER Block 4的1700米/秒增加到3000米/秒以上，满足拦截高速弹道导弹的需求。
  SM-3 block1A导弹最关键的部分是其第四级，也就是编号为MK 142的动能杀伤器（KKV），也被称为大气层外轻型射弹（LEAP）。LEAP体积小质量轻，其长度为40.64厘米，直径仅15.24厘米，质量只有50磅（约23千克），但却可承受高达200G的过载。LEAP虽然仅重23千克，但其包括一个128X128分辨率的单色红外热成像仪、钨合金穿杆和一部侧向推力脉冲火箭发动机。LEAP被发射至大气层外后，通过热成像仪搜索锁定目标，启动脉冲发动机修正弹道，最终与目标发生高速碰撞，以钨合金穿杆将目标撞碎。
  尽管SM-3 block1A最初目标只是拦截射程3500公里以下的中近程弹道导弹，但现在看来其扩展潜力很大。2008年美国进行了"燃烧冰霜"反卫星试验，使用SM-3 Block IA导弹在大约160公里的高度成功击毁了速度在7000米/秒以上的失效UAS193号卫星，侧面证明了SM-3 Block IA导弹在有效射击区域内可以拦截洲际导弹。在2011年的FTM-15试验中，SM-3 Block IA导弹还成功拦截了最大射程接近5500公里，实际弹道射程3700公里的LV-2靶弹。
  SM-3 Block IB导弹是SM-3 Block IA导弹的改进型号，它的改进主要集中在LEAP上，换装了新的双色红外成像仪提高对真假弹头的分辨能力，此外它还增强了转向姿态控制系统（DACS）的控制能力，具有更强弹道修正能力，提高了对中远程导弹的拦截概率。
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图4/5
  SM-3 block1A/B和SM-3 block2A导弹简介
  SM-3的动能杀伤器仅重23千克
  除SM-3导弹外，宙斯盾反导系统的另一关键是其火控系统。因为宙斯盾军舰自带的AN/SPY-1D雷达探测范围有限，如果只依靠AN/SPY-1D雷达来进行火力控制，有效拦截范围将很小，无法充分发挥SM-3的射程。所以，美军想到了采用探测距离更远的海基SBX远程雷达、陆基AN/TPY-2远程雷达来引导SM-3导弹，这被称为"基于外界传感器作战能力"。这就需要在火控系统的改进上下一番功夫。
  宙斯盾反导系统目前规划有3.6.1、4.0.1、5.0和5.1四个版本。3.6.1版本可以使用SM-3 Block 1A导弹，并具备了基于外界传感器发射（LOR）的能力。4.0.1版本的最主要改进是增加发射SM-3 block1B导弹的能力，并改善目标跟踪交接能力，增强了LOR能力。
  目前美国海军至少拥有24艘3.6.1版本的宙斯盾战舰，还有4艘升级到4.0.1版本的战舰，日本4艘金刚级宙斯盾舰也已升级至3.6.1版本。最近一年多时间以来，4.0.1版本的5次拦截试验全部获得成功，目标包括3枚中程弹道导弹和2枚近程弹道导弹，包括文中开头所述的实战拦截演习。而自2002年以来，宙斯盾反导系统共进行了34次拦截试验，28次获得成功。
  因为宙斯盾舰的雷达探测距离近，所以基于外界传感器作战能力非常重要。
  这些情况说明宙斯盾反导系统已非常成熟，具有反导能力的宙斯盾舰也达到28艘以上，美国海军在反导方面初步形成实战能力。朝鲜性能落后、数量稀少的中程弹道导弹现在实际已难以对日本本土四岛，美军在西太平洋琉球、关岛的众多基地构成有效威胁。美军在未来5年会采购多达400枚SM-3 block1B导弹，当数量上去后，宙斯盾反导系统将改变亚太军力对比。
更多图片
图5/5
  毕竟现在中国二炮部队用于瞄准琉球、关岛美军基地的东风21C、东风15B导弹数量也只有数百枚，这种在过去不可能抵御的首波攻击能力将会受到较大削弱。
  更长远来看，美军还在发展拦截范围更大、能力更强的SM-3 block2A导弹，SM-3 block2A采用全新21英寸（0.533米）弹体，最高速度达到4500米/秒，能有效拦截洲际导弹。按照规划，SM-3 block2A导弹可能会在2020年起批量装备，美军可能将其在本土陆上基地部署。这如果成为现实的话，中国对美国的核威慑能力、特别是二次核反击能力将会受到严重削弱。中国战略导弹部队目前的主力是东风5B和东风31A洲际导弹，东风5B可以携带多个分导弹头，但为陆基发射井部署，生存能力低下；东风31A仍为单弹头导弹，美国只需要不多的反导拦截弹就可以将其作用抵消。
  所以，尽管美国一直声称发展反导是为了应对朝鲜、伊朗的导弹，但随着宙斯盾反导系统的成熟和发展，中国二炮核常打击效能肯定都会受到削弱。如果不想军力对比改变，中国只能增加东风21C、东风15B之类先进常规导弹数量，加快研制、装备巨浪2多弹头潜射洲际导弹，以及新型公路机动型多弹头洲际导弹。