关于美国的防空能力
网友【脸谱】 2022-05-19 03:52:36 分享在【聚焦美中不卒】版块    1    3

美国反导系统能够扛住几百枚洲际导弹的攻击吗?

美国反导系统已经有几十年的发展历史,到现在已经建成一个多层次、多种类的反导体系,分为国家级反导系统和战区级反导系统。

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(美国国家级反导系统主要针对洲际弹道导弹)

其中,保护美国本土的国家级反导系统,其主要假想敌就是来袭的洲际弹道导弹。

那么,面对几百枚洲际导弹的攻击,美国的反导系统表现如何呢?我们就从美国国家级反导系统的每一层次进行分析,看美国国家级反导系统能不能拦截几百枚洲际导弹。

美国国家级反导系统主要分为中段拦截和末段高层/低层拦截,中段拦截就是在来袭导弹还没有到达之前就将其拦截,末段拦截就是在来袭导弹到达以后硬碰硬地防御。

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(中段拦截)

拦截洲际弹道导弹的难度非常大,因为洲际弹道导弹的速度太快了,它的速度比子弹还要快六七倍,要将这么快的导弹拦下来谈何容易。

第一层——中段拦截

美国国家级反导系统中射程最远,最先与来袭导弹交手的反导武器,是陆基中段反导系统中的中段反导拦截弹,也就是GBI中段拦截导弹。

为了能够有效地摧毁来袭的洲际弹道导弹,GBI使用的是动能杀伤战斗部,也就是通过撞击直接摧毁来袭导弹。

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(部署在阿拉斯加的GBI反导拦截弹)

相比起传统的防空反导拦截弹使用的破片杀伤战斗部,动能杀伤战斗部有两个不同:

第一个不同就是毁伤威力不同,破片杀伤战斗部在爆炸以后,形成的破片平均重量在2-10克之间。

动能战斗部则是整个战斗部命中目标,可以看作是一个几十公斤重的“破片”。

从物理学的动能公式可知,物体的动能取决于物体的速度和质量。破片杀伤战斗部爆炸产生的破片和动能战斗部速度相差不大,但是质量却相差上千倍。

所以在击中目标的时候,动能杀伤战斗部的威力要远大于破片战斗部,能够有效摧毁坚固的洲际弹道导弹弹头。

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(典型的防空导弹破片杀伤战斗部)

第二个不同就是对精度的要求不同。破片杀伤战斗部普遍使用近炸引信,只要战斗部飞行到目标附近一定距离,就会自动引爆,通过破片云杀伤目标。

而动能杀伤战斗部就没有破片云去杀伤目标,它只有战斗部一个杀伤部件,所以要精确地直接命中目标,才能对来袭导弹造成杀伤。

GBI使用的动能杀伤战斗部称为EKV(外大气层杀伤飞行器),如字面意思,这种战斗部只能在大气层以外使用。

这和我们上面提到的精度需求有关。由于研发年代比较早,为了满足动能杀伤战斗部苛刻的精度需求,EKV使用红外成像模式进行制导。

洲际弹道导弹的弹头在太空进行中段飞行时,不像再入阶段那样和空气剧烈摩擦,在中段飞行时红外信号很弱。

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(EKV动能杀伤战斗部)

这就要求EKV的红外成像导引头要足够灵敏,而且不能有其他干扰。

如果EKV在大气层以内工作,红外成像导引头和空气摩擦产生的红外信号就会干扰导引头的正常工作,所以EKV是不能在大气层以内工作的。

所以GBI导弹的一个重要任务就是,把EKV动能杀伤战斗部送出大气层,让它在大气层以外对来袭导弹进行拦截。

这就需要GBI导弹的固体火箭发动机发挥作用了。

GBI导弹研制早期,美国计划是直接采用“民兵”洲际导弹的固体火箭发动机,后来通过多次设计迭代,改为使用轨道科学公司新研制的固体火箭发动机。

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(轨道科学公司在固体火箭发动机领域实力深厚)

轨道科学公司是美国一家实力强劲的航空航天企业,它的代表产品包括天鹅座货运飞船(美国运力最大的货运飞船)、米诺陶系列固体运载火箭(美国固体运载火箭主力)等。

从2003年开始,基于轨道科学公司提供的三级固体火箭研制的GBI导弹开始进行测试。

在实际测试中,GBI导弹实现了1800公里的射高和5600公里的拦截距离,这两项数据说明GBI导弹理论上具备了拦截上万公里射程的洲际弹道导弹的能力。

不过在多年测试以后,在50多次拦截试射(分为4个阶段)中,GBI导弹在第4个阶段以后,拦截成功率也只有百分之60左右。

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(GBI目前试验成功率不高,主要原因是洲际导弹拦截难度非常高)

美国目前部署的GBI导弹大约有50-60枚,每一枚GBI导弹携带一个EKV动能杀伤战斗部。

以百分之60的拦截成功率来计算,美国中段反导系统能够拦截的洲际弹道导弹大约是35枚,这些是美国比较有把握进行拦截的洲际弹道导弹数量。

在中段反导系统以后,就是美国的末段高层反导系统。

第二层——末段高层拦截

鼎鼎有名的THAAD“萨德”反导拦截系统,就是美国国家级反导系统中,末段高层反导系统的主要组成部分。

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(THAAD同时是美国国家级反导系统和战区级反导系统的组成部分)

在这里说一个题外话,有读者可能会提出疑问,为什么笔者没有介绍美国的标准3海基反导拦截弹呢?

这是因为目前的标准3block1B仍然不具备拦截洲际弹道导弹的能力,而且在研制中的标准3Block2A/B所针对的洲际弹道导弹,是美国标准的洲际弹道导弹。

出于地理环境的因素,中国对于洲际弹道导弹的划定标准和美俄不同。美俄认为射程5500公里以上的弹道导弹就可以认为是洲际弹道导弹。

但以中国的标准来说,5500公里以上射程只是远程弹道导弹,要8000公里以上射程才是洲际弹道导弹。

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(以中国标准,只有8000公里以上射程才是洲际弹道导弹)

DF31系列就是一个典型的例子,早期的DF31官方只是称为远程弹道导弹,而到了DF31AG才称为洲际弹道导弹

这也是很多军迷朋友在讨论拦截洲际弹道导弹时候常见的一个误区,那就是中国的洲际弹道导弹标准和美国是不一样的。

导弹的速度和射程直接挂钩,射程越远的导弹速度就越快,而导弹速度越快拦截难度就越高。

所以拦截射程5500公里的美标洲际弹道导弹,和拦截射程8000公里的中标弹道导弹的拦截难度不能相提并论。

标准3block2所宣传的拦截洲际弹道导弹能力,指的就是拦截射程5500公里的洲际弹道导弹,这刚好达到美国标准的洲际弹道导弹射程下限。

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(标准3导弹设计目标是拦截美标洲际弹道导弹)

所以对于中国的洲际弹道导弹来说,标准3是没有能力进行拦截的。

和GBI导弹一样,THAAD导弹也使用了基于红外成像制导的动能杀伤战斗部,以直接撞击的形式对洲际弹道导弹进行拦截。

所以和GBI导弹一样,THAAD导弹也面临在大气层中无法使用的问题,这也是THAAD导弹被称为末端高层反导系统的原因。

THAAD有基本型和增程型两种型号,增程型THAAD称为THAAD-ER(ER是增程型的缩写,在多种西方国家武器上都有体现,比如标准2-ER防空导弹)。

相比起基本型THAAD导弹,THAAD-ER增程型使用了直径更大的固体火箭发动机,这可以让固体火箭发动机的燃烧时间更久,提供更多的动力。

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(THAAD-ER的弹体粗了一圈)

我们从两种拦截弹的最大射高,就可以看出区别。

基本型THAAD导弹的最大拦截高度是120公里,增程型THAAD-ER导弹的最大拦截高度是200公里。

为了能够实现车载部署,THAAD导弹的尺寸受到了比较严格的限制,它的长度只有6.17米,弹径370毫米,重量660公斤。

这些数据比起标准6导弹都要小不少,后者最大弹径533毫米,重量1500公斤。

但标准6导弹射高只有30公里,远远低于THAAD导弹120公里的射高。造成这一现象的重要原因之一就是THAAD导弹轻量化的动能杀伤战斗部,它被称为KKV。

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(标准6的制导系统设计上有严重问题,带来了过多的死重)

THAAD导弹的动能杀伤战斗部包括制导系统在内,总重只有40多公斤,而标准6导弹光是战斗部重量就超过了60公斤,更别说还有几十公斤重的制导系统。

再加上先进的复合材料弹体,THAAD就做到了比标准6高得多的最大射高。

在拦截成功率上,THAAD的KKV理论上和GBI的EKV差不多,但是THAAD是末段高层反导,此时洲际弹道导弹的速度比起中段拦截时要快不少。

这不仅提高了拦截难度,而且留给KKV调整飞行方向的时间少了很多。

所以THAAD在实际使用中的拦截成功率比GBI要低不少,很可能只有百分之30-40。

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(处于部署状态的THAAD)

美国计划部署1400枚THAAD拦截弹,包括本土和海外军事基地(因为THAAD同时是战区级反导系统的重要核心)。

参考美国此前防空反导系统的部署模式,大约有一半的THAAD拦截弹会部署到美国本土。

理论上700枚THAAD拦截弹可以拦截大约200枚洲际导弹弹头,注意是弹头而不是导弹。

GBI是对洲际导弹飞行中段进行拦截,此时多弹头洲际导弹还没开始分离弹头。但到了THAAD这里,多弹头洲际导弹已经将全部弹头进行分离。

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(在THAAD拦截高度,洲际导弹早已分离多弹头)

再加上THAAD分布在美国本土各地,而且射程并不远,不像GBI那样一个基地就能覆盖整个美国本土,所以可能只有一半的THAAD能够派上用场。

所以在美国国家级反导体系中,THAAD能够拦截的洲际弹道导弹数量大概在20-50枚,具体取决于来袭洲际弹道导弹携带了多少枚弹头。

第三层——末段低层拦截

美国国家级反导系统最后一道屏障,是末段低层反导系统,目前在这一系统中作为主力拦截弹的是PAC3-MSE防空反导拦截弹。

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(PAC3-MSE防空反导拦截弹)

PAC就是著名的“爱国者”防空导弹家族,PAC3-MSE是在PAC3反导拦截弹上进一步改进而来的防空、反导兼备的型号。

客观来说,PAC3-MSE是一款非常不错的防空反导拦截弹,甚至代表了未来防空反导系统的发展方向。

PAC3-MSE以300多毫米的弹径,做到了一百多公里的拦截距离和三四十公里的射高,这样的性能指标是非常出色的。

PAC3-MSE使用雷达主动制导,配合脉冲姿控发动机和动能战斗部,大大减轻了制导系统和战斗部的重量,从而在比较小的弹体尺寸下做到了优秀的射程和射高性能。

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(PAC3-MSE的尺寸小,但性能一点也不差)

基于有源相控阵雷达的雷达主动制导系统,让PAC3-MSE的制导系统可以在大气层内工作,这让PAC3-MSE能够兼容反飞机任务。

EKV、KKV这些反导拦截专用的动能杀伤战斗部,在大气层以外拦截导弹还挺好用,但是让它们来大气层内拦截飞机,那就无能为力了。

PAC3-MSE的另一个特点就是脉冲姿控发动机,就是在导弹前部密密麻麻安装了几十个小型固体火箭发动机。

这些固体火箭发动机代替的是EKV、KKV上的液体姿控火箭发动机,用数量来代替液体姿控火箭发动机能够多次启动的能力。

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(美国下一代空空导弹上的脉冲姿控发动机)

这让PAC3-MSE的维护性、重量和成本都有一定程度的下降,虽然灵活性比不过EKV和KKV,但是对于PAC3-MSE的射程来说已经够用了。

这种脉冲姿控发动机也是未来防空导弹、空空导弹等战术导弹的发展方向,目前美国已经计划在下一代空空导弹上使用这种技术。

脉冲姿控发动机保证了PAC3-MSE的命中精度,从而让PAC3-MSE可以使用动能杀伤战斗部。

总的来说,PAC3-MSE是一种非常不错的防空反导拦截弹,不过这一结论的前提是,作为一种战术级别的防空反导拦截弹来说。

如果作战对象是飞机、中近程弹道导弹、巡航导弹等,PAC3-MSE的性能就非常优秀,这也就是笔者为什么认为PAC3-MSE代表未来防空反导系统发展方向的原因。

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(PAC3-MSE更适合拦截战术级别的目标)

但是面对洲际弹道导弹,PAC3-MSE的拦截性能就完全不够用了。

在末段低层反导拦截作战中,来袭的洲际弹道导弹弹头已经再入大气层,速度非常快,远超PAC3-MSE正常拦截作战所能对付的目标速度。

事实上,美国在本土部署的PAC3-MSE更多是作为国土防空体系的组成部分,对洲际弹道导弹的末段低层拦截只是兼职任务。

在洲际导弹弹头来到距离地面只有30-40公里的时候,PAC3-MSE的拦截行动更多地只是尽人事,能拦多少就拦多少,拦得到是赚,拦不到是本分。

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(以洲际导弹弹头再入的速度,PAC3-MSE很难拦截)

所以虽然美国在本土部署了1500枚PAC3-MSE防空反导拦截弹,但能够拦截下来的洲际弹道导弹弹头恐怕150枚都没有。

再考虑PAC3-MSE分散部署和洲际弹道导弹多弹头两个因素,美国末段低层反导能够拦截的洲际弹道导弹不会超过30枚。

综合上面的分析来说,美国国家级反导系统目前在理论上能够拦截的洲际弹道导弹只有80-120枚。

所以面对几百枚洲际弹道导弹的攻击,以美国目前的能力是无法成功拦截的。

出处:头条号 @东方点兵

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