发展沿革
2007年1月以来,美国加快了在波兰、捷克建立反导防御系统的步伐,并把最大的浮动雷达站系统从夏威夷群岛调往靠近俄罗斯勘察加半岛的阿留申群岛海域,以保持美国的核战略优势。美国“反导”计划引起俄罗斯的高度警觉和强烈不满。普京表示,俄会“作出非对称的,但是又非常有效的回应”。从俄军政要员发出的警告看,俄正在采取和将要采取的反制措施有:一是生产并部署更多可突破导弹防御体系的“白杨-M”导弹;二是加快研制北风之神级导弹核潜艇,装备“圆锤”潜射导弹;三是将单方面退出中程和中短程导弹条约;四是将恢复生产并部署中短程导弹,瞄准美在东欧的导弹防御系统。
2007年5月29日,俄罗斯首次试射了一枚RS-24新式洲际弹道导弹。俄罗斯国防部发表的声明说,RS-24洲际战略导弹成功击中了5,500公里外俄罗斯远东勘察加半岛靶场上的一个目标。俄罗斯军方透露,RS-24配备10个分弹头。这些分弹头能独自飞行寻找目标,能穿透世界上现有的任何反导防御系统。值得注意的是,在同一天试射“伊斯坎杰尔-M”型导弹命中精度偏差只有一米。 俄美的这一系列关于导弹的争端有可能越闹越大,其核心都牵涉到一个《中导条约》和弹道导弹的问题。2
技术特点助推段突防技术速燃发动机技术、助推段红外隐身技术和抗激光技术对弹道导弹助推段突防起着至关重要的作用,因而受到美、俄等军事强国的高度重视。 俄罗斯和美国等先进军事大国都在他们的弹道导弹上采用了速燃发动机技术,如俄罗斯的“白杨-M”导弹采用了含有硝基胺硝酰胺的高能推进剂,第三级还采用了最先进的复合推进剂——丁羟加奥克托金;在改进装药技术以提高燃速方面,采用了嵌入金属丝或金属纤维,改变氧化剂的含量,颗粒尺寸,加入燃速调节剂等措施;在发动机上还应用了柔性摆动喷管和轻质复合材料壳体等技术。此外,国外还研究了大燃面药型设计技术、主动段滚动飞行技术等。 “白杨-M” 导弹采用速燃发动机技术后,其助推段飞行时间据称已低于45秒;可在大气层内实现关机,降低了助推高度;应用柔性摆动喷管可改变助推段飞行方向;采用低特征信号推进剂后,发动机喷管排出的烟、羽焰的可见光、红外、紫外辐射等特征信号减弱。作为美国主要核力量的“三叉戟-2”等潜射弹道导弹采用了固体无焰末助推系统:燃气阀门/喷管组件末助推舱。该技术使预警卫星的红外探测器难以发现末助推舱在进行末段修正或投放分导式多弹头时的飞行弹道。国外研究的大燃面药型设计技术,可以在推进剂燃速提高较为困难的情况下提高推力、减少助推段飞行时间。 提高发动机燃速的方法及恰当地掌握燃速提高量仍是当前速燃发动机技术的研究重点。就大燃面药型设计而言,如何优化药型各尺寸参数、采用何种工装和加工工艺是研究的重点。此外,各国还一直在低特征信号技术方面开展不懈的研究工作,目前国外普遍将高能量—低特征信号推进剂引入发动机技术。在弹体抗激光材料、涂层和旋转弹体方面的研究工作也在继续深入。
诱饵突防技术诱饵是一种重要的突防手段,美国和俄罗斯等先进军事大国都在其弹道导弹上采用了不同形式的诱饵。 惰性诱饵和反模拟诱饵在技术上已比较成熟,电子欺骗(干扰)诱饵已进行了试验室验证,对在大气层外拦截的中段防御系统有良好的突防效果,是对抗GMD系统探测雷达的一种有效突防技术。智能诱饵是比电子欺骗(干扰)诱饵更高级的主动对抗诱饵,它不仅可以使用内置计算机芯片从飞行中收到的信息自主确定出脉冲转发器应发出的信号,欺骗干扰导弹防御系统的探测雷达,自主模拟弹头的机动飞行;而且能够探测反导拦截弹的发射,对其拦截过程进行分析、评估和判断;必要时主动引诱拦截弹对诱饵自身攻击而保全弹头,甚至具有主动攻击拦截弹的对抗能力。但对抗性更强的智能诱饵还只是一种发展趋势。
隐身技术雷达隐身与红外隐身技术是国外战略、战术弹道导弹弹头重点研究和应用的领域。据报道,美国“民兵”洲际导弹的MK12弹头采用了雷达隐身技术,而俄罗斯的“白杨-M”导弹已经实现了雷达隐身与红外隐身的一体化。 俄罗斯新研制的等离子体雷达隐身技术完全不同于以往“降低识别特征”的隐身技术,据称能够确保被保护目标完全隐蔽,而且成本相当低。这种隐身技术的原理在于雷达电磁波与等离子体的相互作用:当弹头周围形成一种特殊的等离子体后,雷达电磁波的能量或被吸收,或绕过等离子体,使弹头反射的信号大大减弱,雷达发现率降低99%以上。这一技术如果能成功地应用于弹道导弹弹头,那么将大大增强其突防能力。
多弹头技术多弹头有很强的突防能力,可对导弹防御系统构成很大的威胁,因此多弹头技术已成为关键的突防技术之一,美、俄等核大国已大量拥有装备多弹头的弹道导弹。 为了掌握分导式多弹头技术,美、俄都进行了大量的研究与试验,并从空间计划中获得许多新技术。美国于1970年装备“民兵-3”洲际导弹(有3个弹头),以后又为“海神”、“三叉戟-1”(有8个弹头)、“三叉戟-2”(有8个弹头)和MX(有10个弹头)装备分导式多弹头。前苏联于1975年开始陆续在SS-17、SS-18、SS-19、SS-20、SS-N-17、SS-N-18和SS-N-20等弹道导弹上装备了分导式多弹头。 随着导弹防御武器系统和技术的日益改进与提高,不仅美、俄等发达国家将继续完善多弹头技术,而且发展中国家也将积极引进或自行研制这种有效的突防技术。
机动弹头技术机动弹头可以规避反导拦截弹的拦截,被认为是弹道导弹最重要的反拦截技术之一,各军事大国普遍高度重视这一技术。 俄罗斯“白杨-M”导弹采用高压气瓶、液压作动筒移动铀238核装置的位置,即以改变弹头质心的方法产生机动飞行的控制力距,实现弹头的机动飞行。此外,“白杨-M”弹头尾部还装有8个用于调整姿态的径向喷管,这种方法有利于保持弹头良好的空气动力外形,避免了采用空气舵方式所带来的许多问题。“白杨-M”弹头采取的措施之三是根据弹头打击区域反导系统防御能力的强弱,预先装定机动程序调整机动范围的大小。俄罗斯多次表明:“白杨-M”导弹弹头具有机动再入能力,可使国外目前研制的弹道导弹防御系统难于拦截。此外,俄罗斯在改进型SS-21“金龟子”战术弹道导弹上采用了预先编制程序的突防技术,从而可以避开现有的许多防空系统攻击,提高了导弹的突防效率。 目前,国外只有美国和俄罗斯研究了战略弹道导弹弹头的高空机动技术,其中只有俄罗斯的“白杨-M”导弹应用了高空机动技术。随着导弹防御武器系统和技术的日益改进与提高,在未来美、俄将继续改进与提高现有的高、低空机动弹头技术,但重点会放在远程弹道导弹的高空机动弹头技术上;而发展中国家只能由易到难,首先研究低空的机动弹头技术。
滑翔式机动弹头技术滑翔式机动弹头是近十年来美、俄积极发展的弹头新技术,采用滑翔式机动弹头技术可使弹道导弹增强突防能力,是未来弹头技术发展的新方向,此项技术在战略和常规导弹弹头上具有广阔的应用前景。 为实现弹头滑翔式机动所采取的具体措施主要有:a.通过总体设计实现在主动段压低弹道高度,避开导弹防御系统的探测;主动段与弹体分离后,机动弹头在一定高度以零度弹道倾角被释放,使弹头在35~60公里高空滑翔飞行,实现长距离滑翔式机动,滑翔距离可达数千到一万公里。b.采用高升阻比气动外形,可实施弹头控制,进而实现蛇形滑翔式机动弹道飞行,弹头横向机动能力达到2000公里以上,具备强突防能力。c.采用特殊的防隔热设计,实现在大气层内长距离、无动力滑翔机动。d.针对长距离滑翔式机动弹道,采用自适应控制技术,解决长时间机动飞行的精确制导控制问题。 据报道,俄罗斯已完成此项技术研究,并成功进行了飞行试验,这将成为俄罗斯未来对付美国导弹防御系统装备的重要战略武器之一。美国也正在进行相关的研究,有迹象表明美国早已进行此方面的研究和完成了飞行试验等验证工作,并可能作为未来装备的新型高精度武器。
跳跃式地地导弹突防新技术高超声速跨大气层飞行符合当今高超声速飞行器技术发展潮流,美国将开发一种名为超翱翔的高超声速跳跃式飞行器,作为全球性战略侦察或攻击平台的方案;俄罗斯也在开发一种高低弹道的地地导弹武器,前面提到的“高超声速飞行器”可能就是这种武器。跳跃式地地导弹是一种新型弹种,具有系统创新、技术先进的特点,研制这一新型弹种及所采用的新技术是未来弹道导弹改进突防能力的发展方向3
突防方法针对日益发展的弹道导弹防御系统,提高弹道导弹突防能力也成为各军事强国优先考虑的问题。弹道导弹的射程从十几公里到上万公里,再入速度高、角度大,即使被发现也难以拦截,可以说弹道导弹本身就具有一定的突防能力。除此之外,弹道导弹还可以采取多种突破敌人抗击和干扰的手段:
电子干扰包括无缘干扰和有缘干扰。无缘干扰使用金属丝、金属箔条和在弹头表面涂有吸收电磁波的涂层等。有缘干扰是再弹头或诱饵上安装专门的干扰设备,主动发射电磁能干扰波或大量欺骗信号。
采用隐身技术热电离等离子体气悬体具有雷达/红外符合干扰的能力,是一种高性能、实用性强和经济的新型干扰手段和物质。在再入段可用等离子体的反射特性制成假弹,导弹喷出等离子体增大假目标的雷达截面,使防御远程探测系统很难发现弹头的真实轨迹。
释放诱饵导弹在真空段运动的适当时机释放出模拟弹头运动的假目标,是制造多目标攻击,分散火力的有效措施。此外,分布在弹头前后的十几个诱饵与装备有干扰设备的外投式噪声干扰机对诱饵进行照射,在它上面形成二次辐射,再加上直射干扰波后,合成复合干扰效果,这样可使雷达通常使用的抑制消极干扰方法失效,这种复合干扰效果的能力正是作战雷达的薄弱环节。
采用中段制导和末端制导采用中段制导和末端制导,即可对弹道的中段和末端实施控制,变椭圆弹道为机动弹道,这无疑有利于躲避敌方防弹系统的攻击,达到突防的目的。4
多弹头攻击多弹头攻击是指在一个弹头内装有多个子弹头,它利用弹头的数量多使敌方反导防御系统处于饱和状态。多弹头攻击可以分为集束式弹头和分导式多弹头2种。 集束式弹头是把一个大的弹头换成一组小的子弹头,它们装在同一个母弹头中,当当导弹飞行到某一时刻,总炸螺栓起爆,同时释放并沿着几条很相近的弹道去攻击同一目标,母弹头和子弹头都没有制导系统。分导式多弹头的特点是母弹头有制导控制系统,可以做机动飞行。5
服役事件1945年8月6日,美国B-29轰炸机仅向日本广岛上空扔了一颗20000吨TNT当量的原子弹,就摧毁了81%的市区建筑物,伤亡人数占全市人口的56.9%。1965年,前苏联研制的SS-9Ⅱ型洲际弹道导弹,弹头威力为2500万吨TNT当量,比扔在广岛的那个“小男孩”核炸弹的当量大1250倍。60年代初期以来美苏双方都加强了反导战略防御措施,使导弹突防越来越难。于是,人们开始考虑发展作战效能高、又能突防的多弹头导弹。20多年来,多弹头导弹的发展相当迅速,到目前已发展了三代,新研制的战略导弹大都采用这类弹头。
2011年09月30日英国《简氏导弹与火箭》报告称,中国对CSS-5(DF-21)弹道导弹进行了反制措施测试。中国弹道导弹已拥有多种反制美国的导弹防御系统的措施,可以通过迷惑、压制或突破敌方弹道导弹防御系统渗入敌方领土。中国之所以发展这些反制措施,是由于担心即使是一套有限的美国弹道导弹防御系统也可能抵消中国洲际弹道导弹的可靠性。6
总体提升评价要提高导弹的突防能力,必须注意四个方面的问题。首先,要采取有源和无源干扰的方法,对敌反导雷达等预警和侦察设备实施电子干扰。常用的办法有两种:让弹头拖带或释放假目标、箔条、干扰丝等消极干扰物,在空中形成一个个干扰云和干扰“走廊”,使敌雷达迷盲,无法辩认真假目标。美国的“民兵”、“海神”导弹弹头中装有总重122公斤,多达1亿根涂有铝粉的金属丝,接近目标时抛撒开来后可形成一个320×720公里的“空中走廊”,在敌反导雷达无所措手足之时,导弹乘机突防而至。除消极干扰外,有些弹头还带有有源积极干扰设备,向反导雷达发射功率强大的无线电、噪音等信号,进行主动式对抗干扰或欺骗干扰。其次,是发射假弹头,以假乱真,掩护真弹头突防;第三是采用集束式多弹头,分散目标反导的注意力,让它顾此失彼;最后是采用分导式多弹头和机动式弹头等,把一个母弹头分成若干个子弹头,让母、子弹头都具有机动能力和制导能力,而且相互间隔数十、乃至数百公里,造成大区域散布,不规则俯冲,从而给敌造成饱和式袭击,以达突防之目的。7