导语:
中段反导就是利用探测到的导弹在火箭发动机关机时的最后方向和速度,计算出导弹在中段飞行时的飞行弹道,然后在其进入再入阶段前实施拦截。对于中程射程以上的导弹,中段拦截往往是在大气层外空间发生的,因此难度不言而喻。
出品| 网易新闻
作者| 雪鸮
编辑| 史文慧
迄今为止,人类恐怖的“核平衡”主要建立在各国装备多种可携带核弹的弹道导弹上,成为悬在头顶的“达摩克利斯之剑”。
弹道导弹以高速、长程、大载荷的特点被大量推广,并且制造门槛不高,稍有一定工业基础的国家就可以造。有矛就得有盾,在导弹攻防对抗中,弹道导弹反导一直是当今世界最为尖端的技术,也是世界军事大国竞争最为激烈的领域之一。
中国目前正不断推进中段和末段反导的研发试验,并且已经基本具备了完善的反导拦截能力,反导技术将成为中国对于其他强国的重要竞争优势和战略筹码。
(一)究竟什么是中段反导?
弹道导弹之所以有较为优异的综合性能,主要是因为能够飞向高空弹道甚至太空弹道,从而尽可能避免大气层中的阻力,减少空气阻力带来的消耗,从而获得很高的速度和最大的射程。
弹道导弹的飞行轨迹类似于抛物线,一枚标准的洲际弹道导弹的整个攻击过程是这样的:
第一个阶段:导弹从发射到飞出大气层,这个阶段是在大气层内的飞行,一般称为导弹的上升段或助推段,在离开大气层后助推段脱落。
第二个阶段:导弹飞出大气层外,在大气层外向目标区域飞行,一般称为飞行中段,这个过程是整个阶段中耗时最长的。
第三个阶段:导弹到达目标区域上空附近,重返大气层,命中目标,一般称为再入段。在这个阶段,导弹本身的动能加上再入时的重力势能,能够让打击的弹头具备极高的速度,中国的东风-21D反舰弹道导弹正是利用了这一点增强毁伤能力。
(弹道导弹飞行过程示意图)
针对弹道导弹飞行的三个阶段,反导专家也提出了不同的反导思路:
从技术角度而言,拦截越早效果越好。
助推段的导弹还没有获得很高的速度和高度,拦截是最理想的。不过,弹道导弹的发射基本都在本国国土内或者由发射方军事力量保护的区域,所以助推段反导相当于将反导导弹甚至平台放入别人的国土或军事保护区,装备弹道导弹的国家军事力量一般都不弱,所以助推段拦截的难度可想而知。
而且,中国历来奉行“不称霸”的政策,军事力量不可能布置到别国的前沿,因此助推段反导方案对中国并不现实。
第二种是在弹道导弹的飞行中段,也就是在大气层外实施拦截,被称为中段反导拦截技术。这个阶段的拦截效果也是比较好的,主要是因为弹道导弹在中段飞行的时间较长,飞行性质稳定,有一段时间(在顶点附近时)速度较低,且整个过程可以被卫星和雷达清楚掌握,更能够减少附加伤害。
最后,就是针对导弹再入飞行的末段,也就是再入段的拦截,实际上基本是在大气层内实施的。从技术角度而言,末段拦截是三种里较简单的,然而洲际弹道导弹飞行到末段时都已经靠近目标,如果其携带核弹,即使被成功拦截,也依然会造成大规模的核辐射扩散;如果是分导式弹道导弹,末段的目标数会大增。此外,末段的弹道导弹速度是整个飞行过程中最快的,除非高密度地发射几枚导弹保证成功率,否则实际上并不容易。
因此,综合政治和技术考量,中段反导是一个最优选项。
(对于中国,中段拦截具备较好的可操作性)
(二)中国的中段反导拦截弹有啥先进技术?
中段拦截实际上就是利用探测到的导弹在火箭发动机关机时的最后方向和速度,计算出导弹在中段飞行时的飞行弹道,然后在其进入再入阶段前实施拦截。尽管原理看上去并不难,但是如何计算出弹道导弹的大致轨迹,并且在最后精确跟踪到目标,最终实施精确、彻底的毁伤,是极为困难的。
况且,对于中程射程以上导弹的中段拦截,往往是在大气层外空间发生的,这就进一步增加了难度。
(动能拦截能够有效地摧毁来袭弹道导弹)
最初,军事大国在发展反导导弹时所应用的杀伤机理都是破片杀伤。
这项技术的优点在于,当拦截弹本身的机动和探测性能不足以跟上目标弹头时,仍然会有很大的几率打到目标弹头:在反导导弹靠近目标时,拦截弹本身爆炸,并产生成百上千的爆炸碎片,爆炸后的碎片云可以覆盖很大的面积,而弹道导弹的弹头被“淹没”在其中,与一部分爆炸碎片产生碰撞。
不过,为了避免弹头在再入大气层时烧毁,一般的导弹弹头通常都采用坚韧、耐高温的材料,如果弹头未受到很大的冲击,相对速度不够高,那么弹道导弹弹头可能并不会被摧毁,只能发生轨道偏离,仍然能够作为一个体积较大的飞行器,在太空中飞行甚至返回大气层爆炸,甚至有可能丝毫不受影响,依旧向目标飞去。
因此,如何使得被拦截后的弹道导弹彻底无害化同样也是一个严峻的课题,而破片杀伤的机理并不能保证这一点。
中国发展的全新一代反导导弹均属于动能拦截器(KKV),拦截弹本身的速度非常快,利用其本身的质量就可以高速撞击摧毁目标弹头。采用碰撞杀伤机理后的反导导弹可以将目标弹头彻底撞成碎片,在落入大气层时燃烧殆尽,不产生任何太空垃圾。
由于技术上较为先进,它能够较好地解决破片杀伤机理产生的问题。
(中国的反导导弹在空中连续变轨留下的轨迹)
动能拦截器的核心技术是拦截器的快速姿态调整和精确的目标锁定,在拦截弹靠近目标弹头时,拦截作战就变成了拦截弹和弹头的互相追逐。弹道导弹在中段飞行的过程中本身就具备较快的速度,而较新型号的弹道导弹为了增强自身的突防概率,在中段也会经常机动变轨。
如果说反导是“子弹打子弹”,那么新型弹道导弹的攻防战相当于是“子弹打会拐弯的子弹”,这其中对于通信和监测的精度要求大大提高,反导导弹的设计也需要考虑到机动变轨需求,设置相应的调姿火箭发动机。这也意味着,反导导弹应当具备不逊于弹道导弹本身的机动能力。
拦截弹的寻的系统通常采用红外导引头,由于目标弹头在太空中飞行温度较低,这与它飞行中产生的高温形成鲜明对照,有利于拦截弹的红外导引头锁定目标。
(三)中国未来的中段反导体系将如何构成?
中段反导拦截系统主要由拦截弹、发射平台、战略预警雷达、舰载预警雷达、卫星和综合管理系统组成,拦截弹的发射平台可以分为陆基和海基两种。
近年来,中国多次主动公布了一系列反导试验的进度和画面,随着众多军用卫星的升空、新型战略预警雷达的启用、大吨位军舰的量产,中国未来的反导系统建设已经初露真容。
目前,无论是陆基还是海基,中国的中段反导拦截体系建设都已经进入了快车道,未来中国将具备陆海一体化、多层反弹道导弹的能力。
其中,中国的陆基反导系统将主要由几种射程不一的拦截弹构成,而海基系统则通过正在大规模建造的055级大型驱逐舰配合红旗-26反导拦截弹构成。