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臨近空間高超聲速飛行器防禦

作者:蒼藍觀察

作者:蘭順正

首發自:臨空視野

臨近空間高超聲速飛行器防禦

目前,高超聲速武器已然形成了戰鬥力,成為打擊高價值重點軍事目标的首選利器。現在已經服役高超聲速武器的大緻可分為助推-再入式滑翔器和助推-吸氣式巡飛器兩類。其中助推-再入式滑翔器一般改裝自現有型号飛彈,由載體和高超聲速載荷組成,載體為火箭發動機,載荷為錐形體或乘波體構型的戰鬥部,其本身無動力裝置,僅依靠重力和氣動力進行遠距離滑翔,發射後先由火箭發動機将飛行器送至大氣層外,之後發動機脫離,載荷在自身重力作用下進行遠距離滑翔,進而完成偵察或打擊任務。助推-吸氣式巡飛器由助推火箭和巡飛器 2 部分所組成。巡飛器能夠依靠自身的超燃沖壓發動機實作高超聲速飛行,但由于超燃沖壓發動機無法在低馬赫速度下正常工作,是以首先還需通過火箭助推器将巡飛器加速至超聲速,之後超燃沖壓發動機才能起動實作高超聲速飛行。

現有空天防禦體系在攔截以上類型的高超聲速武器時存在諸多困難。

首先,為實作對高超聲速目标的有效攔截,要求預警探測系統必須能夠在1000km以外發現目标。但是以目前的技術對這類平台的探測距離普遍在500~1000km,無法為攔截系統提供足夠的預警時間。而現有空間軌道探測平台,無論是傳感器數量還是種類都嚴重不足,對臨近空間飛行的高超聲速目标的監視和屬性判别能力較弱。而飛行器進行高超聲速飛行時,機體與空氣的急劇摩擦造成的高溫高壓能夠将空氣電離,使空氣分子呈現等離子态,由于等離子體本身也是一種電媒體,是以能夠将外界的電磁波進行移相、折射甚至吸收,會起到天然隐身的效果,進而進一步增加對其探測和識别的難度。

其次,高超聲速飛行器機動能力強,彈道軌迹變幻莫測,依靠現有的跟蹤探測手段難以持續跟蹤目标。例如助推-再入式滑翔器在滑翔/巡航段後期,除采用直接俯沖攻擊外,還可能采用躍升-俯沖攻擊、螺旋-俯沖攻擊等攻擊手段, 這種靈活多變的飛行軌迹使得防禦系統無法持續地跟蹤鎖定目标。

同時,由于高超聲速飛行器的飛行馬赫數可達5~20,不到10min即可實作對1000 km外的目标進行精确打擊,極大縮短了“決策—攻擊—打擊”周期,空天防禦指揮控制系統難以在目标抵達前完成探測—跟蹤—識别—決策—攔截這一作戰流程。此外,高超聲速飛行器的飛行區間主要位于臨近空間,這恰好是現有空天防禦武器的攔截盲區,現有的大部分空天防禦武器系統對飛行在臨近空間的高超聲速目标有着較大的不可攔截區域。是以,高超聲速飛行器這類能夠将時空與能量很好地融合一體的武器系統,能夠輕易穿透現有的空天防禦體系,在敵方沒有反應甚至察覺之前完成打擊任務。

臨近空間高超聲速飛行器防禦

而為實作對臨近空間高超聲速飛行器的有效攔截,首先是要實作對跨空域飛行的高超聲速目标的盡早預警探測,為此應着力建構天/臨近空間/地(海)面多平台預警探測體系:

1完善天基預警探測平台,将太赫茲傳感器與紅外、可見光傳感器作為首要的探測手段(由于“熱障”效應的存在,高超聲速飛行器的紅外輻射特征十分明顯,其中輻射的紅外波長以中波為主,且飛行器的紅外輻射強度随着飛行速度的增加呈幾何倍數升高,是以對紅外特征的捕捉是探測高超聲速飛行器的重要方法之一),重點對高超聲速目标的助推和滑翔/巡航段進行探測。

2建構新型臨近空間/空中探測平台,部署能夠長期滞留在臨近空間的浮空探測器,重點對高超聲速目标的助推和滑翔/巡航段進行探測。

3更新現有的地( 海) 面預警探測平台,将多頻段多體制雷達、可見光、紅外等多類型傳感器進行組網運作,重點對高超聲速目标的滑翔 /巡航段和俯沖段進行探測。此外,由于高超聲速飛行器軌迹靈活多變,傳統的彈道預測方法難以适用,是以還要求預警探測網絡具備很強的軌迹持續跟蹤和軌迹精确預測能力。

臨近空間高超聲速飛行器防禦

由于高超聲速飛行器無論是在飛行範圍還是速度上都超出了很多現有空天防禦武器的攔截能力,是以為應對這一新型威脅,一方面應該挖掘現有空天防禦武器系統潛力,更新動能攔截器技術性能,填補攔截臨近空間目标的火力漏洞,尤其是大力發展空基攔截平台。由于空基平台本身的高度優勢,使得空基攔截彈無論是在攔截距離還是響應速度上都具有其他平台難以比拟的優勢,是以研發成本低廉、通用性強的空基攔截彈,是具有較高效益比的防禦政策。

另一方面應該發展新型對抗手段。如束能武器就是一種極具應用價值的對抗手段,它通過某種方式在目标關鍵部位産生極高的能量密度,進而達到損壞、癱瘓、殺傷目标的效果。根據采取的方式不同,束能武器可分為雷射武器、微波武器以及粒子束武器等。從目前技術成熟度來看,雷射武器和微波武器具備較大的軍事應用潛力,未來很可能成為一種重要的反臨手段。

鑒于高超聲速飛行器最大馬赫數可達20,可在60min内打擊全世界任何一處目标,極大縮短了正常防禦作戰的指揮決策周期。是以,為有效應對高超聲速飛行器的突襲,要求指揮控制系統必須在極其有限的時間内完成空情的分析和處理、目标的識别與判斷以及防禦武器的升空攔截等一系列決策任務。是以必須在現有空天防禦指控控制系統的基礎上,通過基于資料鍊技術減少指揮節點、基于人工智能技術提升決策能力、基于資料融合整合進攻與防禦體系等手段,建構攻防一體的全域高效一體化指揮控制網。

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