地基动能反卫星武器概述

2012-07-02 00:51
兵器装备工程学报 2012年7期
关键词:拦截器动能武器

余 明

(第二炮兵工程大学 基础部,西安 710025)

随着航天科技和信息技术的飞速发展,卫星在军事领域的应用越来越广,其在影响战争走势过程中所发挥的重要作用不断得到验证。为在空间利益分配中赢得主动,各国在加速推动卫星技术发展的同时,也积极发展反卫星力量,以在必要时削弱甚至瘫痪敌手的卫星能力。由于地基动能反卫星武器在作战运用等诸多方面具有独特优势,其发展受到了众多国家的重视和亲睐。

1 发展现状

地基动能反卫星武器(kinetic energy anti-satellite based on ground,KE-ASAT)是指从地面发射的、依靠武器系统战斗部的高速动能,通过直接碰撞的方式来摧毁卫星的武器系统。按发射方式的不同,可将其分为共轨式和直接上升式2种。目前这2 种反卫方式都已经过实际试验,并取得了良好记录,甚至有些武器曾进入实战部署[1]。

美国是世界上最早开展地基动能反卫星研究的国家。从20 世纪60年代开始,美国先后研制和试验了共轨式和直接上升式地基动能反卫星武器。1989年,美国开始重点发展地基直接上升式动能反卫星武器系统[2]。20 世纪90年代,美国开始研制动能反卫星拦截弹,拦截高度是800 ~1000 km。1993年3月,地基动能反卫星武器进入演示验证阶段。1997年8月,动能杀伤拦截器(kinetic kill vehicle,KKV)样机成功进行了首次悬浮飞行试验,并在悬浮过程中一直保持对目标的精确攻击定位。2000年,美国研制出3 个采用先进技术的动能拦截器,并达到进行飞行试验的要求。2008年2月21月11 时26 分,美军以一枚“标准- 3”导弹,在距离地面247 km 高度成功拦截失控的间谍卫星USA -193,表明美国的反卫星能力已达到实战水平[3]。

前苏联/俄罗斯的动能反卫星武器技术发展较为成熟,具有一定实战能力的是于1964年开始研制的共轨式反卫星武器,迄今已经进行了近百次试验。1968年至1982年6月,对采用破片杀伤弹头的地基共轨式反卫星导弹,先后共进行了20 次飞行试验,拦截最高高度为2 000 km 左右,总成功率为60%以上。1983年,前苏联单方面宣布终止反卫星试验。1985年5月,前苏联宣称,已经成功研制了一种直接上升式的反卫星拦截器,与20 世纪70年代中期美国国防部部署的拦截器相似,即上升式的反卫星导弹[4]。前苏联解体后,由于财力不足,俄罗斯的反卫星武器研发一直处于低谷,不过2007—2009年,俄罗斯已经重启反卫星计划。值得一提的是,俄罗斯的A-135 战略反导系统也具有反低轨卫星的实战能力。

2 系统构成及功能

为了实现对目标卫星的及时发现、持续跟踪、准确命中和精确评估,地基动能反卫星武器系统必须围绕“发现、锁定、跟踪、瞄准、攻击与毁伤评估”等环节构造地基动能反卫星作战的精确打击链[5]。参与到打击链构造工作的武器系统一般由空间侦察与监视分系统、指挥控制与通信分系统、拦截打击分系统和综合保障分系统等组成。

2.1 空间情报与侦察、监视分系统

情报与侦察、监视ISR(intelligence,surveillance,reconnaissance)分系统涉及的设备和设施包括:空(地)基深空探测雷达和天基探测卫星系统;导弹预警系统;电子侦察和成像侦察系统。其主要功能:在平时,主要完成对空间目标的持续搜索、识别、跟踪、探测、定位,在反卫星作战行动准备及实施过程中,在一些具体威胁方向上进行精确实时的搜索、识别、跟踪,从而为实施反卫星作战决策及具体行动提供良好的情报支持,同时对防范敌方的地面攻击或反制行动进行情报获取和预警。

2.2 指挥控制与通信分系统

指挥控制与通信C3(command,control,communications)分系统涉及的主要设备和设施包括:地(空)基通信系统和军用及可作军用的民用通信卫星;数据中继卫星和地面中继站;空间作战指挥控制中心。反卫星作战要求通信系统具有足够的带宽、传输速率、覆盖范围、抗干扰能力、生存能力和安全保密性,能适应各种复杂多变的战场环境。其主要功能:在平时,C3分系统完成对与反卫星作战相关侦察监视信息的融合处理并形成空间态势;在危急或作战时刻,对反卫星作战进行态势分析和威胁评估,做出应对决策,将作战指令传达到作战单元,并将战场作战信息实时逼真地反馈到指挥控制中心。

2.3 拦截打击分系统

拦截打击系统是地基动能反卫星武器体系中相对最重要的组成部分,对拦截打击系统的要求包括具有较强的反应力,即武器从准备状态到打击完毕所需的时间要尽可能短;具有较高生存能力,对各种反制措施要有相应的应对措施,尽量减少被敌事先发现并摧毁的概率;动能拦截器上要配备可见光和红外等多种探测方式,以确保拦截器具备较强的自主寻的能力。

2.4 综合保障分系统

地基动能反卫星武器体系的综合保障分系统构成极为庞杂,一般可将其区分为作战保障子系统、后勤保障子系统和装技保障子系统。因篇幅所限,不在此详述。

2.5 各部分之间的关系

地基动能反卫星武器系统是由上述4 个部分组成的有机整体。具体而言,侦察与监视分系统为威胁判断及决策提供情报支持,指挥控制分系统则是整个地基动能反卫星武器体系的神经中枢,拦截打击分系统是反卫作战的执行器,而综合保障系统则是其他3 个部分能正常运行的重要保证。其关系如图1 所示。

图1 地基动能反卫星武器系统关系

3 关键技术

地基动能反卫星作战的技术核心是超高精度的动能拦截,因此动能拦截器技术是地基动能反卫星武器系统的核心技术。动能拦截器是新概念武器的一种,是一种轻小型化、自主寻的、利用战斗部高速飞行所具有的巨大动能,通过直接碰撞方式毁伤目标的武器。典型的动能拦截器至少包括5个关键部分[6]:①精确捕获目标特征信号信息的导引头;②处理导引头信息的高速信号处理机;③确定拦截器自身速度和姿态的惯性测量装置;④用于拦截器制导计算和飞行路线修正计算的高速数据处理机;⑤使拦截器快速机动的轨控与姿控系统。这5 部分实际上也是KKV 最关键的技术。

导引头的主要功能是捕获和跟踪目标,获取目标的特征信号信息。目前,正在研制的动能拦截弹主要有2 类:毫米波雷达导引头和红外导引头。

信号处理机与数据处理机主要完成对目标信息和拦截器运动信息的计算处理,从而控制拦截器相对于目标卫星的飞行方式。信号处理机通过对由导引头获取的目标原始数据进行处理,从而快速确定目标的位置、方向、速度等参数,并将结果提交给数据处理机;数据处理机根据惯性测量装置提供的拦截器飞行数据,结合目标飞行参数,对轨控与姿控系统下达拦截器机动指令以完成飞行路线的修正。

轨控与姿控系统依据数据处理机的指令控制拦截器飞行,保证拦截器与目标实现交会碰撞。轨控系统通常由4 个快速响应的小型发动机组成,在拦截器的质心位置呈十字形配置,发动机根据数据处理机的指令点火,使拦截器进行上下和左右机动。姿控系统通常由6 个或8 个更小的快响应发动机组成。这些小发动机也根据数据处理机的指令点火,用以调整拦截器的俯仰、偏航和滚动,保持拦截器姿态稳定。

4 发展建议

面对日益复杂的国际安全发展环境以及越来越浓的空间军事化味道,为了有效维护我国国家利益尤其是空间利益不受侵害,中国必须有所作为。立足于现有技术基础,注重借鉴他国经验,从而加快地基动能反卫星作战能力的形成步伐,应该成为当前和今后一个时期国家安全发展的重要考量。

4.1 认清发展反卫武器的重要意义

当前,卫星技术日新月异,已经对我国军事秘密安全造成了严重威胁。未来战场上,任何作战行动随时都有可能暴露在敌侦察卫星之下,这对部队作战行动和战场生存造成了极大威胁;预警卫星则是敌方导弹拦截的“千里眼”,其严重制约着我作战效能的发挥。用反卫星作战来阻慑敌方的卫星活动,从而支援后续作战行动和战场生存,能有效保证战斗使命达成。

4.2 发挥现有技术优势,找准突破口

采用助推火箭为推进系统的动能武器在技术实现上与弹道导弹有较大相似之处,理论上只需要将动能拦截器“嫁接”到现有弹道导弹的弹体上,即可实现一定的反卫星作战能力。发展地基动能反卫星武器系统,应在消化和运用我国航天技术的基础上,把技术突破的重心放在研制动能拦截器上面,重点解决拦截器自主寻的和精确制导的问题。

4.3 注重系统配套和综合

地基动能反卫星作战对体系能力的依赖度极高,其作战过程的顺利实施需要武器全体系的高度协作,其中,准确高效的C4ISR 能力是基本前提。发展与作战需求匹配适应的C4ISR 系统,应从国家层面进行规划,以避免自成体系,造成资源浪费。应充分借鉴国家航天技术,缩短反卫星作战能力生成周期。

4.4 走反导、反卫武器一体化发展模式

美军充分利用反导、反卫武器在技术上的一致性(如推进器技术、精确制导技术、目标位置测量技术等),寓反卫于反导,成功地研发出反导、反卫兼容的武器系统,节省了武器的开发成本和研制周期。我国在开发反导、反卫武器系统的过程中应充分借鉴美军的经验,在防御性武器的掩护下发展进攻性武器,走一体化发展之路,这样既可避免政治、法律和外交风险,又可为反卫作战积累关键技术,力争一个武器系统解决反导、反卫两个作战需求问题。

5 结束语

地基动能反卫星武器作为一种技术相对成熟的反卫星武器系统,它的发展水平直接影响到一个国家在空间利益分配上的话语权地位。中国作为担负“维护世界和平”使命的大国,发展和保持与大国地位相当的反卫星能力是形势所需,更是历史必然。

[1]杨志强.反卫星武器的发展及其对未来作战的影响[J].外军信息战,2006(3):24-25.

[2]李大光. 由美国“导弹打卫星”看其反卫星武器发展[J].国防技术基础,2008(7):42-44.

[3]施荣,赵飞.从反卫星试验看美国海基中段导弹防御系统发展[J].现代军事,2008(4):21-22.

[4]温羡峤,李英,刘海军.国外反卫星武器发展评述[J].现代军事防御技术,2003,31(3):3-4.

[5]王狂飙.信息时代的精确打击[M].北京:军事谊文出版社,2009.

[6]张纯学.动能武器及其发展[J].飞航导弹,2004(8):21-22.

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