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首頁 > 科技論文 > > 美國陸軍反導利器:“薩德”系統發展
美國陸軍反導利器:“薩德”系統發展
>2022-05-06 09:00:00

2016年伊始,朝鮮的武器發展就動作頻頻,先是1月6日進行了自稱的“第一次氫彈”試驗,隨后于2月7日又成功發射了“光明星”-4人造地球衛星,韓日美等國認為此次發射是變相的遠程火箭試驗。為了應對朝鮮的威脅,韓國總統樸槿惠表示將盡一切努力尋求一切外交途徑制裁朝鮮,同時更是考慮要引進美國的“薩德”系統。隨后,韓國國防部發言人表示,已啟動美國在韓部署“薩德”系統潛在可能性的論證,將重點考察朝鮮的核武器和彈道導彈威脅,以及韓國的國家安全和利益,同時也會考慮對中國的影響。中國外交部副部長張業遂就美韓可能在韓部署“薩德”反導系統表明嚴正立場,指出此舉不利于緩和當前緊張局勢,不利于維護地區和平穩定,損害中國戰略安全利益,中方對此嚴重關切并明確反對,希望有關方慎重處理。

“薩德”系統全稱為“末段高空區域防空系統”,英文縮寫為THAAD,即“Terminal High Altitude Area Defense”的首字母縮寫,是美國從20世紀80年代末開始研發的一種可機動部署的彈道導彈末段防御系統,用于保護美國部隊、盟軍、人口集中區和重要基礎設施免受中近程彈道導彈的攻擊,該武器系統最初的名稱為“戰區高層區域防御系統”,英文全稱為“Theater High Altitude Area Defense”,首字母縮寫也是THAAD?!八_德”系統是美國一體化彈道導彈防御系統的重要組成部分,能同時在大氣層內和大氣層外對目標實施多次攔截,同時還可為低層攔截系統提供目標指示信息。該系統由洛克希德?馬丁公司研制生產,截至2015年7月9日,該公司交付了100枚“薩德”系統的攔截彈。
系統發展概述
“薩德”研制計劃始于1987年,2000年開始工程研制,2007年進入生產階段,2008年5月裝備美國陸軍?!八_德”系統計劃總研制費用約72.12億美元。其中方案探索與論證階段為1222萬美元,方案驗證與確認階段32億美元,工程研制階段為40億美元。首批部署生產費用為6.19億美元,包括48枚攔截彈、6套發射裝置和2套火控與通信裝置。
“薩德”系統最初設計主要用來防御射程大于600千米的近程和中程彈道導彈,2002年底,美國退出《反彈道導彈條約》,美國導彈防御局開始改進“薩德”系統,使其防御能力擴大到對遠程及洲際彈道導彈實施末段防御。

系統組成
“薩德”系統由攔截彈、8聯裝導彈發射裝置、X波段監視與跟蹤雷達、指揮控制及作戰管理通信系統等部分組成。每個“薩德”連有150枚攔截彈、9部發射車、1個戰術作戰中心、1部雷達以及通信中繼裝置。每個營除了4個連的設備外,還有附加的2部雷達和2個戰術作戰中心,以提供系統靈活性和冗余度。
導彈 “薩德”系統攔截彈主要由動能殺傷器、級間段和固體火箭助推器3部分組成。動能殺傷器主要部件有:能產生致命殺傷的鋼制頭錐、2片蛤殼式保護罩、紅外導引頭、集成電子設備模塊和雙組元推進劑姿軌控系統。導引頭被裝在一個雙錐體結構內的一個雙軸穩定平臺上。鋼制頭錐上的非冷卻藍寶石板是導引頭觀測目標的窗口。頭錐前面的2片蛤殼式保護罩可保護導引頭及其窗口。在大氣層內飛行期間,保護罩遮蓋在頭錐上,以減小氣動阻力,保護導引頭窗口不受氣動加熱影響,在導引頭開始搜索捕獲目標時被拋掉。后錐體用復合材料制造。
“薩德”攔截彈采用預測比例導引,到接近目標前2秒轉為比例導引,利用推力矢量控制和空間點的選擇來進行制導與控制。在助推段和中段提供彈道優化設計,用這種方法控制攔截器狀態矢量,形成適宜的攔截關系,并保證導引頭的窗口在設計要求之內。自動駕駛儀提供指令,在助推段用推力矢量控制。在大氣層內導引頭機動利用姿態控制提供氣動升力,在大氣層外利用軌控機動。軌控發動機通過攔截器重心,可提供的橫向機動能力為5倍重力加速度。位于攔截器后部的4個俯仰偏航和4個滾動的姿態控制發動機在大氣層內提供的氣動力機動為10倍重力加速度??稍趹T性飛行階段進行極限的姿態控制,在發射到攔截的全過程進行滾動控制。
探測與跟蹤 “薩德”系統的雷達為X波段固態相控陣雷達,主要用于探測、跟蹤和識別目標,同時跟蹤攔截彈并傳送目標數據,提供修正的威脅目標圖。雷達天線口徑為10~12平方米,由大約3萬個輻射單元組成,每個輻射單元的功率為5~10瓦,作用距離500千米,頻帶寬是愛國者雷達的167倍,抗干擾能力更強。
指揮與控制 “薩德”系統的指揮控制及作戰管理通信系統(C2BMC)主要負責全面任務規劃、威脅評估、確定最佳交戰方案以及控制作戰等,由戰術作戰中心、發射控制站和傳感器系統接口等組成。指揮和控制系統又被稱為火控與通信系統。
戰術作戰中心是指揮和控制系統連和營的神經中樞。由2輛作戰車輛(1部用于作戰,1部用于部隊訓練及作戰備份)和2輛通信車組成,內部設備包括1個中央計算機、2個操作臺、數據存儲器、打印機和傳真機等。
傳感器系統接口作為獨立的車輛,與雷達采用分布式遠距離部署,為雷達和指揮控制作戰管理與通信系統提供接口。根據作戰部隊指控命令,傳感器系統接口設備可為與其相連的雷達提供直接的任務分配和管理。傳輸前通過過濾和處理雷達數據,使通信負荷最小化,可通過管理傳感器來實現偵察、任務控制、緩和或避免飽和、目標圖像確定、作戰監視與控制等功能。
發射控制站提供自動數字式數據傳輸和語音通信連接,完成C2BMC系統內無線電通信功能,還可提供傳感器系統接口和發射裝置之間的通信線路。內部設備包括除地面天線外的所有無線電子系統。
發射裝置 “薩德”系統攔截彈采用傾斜發射。發射車以美國陸軍貨盤式裝彈系統和M1075卡車為基礎設計,車高3.25米,長12米。早期設計,每輛發射車可以攜帶10枚“薩德”攔截彈,目前為8枚裝。該發射車與陸軍現有的車輛具有通用性,提高了在戰場上重新裝彈的靈活性。機組人員能在不到30分鐘的時間里給發射車重新裝彈并準備好重新發射。待命的攔截彈能在接到發射命令后幾秒鐘內發射。這種貨盤式的裝彈系統有利于縮小編制?!八_德”系統發射車可用C-141運輸機運輸,符合系統快速部署、發射和重新裝彈要求。車上蓄電池/蓄電池充電分系統可支持發射車連續12天自動工作。 作戰過程
“薩德”系統整個作戰過程分為偵察、威脅評估、武器分配、交戰控制、導彈攔截等步驟。實戰時,當預警衛星或其他探測器對敵方發射導彈發出預警后,地基雷達在遠距離搜索目標,一旦捕獲到目標,即對其進行跟蹤,并把跟蹤數據傳送給C2BMC。在與其他跟蹤數據進行相關處理后,指控系統制定出交戰計劃,確定攔截和分配攔截目標,把目標數據傳輸到準備發射的攔截彈上,并下達發射命令。攔截彈發射后,首先按慣性制導飛行,隨后指控系統指揮地基雷達向攔截彈傳送修正的目標數據,對攔截彈進行中段飛行制導。攔截彈在飛向目標的過程中,可以接受一次或多次目標修正數據。攔截彈飛行16秒后助推器關機,動能殺傷器與助推器分離并到達攔截目標的位置。然后,動能殺傷器進行主動尋的飛行,適時拋掉保護罩,殺傷器上導引頭開始搜索和捕捉目標,導引頭和姿軌控系統把殺傷器引導至目標附近。在攔截目標前,導引頭處理目標圖像、確定瞄準點、通過直接碰撞攔截并摧毀目標。地基雷達要觀測整個攔截過程,并把觀測數據提供給指控系統,以便評估攔截彈是否攔截到目標。C2BMC進行殺傷評估,如目標未被摧毀,則進行二次攔截。如仍未摧毀,可由下層防御武器攔截。

2005年11月22日,美國成功進行“薩德”攔截導彈試驗

發展歷史與未來
“薩德”系統研制計劃由美國國防部通過戰略防御計劃局(現為導彈防御局)發起,由美國陸軍戰略防御司令部(現為空間與導彈防御司令部)負責管理?!八_德”系統的發展主要分成4個階段。
方案探索與定義階段(1987年~1991年) 1987年,美國軍方首次提出“薩德”系統的任務需求,并開始方案論證研究。1990年正式授予洛克希德公司等三組承包商競爭研究合同,1991年完成方案論證及評審。
方案驗證與確認階段(1992年~1999年) 1992年,“薩德”系統攔截彈與地基雷達系統研制進入方案驗證與確認階段,開始試驗樣彈和樣機。同年9月,美國陸軍選定洛克希德公司負責“薩德”系統樣彈試驗;選擇雷錫恩公司負責演示驗證“薩德”系統地基雷達樣機。1993年,克林頓政府將“薩德”系統定為重點發展的戰區導彈防御計劃的核心計劃之一。同年11月,“薩德”計劃順利通過演示驗證飛行試驗軟硬件關鍵設計評審。1994年5月,完成最后的設計評審。1995年4月,“薩德”系統攔截彈成功進行首次飛行試驗,至1999年底,共進行11次飛行試驗。其中8次攔截試驗,前6次連續失敗,造成整體計劃后延。在設計合理性被確認,質量控制加強后,后2次試驗取得成功,從而結束該階段任務,工作重點轉向攔截彈的設計改進。
工程研制及生產階段(2000年~2009年) 2000年6月,“薩德”系統轉入工程研制及生產階段。在此期間,“薩德”系統進行設計改進,并于2003年12月順利通過系統關鍵設計評審。2004年3月,美國防部將“薩德”系統納入美國多層導彈防御體系。2004年5月開始試驗彈生產,2005年11月開始改進系統的新一輪飛行試驗,2007年開始,飛行試驗場從白沙導彈靶場轉移到太平洋導彈靶場。至2008年底,改進的“薩德”系統共進行7次飛行試驗,其中的4次攔截試驗全部成功。本輪試驗除驗證系統改進后的基本性能外,還加強了對低空目標、分離目標、遠程目標、復雜目標和真實作戰環境下目標攔截能力的考核。
生產與部署階段(2007年~2011年) 2007年1月,“薩德”系統正式進入生產與部署階段。2008年5月28日,首批“薩德”系統正式裝備美國陸軍,部署在第32陸軍防空反導司令部第11防空炮兵旅第4防空炮兵團阿爾法連,包括24枚攔截彈、3輛發射車、1套火控系統和1部“薩德”雷達。
“薩德”系統的部署以及初始作戰能力和互操作能力的驗證和提高,使美國軍方至少在理論上具備了從彈道導彈飛行中段到末段無空隙的強大的防御體系網絡。美國軍方的近期目標是使“薩德”系統具有攔截近程和中遠程彈道導彈的能力,遠期目標為具備攔截洲際彈道導彈的能力。
“薩德”-增程型發展 由于“薩德”系統中的攔截導彈采用了直接碰撞殺傷器作為最終的攔截手段,所使用的側窗紅外導引頭可以在大氣層內外攔截目標,因此對于高超聲速飛行器目標具有一定的攔截能力,但是仍需要足夠的目標信息支持,并進一步擴大攔截范圍和提高末段飛行速度及機動能力。
洛克希德?馬丁公司正在大力推出其“薩德”-增程型方案,重點是對現役攔截彈的助推器進行改進:為攔截彈加裝一級助推器,由原來的一級變為兩級。其中,新加裝的第一級助推器直徑為535毫米,原先助推器為370毫米,增加了攔截彈的射程和作戰高度?!八_德”-增程型的第二級被稱為加速級,用于提高攔截彈末段飛行速度和機動能力,使攔截彈更快速、準確地接近目標,而用于實施攔截作戰的動能殺傷器則未做改動。除對攔截彈進行改進外,還要對“薩德”系統的發射裝置進行改進,以適應攔截彈彈徑增加的需要。改進后的每部發射裝置只能攜帶5枚攔截彈,將比現“薩德”系統的8枚減少3枚,但其作戰能力將進一步提高。
結 語
“薩德”系統是美國研制的用于末段高層攔截中、近程彈道導彈的反導系統,具有較高的機動能力和一體化協同作戰能力,可與“宙斯盾”反導系統、“愛國者-3”防空反導系統等協同作戰,擴大反導作戰保衛區域。如果“薩德”系統實現在韓部署,還可直接通過美國在日韓部署的衛星站接收預警信息,建立預警信息的新通道,實現美國亞太地區反導體系的靈活快速反應;其改進型將具備對戰術滑翔導彈、高超聲速武器的防御能力。因此,“薩德”在韓部署必將是美國長期追求的目標,此次朝鮮的核試驗與衛星發射僅僅是為美軍提供了一個絕佳的借口而已。
責任編輯:劉靖鑫

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