飛彈防禦

飛彈防禦

飛彈防禦:[英]missle defense,飛彈防禦系統是指,一國受到另一國的飛彈威脅時,啟用飛彈防禦系統,發射飛彈進行攔截,直接命中或用多彈頭爆炸碎片命中目標,以達到摧毀飛彈或使飛彈失去攻擊能力的目的,目前美國是全世界最大的飛彈防禦系統使用製造國。

基本信息

NMD—美國國家飛彈防禦系統

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NMD全部組成是:2處發射陣地、3個指揮中心、5個通信中繼站、15部雷達、30顆衛星、250個地下發射井和250枚攔截飛彈系統。

具體地說,NMD是由5大部分組成的,即預警衛星、改進的預警雷達、地基雷達、地基攔截彈和作戰管理指揮控制通信系統。

預警衛星用於探測敵方飛彈的發射,提供預警和敵方彈道飛彈發射點和落點的信息。這些衛星都屬於天基紅外系統,也就是說靠敵方發射飛彈時噴射的煙火的紅外幅射信號來探測飛彈。

改迸的預警雷達,它們是NMD系統的"眼睛",能預警到4000-4800千米遠的目標。美國除要改進現有部署在阿拉斯加的地地彈預警雷達以及部署在加州與麻薩諸塞州的"鋪路爪"雷達外,還要在亞洲地區新建一個早期預警雷達

地基雷達是一種X波段、寬頻帶、大孔徑相控陣雷達,將地基攔截彈導引到作戰空域。

地基攔截彈是NMD的核心,由助推火箭和攔截器(彈頭)組成,前者將攔截器送到目標鄰近,後者能自動調整方向和高度,在尋找和鎖定目標後與之相撞,將它擊落在太空上。

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作戰管理指揮控制通信系統利用計算機和通信網路把上述系統聯繫起來。

這些系統部署後,24顆整天圍繞地球不斷鏇轉的低軌道預警衛星和6顆高軌道衛星,一旦探測到敵方發射飛彈,立刻跟蹤其紅外輻射信號。通過作戰管理指揮控制通信系統,衛星除將飛彈的飛行彈道"告訴"指揮中心外,還要為預警雷達和地基雷達指示目標。預警雷達發現目標後,將飛彈的跟蹤和評估數據轉告地基雷達。一旦收到美國航天司令部的發射命令後,攔截彈就騰空而起。攔截器靠攜帶的紅外線探測器盯上來襲飛彈後,竭盡全力(靠動能)與它相撞,與對方同歸於盡。

介紹
反飛彈飛彈利用紅外跟蹤原理搜尋敵方進攻飛彈,識別真假彈頭,然後在地球大氣層外攔截敵方進攻飛彈,並用雷射武器將其摧毀。

衛兵飛彈防禦系統

美國從50年代初開始研製奈基-宙斯反飛彈武器系統,1963年經改進演變為奈基-X系統,1967年美國政府決定在奈基-X系統基礎上發展哨兵系統,1969年又對哨兵系統稍加改進,改名為衛兵系統。

衛兵系統系美國唯一部署過的反導系統,1969年8月起動工建造北達科大福克斯反導基地,1975年10月工程完工,基地配備1部遠程搜尋雷達,1部飛彈場地雷達和4個遙控發射場,遙控發射場包括地下控制室和飛彈圓筒形垂直發射井(井徑2.7米,深9.3米)內,共部署70枚斯普林特飛彈和30枚斯帕坦飛彈。1976年美國撤銷了衛兵系統,當年2月關閉基地。部署時間僅6個月。

衛兵反彈道飛彈系統的截擊飛彈由斯普林特飛彈和斯帕坦飛彈構成:

①斯普林特飛彈

美國研製的第一代高速低空近程反彈道飛彈的飛彈武器系統,簡稱低空反彈道飛彈。1963年開始研製,至1970年參加攔截試驗,研製經費約8億美元。主要用於攔截洲際飛彈或中遠程飛彈的再入彈頭。飛彈貯於發射井內,氣體彈射發射。改進型為斯普林特Ⅱ型,主要增大機動能力和抗核能力,提高可靠性,但該型飛彈未執行原計畫於80年代初服役的部署。

②斯帕坦飛彈

美國現役高空反彈道飛彈武器系統,或稱高空反彈道飛彈。系奈基-宙斯飛彈的改進型,用作美國衛兵反彈道飛彈系統內高空攔截飛彈,用於大氣層外攔截洲際或遠程彈道飛彈。

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戰術技術性能數據:

斯普林特  斯帕坦
全 長 8.23米 16.82米
直 徑 1.37米 1.07米
最大射程 56公里 750公里
作戰高度 32-48公里 550公里
最大速度 M11-12 M6.9
起飛重量 3.4噸 12.3噸
制導方式 無線電指令制導 無線電指令制導
動力裝置 兩級固體火箭發動機 三級固體火箭發動機
核彈當量 1000噸 500噸
殺傷機率 75% 50%
命中精度 24-27米  
反應時間   0.5分鐘
發射方式 彈射出地麵點火,垂直發射 井下點火,垂直發射。

戰區飛彈防禦系統(TMD)

TMD計畫是美國總統柯林頓於1993年提出的,其前提是認為冷戰後"戰區彈道飛彈"在第三世界國家中迅速擴散,並已成為美國前沿部隊及海外盟友面臨的主要威脅。美國認為,所有威脅不到美國本土的彈道飛彈,都屬於"戰區彈道飛彈",只有能夠打到美國本土的彈道飛彈,才是"戰略彈道飛彈"。因此,TMD是相對於防禦"戰略彈道飛彈"的"國家飛彈防禦系統"(NMD)而言的。TMD與NMD共同構成了美國"彈道飛彈防禦"(BMD)構想的兩大內容,其開發工作由美國國防部彈道飛彈防禦局具體負責。

"戰區"是指"美國本土以外,由一個聯合司令部和專門司令部管轄的地區"。因此,戰區飛彈防禦系統是"用於保護美國本土以外一個戰區免遭近程、中程或遠程彈道飛彈攻擊的武器系統"。

美國軍方對於戰區飛彈的防衛有三種主要策略:一是在來襲飛彈發射前偵察到並將其摧毀;二是在來襲飛彈發射升空時將其摧毀;三是在來襲飛彈飛行途中或重回大氣層時予以攔截摧毀。

TMD的構想由低層防禦和高層防禦兩部分組成。低層防禦構想包括"愛國者-3"(PAC-3)、"擴大的中程防空系統"(MEADS)、"海軍區域防禦"(NAD)系統,高層防禦構想包括陸軍"戰區高空區域防禦"(THAAD)系統、"海軍戰區防禦體系"(NTW)、空軍"助推段防禦"(BPI)。其中,"愛國者-3"、"海軍區域防禦"系統、"陸軍"戰區高空區域防禦"系統、"海軍戰區防禦體系"構成TMD的核心和重點開發項目。

PAC-3飛彈

PAC-3是愛國者系統的最新型號,是一種集團軍和軍級機動防空系統,可發射多枚飛彈同時推毀距離不等的目標。愛國者系統因在海灣戰爭中表現突出而聞名。PAC-3系統將於2001年完全升級為低層彈道飛彈防禦(BMD)體系,其任務是為部隊和固定設施提供保護,抵禦近、中程彈道飛彈、巡航飛彈和固定翼或鏇轉翼飛機等的攻擊。在設計上,要求PAC-3便於在世界各地部署和能用C-17或C-5飛機運輸。

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PAC-3由3種配置組成,均為升級產品。為了儘快給部隊提供飛彈防禦手段,兩種原始的配置已於1995-1996年期間部署。第3種配置於2001年實施部署。其最終配置將全部採用改型系統部件。升級後的地面雷達在其多功能、低空、威脅探測與識別等能力方面均得到提高。目標進入地球大氣層後,新型的PAC-3飛彈採用猛烈撞擊的方式將其摧毀,這就是所謂稠密大氣層撞擊殺傷截擊。PAC-3的指揮、控制與通信系統比早期產品有了更好的改進,操作能力有了較大的提高。

PAC-3的發射裝置主要由地面雷達設備、截擊控制站和8部飛彈發射設備組成。

海軍區域戰區彈道飛彈防禦(TBMD)

海軍區域戰區彈道飛彈防禦計畫涉及裝備標準飛彈的宙斯盾巡洋艦和驅逐艦。將對宙斯盾武器系統進行改進,使其能用AN/SPY-1雷達探測、跟蹤戰區彈道飛彈,並用SM-2BlocKⅣA飛彈將其攔截。SM-2Block ⅣA飛彈由SM-2BlocⅣ飛彈改進而來,增加了一個紅外導引頭,改進了戰鬥部、自動駕駛儀和引信,使其能攔截戰區彈道飛彈。這一計畫包括宙斯盾探測戰區彈道飛彈能力的驗證。目前還計畫研製用戶作戰評估系統(UOES),以使早期參戰單位能進行試驗,並在國家緊急情況下提供有限的大氣層內防禦戰術彈道飛彈的能力。

THAAD系統

THAAD的研製工作啟動於1992年,陸軍定於2007年部署。THAAD是TMD中關鍵性的一節。THAAD主要用來阻截遠程戰區級彈道飛彈,THAAD的目標是要在遠處高空將飛彈擊落,這樣,就可以增加防範戰區彈道飛彈威脅的能力,尤其是對一些有較大殺傷力的武器,可以在遠處和高空就把它們擊落,以防後患。

THAAD系統具有攔截戰區彈道飛彈所需的齊射能力。為在更高的高空和更遠的距離摧毀攜帶大規模毀滅性武器的威脅,以保證需要的防禦水平,齊射能力是必要的。

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THAAD項目的另一個重要部分是用戶作戰評估系統(UOES)。該系統能對系統作戰性能進行早期評估,並在國家緊急情況下提供有限的大氣層內防禦能力。

THAAD的飛彈部分由攔截飛彈、托板裝運發射系統和戰鬥管理/指揮、控制和通信系統組成。攔截飛彈是命中-殺傷飛行器,它採用最新的制導、控制和殺傷飛行器技術。托板裝運發射系統使飛彈發射箱、控制和發射執行平台能便於運輸,戰鬥管理/指揮、控制和通信系統由執行THAAD任務所需的通信和數據系統組成。THAAD的戰鬥管理/指揮、控制和通信系統還提供與戰區防空指揮和控制系統連線的通用接口,以及與THAAD雷達連線的接口。

THAAD雷達能滿足能力更強的寬域防禦雷達的迫切需求。作為THAAD系統的一個組成部分,THAAD雷達提供監視和火控支援,並向愛國者飛彈一類低層防禦系統提供提示。THAAD雷達利用現有的雷達技術實現期望的功能:威脅攻擊預警,威脅類型識別,攔截飛彈火控,外部感測器提示,發射和彈著點判斷。特別是,THAAD雷達將具有區分戰術彈道飛彈類型的能力,並能在攔截後進行殺傷評估。THAAD雷達將進行一系列綜合性能試驗,為THAAD項目進入里程碑2作準備。THAAD雷達的研製成果將成為國家飛彈防禦-地基雷達(NMD-GBR)的雷達技術驗證機的基礎。

阿達茨防空反坦克系統

在現代戰場的低空層面上,裝甲車輛和直升飛機、無人機配合作戰。雖然戰場上已經出現眾多性能先進的車載反坦克系統和輕型車載防空系統,但隨著現代戰爭呈時間短、持續力度大、進程快、武器種類多樣化、多點多層面化。因此,需要一種能夠機動部署和性能全面的車載防禦系統,既能用於防空,又能用於打擊地面裝甲目標。

一、“阿達茨”飛彈系統基本狀況

在1986年,位於瑞士蘇黎世厄利空·康垂斯(Oerlikon Contraves)公司和位於加拿大魁北克的厄利空·康垂斯分公司(原加拿大航空宇宙公司)研製出一種“阿達茨”(ADATS)防空反坦克兩用系統,安裝在履帶式裝甲車底盤上,成為新型、高效戰場低層面近程防禦系統。這種系統的出現,增加防禦系統作戰的有效性,將兩種單獨的系統合二為一;增加作戰靈活性,尤其適於用戰場前沿機動部署,為前線部隊提供防空和反裝甲綜合火力;簡化戰場部署環節,防空和反坦克只需一種系統;降低後勤支援複雜性,綜合防禦系統只使用一種車載飛彈,實現雙重作戰目的。“阿達茨”為前方維護融合內建-測試能力,允許快速和容易的維護。在實際套用中,“阿達茨”飛彈系統主要以防空能力為基礎,兼具反坦克能力。“阿達茨”飛彈系統目前主要被加拿大和泰國採用,同時也被眾多國家看好。

二、“阿達茨”飛彈系統基本組成

主要以加拿大陸軍採用的“阿達茨”飛彈系統為主,說明系統基本組成:

1、系統平台

“阿達茨”飛彈系統主要安裝在多種移動平台上,可廣泛在實際中套用。例如M113裝甲車、M2/M3“布拉德利”(Bradley)戰車和拖車;也能夠固定安裝在固定平台上,如箱體座架上。

2、指揮控制

“阿達茨”的控制台

“阿達茨”飛彈系統既能夠單獨使用,也能夠多套系統組成一個作戰網路。“阿達茨”作戰防禦網路可配備多達六套“阿達茨”飛彈系統,火力點間隔部署距離達到20公里。其中任何一套“阿達茨”飛彈系統都能擔任作戰網路主控制器,指揮其它“阿達茨”飛彈系統。而且作戰網路能實時與其它命令設備聯接。完全自動實時數據交換包括空域控制數據;武器控制命令和火控命令;目標識別數據;系統狀態和車輛位置;威脅優先化和優選武器分配;交戰狀態、武器狀態和干擾機三角測量數據。六單元組成的作戰網路能同48個空中或地面目標同時交戰。相互通信連結使用抗干擾和保密性高的頻率捷變無線電或地面通信線。超過2,000組頻率可供頻率捷變無線線路使用,採用25 kH頻道間隔。系統體系結構還提供全雙工數據交換和實時半雙工聲音通信。

3、飛彈

“阿達茨”飛彈系統配備的飛彈,
能夠同所有的類型低層面威脅交戰,包括在非常低的高度對峙範圍內暴露的攻擊型直升飛機。系統對抗空中或地面目標射程達到10公里。飛彈採用精確度非常高的雷射駕束制導,雷射導引頭柵格採用數位編碼用於精度和抗反措施干擾。飛彈安裝無煙推進系統採用慣性推進方式,最高飛行速度超過3馬赫,機動過載能力超過60 g。安裝一個非常先進的雷射引信,在飛彈發射後使用可變保險延遲自動設定。對抗直升飛機和地面坦克需要不同的戰鬥部。對直升飛機採用破片式戰鬥部,靠在目標上爆炸形成大量破片來擊毀目標;而坦克採用裝甲保護,破片式戰鬥部沒有多大作用,需要採用穿甲彈頭或較輕的聚能裝藥戰鬥部。“阿達茨”飛彈系統總重51公斤,採用組合的破片和聚能裝藥戰鬥部重量12公斤,並且已經證實能夠穿透超過900毫米厚的軋制均質裝甲(RHA)。一套“阿達茨”系統總共可以攜帶八枚飛彈。

4、火控和監視

“阿達茨”飛彈系統配備的飛彈,
能夠同所有的類型低層面威脅交戰,包括在非常低的高度對峙範圍內暴露的攻擊型直升飛機。系統對抗空中或地面目標射程達到10公里。飛彈採用精確度非常高的雷射駕束制導,雷射導引頭柵格採用數位編碼用於精度和抗反措施干擾。飛彈安裝無煙推進系統採用慣性推進方式,最高飛行速度超過3馬赫,機動過載能力超過60 g。安裝一個非常先進的雷射引信,在飛彈發射後使用可變保險延遲自動設定。對抗直升飛機和地面坦克需要不同的戰鬥部。對直升飛機採用破片式戰鬥部,靠在目標上爆炸形成大量破片來擊毀目標;而坦克採用裝甲保護,破片式戰鬥部沒有多大作用,需要採用穿甲彈頭或較輕的聚能裝藥戰鬥部。“阿達茨”飛彈系統總重51公斤,採用組合的破片和聚能裝藥戰鬥部重量12公斤,並且已經證實能夠穿透超過900毫米厚的軋制均質裝甲(RHA)。一套“阿達茨”系統總共可以攜帶八枚飛彈。

在低層面作戰中,對火控和監視系統要求極高。使用雷達系統要受到多徑效應和地面雜亂回波干擾。“阿達茨”飛彈系統的火控和監視系統採用由前視紅外系統和電視系統組成的先進光電系統,用於目標捕獲、跟蹤和飛彈引導,抗干擾能力非常強。由洛克希德·馬丁飛彈和火控系統公司提供,並且以“阿帕奇”武裝直升飛機上目標獲取與指示系統/飛行員夜視感應器(TADS/PNVS)的一個增強性能版本為基礎。前視紅外裝置基於美國共通兼容模式,工作在八到十二微米波段,提供不利天氣狀況下的完全操作能力。其它的系統包括一個近紅外攝像電視系統在晝間使用,一個二氧化碳雷射器用於飛彈引導和一個在1.06微米操作“視力安全”Neodinium YaG雷射測距儀。

“阿達茨”脈衝都卜勒X-波段雙波束雷達用於目標捕獲和辨識,而且允許“阿達茨”飛彈系統自主操作。雷達採用頻率捷變和全相干技術。“阿達茨”飛彈系統也能和其它採用雷達靜默模式的“阿達茨”飛彈系統在一組命令、控制和通信網路中共同操作,分配目標到其它的“阿達茨”飛彈系統。雷達有能力在邊跟蹤邊掃描模式和在作戰網路配置中進行20-目標計算機半自動威脅評估,幫助操作員將武器分配到高優先權威脅上。系統也具有移動搜尋和扇形搜尋設計,範圍25公里和高度8,600米。

5、作戰性能和交戰次序

總體來講,同直升飛機和地面坦克對抗交戰要有自身優勢,“阿達茨”飛彈系統的機動化作戰能力體現在系統高效、反應敏捷和飛彈射程較遠的高性能上。從最初目標探測到飛彈發射僅需要五秒。例如對於超低空並處於遮掩狀態(樹木、山體等)的直升飛機,只要一暴露,“阿達茨”飛彈系統能立即發射速度高達3馬赫的飛彈交戰。在戰場上一方面需要先敵發現,另一方面需要快速反應先敵打擊,“阿達茨”飛彈系統射程達到10公里,遠優於直升飛機的機載空對地飛彈和坦克火炮,也優於一些坦克或裝甲戰車的車載反坦克飛彈射程。在交戰次序中,首先開始目標探測和搜尋,轉塔迴轉;使用雷達系統、前視紅外系統和電視系統對抗空中目標或者使用前視紅外系統和電視系統對抗地面目標;跟蹤系統搜尋和目標捕獲次序進行是使用前視紅外和電視瞄準系統;飛彈發射和導引使用前視紅外系統、電視目標跟蹤系統和二氧化碳雷射駕束制導。在第一枚發射完成後,作戰時機必需去發射第二枚飛彈時,準備時間少於兩秒。再裝填只需要兩名人員,無需任何輔助設備,充分符合戰場上簡便、高效要求。

三、“阿達茨”飛彈系統發展、改進和實際套用

“阿達茨”飛彈系統在模組性、靈活性和重組性方面進行最最佳化設計,能夠安裝在多種平台上。另外,也能夠和其它的武器系統組合,構造更完善的綜合作戰系統。
1987年,美軍試驗選用M2“布拉德利”戰車底盤改裝“阿達茨”防空飛彈系統,用於防空。由於“阿達茨”飛彈系統考慮防空和反坦克雙重作戰目的,飛彈採用精確度高的雷射制導技術和較重的組合戰鬥部,因此在防空方面不如全主動或半主動紅外製導防空飛彈靈活、操作簡便、成本低。美國陸軍後放棄了“阿達茨”防空飛彈計畫,改為以“毒刺”(Stinger)為基礎安裝在“捍馬”高機動多用途輪式車輛上的“復仇者”(Avenger)防空飛彈系統和安裝在“布拉德利”戰車上的“前鋒”(Linebacker)防空系統。但美國陸軍在1997年,由波音公司將“復仇者”防空飛彈系統移植到“布拉德利”M2A2戰車,替換原車載TOW式反坦克飛彈系統,也就是“布拉德利-後衛”(Bradley-Linebacker)近程防空車輛。保留其它全部武器系統,包括25毫米M242“毒蛇”電動鏈式供彈機關炮。經過改裝後,用來提供火力支援、打擊輕裝甲目標和防空多種作戰目的。這說明“阿達茨”飛彈系統的設計思路還是符合作戰需要的。

1988年,加拿大陸軍採用“阿達茨”飛彈系統,也稱為“低層面近程防空”(SHORAD)系統。隨著作戰網路化和實時信息共享,加拿大陸軍將幾套單獨的“阿達茨”飛彈系統組成一個作戰網路,共同操作。“阿達茨”飛彈系統是“加拿大低層面防空系統”(CF LLADS)的主要組成部分,安裝在M113裝甲車輛上。加拿大陸軍總共採購36套系統,第一套系統在1988年被交付,在1994年全部完成。

在1991年海灣戰爭中,美軍“戰斧”巡航飛彈採用超低空地形匹配飛行技術,表現出突防能力強、命中精度高、靈活性強的驚人性能,成為美國對伊打擊的重要武器系統。美軍阿帕奇武裝直升飛機超低空突防打開進攻通道,並且武裝直升飛機集群作戰,以絕對優勢徹底摧毀伊拉克地面裝甲力量。這些在戰場上出現的新形勢促使防空系統的改進和提高。1997年,瑞士厄利空·康垂斯公司在阿聯舉辦的第三屆阿布達比國際防務展上,展出了“空中盾牌”(Skyshield)35防空系統,將“阿達茨”飛彈系統同其它武器系統組合成範圍更寬的綜合作戰系統。它由雷達指揮站、“阿達茨”飛彈發射平台以及“阿海德”35毫米高炮組成。新型“空中盾牌”35防空系統除防空和反坦克作用外,配備的35毫米“阿海德”高炮射速高達11,000發/分鐘,採用火控雷達制導,若雷達受干擾,用目視也可以向空中密集射擊,因此,能夠有效的在近程對付巡航飛彈、超低空突襲飛機等。
彈系統發射

1993年12月,泰國空軍選定“阿達茨”飛彈系統用於防空。已經定購10至20套設備,並部署到泰國皇家空軍主要的空軍基地。泰國空軍採購的“阿達茨”飛彈系統,安裝在箱體座架上,與“空中盾牌”防空系統整合,目前正在準備一個中期壽命更新計畫。

由於掠海攻擊反艦飛彈飛速發展,對艦艇超近程防禦帶來新的要求,反應速度更快和精確攔截效能更高。在2002年,英皇家海軍為主要戰艦考慮部署一個內層飛彈防禦系統,還沒有正式提出性能要求。但英國GEC-馬可尼公司已經提出了“海上衝刺”方案,採用艦載八管發射裝置,並將“阿達茨”飛彈系統作了改進,使用射頻近炸引信替換目前的雷射引信,來和艦載射頻照射器配合。目前,英國GEC-馬可尼公司正在為厄利空·康垂斯公司計畫的MK-2型陸基“阿達茨”飛彈系統開發這種新的射頻近炸引信。另外,MK-2型將用多用途“阿達茨”控制台(MPAC)替換目前的雷達和光電控制台。

隨著強化遠程作戰部署能力,提高武器系統機動性,一些國家開始大力發展輪式裝甲車輛。2004年4月,加拿大陸軍決定對其“阿達茨”防空反坦克系統進行改進,將飛彈系統安裝在輪式車輛的底盤上,減輕系統重量、提高機動性、增加空運數量和降低對運輸機能力的要求。

目前,在加拿大陸軍現代化計畫中,制定了一個名為“情報、監視、目標獲取和偵察”(ISTAR)的計畫,旨在提高該軍種的監視、電子戰和情報能力。為加陸軍首次提供戰場感測器數據連結能力,以及無人機、武器定位系統和高級電子戰設備等全新裝備。通過建立一個大型網路,將來自“阿達茨”飛彈系統和其它平台的信息傳送到需要的地方;還要幫助指揮官們獲得所有感測器蒐集到的信息;也能夠和其它防空系統和地面系統組成一個龐大的聯合作戰網路。

“阿達茨”飛彈系統用於實現防空和反坦克雙重作戰目的。厄利空·康垂斯公司注重系統模組性、靈活性和重組性的思路,使“阿達茨”飛彈系統能夠整合新的武器系統、組成作戰網路、與眾多武器系統組成聯合作戰網路和套用於艦載超近程防空,因此具有廣闊的發展空間。

各國飛彈防禦系統介紹

根據現時的公開資料,人類第一款制導武器要追溯到二戰間德國研製出的第一枚無線電制導滑翔炸彈。當時德國還研製成功了HS-293和輔里茲-X(SD-140OX)兩種炸彈。它們可由高空戰略轟炸機投送,發現目標後自動鎖定並隨其進行戰術機動,直至命中目標。盟軍形象地把它們叫作“影子炸彈 ”。這種新型炸彈就是現代巡航飛彈的雛形。

二戰時期納粹德國的V-1飛彈,是第一種巡航飛彈類,使用磁性陀螺加上機械測高和彈身姿態感知和控制系統,接近於簡陋的沒有什麼計算過程的慣性制導,有人也不認為這是制導,而將第一種真正的飛彈的名份歸於V-2

納粹德國的V-2是第一種彈道飛彈,使用無線電遙控制導,其設計具有高度的現代特徵,甚至影響到戰後長期以來中短程彈道飛彈的設計,典型如飛毛腿飛彈也是延續了V-2的設計模式,而戰後各國最初的航天活動使用的火箭也大幅使用了V-2飛彈的成果(因為他們大都使用了原來德國的火箭科學家或火箭圖紙作為其宇航火箭的設計研究基礎)

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世界上最早的陸基(即地面發射)洲際飛彈是蘇聯1957年8月首次全程發射試驗的SS—6型彈道飛彈,它的射程為8000公里,核彈頭當量500萬噸梯恩梯。
世界上第一枚潛地飛彈是美國的 “天獅星”1型巡航飛彈,它1951年從潛艇上發射成功,最大射程960公里,戰鬥部為4—5萬噸級核彈頭或常規彈頭。

世界上最早的潛地彈道飛彈是蘇聯首先研製成功的。1955年9月,蘇聯首次將一枚改裝的陸基戰術彈道飛彈從潛艇上發射成功。隨後,蘇聯研製成功SS—N—4型潛地彈道飛彈,它的射程650公里,戰鬥部為100萬噸級核彈頭。

世界上第一枚潛射洲際彈道飛彈是蘇聯於70年代研製成功的SS—N—8II型彈道飛彈,它的射程為9100公里,核彈頭當量為100萬噸梯恩梯。
世界上最早的地空飛彈,是德國在第二次大戰後期研製的 “萊茵女兒”、 “龍膽草”、 “蝴蝶”、 “瀑布”、 等飛彈,但均未投入使用。戰後,美、蘇、英等國在德國技術成果的基礎上,於50年代後研製出第一代實用地空飛彈。1958年10月7日,中國人民解放軍空軍地空飛彈部隊在華北地區用地空飛彈一舉擊落了台灣國民黨空軍的美制RB—58D型高空偵察機。這是世界上首次用地空飛彈實戰擊落敵機.

世界上第一種單兵肩射防空飛彈是美國的 “紅眼”式。它於1962年首次發射,1966年裝備部隊。它長僅1.22米,重8.17公斤,一個人扛在肩上即可操作發射。它採用光學瞄準,紅外線跟蹤制導,主要用於對付低空飛行目標。

世界上最早的空空飛彈是德國1944年4月研製出的X—4型有線制導空空飛彈,但它未及投入使用德國就戰敗了。美國的“響尾蛇”AIM—9B空空飛彈於1953年首次發射試驗成功。它是世界上第一種被動式紅外線制導空空飛彈。世界首例空空飛彈戰果出現在新中國人民空軍與龜縮在台灣的國民黨空軍之間的空戰中,人民空軍有飛機與飛行員犧牲,但後來的國共空戰甚至與美軍直接空戰中美制空對空飛彈也有沒命中目標而墮海的響尾蛇飛彈被新中國繳獲,使得紅外製導的空對空飛彈技術被社會主義東方陣營所掌握,紅色戰機獲得了新的武器。

雖然前面提到最早的制導炸彈是納粹德國的HS-293,但是美軍對此類特殊武器也早有了濃厚興趣。美國陸軍和海軍自1940年起都啟動了制導武器研發計畫,比如“炸彈滑翔器”(BG)系列、“滑翔炸彈”(GB)和“垂直炸彈”(VB)系統等等。美軍的“滑翔炸彈”類似於德軍的Hs-293A制導炸彈,初期研製於1940年至1941年即已展開。1944年初,美陸航第八航空隊曾在轟炸德國科隆時少量試用。其後期型還使用了紅外製導、主動雷達尋的和電視成像等多種制導方式。與“滑翔炸彈”相比,美軍的“垂直炸彈”系統的技術更為成熟。該型制導炸彈的研發早在1942年即已開始,它非常類似於德軍的弗里茨-X炸彈。其基本結構是在一枚M-44 450公斤標準航彈上加裝陀螺穩定系統的尾翼組件、一副活動舵面和曳光指示劑。由於這種炸彈只能左右調整方位,所以又被稱為阿松(AZON)炸彈(azimuth only的縮略語)。不過這種後來被美國人自稱為“靈巧炸彈之父”的阿松炸彈在當時很不受歡迎,原因是這種炸彈不能“發射後不用管”,操作員必須控制炸彈炸中目標方可允許載機擺脫敵軍防空火力。對於這種增加風險的貨色,轟炸機部隊自然興趣不大。最後在納粹V-1飛彈的壓力下,杜立特將軍指揮的美軍第8航空隊採用了一種使用阿松炸彈現成的制導系統,搖控裝滿炸藥的轟炸機去攻擊V彈發射陣地的方案,將B-17改裝成BQ-7遙控自殺式轟炸機,由另一架同樣是B-17或B-24改裝的控制機CQ-4遙控進行自殺性攻擊。但這個命名為“阿弗洛狄特”行動(靠,阿弗洛狄特是愛神維納斯的希臘名啊)最終失敗了,阿松炸彈的制導系統被證明是不可靠的,當時美軍還準備在太平洋使用B-24D改裝的BQ-8,控制機計畫使用PV-1圖文轟炸機或B-24,但還再需要一架B-17作信號中繼機,可見這種遠距離中繼制導當時已經在醞釀當中,但是阿松炸彈的制導如此不可靠讓美軍失去了繼續發展的信心,轉而等待國內已經研製出更可靠的卡斯托爾(Castor)制導系統。不過戰爭沒有給予美國人更多的機會。

空地飛彈最初是航空火箭與航空制導炸彈相結合而誕生的。德國首先研製出世界第一枚空地飛彈,它的主要設計者是赫伯特·A·華格納博士。1940年7月,華格納等人在SC—500型普通炸彈的基礎上,研製了裝有彈翼、尾翼、指令傳輸線和制導裝置的HS—283A—0,它可看作是最早的空地飛彈,於1940年12月7日發射試驗成功。1943年7月無線電遙控的HS—293A—1型飛彈研製成功。8月27日,德國飛機發射HS—293A—1擊沉了美國 “白鷺”號護衛艦,這是世界上首次用飛彈擊沉敵艦,它也是最早的空對艦飛彈。

世界第一種反雷達飛彈是美國的AGM-45A“百舌鳥”飛彈,它於1963年研製成功。此後,蘇、美、英、法等國也研製成功反雷達飛彈。在越南戰爭、中東戰爭和海灣戰爭中,反雷達飛彈都取得出色戰果。

世界上最早的艦艇飛彈是蘇聯於50年代中期裝備軍隊的SS—N—1型飛彈,這其實是一種水面使用的巡航飛彈,它的打擊目標是大型艦艦,戰鬥部裝藥量很大,可攜帶常規彈頭或核彈頭,核彈頭當量為1000噸級,主要用於攻擊航空母艦等大型水上目標。但大多數艦艦飛彈是中小型的。1967年10月21日,埃及使用 “蚊子”級飛彈快艇發射蘇制SS—N—2 “冥河”式艦艦飛彈,擊沉了以色列 “埃特拉”號驅逐艦。這是艦艦飛彈擊沉敵艦的首次戰例。

反坦克飛彈,1943年,納粹德國陸軍為了抵擋蘇聯紅軍軍強大的坦克優勢,在空軍X—4型有線制導空空飛彈方案的基礎上,研製了專門打坦克的X—7型飛彈。1944年9月,X—7基本研製成功,但未及投入使用就戰敗投降了。1946年,法國的諾德—阿維什公司開始研製反坦克飛彈,1953年前後研製成功SS—10型反坦克飛彈,並在1956年的阿爾利亞戰場上使用。SS—10型是世界上最早裝備部隊,最早實戰使用的反坦克飛彈。

第一種制導炮彈是美國M712式銅斑蛇155毫米口徑炮彈,採用半主動雷射末制導。制導裝置主要由尋的頭、信號處理模組、控制機構等組成。尋的頭是炮彈的“眼睛”,當炮彈飛臨目標的上空時,會自動尋找要攻擊的目標,老式的尋的頭結構與早期的紅外空空飛彈類似,採用圓錐掃描來測量目標與炮彈目線的偏差,但是這種方式精度難以進一步提高。現在採用焦平面CCD元件,而只對目標的反射光斑閃爍頻率回響來確定飛彈目線與目標的運動偏差關係,因為雷射光斑強度大,光學特徵突出,這就無須使用空空飛彈那樣的圖象識別技術,只要盯住那個光斑,就能達到很高的命中精度。彈上信號處理模組把飛行中與目標的方向偏差以及動態運動關係計算出來,計算的誤差信號輸入控制機構,以便進行修正飛行;控制機構接受誤差信號來控制舵機修正偏差,使炮彈準確的跟蹤並擊中目標。當前方觀察所發現目標時,用雷射進行指示,測距機測定距離(測距機的最大測試距離為5000米),觀察員將有關的方位、距離、目標信息和雷射編碼數據用無線電報告給指揮所;指揮所經過計算,將射擊諸元下達給炮陣地;炮手取出彈丸艙、制導艙,同時裝定好引信、編碼、調節定時器等,然後將其對接好,擰下保護帽,瞄準、裝填、發射。發射後,彈丸飛出炮口約20米距離時,尾部的4片穩定翼自動展開。彈丸藉助尾翼低速鏇轉,繼續向前飛行。此為無控飛行段。

當飛到彈道頂點時,飛彈開始低頭,尋的頭向下角度能接收到目標區的雷射照射器打在目標上以一定頻率閃動的光斑。控制艙內的慣性陀螺解鎖,輸出飛彈姿態信號。控制器根據陀螺儀輸出信號操縱舵面調整彈丸的飛行姿態。此為慣性制導段。當彈丸飛到距離目標約3000米時,炮彈捕捉到的信號非常根據目標反射光斑的相對位置,採用比例導引方式。所謂比例導引方式即由雷射導引頭測定彈目線角速度和各方向上偏移的加速度,然後給出彈目線和導引頭光軸間的誤差角成比例的控制信號,由導引頭的校正線圈產生校正力距實現制導。比例制導的信號正比於彈目線角速度。同時,觀察員用雷射目標指示器發射編碼雷射照射目標。彈上的導引頭搜尋並接收到目標反射的信號以後,以比例制導的方式進行鎖定,將炮彈導入正對光斑俯衝,擊中目標上的光斑,自然也就擊中了目標。

馬丁·瑪麗埃塔公司(Martin Marietta)於70年代初開始秘密研製末制導炮彈,1977年12月9日,在白沙靶場進行試驗,從接近最大射程處射來的飛彈,擊中了一輛作為靶標的報廢M-47坦克。炮彈命中炮塔左側上方,爆炸將車內設施一掃而光。艙蓋被掀掉,車內零部件從艙口飛出衝上天空。美國軍方對試驗效果非常滿意,於80年代初將該彈定型生產並裝備部隊,取名為“銅斑蛇”(copperhead)。“銅斑蛇”炮彈由155毫米榴彈炮發射,採用雷射半主動尋的制導方式,是世界上最早的末制導炮彈,主要用於攻擊集群坦克或裝甲目標。全套武器系統由火炮、制導炮彈和雷射指示器等組成。炮彈全長1.372米,彈徑155毫米,彈重62千克,戰鬥部為6.4千克。最大射程20千米,最小射程4千米,最大飛行速度每秒600米。全彈分為導引段、彈頭段與控制段,控制段前後各有彈翼,可穩定彈體鏇轉(6~18轉/秒),並提供側向機動效果。炮彈發射後,彈翼會以後掠20度自動彈出,彈道前段與普通炮彈一樣靠慣性飛行。在雷射指示器的作用下,炮彈前部的雷射導引頭接受從目標反射的雷射信號,導引炮彈準確飛向攻擊的目標。該制導炮彈命中機率達80%以上。北約的一個155毫米榴彈炮連裝備有六門炮,用“銅斑蛇”炮彈以每分鐘6發的正常射速進行齊射時,能在4分鐘內消滅將近一個裝甲團的所有裝甲車輛。如果用普通榴彈,即便數個炮兵連以火力急襲,也難以阻止同樣規模的裝甲部隊。北約的將軍稱一枚銅斑蛇的威力比一輛坦克還要大(至少從口徑上的確如此)。

在美國研發部署銅斑蛇雷射制導炮彈的同時,前蘇聯也絲毫沒有怠慢,KPT設計局幾乎在同一時期也著手研製。在吸取美國經驗的基礎上,於80年代中期生產並裝備了“紅土地”(Krasnopol)。由152毫米火炮發射,彈長1300毫米;彈重50千克,其中戰鬥部重20.5千克;射程22千米,命中機率達90%,對坦克目標的雷射照射距離5千米以內,照射持續時間6~15秒。由於蘇聯的152毫米炮射程普遍小於北約的155毫米炮,因此,蘇聯在設計“紅土地”時,炮彈採用火箭增程以超越北約炮兵射程。由於增加了增程火箭發動機該炮彈長度大,在運輸和儲存時分為兩部分。一部分為戰鬥部、助推發動機和穩定尾翼;另一部分是控制裝置,發射前將兩部分組裝在一起。“紅土地”雖然比“銅斑蛇”射程遠,重量卻輕10%,而且還可以掠飛攻頂。1993年和1995年的發射試驗,僅20發炮彈就擊毀19輛T-72坦克。使用“紅土地”作戰時,在前沿部署攜帶電台觀察員,觀察員搜尋5千米範圍內的目標,因為雷射指示器/測距機作用距離最大只有5千米。發現目標後用無線電台通知射擊陣地。炮手向目標作間接瞄準,將炮彈射向目標區。後方炮兵開火時,有同步器啟動雷射目標指示器照射目標。在末制導段,彈上導引頭的坐標器探測和不斷跟蹤從目標反射的雷射編碼信號,自動導向目標。 ”“紅土地”炮彈在與目標交會的瞬間,制導炮彈會向光斑的前方機動,使命中點在雷射束照射中心的上方,這種方式使得照射雷射束無須直接照射在命中區上,免得被對方發現。一發152毫米炮彈落在1米外對於殺傷力不會有任何影響。由於在制導系統中考慮了超前偏移,當制導炮彈在接近目標時,由低伸彈道轉為俯衝彈道以30度~40度的落角攻擊目標,觸發引信引爆戰鬥部將其摧毀。

“銅斑蛇”和“紅土地”作為世界上最早的末制導炮彈,都具有很好的作戰性能。“銅斑蛇”末制導炮彈能對17千米內的任何目標進行準確打擊,其射彈散布偏差僅有0.4-0.9米。“紅土地”亦不遜色,1999年6月瑞典FH-77B火炮發射了3發“紅土地”炮彈,擊中了三個不同距離上的目標,使得“紅土地”聲名大震。但是從性能和作戰使用等方面來看,“紅土地”略勝“銅斑蛇”一籌。近年來“紅土地” 制導炮彈也隨坦克炮射飛彈一起提供出口,中國也曾經購買裝備了相當數量的“紅土地”炮彈用於152毫米與155毫米火炮,大大提高了我軍炮兵的戰鬥力。

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自然科學,計算機科學。

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