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反导的反制之道

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有矛就有盾。自从世界上出现弹道导弹之后,也就有了像“爱国者”-3、“标准”-3导弹这样的用于拦截的反导武器系统。所谓“道高一尺,魔高一丈”,弹道导弹为了突破反导武器系统的拦截,继而又发展出了多种多样的突防技术。针对反导武器系统的工作程序,弹道导弹的突防技术可分为反识别技术、防拦截技术和抗摧毁技术三类,每一类又包括诸多技术措施。下面,讓我们看看弹道导弹都有哪些对抗反导防御系统拦截的“反制之道”。

反识别技术

弹道导弹突防中的反识别技术,就是讓对方的探测系统难以识别、定位和跟踪的技术。主要包括电子干扰技术和隐身技术等。

电子干扰技术

所谓电子干扰技术,就是利用无线电波干扰反导防御系统雷达的技术。按产生干扰的方式,有积极干扰和消极干扰之分。

积极干扰亦称有源干扰,是在弹头上安装干扰机或专用机,主动发射或转发无线电信号,干扰或欺骗对方雷达的干扰方式。美国在发展“北极星”A2潜地弹道导弹时,曾研制出一个代号为PX-1的突防系统。该系统包括6个再人飞行器诱饵、3团诱饵云及2个电子干扰机,并曾部署在一艘潜艇的弹道导弹上。后来在研究“海神”潜地弹道导弹的突防措施时,美国又提出用一个载有7个诱饵或12个“地物干扰块”的设备舱代替一个分导式再入飞行器的设想。不过,考虑到当时苏联反导防御系统威胁十分有限,美国未将该设想付诸实施。

消极干扰亦称无源干扰,是指利用反射电磁波的干扰物,如金属箔条(带、丝、片),涂敷铝、锌、银等金属的玻璃纤维、尼龙纤维和气球诱饵等,对敌方雷达等电子设备进行扰乱,通过增加其发现、识别真弹头的难度和时间,来提高导弹的突防概率。目前,利用诱饵来掩护弹头突防已经成为战略弹道导弹突防的主要措施。各国现役战略弹道导弹基本上都配备了不同数量、不同种类的诱饵。如美国“民兵”-3导弹在弹头突防舱中设置了“二、三组金属箔条干扰丝、诱饵”;俄罗斯“白杨”-M导弹据说也配有相当数量的逼真度较高的诱饵。

此外,爆炸先遣核弹头,使大气分子电离形成离子云,致瘫对方电子设备,也可为后续弹头突防创造条件。

隐身技术

弹道导弹的隐身技术,是指通过降低武器系统的特征信号,使其难以被发现、识别和攻击的技术。主要是通过减小导弹或弹头的雷达散射截面积和红外辐射强度,达到使反导防御系统中的雷达、红外探测设备缩短探测距离,降低探测效果之目的。前者称为雷达隐身技术,后者称为红外隐身技术。

雷达隐身技术在减小雷达散射截面积方面,大致有4种基本方法:

一是整形。即通过修整导弹或弹头的形状轮廓、边缘与表面,以降低甚至消除产生反射效应的特征因素。

二是涂敷吸波材料。即在导弹或弹头表面和内部涂敷吸波涂层,以吸收、减小被敌方雷达截获的电磁波能量。据报道,法国M51潜地弹道导弹的再入体在外表涂敷新型吸波涂料后,其雷达反射面积有了大幅度的降低。

三是对消。即在导弹或弹头上合理地增加散射体,并使其产生的雷达回波与导弹或弹头产生的雷达回波相抵消,从而大幅度衰减导弹或弹头散射电磁波的强度。

四是等离子体覆盖。利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在弹头表面形成一层等离子云,使照射到等离子云上的雷达波一部分被吸收,一部分改变传播方向。这样返回到雷达接收机的能量就变得很小,从而达到隐身的目的。

在红外隐身技术方面,导弹或弹头的红外特征信号主要包括发动机尾喷管及喷管系统的红外辐射、导弹或弹头表面及其相关设备的红外辐射。为了抑制这些红外辐射,措施也是很多的,譬如发动机及其喷管采用兼顾动力与低辐射要求的外形结构;可以在喷焰中加入吸收剂和冷却剂,快速降低尾焰温度;在导弹或弹头表面涂敷红外吸波材料,使用隔热泡沫塑料;使用绝热陶瓷制造喷管;在弹头外套以降低红外辐射的外罩;等等。据说在弹头上加装辐射屏蔽罩乃俄罗斯“圆锤”导弹采取的增强突防能力的措施之一;而“白杨”-M导弹由于采用了能吸收雷达波和降低红外特征的材料,已经实现了雷达隐身与红外隐身的一体化。

防拦截技术

反识别不能做到万无一失,所以弹道导弹突防发展了更进一步的“招”法,这就是防拦截技术,简单说就是被你发现了,但可以尽量讓你打不着,主要办法有两个,即多弹头技术和机动变轨技术。

多弹头技术

多弹头技术,是一枚弹道导弹的弹头母舱同时或逐次释放多个子弹头的一种突防技术。其通过同时或逐次释放多个子弹头,使敌方反导防御系统处于“饱和”状态,在实施拦截过程中“手忙脚乱”。与单弹头导弹相比,多弹头导弹在攻击敌方目标时灵活性更强,突防概率更高。

按弹头母舱与子弹头有无控制系统,多弹头可分为集束式、分导式和机动式多弹头三种。集束式多弹头的母舱和子弹头均无制导系统,且同时释放所有的子弹头。不过,由于子弹头沿大致相同的弹道攻击一个目标并散落在单一弹道落点周围约几千米的范围内,因而易被一枚携带核弹头的反导弹导弹全部击毁。苏联的SS-9IV导弹和美国的“北极星”A3导弹均配备集束式多弹头。分导式多弹头借助弹头母舱末助推控制系统,分别释放子弹头去攻击同一个目标或各自不同的目标。其子弹头分布范围也较大,如美国“海神”C3潜地弹道导弹子弹头的纵向分导距离一般为480千米~640千米,横向分导距离约为纵向分导距离的一半。但分导式多弹头的子弹头从母舱中被释放后,由于没有控制系统,只能沿着预定的弹道作惯性飞行,这就给反导防御系统提供了预测弹道、规划拦截点的条件。美俄现役的潜地弹道导弹均携带分导式多弹头。机动式多弹头不仅具有分导能力,而且每个子弹头都带有控制系统,可以作机动飞行来躲避反导防御系统的拦截。也正是由于子弹头可作机动飞行,其弹道也无法被预测,故而具有极强的突防能力。

机动变轨技术

机动变轨技术,是指导弹在飞行中可随时改变其弹道,以躲避敌方反导防御系统拦截的一种突防技术。通常分为全弹道变轨和弹道末段变轨两种。全弹道变轨主要通过采用低弹道、高弹道、滑翔弹道、波状弹道飞行和部分轨道轰炸技术等实施。低弹道是弹道的最大高度比正常弹道低的弹道,高弹道是弹道的最大高度比正常弹道高的弹道。采用低弹道或高弹道飞行虽可缩短反导防御系统的拦截时间,但由于高弹道的弹道形状陡峭,弹道爬升很快,故而在能量一定的条件下射程较小;同样,低弹道的飞行轨迹压得较低,且很快落地,因而射程也较小。采用滑翔弹道机动飞行时,导弹弹头在与弹体分离后,先进入高弹道,再作低空滑翔,最后俯冲攻击目标,敌方很难拦截。采用波状机动弹道时,由于导弹弹道飘忽不定,使得反导防御系统无法预测导弹的运动轨迹,因而突防概率也较高。

采用部分轨道轰炸技术的导弹,也就是所谓的“轨道弹道导弹”,可以被认为是具有卫星与弹道导弹两者主要特点的一种组合式导弹,即“能进入卫星轨道运行的弹道导弹”。轨道弹道导弹弹头可在运行至目标上空时,突然制动再入大气层,因而留给对方导弹防御系统的时间极其有限,从而增加了防御的复杂性与不确定性。

从某种意义上讲,苏联的SS-9III导弹和于1962年9月开始研制的SS-10弹道导弹(因未达到飞行试验要求而于1964年停止发展)都可称为轨道弹道导弹。“白杨”-M导弹采用了全弹道变轨技术,其在主动段就能进行机动飞行;在被动段,弹头能在以飞行弹道为圆心的5千米范围内实施侧向机动,从而大大提高了突防能力。末段变轨是当弹头再入大气层时,先沿预定弹道飞行,造成攻击某一目标的假象,而后改沿另一弹道进入拟攻击目标区。由于从变轨终点飞抵目标的时间很短,因此,具有末段变轨能力的弹头使得敌方的反导防御系统根本来不及反应,故而可以有效突防。

英国曾为其从美国购入的“北极星”导弹研制了一个名为“雪瓦莱因”的复杂反制装置。该反制装置采用一个机动舱来取代3枚“北极星”集束式多弹头中的1枚,但携带4枚比真弹头轻的假弹头。其再入飞行器可在再入段实施预先计划好的机动动作。4枚假弹头还配有小型液体火箭发动机,以在再入段消除大气阻力对不同重量物体造成的影响。

抗摧毁技术

假如弹道导弹不但被识别跟踪,而且还被拦截了,弹道导弹还有最后一道自我保护措施,这就是抗摧毁技术。弹道导弹通过抗摧毁技术措施,可以抵消拦截毁伤而不致失效,继续保持攻击姿态,直至命中目标。

抗核加固技术

抗核加固技术,是指为抵御敌方拦截武器核爆炸效应对导弹或弹头系统的毁伤破坏而采取的一种防护技术。核爆炸对导弹或弹头的破坏效应主要有两类:

一是力学效应,主要是核爆炸产生的冲击波和X射线使导弹或弹头结构层遭到破坏或变形;

二是核电子学效应,主要是核爆炸产生的各种射线、中子流和电磁脉冲造成导弹或弹头的电子器材和设备瞬时或永久性失效。

导弹抗核加固技术就是通过结构加固、核辐射效应加固和电磁脉冲加固等技术措施,来抵御核爆炸的力学效应和核电子学效应对导弹或弹头造成的破坏。其主要技术途径有:采用多层壳体结构或加防护罩,提高导弹或弹头的结构强度,防止壳体断裂、烧毁;采用电子元器件加固,整体屏蔽,设置滤波、限幅、补偿和冗余电路等,提高电子系统和线路在核环境下的工作能力。“白杨”-M导弹采用的多层壳体结构,可以有效吸收、衰减和屏蔽核电磁脉冲,以至于对电磁脉冲干扰完全没有敏感性。其弹头的抗核失效距离为500米;相比之下,“白杨”导弹的相应指标则为1千米。美国的“和平卫士”导弹除整流罩外,外表面均涂敷一层防护层,用于在发射期间保护导弹不受尘埃、碎片和核辐射的侵蚀与破坏。

抗激光技术

抗激光技术,是指为抵御激光武器对导弹或弹头的拦截毁伤所采用的一种防护技术。其做法主要包括:在导弹或弹头壳体外表面涂敷反激光涂料,以吸收或反射激光能量;在助推器上增设保护罩,在推进剂中加入不同的添加剂,使导弹尾焰亮度发生变化或使尾焰呈不稳定状态;旋转导弹或弹头,使激光无法聚焦在同一部位等。

速燃助推技术

速燃助推技术,是在导弹上采用速燃推进剂发动机以加快导弹助推段飞行速度的一项技术。众所周知,洲际弹道导弹通常采用2级~3级发动机,发动机工作时间为3分钟~6分钟。“民兵”-3三级固体导弹的助推时间约为3分钟;SS-18导弹采用可贮液体火箭发动机,助推时间约为6分钟。在这样长的时间内,反导防御系统完全可能采取行动,实现助推段的拦截。而采用速燃火箭技术,可将洲际导弹的助推时间控制在1分钟之内,发动机关机点高度控制在80千米~100千米之内。很显然,从预警卫星发现导弹发射,到实施目标跟踪、定位,再到调动武器进行瞄准、摧毁,目前情况下在1分钟之内是不可能完成的;再者,助推段终了时导弹仍处在大气层内,而大气层对X射线激光和中性粒子束具有显著的衰减作用。两者都使激光和粒子束武器对助推段导弹的拦截效能大大降低。不过,从目前情况看,除“侏儒”导弹设计之初曾提出过在经50秒助推后于80千米高空关机的设想外,现役战略弹道导弹,即使是采用了速燃助推技术的“白杨”-M导弹和M51导弹,其助推段的飞行时间均超过1分钟。“白杨”-M、M51导弹助推段的飞行时间分别为130秒和129秒。

结语

就目前各国弹道导弹现有的各种突防技术措施来说,既可以单独使用,也可以多项措施综合使用。而且随着反导技术的不断发展,弹道导弹的突防技术也仍在不断发展之中,所以弹道导弹与反导系统这对“矛”与“盾”的较量仍将长期继续下去,至于二者“此消彼长”之中,未来分别还会发展哪些最新技术以及效果如何,只能拭目以待。