导弹“撕破”防御网之术

2022-11-15 05:25谢高权
科学24小时 2022年11期
关键词:变轨弹头敌方

文/谢高权

目前,美国建有迄今世界上最先进的导弹防御系统——战区导弹防御系统(TMD)和国家导弹防御系统(NMD),其目的是保护其海外基地和本土免遭导弹袭击。那么,有了导弹防御系统是不是就可以防御一切来袭导弹,高枕无忧了?显然不是。导弹和防御系统始终是一对矛与盾。各国在不断完善防御系统的同时,也都在探索导弹突防的各种方法。目前,导弹突防主要从战术和技术两个维度去实现。战术上采取多方向攻击、饱和攻击、高低弹道协同攻击等方法突防。技术上主要通过反识别技术和反拦截技术突防。本文着重从技术上探讨导弹如何突破防御系统。

导弹突防技术可以简单地定义为导弹突破敌方反导系统的防御所采取的技术措施,通常包括反识别突防技术和反拦截突防技术两大类。反识别突防技术主要包括隐身技术、干扰技术和诱饵技术。反拦截突防技术主要包括多弹头技术、机动突防技术和超音速飞行技术。

“藏形匿影”:隐身技术

通俗一点来讲,导弹隐身技术就是给导弹披上一件“隐身衣”,让对方“看”不见。“隐身衣”的作用是降低导弹特征信号,使其难以被探测、跟踪、识别和拦截,它是提高导弹突防能力的一种有效手段。导弹隐身技术主要包括红外、雷达、射频、可见光和声音等隐身技术。结合当前应用和技术条件看,红外和雷达隐身技术应用最为广泛。

红外隐身,是指综合应用红外抑制技术,降低红外辐射的强度,消除导弹与背景之间的红外辐射差别,使敌方难以探测。导弹的红外隐身技术主要从降低弹体和喷焰红外辐射强度两个方面考虑。在降低弹体的红外辐射方面,通常在弹体表面涂敷降温隔热材料,以降低其表面的红外发射率,或是采用主动有源冷却装置,降低弹体红外辐射特征。在减少喷焰的红外辐射方面,通常采用碳复合材料或陶瓷复合材料制造发动机喷管,采用高能复合或改性双基等新型推进剂作为燃料,以降低喷管和喷焰的红外辐射强度。或是在燃料中加入添加剂,使喷焰的红外辐射分别在3~5μm 和8~14μm 波段以外,利用大气窗口过滤喷焰红外辐射。

雷达隐身,主要是通过减小雷达散射截面(RCS),缩短敌方探测装置的探测距离和减小被发现概率。导弹的雷达隐身技术主要通过采用吸波材料、外形技术和等离子体技术等途径实现。采用吸波材料是指利用吸波材料吸收、衰减入射的电磁波,并将电磁能转化为热能耗散掉,或使电磁波因干涉而消失的技术,分为结构型和涂覆型。结构型是将吸波材料分散在特种纤维结构材料中,不仅可以承载受力,而且能减小雷达散射截面。涂覆型是在目标表面涂上吸波涂层,不仅使用灵活,吸收性能也好。美国的AGM-129 巡航导弹就采用了吸波材料技术,雷达散射截面仅为0.005 平方米。外形技术是指通过导弹外形设计改善总体气动布局,使导弹表面尽量光滑而没有明显的突变,从而有效地减小雷达散射截面。另外,改变导弹的长细比同样也可以减小雷达散射截面。等离子体隐身技术是指利用等离子体吸收或折射入射的电磁波,从而达到减小雷达散射截面的目的。当探测电磁波遇到等离子体后,部分能量传递给了等离子体中的带电粒子,能量被吸收衰减,而另一部分电磁波受一系列物理作用的影响,绕过等离子体或发生折射,目标的回波信号将大为减弱。该技术不仅可以保持导弹的外形,而且吸波频带宽、吸收率高,但目前实现起来难度较大。

“眩视惑听”:电子干扰技术

电子干扰技术是为了阻止或削弱敌方有效使用电磁频谱而采用的技术,主要是对敌方反导系统的搜索雷达、跟踪制导雷达和反导导弹上的电子设备进行干扰和破坏。电子干扰可分为有源干扰和无源干扰两大类。有源干扰是指在导弹弹头上安装干扰机,主动发射和转发无线电信号,以干扰或欺骗对方探测雷达,致使雷达无法正常工作,降低雷达性能。无源干扰是利用反射电磁波的干扰物对敌方雷达等电子侦察设备进行扰乱、迷惑,使其不能准确发现和跟踪真弹头。例如释放箔条对电磁波形成反射,使得反导系统雷达不能有效区分箔条与真实目标的回波,导致跟踪错误。据统计,采用有源和无源干扰将使得防空设备对来袭飞行器的发现距离缩至原来的33%~59%。

“隐真示假”:诱饵技术

诱饵又称“假目标”,它是通过有源或无源模拟方法,诱导或欺骗敌方无线电、雷达和红外探测系统的假目标装置,是对抗防御系统的一种重要突防技术手段。诱饵弹头通常通过角形反射器、龙伯透镜反射器、敷金属层气球、红外和激光辐射源、回波模拟发射机等,完全或部分模拟被掩护的真实弹头特性,如雷达反射特性、红外特性、速度特性和气动特性等。导弹采用隐身技术突防时,只能推迟雷达发现目标的时间,不会使雷达彻底致盲。随着导弹与目标越来越近,被雷达发现的概率就越大,而采用诱饵弹头突防时,大量的诱饵伪装成弹头造成反导系统识别困难,甚至目标过载,从而能减少对弹头的威胁,提高导弹的突防概率。据报道,美军最新型的“战斧”巡航导弹就具有拖曳式有源电子诱饵。

“天女散花”:多弹头技术

多弹头技术是指一枚导弹母弹头能同时或逐次释放多枚子弹头的一种突防技术。该技术有四个特性。一是去中心化。所有的子弹头中没有一个处于领导核心地位,这样可以保证任何一个子弹头的消失或功能丧失,弹头群体的功能和目的仍然可以有序实现。二是自主性。战场态势瞬息万变,导弹突防遇到的具体情况时刻都可能发生变化,为了避免人为决策使突防方案过期,飞行期间一切操作均为自主判断决策,且所有子弹头只控制自身飞行,并观察其他子弹头位置,但不对其他子弹头产生影响。三是高动态。导弹需要对战场环境的变化作出快速响应,传统的以预规划的形式进行参数装定的方法,不能满足未来战场瞬息万变的局势,因此需要弹头集群获取战场态势信息共享后迅速作出决策。四是自治化。所有的子弹头形成一个稳定的集群结构,当某一子弹头功能丧失造成集群结构出现缺口时,其余子弹头迅速调整队形并承担全部功能,重新构成一个稳定的集群结构。

多弹头技术加大了敌方干扰和拦截的难度,大大提高了导弹的突防概率,具有突防能力强、打击目标范围大和效费比高等优点。许多类型的导弹,尤其是战略弹道导弹,大多采用该技术。

“凌波微步”:机动突防技术

机动突防技术是指导弹利用空气动力或推力改变原有飞行弹道,从而增加敌方对导弹的预测难度,缩短敌方反应时间,进而提高突防概率。随着防御系统的不断增强,即使在被干扰的情况下,固定弹道的导弹被拦截的概率也在不断上升。为了提高导弹的突防能力,各军事强国竞相研发机动变轨技术,从发射开始,在燃料消耗、制导精度和作战时间允许的情况下,实现弹道变化,使得导弹弹道不可预测或难以预测。导弹通常在中段或者末端实施机动变轨,不同类型导弹变轨模式有所不同。如地空导弹可能采取平面蛇形机动变轨和非平面螺旋机动变轨两种基本变轨模式,还可能采取这两种模式的组合。而反舰导弹可能采取弹道降高技术变轨和跃升俯冲技术变轨。

弹道降高技术是指在突防末端再次降低飞行高度直至攻击目标,是目前采用较多的一种技术。跃升俯冲技术是指先以低空弹道接近目标,然后迅速爬升至预定高度,再以较大俯冲角攻击目标。无论何种变轨模式,都是通过突然改变导弹运动轨迹,增加敌方雷达跟踪制导误差,并加大敌方发射的拦截导弹飞行过载和脱靶量,以提高突防概率。

“唯快不破”:超音速飞行技术

俗话说:“天下武功,唯快不破。”采用超音速飞行技术的导弹,可以减少飞抵目标的时间,使敌方预警反应及火力拦截时间缩短,减少防御系统对导弹的拦截次数,是提高导弹突防能力的重要手段。对于弹道导弹来说,在接近目标时的最大速度能达到20 马赫,难以拦截。但巡航导弹飞行速度慢,基本上是亚声速的,飞行高度又很低,一旦被敌方雷达、预警机发现,很容易被敌方火力系统拦截,因此,世界各国纷纷进行超音速、高超音速巡航导弹的研发。由于超音速、高超音速巡航导弹飞行速度较快,飞行时间较短,即使被雷达、预警机发现,敌方也很难在短时间内及时作出反应,进行拦截。这种巡航导弹采用新型发动机,如组合循环涡扇发动机、桨扇发动机以及超燃冲压发动机。

随着防御系统的不断升级完善,导弹的突防将是个永恒的话题。突防技术的运用不仅变得更加综合,而且与战术的结合也将更为紧密。一方面,在与综合防御系统对抗的条件下,单一突防技术很容易被对方识别和拦截,只有采取多种突防技术才可能突破“防御外壳”;另一方面,在技术水平旗鼓相当的情况下,战术因素将起到至关重要的作用。

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