反弹道导弹的作战过程及其总体技术

一、弹道导弹

弹道导弹是一种采用弹道式控制的飞行器。它在主动段（从发射到发动机关机，也叫助推段）利用其火箭发动机的动力，沿着进行制导的弹道飞行（是一个加速过程），当推进到一定速度后，终止发动机推力；在被动段（自由飞行段＋再入段）沿着只受地球引力作用的椭圆弹道，依靠在主动段获得的能量，作惯性飞行。

导弹制导系统通过不断测量导弹相对于目标的位置或速度，计算实际飞行弹道与设定弹道之间的偏差，形成制导指令。通过导弹姿态控制系统控制导弹的飞行姿态和飞行弹道，使它沿着设定的弹道飞向目标。弹上制导系统随时修正横向偏差，当导弹飞行的运动参数达到命中目标的数值时，控制火箭发动机适时关机，使分离的弹头靠惯性飞行，再入大气层落向目标。中远程导弹需要大推力发动机和两级以上的火箭助推器。弹道导弹弹道见图1所示。

目前世界上至少有8个发达国家和15个发展中国家能够制造弹道导弹，已有40多个国家拥有弹道导弹，现役弹道导弹数量已达1万多枚。除美、俄、英、法和我国外，其它国家和地区拥有的导弹的射程都在3500公里以内，仍在研制或试验的弹道导弹有近20种。战术弹道导弹已多次应用于实战，是未来局部战争和地区冲突的主要威胁。我国周边已有8个国家装备和正在研制射程为100～2500公里的弹道导弹。目前台独势力相当猖獗，台湾已装备的导弹型号有20多种，包括射程130公里的青蜂弹道导弹，并正在秘密研制天马弹道导弹，其射程为1000公里。天马导弹一旦部署，将会对我东南沿海城市构成重要威胁。因此，弹道导弹防御有着强烈的需求牵引。冷战结束后，几乎所有面临战区弹道导弹威胁的国家和地区都在研究反弹道导弹技术或希望获得这种能力。

二、反弹道导弹的作战过程

当来袭弹道导弹发射起飞，并穿过稠密大气层后，弹道导弹预警系统（地球同步轨道和大椭圆轨道导弹预警卫星、预警飞机、远程地基或舰载预警雷达）中的导弹预警卫星或预警飞机上的红外探测器探测到导弹火箭发动机喷焰，跟踪其红外能量，直到熄火。经过60～90秒的监视便能判定其发射位置或出水面处的坐标。导弹穿过电离层时，喷焰会引起电离层扰动，预警卫星监视这种物理现象，借以进一步核实目标。美国第三代地球同步轨道反导弹预警卫星上的红外望远镜能探测发射5～60秒的导弹喷焰，这将为反导弹系统提供4～6秒的作战时间。将在2006年部署的天基红外导弹预警卫星系统，能在10～20秒内将预警信息传递给地基反导弹系统。预警卫星发现导弹升空后，通过作战管理/指挥、控制、通信(BM/C3)系统，将目标弹道的估算数据传送给空间防御指挥中心，并向远程地基预警雷达指示目标。预警雷达的监视器则自动显示卫星上传来的导弹喷焰的红外图像和其主动段的运动情况，并开始在远距离上搜索和跟踪目标。预警雷达的数据处理系统估算来袭目标的数量、瞬时运动参数和属性，初步测量目标弹道、返回大气层的时间、弹头落地时间、弹着点、拦截导弹的弹道和起飞时刻以及拦截导弹发射所需数据等。同时预警系统根据星历表和衰变周期，不断排除卫星、再入卫星、陨石和极光等空间目标的可能性，以降低预警系统的虚警概率，减少预警系统的目标量。

布置在防空前沿地带的远程地基跟踪雷达，根据预警雷达传送的目标数据，随时截获目标并进行跟踪，根据目标特征信号识别弹头或假目标（气球诱饵、自由飞行段突防装备、再入飞行器壳体生成的碎片子弹药等），利用雷达波中的振幅、相位、频谱和极化等特征信号，识别目标的形体和表面层的物理参数，评估目标的威胁程度，并将准确的主动段跟踪数据和目标特征数据，通过BM/C3系统快速传送给指挥中心，为地基反导弹系统提供更大的作战空间。

指挥中心对不同预警探测器提供的目标飞行弹道数据统一进行协调处理，根据弹头的类型、落地时间以及战区防御阵地的部署情况和拦截武器的特性等因素，提出最佳的作战规划，制订火力分配方案，并适时向选定的防御区内反导弹发射阵地的跟踪制导雷达传递目标威胁和评估数据，下达发射指令。

在拦截导弹起飞前，跟踪制导雷达监视、搜索、截获潜在的目标，进行跟踪，计算目标弹道，并在诱饵中识别出真弹头。一枚或数枚拦截导弹发射后，先按惯性制导飞行，制导雷达对其连续跟踪制导，以便把获取的更新的目标弹道和特征数据传输给拦截导弹，同时将跟踪数据发往指挥中心。

导弹预警卫星或预警飞机系统对来袭导弹的整个弹道进行跟踪，并将弹道估算数据通过BM/C3系统传给拦截导弹，以便其在弹道导弹高速飞行的中段实施精确拦截。

指挥中心综合来袭弹头和拦截导弹的飞行运动参数，精确计算弹头的弹道参数、命中点以及拦截弹道、拦截点，通过拦截导弹飞行中的通信系统向拦截导弹适时发出目标数据和修正拦截导弹弹道和瞄准数据的控制指令（可进行多次修正）。

制导雷达对拦截导弹进行中段跟踪制导，当拦截导弹捕捉到目标后，助推火箭与杀伤弹头分离。当来袭弹头在外大气层进入杀伤范围时，制导雷达在指挥中心的指挥下，发出杀伤拦截指令，拦截导弹以每秒10公里左右的速度接近目标。

弹上探测传感器（主动导引头）实施自由寻的引向目标，根据目标飞行轨道参数，轨控和姿控发动机推进系统调整杀伤弹头的方向和姿态，最后一次判定目标，然后进行精确机动，与目标易损部位相撞,将其摧毁（或制导雷达下达引爆指令，引爆破片杀伤战斗部以摧毁目标）。

拦截过程中，地面雷达连续监视作战区域，收集数据，进行杀伤效果评定，同时将数据传送至空间防御指挥中心，以决定是否进行第二次拦截。

三、反导弹系统对弹道导弹的防御区

反导弹系统对弹道导弹的防御区定义为：弹道导弹的弹头对准该区域内任何一点来袭时，反导弹系统能将其拦截和摧毁。弹道导弹防御区的特点如下：

1)它是地球表面上的一个面区域，对不同目标、不同来袭方向有不同的防御区域。

2)防御区以拦截导弹发射点或作战制导雷达为基准，相对来袭方向为一个对称的图形，而且呈明显拉长的外形轮廓线。美国战区高空区防系统(THAAD)的防御区见图2所示。

弹道导弹的防御区是衡量反导弹系统效能的重要指标，因此在讨论反弹道导弹防御系统性能时，必须分析防御区的参数，主要包括防御区的面积、前界和后界，以及相对于目标来袭方向的最大侧向宽度。影响防御区的因素主要有：

1)来袭弹头的方向和飞行特性，包括弹道导弹的射程和弹头的再入速度、再入角。弹头的方向不影响防御区的边界，但影响防御区相对地面的定向。

2)弹道导弹预警系统对来袭弹头的发现距离，分为以下几种情况：

a.依靠作战拦截系统的搜索雷达探测目标时，确定弹头发现距离的主要因素包括弹头的雷达有效散射面积、雷达的威力、雷达搜索截获性能等。

b.依靠星载或机载探测器探测目标时，确定弹头发现距离的主要因素是目标的红外辐射特性、预警卫星（预警飞机）特性等。

c.依靠地面远程预警雷达探测目标时，确定弹头发现距离的主要因素是弹头雷达有效散射面积（RCS）、雷达威力等。在其它参数不变的情况下，RCS越小，雷达发现目标的距离越短。在一定的距离上，目标弹道高度越低，发现目标所需要的RCS越大，换句话说，弹道高度越低，雷达越难发现目标。现役的地面预警雷达在2000公里的作用距离上，对δ=0.05平方米的弹头的定位精度可达10～20公里，这实际上缩小了拦截系统制导雷达的搜索空域，从而提高了其发现目标的距离。

显而易见，防御区受弹头发现距离影响很大。因此，要扩大防御区，重点在于增加制导雷达的发现距离，或利用预警雷达的远距离目标指示。

3)拦截系统的响应时间。拦截系统的反应速度，对于取得主动段拦截的高度极为重要，若延迟造成尾追态势，则会降低杀伤速度和效果。摧毁射程1000～2000公里的弹道导弹，最关键的条件是获得主动段弹道的信息。

4)拦截导弹的飞行特性及加速度。可用平均速度Vm=拦截距离Ri/起飞到拦截的飞行时间Ti表示。Vm愈大，Ti愈小，防御区边界愈大。拦截导弹的Vm为1500～2000米/秒以上时，才能保证足够的防御区。

5)最低拦截高度Hi。Hi愈低，防御区边界愈大，防御区的前界主要取决于Hi和最大拦截距离。拦截导弹拦截距离越远，压制弹道导弹的发射区域则越大。严密覆盖弹道导弹的发射区域，才能有效地扩大防御区。例如在罗马附近若能得到北非等地弹道导弹发射的主动段数据，则可对几乎整个欧洲地区提供防御。

6)最大拦截交会角ψ。ψ＞90°时为尾追攻击，拦截导弹一般不采用。ψ和最大拦截高度影响防御区后界。

7)地面雷达与拦截导弹发射点的相对位置。

弹道导弹的防御区是衡量反导弹系统效能的一个重要指标，以上的讨论带有概念性并且是简化了的。进一步详细分析，需要在导弹攻防对抗的仿真中建立分析模型，不断加以完善。

四、反弹道导弹系统的总体技术要求

反弹道导弹理想的技术体制是预警卫星监视系统＋远程大功率固态相控阵雷达组网＋直接碰撞杀伤导弹。支撑这一基本体制的关键技术有：

1.以信息技术为核心的防御体系技术

1)目标预警技术。包括反导弹预警卫星技术，预警卫星、预警飞机、远程地基预警雷达构成立体防空预警网技术，预警系统的体制、工作模式、采用的波段研究等。

2)拦截武器系统总体技术。大气层内，拦截导弹要解决已困扰多年的导弹气动常数大和红外天线罩气动加热的问题。大气层外要解决对高速目标，特别是高速隐身目标的探测、特征及各频段的识别，隐身机理、隐身特性的模拟试验研究等。

3)大空域立体、动态防御体系效能研究。除了要研究适应不同作战环境（国土、海上、野战）的防御体系的组成、武器配置结构、攻防体系对抗仿真评估、效费比及生存能力外，确保制电磁权和计算机网络空间作战优势已成为反弹道导弹作战迫在眉睫的突出问题。其对策包括：

a.建立我军自己的网络安全防护体系，确保受到计算机病毒侵袭时空间防御BM/C3系统的安全。

b.提高我国网络控制和自主开发能力，开发我军专用的网络、操作系统以及反制"病毒"、"黑客"的安全软件。

c.建立体系日常服务器、网络用户单位的专业化防御手段。

d.为防止反导作战中信息流混乱和讹误，在网络通信中，通过有选择地使用公共网络数据库系统，最大限度地减少通信负荷，以保持作战中更长的信息连续性时间。

4)防御体系核心技术--计算机通信技术研究。通过将分布式的作战拦截、探测通信系统，组成以计算机为核心的网络，提高信息中继效率。使BM/C3系统中的作战规划数据、传感器探测数据及杀伤拦截数据与武器配置实现共享。通过覆盖范围广阔的宽波段局域网，将指挥中心、联合作战战术信息系统和参与协同作战的单位实施联网。

2.固态相控阵雷达总体及分站组网技术。

3.直接碰撞高速导弹技术。拦截导弹由固体火箭助推器和一个动能杀伤飞行器(KKV)组成，KKV由中长波红外成像/主动毫米波雷达双模导引头、脉冲点火的轨控和姿控发动机及杀伤增强装置等组成。在总体布局上，轨控发动机安装在导弹的质心位置，用于控制飞行方向，减少扰动力矩，其推力通过质心，提供导弹各方向的机动能力；姿控发动机安装在导弹尾部，用于控制弹体的俯仰、偏航和滚动姿态，提高直接控制力矩，确保自主寻的时的快速响应能力。

在拦截洲际弹道导弹时，拦截导弹对预测命中点的接近速度必须大于10公里/秒。在大气层外，除依靠地面雷达完成对来袭弹头的识别、跟踪、计算和瞄准任务外，拦截导弹的作战性能还必须取得重大突破。

4.高精度智能化导引头技术。

5.拦截杀伤技术。来袭弹道导弹的直径一般为1米左右，远程地基动能拦截导弹的直径一般为0.5米。目前世界上在研的反弹道导弹，包括美国NMD系统的远程地基拦截导弹，大都采用动能杀伤而不是破片战斗部，即利用拦截导弹本体高速飞行产生的动能，直接碰撞杀伤目标。在大气层外作战时，两者相撞产生的巨大能量，足以摧毁弹头，而且还可以改变弹头的化学与生物药剂成分。为实现最佳杀伤，要求拦截器以一定的角度命中目标上的某一点，而侧面攻击的效果要优于正面。为控制命中精度，也可采用变轨道飞行等方法。

五、结束语

未来高技术局部战争将面临高度精确的中远程打击，弹道导弹和巡航导弹将是空袭的首攻和主导武器。

从科索沃战争看出，空中打击将是局部战争中使用的主要方式，具有决定全局的战略意义。而以防区外精确打击为主要手段的非接触远战模式将是空中打击的重要作战样式。北约在科索沃战争中投入的攻击武器中，精确制导武器占98%，是有战争史以来最多的。未来精确制导武器的发展重点是战术弹道导弹、巡航导弹和空地导弹。因此，必须加强反弹道导弹、巡航导弹和隐身飞机的高技术预先研究，重视空中和空间威胁和导弹攻防对抗的研究，及早建立一体化的战略防空体系。□