戰區高空區域防禦計劃及其作戰管理C3I系統

英文標題:THAAD & BM/C3I

研製國家:美國

研製時間:1987年開始論證研究,2000年轉入工程研製

部署時間:計劃2007年

系統簡介

戰區高空區域防禦(THAAD)系統是美國在90年代為戰區導彈防禦(TMD)計劃重點開發研製的第一個專門的地基系統。其主要目的是:1)用“直接碰撞殺傷動能攔截彈”技術防禦中遠端戰區彈道導彈,旨在保衛大的區域免遭射程在3500千米以下導彈的攻擊;2)作為陸軍雙層戰區導彈防禦系統的高層防禦系統,既可以在大氣層內40千米以上的高空,又可以在大氣層外100千米以上的高度攔截來襲的彈道導彈。

THAAD論證研究始於1987年,1990年完成方案擬定,1995年4月進行首次演示驗證飛行試驗,1999年6月開始生產用戶作戰鑒定系統,計劃2007年開始生產部署。該系統目前已轉入工程研製階段。

THAAD計劃由國防部彈道導彈防禦局管理,陸軍防空與導彈防禦計劃執行辦公室和陸軍THAAD專案辦公室執行。主承包商是洛克希德 馬丁導彈與空間公司,利頓公司負責研製BM/C3I系統。按照美國國防部保守的估算,研製、採購、部署和使用兩個營的THAAD系統,其全壽命費用高達185億美元。

THAAD系統組成及其技戰術指標

THAAD系統是一種可以機動部署、也可由飛機空運的遠端高空彈道導彈防禦系統。系統由THAAD攔截導彈、攔截彈發射車、THAAD雷達和作戰管理/指揮、控制、通信、情報(BM/C3I)系統等四大部分組成。

THAAD攔截彈
THAAD攔截導彈是一種高速動能殺傷攔截導彈,由固體火箭推進系統、動能殺傷攔截器(KKV)和級間段等部分組成。THAAD攔截彈全彈長6.170米,起飛重量900千克,最大速度可達2.5千米/秒。

動能殺傷攔截器也即THAAD攔截彈彈頭,用於攔截並摧毀來襲戰區彈道導彈。動能攔截導彈技術,實際上主要是KKV的各項關鍵技術。主要由用來捕獲和跟蹤目標的中波紅外導引頭、用於制導的電子設備,包括電子電腦和採用鐳射陀螺的慣性測量裝置以及用於機動飛行的軌控與姿控推進系統等組成。

導引頭包括一個全反射科斯克光學系統和碲化銦焦平面陣列。KKV的軌控與姿控系統提供姿態、滾動和穩定控制,也提供最後攔截交戰的變軌能力。提供直接碰撞殺傷制導的是幾台簡化指令的電腦,而環形鐳射陀螺的慣性測量裝置用來測量和穩定平臺的運動,並作為尋的頭的測量基準。

THAAD攔截導彈是一種設計非常先進的動能殺傷攔截導彈。它尺寸小、重量輕;攔截距離遠(可達150-200千米以上),攔截高度高(可達100-150千米),防禦區域大(可保護直徑為200千米的區域),殺傷能力強,還能實施多次攔截,並可與“愛國者-3”導彈防禦系統組成多層防禦系統,以及具有高度的機動能力等優點。

THAAD攔截彈發射車
THAAD攔截彈發射車是一個自行式的發射平臺。每輛發射車可攜帶10枚THAAD攔截彈。機組人員能在不到30分鐘的時間媯僱o射車重新裝彈並作好發射準備。待命中的攔截彈能在接到命令後幾秒鐘內發射。THAAD攔截彈發射車可裝在運輸機上運輸,以迅速部署到需要THAAD系統的地區。

THAAD雷達
THAAD雷達是一種X波段相控陣固態多功能雷達。它的主要任務是:1)擔負威脅目標的探測與跟蹤,威脅的分類和來襲戰區彈道導彈的落點估計;2)確定哪些目標是戰區彈道導彈,確定哪些物體是要摧毀的彈頭,引導THAAD攔截彈的飛行,並向飛行中的THAAD攔截彈提供瞄準點修正;3)攔截後還需執行殺傷評價的任務。

THAAD雷達由雷達天線、電子設備車、冷卻設備車、電源車和操作控制車等5大部分組成。

雷達天線主要由天線裝置和前、後移動器裝置2部分組成。電子設備車的車箱為具有核-生-化防護系統及環境控制裝置的密閉保護罩。車內裝有2台VAX7000資料處理機和4台MP2大規模並行信號處理機,以及接收機/激勵器檢測目標發生器、高速記錄儀等設備。

近年來,研究人員在一些關鍵的技術領域取得了進展:非常精確的導引頭測量裝置;處理導引頭資訊的高速信號處理機;體積小、精度高的慣性測量裝置;用於制導計算和飛行路線修正計算的高速資料處理機;控制攔截彈的快速回應控制系統和靈巧的彈體,從而實現了足夠小的“脫靶距離”,使直接碰撞殺傷成為戰場上的現實。

THAAD的BM/C3I系統

作戰管理/指揮、控制、通信、情報(BM/C3I)系統是THAAD的“大腦”和“神經中樞”,正是它把THAAD攔截彈、發射車和雷達集成為一個完整的有機整體。它是一個分散式的、重復的、非節點的指揮控制系統,代表了陸軍未來防空系統的主要特徵。它是一個有防護罩的高度機動的車載系統。

BM/C3I的主要功能是:

  1. 負責全面的任務規劃,協調並執行攔截來襲的彈道導彈;
  2. 提供話音與資料通信能力,由此可以把地基雷達與發射車分散部署,以提高生存能力和擴大防禦區域;
  3. 與其他防空系統介面,以便實施聯合作戰;4.與天基探測器介面,以便利用其資料擴大防禦區域。

BM/C3I系統由一個戰術作戰站和一個發射車控制站組成。發射車控制站也即通信中繼車。為確保與陸軍和聯合部隊相互配合作戰的能力,BM/C3I系統能夠支援各類通信協定。BM/C3I網路各組成部分之間的主要通信線路是“聯合戰術資訊分發系統”。在這個網路上,探測器與BM/C3I系統各組成部分能夠相互報告跟蹤資料和其他關鍵的戰場資訊,也能向其他防空系統報告跟蹤資料和其他重要的戰場資訊。當BM/C3I系統的任何一部分損壞時,都不會導致不能利用系統的其他部分,這種設計大大增強了系統的生存能力和可利用率。

THAAD系統的發展趨勢

THAAD計劃是美國國防部的“核心”戰區導彈防禦系統。它有2個重要的特點:一是它的“碰撞殺傷”能力。由於它採用直接碰撞動能殺傷技術摧毀目標,所以在THAAD攔截彈上沒有彈頭。它完全是依靠自己的能力,發現目標、判別目標和利用動能摧毀目標;二是它的“射擊-觀測-再射擊”的交戰能力。由於THAAD攔截彈射程遠、速度高,由於THAAD雷達具有遠端探測能力,這就使THAAD系統能在很遠的距離攔截目標,保護最大半徑為200千米的區域。而且能立即對攔截作出殺傷評價,如果有必要,再發射第二枚攔截彈。此外,THAAD系統還可為低層“愛國者”系統提供目標資訊,以便由低層防禦系統實施可能的攔截。

作戰時,當預警衛星或其他天基探測器對敵方發射導彈發出預警後,THAAD系統首先用地基雷達遠距離搜索目標,一旦捕獲到目標,即對其進行跟蹤,並把目標資料傳送給BM/C3I系統;BM/C3I系統把目標資料裝訂到準備發射的THAAD攔截彈上,並下達發射攔截彈命令。攔截彈發射後,首先按慣性制導飛行,隨後BM/C3I系統指揮地基雷達向攔截彈傳送修正的目標資料,對攔截彈進行中段飛行制導。攔截彈飛行一段時間後,動能殺傷攔截器與助推火箭分離並到達攔截目標的位置,然後,動能殺傷攔截器進行自主尋的飛行,通過直接碰撞攔截並摧毀目標。

2000年,美國對THAAD計劃將進行導彈的重新設計和工程研製階段的規劃。2001年,將繼續設計和研製初始型,在單一地點部署20枚攔截彈,主要防禦“少量、簡單”的彈頭,即C1能力的硬體和軟體;將進行THAAD系統的初步設計審查和組成部分的關鍵設計審查;將進行殺傷力研究和先進演算法開發;將進行防空與導彈指揮控制系統集成研究。初始生產的THAAD系統為初始型,具有能夠挫敗所有預期、近期威脅的能力,並能滿足作戰需求文件規定的關鍵性能參數。到2007年實現裝備第一個火力單元。THAAD二型(C2),即在原地點部署的攔截彈數量增加到100枚,可防禦“少量、複雜”彈頭的系統將在2011年實現。

部署一套THAAD系統,就能保護整個中國臺灣地區的城市和分散的重要設施。

QS
參考文獻:

  1. Theater High Altitude Area Defense(THAAD) 《先進防禦技術外文專題資料》 2000年第2期。
  2. 胡勁松譯,美國國家和戰區彈道導彈防禦計劃,《863先進防禦技術通訊》2000年第2期。
  3. 溫德義等,美國THAAD計劃發展概況綜述,《863先進防禦技術通訊》1999年第1期。