TBM分段拦截技术探析

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摘要在分析ＴＢＭ飞行过程及弹道分段的基础上，探讨并分析了在ＴＢＭ飞行的助推段拦截技术以及对ＴＢＭ的高层、低层拦截技术。 主题词助推段截击高空截击卫星预警动能武器作战管理／ＣＩ

战术弹道导弹（ＴＢＭ）是一种从陆上、水下发射，按预定轨道高速飞行，可装配多种战斗部的进攻性武器。由于其具有射程远、命中精度较高、威力大、突防能力强、可天全候作战等优点，它已成为局部战争中的“撒手铜”。随着冷战结束，世界格局走向多极，国际形势趋于缓和，ＴＢＭ技术也被扩散和发展。到目前为止，世界上近３０个国家和地区已经拥有和正在争取拥有ＴＢＭ　ｏ　ＴＢＭ技术的扩散、发展以及在现代局部战争中的应用，给反ＴＢＭ带来了严重挑战，世界发达国家相继针对ＴＢＭ飞行过程的各个阶段研究和发展了ＴＢＭ拦截技术，取得了一定成果。当ＴＢＭ点火发射后，ＴＢＭ靠火箭发动机推力垂直起飞。当垂直上升几秒钟后，ＴＢＭ在控制系统作用下逐渐向目标方向转动，ＴＢＭ弹道开始向目标方向转弯，

进入程序段飞行。当ＴＢＭ的飞行速度、飞行高度和飞行距离达到一定要求后，火箭发动机关机，实现导弹头体分离。如果弹头是无控弹头，分离后的弹头依靠分离时所获得的能量按预定的自由段弹道惯性飞向目标；如果弹头是可控弹头，分离后的弹头初始进行自由段弹道惯性飞行，当其重返大气层时，弹头上的姿控火箭开始工作，控制弹头飞向目标。从ＴＢＭ飞行过程可以看出，ＴＢＭ飞行可以划分为三段，即助推段、自由段和再人段。图１为ＴＢＭ的仿真弹道图。ＡＢ段为助推段，是指从ＴＢＭ发射到头体分离为止的一段弹道，大约飞行几十至几百秒的时间。在这期间，火箭发动机一直工作。ＢＣ段为自由飞行段，是指ＴＢＭ助推火箭发动机关机后，ＴＢＭ

１ ＴＢＭ飞行过程及弹道分段 ＴＢＭ飞行过程一般由垂直起飞、程序转变、发动机关机、头体分离、自由段飞行、再人段飞行和击中目标这７部分组成。图１ ＴＢＭ仿真弹道

本文２００１－０４－１６收到，作者系空军工程大学导弹学院副教授、教授飞航导弹２００１年第９期 ３３

万方数据在相当稀薄的大气中或大气层外飞行，直到其重返大气层的这段飞行。自由段弹道为椭圆弹道的一部分，占全部弹道的８０％一９０％以上。ＣＤ段为再人段，是指弹头重新进人稠密大气层的一段飞行。在这期间，弹头受大气的作用，飞行速度明显减小。对于中近程ＴＢＭ，自由段转人再人段的高度大约为５０ｋｍ一７０ｋｍ；对于远程ＴＢＭ，自由段转人再人段的高度大约为８０ｋｍ￣１００ｋｍ　ｏ红外探测器只要敏感到ＴＢＭ助推火箭尾焰的热量，便能探测到ＴＢＭ的发射，并提供非常精确的ＴＢＭ飞行方向。用于助推段拦截的拦截弹除具备一般概念的拦截弹技术外，在其飞行速度上，要求与被拦截的’ＴＢＭ飞行速度基本一致；其次，助推段拦截弹将采用自主导引，用于观察ＴＢＭ尾焰的导引头可采用非制冷中波红外探测器，并必须保证导引头在拦截弹助推飞行和各级分离过程中持续工作；第三，拦截弹采用碰撞杀伤机理。这是因为，拦截弹和处在助推段的ＴＢＭ的碰撞速度可达ｌｏｋｍ／ｓ，所以一个４５ｋｇ左右的动能杀伤弹头，在这样的碰撞中所传递的能量就相当于４５０ｋｇ高爆炸药爆炸的能量，无论碰撞到ＴＢＭ的哪个部位，都可以摧毁助推火箭和弹头，或使弹头偏离航线。机载激光武器是把激光武器装在飞机上，装激光武器的飞机在空中巡逻飞行，一旦探测到对手发射ＴＢＭ，即飞临距发射ＴＢＭ发射区几百千米高空，用激光照射ＴＢＭ，使其金属外壳的温度升高到其结构失效温度，达到摧毁助推段的ＴＢＭ的目的。机载激光武器关键技术包括激光器技术、光束控制技术和精确瞄准与跟踪技术。激光器技术是激光武器技术的核心，其技术难点在于既要功率大，又要体积小。从高空拦截几百千米外处于助推段的弹道导弹需要兆瓦级的功率。如美国空军的机载激光器（ＡＢＬ　）采用的是氧碘激光器。光束控制技术是为了补偿大气湍流引起激光束的相位畸变而采用的自适应光学技术。由于ＴＢＭ助推段飞行速度很快，激光束不仅要瞄得准，而且要能在目标上锁定一定的时间，因此精确瞄准与跟踪技术对于机载激光武器也是很重要的技术。一般来讲，对于射程达几百千米的机载激光器所要求的精度应小于ｌｔｉｒａｄｏ２助推段拦截技术 对处于助推段飞行的ＴＢＭ实施拦截，叫助推段拦截。助推段拦截有三大好处。第一，处在助推段飞行的ＴＢＭ的助推火箭的尾焰大，易被红外探测器发现；第二，助推段拦截可以保护较大的区域；第三，助推段拦截可以在ＴＢＭ释放出弹头和诱饵之前将其摧毁，拦截系统面临的目标只有一个，而不是多个。缺点是，助推段持续时间短，拦截系统必须靠近ＴＢＭ发射地区。助推段拦截技术主要包括四方面的技术，卫星预警技术、作战管理／Ｃ３Ｉ技术、助推段拦截弹技术和机载激光武器技术。卫星预警技术为助推段拦截提供预警信息，并通过作战管理／Ｃ３Ｉ系统为拦截弹阵地和激光武器载机传送ＴＢＭ尾焰的初始点的有关信息和飞行中的轨迹信息，使其作好发射、起飞准备和实施拦截和攻击行动。卫星预警可采用象美国的国防支援计划（ＤＳＰ）卫星、天基红外系统—低轨卫星（ＳＢ－ＩＲＳ－ｌｏｗ）这样的卫星预警。星载

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３自由段和再入段拦截技术 一般可把ＴＢＭ分为远、中、近程战术弹道导弹。ＴＢＭ射程不同，其进入大气层的高度也有所不同。同时，自由段和再人段的划分与大气影响有关，而空气密度又是随高度的增加而连续减少，因此，要想截然划出一条有无空气的大气层边缘是不可能的。基于以上两点，在探讨自由段和再人段拦截技术时，一般以高层拦截和低层拦截来讨论。高层拦截可定义为对处于大气层内高空或大气层外飞行的ＴＢＭ的拦截，一般指拦截射程３　５００ｋｍ以下，飞行高度在４０ｋｍ以上的近程和中程弹道导弹。高层拦截可以保护较大的区域。低层拦截可定义为对处于大气层内低层飞行的ＴＢＭ的拦截，一般指拦截射程１　５００ｋｍ以下，飞行高度在４０ｋｍ以下的近程弹道导弹。由于低层拦截弹速度较低、拦截ＴＢＭ的距离比较近，所以低层拦截只能保护较小的区域，高层和低层拦截技术的不同之处在于大气效应对拦截的影响。可以分三种情况来讨论。１）高于８０ｋｍ￣ｌ００ｋｍ。在这一高度范围，大气效应消失，一方面可不必采取保护措施，即可使用红外探测器，而另一方面拦截弹在机动时 飞航导弹２００１年第９期

万方数据需微调发动机。２）高度在４０ｋｍ与８０ｋｍ－ｖ　１００ｋｍ之间。在这一高度范围，气动效应较弱，空气密度虽不够机动之用，但可用于区分弹头、碎片和轻的诱饵。有保护措施的红外探测器可在此范围内工作。如果装上红外导引头，拦截弹的战斗部就能识别目标。在这一高度范围仍需要加装微调发动机才能实施机动。３）低于４０ｋｍ。在此范围内空气密度大，可利用空气动力进行机动飞行，便于区分质量轻的诱饵。但是由于气动加热效应，如果在这一高度使用红外导引头探测目标并自主寻的，空气阻力将使高速飞行的导引头温度升高，从而会导致其自身致盲。正是大气效应的影响，高层拦截和低层拦截在拦截弹技术方面有着根本不同，在高层只能采用动能杀伤飞行器（ＫＫＶ）的动能拦截弹，相应的技术主要为直接碰撞杀伤技术（ＨＴＫ）。该技术是指使拦截ＴＢＭ的拦截弹具有以直接碰撞方式摧毁来袭ＴＢＭ的技术。采用ＨＴＫ技术的拦截弹必须加装探测设备和推进器，以控制拦截弹撞上ＴＢＭ。采用ＨＴＫ技术的动能拦截弹由一个固体助推器和一个动能杀伤拦截器（ＫＫＶ）组成。ＫＫＶ作为高速杀伤弹头，装有长波红外成像／主动毫米波雷达双模导引头、脉冲点火的轨控与姿控发动机和杀伤增强装置等。轨控发动机用于控制飞行方向，姿控发动机用于控制弹体的俯仰、偏航和滚动姿态，确保自主寻的时快速响应能力。在低层，由于有大气的作用，可采用动能拦截弹，也可以采用传统的靠尾翼进行机动、爆破破片杀伤的拦截弹。随着新的战斗部与引信技术的发展，例如，定向战斗部技术、目标脱靶方位的识别技术等，采用传统的靠尾翼机动、爆破破片杀伤的拦截弹仍将在低层拦截ＴＢＭ中发挥作用。当然，对处于高层和低层的ＴＢＭ的拦截，其成功还要取决于预警技术、跟踪技术和作战管理／Ｃ３Ｉ技术。４支撑分段拦截的三项技术 对于处于不同阶段飞行的ＴＢＭ的拦截，其成功之道应该是：首先要早预警、早发现，其次要探测能力强、跟踪精度高，第三是指挥控制中心信息处理速度要快，发射拦截弹要快。要实现这些要求，就必须具有预警技术、雷达远程探测和识别技术、作战管理／Ｃ３　Ｉ技术。第一，预警技术，包括卫星预警、空基预警、地基预警。例如，美国国防支援计划（ＤＳＰ）预警卫星，ＴＨＡＡＤ系统的ＧＢＲ地基预警雷达，空基空中监视雷达ＡＷＡＣＳ预警飞机，天基红外系统（ＳＢＩＲＳ）。天基红外系统是美国正在计划并研制的新预警卫星系统，它将由４颗在地球同步轨道上的卫星，两颗在大椭圆轨道的卫星，及数个低地球轨道卫星和地面处理系统组成，天基红外系统有望成为替换ＤＳＰ卫星的下一代预警卫星系统。第二，雷达远程探测、识别技术。尽早、尽远的探测是拦截ＴＢＭ的关键，这就要求具有远程探测能力的雷达。在一般情况下，ＴＢＭ攻击都带有诱饵，携带有脉冲转发器的有源假目标，构成欺骗式干扰。因此，真假目标的识别也是拦截ＴＢＭ的关键。探测ＴＢＭ的雷达，主要有相控阵雷

达，超视距雷达和Ｘ波段雷达。相控阵雷达可以实现多目标、高数据率、多功能、高灵敏度探测，作用距离远，抗干扰能力强。而超高频（ＵＨＦ）雷达或Ｘ波段雷达，预测拦截点精确、目标识别能力很强。第三，一体化的作战管理／Ｃ３　Ｉ技术。其核心就是把天、海、空、陆不同平台的探测器组成为一体化的立体预警探测网，实现尽早、尽快对ＴＢＭ的探测、跟踪、识别、预测弹道、威胁判断、分配控制拦截武器、评估拦截结果等。同时，它还担负协同作战的协调任务。在该技术中，信息融合技术、作战管理算法、指挥控制与通信网络技术、数据处理技术是所涉及的关键技术。

５结束语 ＴＢＭ分段拦截技术是一个涉及多个技术领域的复杂技术，也是一个高、精、尖的集合体，本文只探折了它的主要方面。当然，还应该注意到这样一个问题，那就是如果把所涉及的单个技术简单地堆积起来，很难形成拦截ＴＢＭ的有效技术。因此，对ＴＢＭ分段拦截技术适情使用和有效综合集成也是一个重要技术。 二

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万方数据