美军要将标准3防空导弹改为弹道导弹 突防能力极强

新浪军事

在今年8月份举办的美国航天和导弹防御会议上,雷声公司展出了 “标准”-3的模型,外形上并没有特别之处。但仔细看就会发现有意思的地方,这个模型上赫然印着“标准”-3弹道导弹字样。原本用来防御弹道导弹的利器居然被雷声改造成一款弹道导弹,那么雷声公司将会如何改造呢?改造后的威力如何?这些问题是本文探讨的重点。
“标准”-3如何改造成弹道导弹
“标准”-3导弹是雷声公司为美国海军“宙斯盾”系统研发的舰载弹道导弹拦截武器,具有反短程、中程弹道导弹和低轨卫星的能力。该导弹一般分为四级:第一级是MK-72固体火箭发动机;第二级是MK-104双推力固体火箭发动机;第三级是MK-136固体火箭发动机;第四级是可调转向和高度控制系统(TDACS)和轻质大气外动能拦截器(LEAP)。工作时,由“宙斯盾”配备的MK41发射系统发射,MK-72固体火箭点火推进将其送入空中。待燃烧完毕后,第二级和第三级火箭接力工作,直至将弹头送入到目标附近,最后阶段由TDACS系统推动LEAP对目标的直接撞击。
除这些构造外,“标准”-3导弹还拥有普通防空反导武器相同的通信装导航装置,这些装置位于导弹的第四级TDACS系统上,其中一个GPS导航信号接收天线接收GPS系统传输的军码导航校准信号,与弹载陀螺仪和加速度计共同测算出当前导弹位置。一个L波段通信天线接收“宙斯盾”MK1武器控制分系统传输的导弹制导信号,同时将自身的准确位置传输给“宙斯盾”。要将“标准”-3改造成一款弹道导弹,需要从动力系统、通信导航系统、末端机动装置、引战系统和末端传感器五个方面来分析改造方法:
在动力系统方面,弹道导弹飞行分为助推段、自由段和再入段三段,助推段导弹为火箭发动机主动工作阶段,自由段为火箭和弹头脱离后的飞行阶段,再入段为弹道导弹临近目标后直到击中目标的阶段。而“标准”-3导弹的弹道可分为助推端和导引段两段,助推段由三个火箭发动机推动到外太空距目标一定距离处,导引段由TDACS助推弹头直至击中目标。

将“标准”-3的动力系统改造成弹道导弹之用时非常方便,这种导弹具有三个火箭发动机,在改造成弹道导弹后可顺利完成助推端,而第四级TDACS系统可改造成再入端的弹头机动控制装置,导弹自由段飞行不需要任何动力和控制。实际上,“标准”-3的三种固体火箭发动机都是美国曾经的弹道导弹、火箭用发动机,可以说在动力系统上具备了被改造成弹道导弹的基本条件。
在通信和导航系统方面,弹道导弹从发射到命中全程都需要卫星导航为其修正偏差,而“标准”-3导弹的导航天线不需要拆除即可完成这一任务。弹道导弹在发射之初需要将自身工作状态、位置信息通过通信天线回传给发射单元,以让发射者及时掌握发射情况是否良好,一旦完成助推端和弹头分离,就不再需要通信任务,因此“标准”-3被改造成弹道导弹后L波段通信天线复杂度可能还要降低很多,完全具备改造基础。
在末端机动装置方面,“标准”-3的导引段采用了TDACS系统,该系统使用微型矢量喷管在太空中利用喷射工质的方式实现弹头飞行方向控制。被改造成弹道导弹后,由于末端机动装置工作环境变为大气层内,弹头在高速飞行时,气流冲击力非常强,使用TDACS系统控制时会受到极大影响,进而降低弹头的命中精度,但好在“标准”-3改造而成的弹道导弹射程不远,末端速度不高,在3~4马赫左右,且弹道导弹一般用于打击大型目标,与直接撞击弹头的反导导弹精度要求差距甚远,因此TDACS这种控制满足使用要求。
在引战系统方面,反导武器攻击导弹弹头,一般要求直接撞击目标,摧毁其外部壳体后再爆炸,使用的一般是高爆弹药战斗部+延时触发引信。而弹道导弹攻击的目标比较多样,典型的有加固硬目标(如机堡)、面目标(如跑道、停机坪)、水面舰艇和人员等,这些不同的目标都需要配备不同的引信和战斗部才能发挥最大威力。
“标准”-3导弹改造成弹道导弹后必须对该因素予以考虑。如攻击加固目标,“标准”-3弹道导弹必须配置穿甲战斗部和延时爆破音信,以实现穿透防护层在内部爆炸的目的。攻击舰艇时必须换成自锻破片穿甲战斗部和触发引信。攻击人员时必须换成子母战斗部和近炸引信。考虑到“宙斯盾”舰的具体作业任务中,既包括与中国等大国的水面舰艇交锋,也包括对小国陆地固定目标、人员的杀伤,因此多种引战系统总是必要的。
末端传感器方面,“标准”-3采取双波段IR传感器在太空外探测弹头,该装置安装于轻质大气外动能拦截器(LEAP)上。被改造成弹道导弹后,如攻击的是固定目标,该装置可能过于复杂,在战斗部载荷一定的情况下,还会减少装药量和爆炸威力,可能并不需要。但若要执行反舰任务,这个装置可能会被替换为一个X波段雷达,以实现全天候下的末端目标搜索和导引能力。由于“标准”-3导弹整体弹径限制,该雷达功率过小,探测距离不远,还需要传感器对舰艇先发现并定位,美军就此也会拥有一款短程的反舰弹道导弹。
此外,由于弹道导弹和反导导弹的弹道特点完全不同,因此在“标准”-3弹道导弹的控制系统参数必然会根据近抛物线弹道做出一定的调整,将各发动机关机点、系统控制裕度重新设置。以上就是“标准”-3导弹改为弹道导弹后需要作出的一些调整。
标准-3改成弹道导弹之后作战能力到底如何?
衡量导弹的作战性能有三个方面:一是导弹的射程;二是导弹的射击精度;三是导弹的突防概率,下面对“标准”-3弹道导弹的三个方面能力进行简单评估。迄今为止,“标准”-3导弹共有四个版本,即blockⅠA、blockⅠB、blockⅡA、blockⅡB。从blockⅡ开始,“标准”-3取消了弹翼,增加了弹径,这样的设计显然会削弱该武器在大气层内的利用弹翼作动的机动能力,增大导弹最大射程、射高和末端速度,设计目的是为实现拦截射程更远、高度更高的远程弹道导弹(IRBM)和洲际弹道导弹(ICBM)。
雷声公司的“标准”-3弹道导弹是由“标准”-3blockI系列为基础改造而成,两者在整体气动外形上几乎一模一样,这意味着它的整个弹道特性与blockI更为类似。也就是说,除了末端弹头会采取抛物线轨道外,导弹的第一级和第二级火箭仍然会如“标准”-3blockI那样工作在大气层内,整体射高不可能超过blockI的160千米。根据这个射高判断,这款导弹不可能是中程弹道导弹,大概可以简单的推断出一个范围,即380~500千米之间,380是根据“标准”-3改造后配备500千克战斗部计算得到的结果,而500千米是美国遵守中导条约的结果,这是短程弹道导弹的典型射程。

美军现役的陆军战术导弹ATACMS增程型精度在30米以内且没有末端机动装置,精度由GPS和内置陀螺仪精度共同决定。该武器系统研制时间为1986年,雷声公司研发的“标准”-3弹道导弹研制时间为2017年。对比两种导弹的导航系统,GPS系统共享没有改变,内置陀螺仪精度水平在30年内提高了100倍以上,且大多采取激光/光纤体制陀螺。
总体估算,“标准”-3弹道导弹的CEP精度可提高到5米左右。此外,该弹还具备TDACS系统实施末端控制,反舰型具备导引头雷达,精度可能会进一步提高。当然这只是理论精度,实战对抗环境下,因为受到发射平台稳定度、作战攻防等各种因素影响,射击精度会变差,但若想成功打击舰艇、机堡等目标,保持CEP精度5米左右是必要的。
“标准”-3弹道导弹是短程弹道导弹,大多数时间在大气层内工作,但就这个气动外形和大多数的防空导弹气动外形非常类似。这就意味着,“标准”-3改造成的弹道导弹在实现弹头和助推装置脱离之前是拥有和防空导弹相同的大气层内机动能力的,而一般的弹道导弹则只能实现抛物线攻击,仅在末端拥有有限的机动能力。500千米射程以内的弹道导弹若仅使用抛物线弹道,初期高度上升很快,很容易被敌人的预警探测系统提早发现拦截,而拥有大气内机动能力的弹道导弹,可以充分利用空气升力作用,在发射初期适当拉低弹道高度,压缩对手的预警探测时间,增加突防概率。
此外,由于弹头末端机动动力源是TDACS系统,矢量喷口推动的机动方式相比一般使用弹翼机动的末端弹头更没有规律性,防空导弹指挥控制系统很难精确预测出其在下一时刻的位置。总的来说,因为“标准”-3弹道导弹飞行初段预警时间段,距离近,末端运动轨迹改变无规律,突防概率要远大于一般的短程弹道导弹。(作者署名:雷曼军事现代舰船)
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