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應對「中俄高超音速導彈威脅」? 美軍開建新一代天基預警系統

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應對「中俄高超音速導彈威脅」? 美軍開建新一代天基預警系統
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應對「中俄高超音速導彈威脅」? 美軍開建新一代天基預警系統

2023年04月04日 13:56 最後更新:14:16

中俄高超音速導彈領先全球,美國如何對抗?在五角大樓看來,首先要解決的就是發現問題。4月2日,隨著美國太空探索技術公司(SpaceX公司)的獵鷹9號火箭成功升空,為中俄高超音速導彈量身訂製的美軍新一代天基預警系統正式開建了。

這是由數百顆小型衛星星座組成的超級天基監視系統。

美國《防務新聞》網站2日稱,SpaceX公司當天為美軍太空發展局發射了首批10顆導彈跟蹤和通信衛星。「應美國軍方要求,SpaceX公司沒有提供這些衛星進入軌道的現場視頻」。此外,美軍沒有發布相關衛星的大小或質量等信息,也沒有像以往那樣發布這些衛星在製造和測試過程中的照片。

雖然美軍搞得很神秘,但外界早已經從公開信息中獲得了這些衛星的主要用途——其中兩顆由SpaceX製造的「追蹤層導彈追蹤感測衛星」用於探測和跟蹤飛行中的彈道導彈和高超音速導彈,另外8顆「運輸層數據中繼衛星」則使用光學鏈路將數據從天基傳感器傳輸到地面接收站。按照美軍設想,帶有紅外傳感器的探測衛星用於探測和跟蹤飛行中的導彈,數據中繼衛星具備低軌星間激光通信鏈路傳輸能力,具有傳輸速率高、抗干擾能力強、通信延遲低等特點,負責將數據直接傳輸給美軍及盟友的反導防御系統,協助擊落敵方導彈。

美軍新一代天基預警衛星想像圖。

美軍新一代天基預警衛星想像圖。

眾所周知,當前美軍反導作戰的思路是首先部署在太空的預警衛星,利用先進的紅外傳感器第一時間察覺全球任何地點的導彈點火信息,然後通過部署在各地的陸基預警雷達進行探測和分析彈道,並引導反導系統實施攔截。

但隨著中俄高超音速導彈的出現,美軍面臨的新問題是,這些新概念導彈可以在大氣層內高速飛行和機動,很難被傳統反導系統發現和攔截。例如「美軍當前部署的導彈預警衛星星座——天基紅外系統更適合探測大型彈道導彈發射時產生的明亮熱成像,而高超音速導彈可在大氣層裡穿行以躲避探測,天基紅外系統對後者相對暗淡的紅外特徵不夠敏銳。」

如果無法及時發現中俄高超音速導彈,後續的攔截作戰就無從說起。為此美軍從2020年就開始打造新一代天基預警系統。按照五角大樓的設想,一旦對手的高超音速導彈發射,運行在高地球軌道的紅外預警衛星首先將發出警告。跟蹤衛星隨後捕捉到高超音速導彈在大氣中高速飛行時的紅外信號,開始計算高超音速導彈前進方向的軌跡並不斷更新,這些數據同時會傳遞給「傳輸層」衛星,後者將在「數百毫秒」內將信息傳遞到地面站,引導地面攔截系統作戰。

在俄烏戰爭中俄軍已多使用「匕首」高超音速導彈。

在俄烏戰爭中俄軍已多使用「匕首」高超音速導彈。

這次發射的10顆衛星主要部署在距離地面約1000公里的低地球軌道。美軍太空發展局首批一共訂購了28顆衛星,包括8顆「追蹤層導彈追蹤感測衛星」和20顆「運輸層數據中繼衛星」,第二批次的18顆衛星將於今年6月升空。預計在今年下半年,美軍太空發展局聯合埃格林空軍基地作戰部隊將對這批衛星進行綜合評估,並計劃在印太地區軍演期間,讓美國海軍陸戰隊、太平洋艦隊進行實際測試,相關測試內容包括「低延遲數據連接、超視距瞄準、導彈警告和導彈跟蹤以及軌道跟蹤傳感器和地面傳感器之間的數據融合」。

美國《太空新聞》網站稱,太空發展局去年已經訂購了126顆「運輸層數據中繼衛星」和35顆「跟蹤層衛星星座」。它們的大規模發射計劃將於明年9月開始,並在接下來的12個月內保持每月一次的高頻次發射。報道強調,它們的成本相對低廉,平均每顆導彈跟蹤衛星的造價約4000萬美元,數據中繼衛星為1500萬美元。相比之下,五角大樓如今使用少量的大型衛星來執行關鍵的國家安全功能,如導彈預警、導航和通訊等,每顆衛星價值數億甚至數十億美元。

美軍認為,SpaceX公司打造的「星鏈」互聯網衛星星座已經證明了由數千顆小衛星組成的衛星星座生存能力高於傳統的高價值大型衛星,「在面對同等對手的太空攻擊時,它們承受損失的能力更強」。

美國太空發展局制定了規模龐大的「國防空間架構分層軌道衛星星座」計劃,它們由上千枚運行在不同軌道的衛星組成,「跟蹤層」和「運輸層」衛星只是該衛星星座中的一部分而已。按照美軍米切爾航空航天研究所披露的信息,除了在低地球軌道部署衛星星座外,美軍還將推進在中高地球軌道的衛星部署計劃。

據介紹,中地球軌道距離地球表面2000公里至地球同步軌道(3.6萬公里)下方。與低地球軌道相比,在中地球軌道運行的衛星在目標地域過頂的時間更長且視野更寬,可以更長時間地保持對導彈軌道的監控。相比地球同步軌道衛星,中地球軌道衛星更接近地球,可以縮短向反導系統發送導彈預警信息的時間。而地球同步軌道衛星的優點在於為助推段彈道導彈預警提供「持續凝視」覆蓋。

不過有專家指出,專門為中俄高超音速導彈研製的美軍新一代天基預警系統規劃實在龐大,考慮到美軍近年來在新裝備研製領域習慣性的成本超支和進度拖延,這個需要持續多年的超級計劃未來能否實現,還很難說。另一方面,除了探測問題外,美軍在如何具體攔截高超音速導彈方面還有很多技術難題需要解決。因此更讓人懷疑的是,這個計劃會不會變成新時代「紙上談兵」的「星球大戰」項目?




止戈堂

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

近日,中央電視台軍事新聞報導證實了一則令軍迷圈為之沸騰的消息:就是國產中型戰鬥機殲-10C,在2019年至2021年連續三屆中國空軍「金頭盔」對抗競賽中,成功戰勝了包括蘇-35和殲-16在內的兩款重型戰機,實現三連冠。

殲-10C 戰鬥機正面特寫,單發布局與氣動設計清晰可見,為中國空軍主力中型戰機之一。

殲-10C 戰鬥機正面特寫,單發布局與氣動設計清晰可見,為中國空軍主力中型戰機之一。

殲10C這款被明確定位為「四代半」級別的中型單發戰機,究竟是通過怎樣的方式連續超越那些在載彈量方面更大、航程方面更遠的雙發重型「大家夥」的呢?這不僅反映飛行員技術層面的表現,更顯示中國航空工業在電子、雷達及導彈等關鍵技術領域取得明顯進展,具有重要指標意義。

殲-10C所具備的空戰優勢並非是建立在依靠蠻力去對抗的基礎之上,而是極為巧妙地運用了自身存在的技術代差以及獨特的氣動設計優勢,並且針對不同類型的對手精心制定了一套精妙無比的「作戰劇本」。

殲-10C 掛載多枚空對空導彈升空,具備有源相控陣雷達與遠程導彈協同作戰能力。

殲-10C 掛載多枚空對空導彈升空,具備有源相控陣雷達與遠程導彈協同作戰能力。

首先來看看殲10C是如何壓制蘇-35的,殲-10C運用的是雷達、導彈與「半隱身」特性相結合的戰術。

在與進口的蘇-35重型戰機的對抗中,殲-10C在多個關鍵空戰環節中佔據明顯優勢。其中的關鍵在於超視距空戰階段,也就是在雙方彼此無法目視的情況下便完成發現與攻擊。

首先是雷達技術層面的代差:殲-10C配備了國產最為先進的有源相控陣雷達,其穩定探測距離與解析度遠遠超過蘇-35的「雪豹-E」無源相控陣雷達。在實戰環境當中,殲-10C的有源相控陣雷達擁有更遠的穩定探測距離。

此外還有低可探測性方面的優勢:殲-10C在氣動設計裏融入了大量低可探測性舉措,比如其標誌性的蚌式進氣道設計,能有效遮蔽發動機葉片,而發動機葉片是傳統戰鬥機最大的雷達反射源之一。同時,配合經過優化的結構以及雷達吸波塗層,殲-10C的前向雷達反射截面積極小。

殲-10C 飛行畫面,機體結構與進氣道設計有助降低雷達反射截面,提升超視距對抗優勢。

殲-10C 飛行畫面,機體結構與進氣道設計有助降低雷達反射截面,提升超視距對抗優勢。

這種「半隱身」特性,能夠讓殲-10C大幅縮短蘇-35等傳統戰機發現自身的距離。在超視距對抗時,殲-10C能夠達成「我能發現你,你卻發現不了我」的效果,進而實現資訊感知上的不對稱優勢。

殲-10C能夠掛載霹靂-15遠程空對空導彈,其射程和性能顯著優於蘇-35配套的R-77-1主動中距彈。

總結:殲-10C憑藉「有源相控陣雷達 + 低RCS + 遠程導彈」這套組合拳,實現了「先敵發現、後敵暴露、先敵開火」的完整打擊鏈,在超視距環節對蘇-35形成代差壓制。需要注意的是,兩者屬於同代戰鬥機,但殲-10C擁有絕對優勢,這充分表明在超視距空戰時代,雷達與導彈性能對空戰結果起著決定性作用。再看殲-10C 與殲-16 的對抗:殲-10C 主要運用了揚長避短的「金頭盔」戰術,雙方理應互有勝負。

殲-10C 戰鬥機起飛離地畫面,展示其單發中型機設計與良好起降性能。

殲-10C 戰鬥機起飛離地畫面,展示其單發中型機設計與良好起降性能。

殲-16 同樣是國產頂尖的「四代半」戰機,鑒於其重型雙發設計,超視距雷達性能和探測距離比殲-10C 更具優勢。面對雷達更為強大的殲-16,殲-10C 的飛行員採用了「田忌賽馬」的戰術,避開超視距對抗,力圖將戰局引入近距離格鬥。

殲-10C 採用了獨特的鴨翼加三角翼氣動佈局,使其具備了卓越的暫態機動能力和機頭指向能力。在近距離纏鬥(單環空戰)中,殲-10C 能夠迅速調整機頭,配合先進的頭盔瞄準系統和可離軸發射的霹靂-10格鬥彈,快速鎖定攻擊陣位。殲-16 作為重型戰機,雖擁有雙發動機帶來的持續盤旋能力更強的優勢,但殲-10C 飛行員憑藉精湛的能量管理和戰術動作,將對抗牢牢限制在單環空戰範圍內,使殲-16 的持續機動優勢難以施展。此前,我們也聽聞過殲-16 部隊奪取金頭盔的消息,所以不能說殲-10C 在性能上具有決定性優勢。殲-10C 連續奪冠的佳績,是對傳統空戰理念的一次革新。它說明決定現代空戰勝負的,不再僅僅是發動機推力、載彈量或者機體尺寸等傳統指標。

殲-16 重型戰鬥機起飛畫面,雙發設計與載荷能力突出,與殲-10C中型機形成不同作戰定位。

殲-16 重型戰鬥機起飛畫面,雙發設計與載荷能力突出,與殲-10C中型機形成不同作戰定位。

在新時代,決定戰爭勝負的關鍵王牌在於「資訊感知能力」與「武器投放效率」:殲-10C將有源相控陣雷達、電子戰系統以及低可探測性設計相融合,打造出強大的戰場感知與自我保護能力。殲-10C的勝利表明,雷達技術與隱蔽性所帶來的資訊代差優勢,足以彌補起飛噸位和飛行航程方面的劣勢。

若用一個比喻來形容,它宛如一個配備「高配CPU + 高速光纖」的中型選手,完勝一個採用「舊款CPU + 慢速撥號」的重型選手。

當然,「金頭盔」競賽的勝利,歸根結底在於飛行員對戰機極限性能的深入挖掘。他們能夠依據不同對手的特點,精準切換「遠程狙擊手」與「近身格鬥大師」的角色,將裝備的潛力轉化為實戰中的壓倒性優勢。

殲-10C的「三連冠」,不僅是其自身卓越性能的有力證明,更是中國航空工業在雷達、電子戰和低可探測性技術等核心領域實現全面自主且領先的生動寫照。

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