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東風17導彈擁有很高的精度,是否已經成為反導系統的剋星

通過實驗,東風-17驗證了其作戰精度在10米以內的驚人效能。也有觀點認為,我國終於研發出了美軍反導體系的剋星,甚至認為美軍在韓國的「薩德」部署效果被完全抵消了,那麼實際情況真是如此么?

回答這個問題需要先從大氣層的結構說起。地球表面的大氣層分為三層,第一層是對流層,其高度在10千米以下,該層內大氣厚度最為濃密,空氣升力也最足,但氣流不穩定。10~20千米為平流層,該層空氣密度較對流層要小,但空氣流動簡單。20~100千米則為臨近空間,該層空氣密度極小。高超聲速武器就屬於臨近空間武器,臨近空間武器雖然處於空氣密度極低的環境,但由於速度快,可以在單位時間內碰撞到更多的空氣分子,讓氣流在下方產生一個激波面,從而將飛行器托起。飛行器被托起後,可通過抬高攻角或降低攻角實現桑格爾彈道(又稱銀鳥彈道)或錢學森彈道。

桑格爾彈道是如同打水漂一樣讓飛行器在大氣層內外進行跳躍性前進,這雖然理論可行,但實際難度過大,且必須讓飛行器同時配裝能在太空和大氣層內外都操作使用的兩套發動機系統,這對載荷有限的中程彈道導彈而言非常不合算。因而可以判斷我國的東風-17採用的是錢學森彈道,即在火箭發動機關機後繼續上升到最高點,而後一路俯衝向目標飛去。在這一過程中,除了末端俯衝階段外,其餘階段飛行器必須飛行於20千米以上的臨近空間,否則會因為空氣阻力過大,讓射程大大減少、材料耐熱能力承受巨大考驗。

有了這個推論,就可以首先從彈道特性的角度來觀察東風-17是否可以將美軍的彈道導彈系統歸零的問題了。將東風-17的發射過程分為三段,即助推段、滑翔段和末端衝刺段。在助推段,由於東風-17必須像常規導彈那樣依靠火箭發動機點火、助推、發射,一定會發出典型的彈道導彈發射時的尾焰紅外信號,而美國捕獲該信號的裝置就是美國目前部署於太空的彈道導彈防禦系統的導彈預警分系統——國防支援衛星(DSP)和天基紅外衛星(SBIRS)。

DSP根據對紅外信號的頻譜分析以及對東風-21系列導彈試驗發射資料庫數據的分析,可以有效的實現早期預警,讓美國彈道導彈防禦系統做好防禦準備,但該衛星的定位精度在僅在10千米以內,不能作為引導攔截信號。SBIRS衛星分為地球同步軌道(GEO)、高軌(HEO)和空間跟蹤監視(STSS)三種,截止2017年已經發射9顆,其中GEO對導彈發射偵測精度較DSP高些,但仍然不能作為攔截引導之用。HEO主要針對極地軌道,STSS精度極高,能夠實現對導彈的跟蹤監視,目前只發射了兩課驗證衛星,覆蓋範圍還不夠廣,針對東風-17這種可變軌導彈而言無能為力。

也就是說美軍目前彈道導彈預警體系中的衛星還不能對東風-17的助推發射段形成精確的跟蹤,而只能預警,這些預警信號可以被傳遞到美國夏延山本部,而後分發給其他的雷達預警系統進行進一步跟蹤探測。

助推段結束後,東風-17繼續上升,在最高點轉入下降,直到進入大氣層,在這段時間內,美國部署於日本和韓國的反導預警雷達、監視雷達將接替衛星預警系統任務。這些雷達將能發現東風-17,並對其實施精確跟蹤,但接下來,東風-17進入大氣層後的滑翔階段由於飛行高度低,這些雷達的發現距離就會變短。

根據雷達探測方程計算,在東風-17飛行於20~60千米高度範圍時,地面雷達對其發現預警、跟蹤最大距離582~1000千米之間,對比一般導彈預警、跟蹤雷達偵測範圍達到2000千米(如「薩德」的AN/TPY-2)而言,縮減了一半以上。以5~9馬赫的速度區間計算,這將使得美軍組織導彈防禦的難度增加很多,基本被壓縮在190~593秒之間。考慮到東風-17具有橫向機動性,可以繞開反導雷達的主要探測範圍,因而這一時間還會被進一步壓縮。

那麼這是否就說明,面對東風-17美軍真的只有3分鐘的抗擊準備時間呢?也未必,這是因為雖然進入滑翔段後雷達確實看不到582~1000千米以外的東風-17,但由於在飛行過程中必須與空氣劇烈摩擦,彈頭溫度高達上千度,局部溫度超過2000度。在這樣的情況下,自身就是一個巨大的紅外信號源,在DPS和SBIRS衛星面前是無法遁形的,這兩種衛星雖然不能引導導彈對其直接抗擊,卻可以提供一個東風-17飛行的粗略軌跡給美國國家彈道導彈防禦系統的指揮中心。

該指揮中心則可以根據這個粗略軌跡命令相應的導彈探測和攔截分隊在某一方向做好抗擊準備,這樣就可以大大延長攔截準備時間,提高攔截成功率。此外,按照美國媒體估計,我國的東風-17導彈服役時間為2020年前後,美國的SBIRS衛星體系大概在2022年前後部署完畢。屆時,東風-17將會出現最為強勁的對手,不採用一些額外的突防措施,可能就會失效。

那麼東風-17和常規彈道導彈相比真正的優勢在哪裡呢?就在彈道特徵上,一般彈道導彈防禦系統,如美國在抗擊中程彈道導彈時會選擇使用「宙斯盾」、「薩德」、「愛國者」三層防禦機制。其中「愛國者」和「薩德」負責末端防禦,「宙斯盾」防禦中段防禦。「宙斯盾」,一般部署在對方中程彈道導彈的主要來襲路線上,而傳統的彈道導彈一個巨大的劣勢就是突防軌跡基本是固定的。

只要發射地點確定,彈道基本上就可以確定,例如我國欲對美國本土突襲,導彈必然經過日本海。這樣,美軍在必經之路上密布各種感測器和攔截武器就能形成一道巨大的導彈屏障,造成地區戰略失衡。而在東風-17這種滑翔導彈出現後,由於具有橫向機動性,可以繞行大約500千米。此外,由於飛行器可以在臨近空間飛行且適當調整高度,因而可以在發射前規劃彈道時專門挑選抗擊盲區飛行,這樣就基本能夠避開「宙斯盾」和「薩德」的攔截高度,直奔「愛國者」,大大增加突防成功率。

最後需要說明的是東風-17的精度達到10米以下這個驚人的數據超過了大多數彈道導彈精度極限,單憑衛星定位和慣導的聯合定位方式尚不足以達到這種程度,很可能是該導彈再入飛行器上配裝有景象匹配雷達裝置,三種感測器聯合定位優勢在於提高精度,但劣勢則是飛行器在末端時必須要有一個比較平穩的時間和姿態以確保雷達能積累足夠的回波數量測繪地面目標。考慮到5馬赫以上飛行的物體都會出現「黑障」效應,速度越快,黑障現象越嚴重,因而可能東風-17的最終末端速度更靠近5馬赫而非靠近9馬赫,由於彈頭在接近目標過程中始終處於無動力減速狀態,因而末端速度一定是最低的。筆者認為,東風-17末端速度5~6馬赫左右最可能。


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