【远望观察】孙军：如何应对美国的“全球快速打击”？
如何应对美国的“全球快速打击”？
孙 军
摘要：为了应对美国的“全球快速打击”构想，可以通过低轨道小型航天器组网、实施光电侦察，组织天基、空基多基地雷达侦察，为空天防御系统防空导弹使用大气层外拦截气体动力导弹、抗击高超音速飞行器突击的战斗行动提供信息保障。
一、美国的“全球快速打击”构想
目前美国正在制定全球打击和全球反导的构想，规定几小时内对敌人在地球任何地点的目标、部队实施毁伤，同时确保不允许敌人的还击使自身遭受不可承受的损失。
“全球快速打击”构想规定遂行下列任务：消除俄罗斯仅仅使用常规武器、不跨越“核门坎”的威胁。技术上未来的战役可能出现下列场景：同时发射各种装备，消灭俄罗斯的核潜力。主要是每分钟能够飞越数百千米的高速导弹，敌人根本来不及定下还击行动的决心。打击主要目标是敌方投送核武器的进攻装备：发射井、机动发射车、潜艇和战略轰炸机。如果出于消灭主要目标的需要，也可以毁伤其他目标。这方面PGS（全球快速打击）冲突计划与常规计划炯然不同，常规计划中，优先攻击的目标是敌方领导层、指挥系统、军事工业、能源补给、运输目标和居民。今天已知五角大楼对前苏联的核打击计划包括几万个目标，而新的解除武装“全球快速打击”计划中，目标要少得多，因为根据其构想，核工业目标和核武器仓库并不重要：没有投送工具，它们无法给美国领土和武装力量造成损失。对于敌方的领土，既不需要占领，也不需要发动地面战役。
因此，美国为了成功实现袭击，拥有近1000枚常规弹头高超音速精确制导导弹就已绰绰有余。
如果美国有可能使用波罗的海沿岸、中亚和东南欧地区、大洋海域、包括北冰洋水域作为自己导弹、突击航空兵的驻扎地域，那么这些地点距离俄罗斯部署战略力量的新西伯利亚、萨拉托夫和伊万诺沃州仅有1000-2500千米。高超音速导弹在3-10分钟内可以飞越这一距离，与美军传统弹道导弹确定的“飞临时间”相比，时间要短得多。
同时美军在欧洲波罗的海、黑海和北冰洋水域的水面舰艇、潜艇将完全展开反导系统，当俄罗斯还击时，在俄方导弹的轨迹初段（此时它们是最薄弱的）对其实施毁伤。如果俄方指挥部定下还击的决心稍有延迟，美国的反导系统仅仅需要毁伤几枚导弹，而不是几百枚。
从军事角度使用核武器实施这种袭击更加有效，但是遭到常规突击时，俄罗斯在政治上更加困难，因为还击决心会自动成为核战争爆发的借口。有可能美国在准备这一任务时，会事先警告俄罗斯政府、战略火箭兵司令部要为反人类的罪行承担个人责任，要求不得首先使用核武器。这种情况下，俄联邦的领导面临着艰难的道德抉择：已丧失给侵略者造成不可承受损失的条件下，是否要发动核战争？即使决定要还击，美国完全可以承受领土上几十个目标被毁，而不是俄罗斯战略火箭兵作战潜力得以保存时，几千个目标被毁，俄罗斯将面临美国“满血”战略力量的攻击和威胁，而且俄方还将成为发动核战争的侵略一方。
在“全球快速打击”学说框架内，五角大楼集中力量建造远程高超音速精确制导武器。2003年，美国国防部、空军和未来国防研究局制定了高超音速打击系统的新构想（FALCON）。这一系统最终将由最大航程达17000千米的多次使用高超音速载机（可能是无人机）HCV（高超音巡航速度飞行器）和多次使用高超音速飞机CAV（通用飞行器）构成。HCV作为母机，可以搭载6架CAV（重量近900千克），每架的弹仓携带2枚圆概率偏差3米、226千克的制导航空炸弹。据预测，CAV的航程将达到5000千米（如果自身装备发动机-会更远）。这就意味着，FALCON打击系统能够在起飞两小时后高精度地消灭位于地球任何地点的目标。
按照其计划，作战中、将这样运用FALCON高超音速打击系统：领受任务后，HCV轰炸机从常规机场起飞，借助复合发动机将速度提升至6马赫，然而飞行器的动力装置过渡至高超音速冲压喷气状态，使HCV的速度提升至10马赫，高度近4万米。此时，高超音速打击飞行器CAV与母机分离，使用制导航空炸弹轰炸后，返回美国海外空军基地的某个机场（如果CAV自身配备发动机和必要的燃料贮备，可返回美国本土）。高超音速打击系统HCV和CAV使用复合惯导和GPS卫星制导，未来可能使用光电或雷达型自引导系统。
由于高超音速、飞行高度近4万米，俄罗斯空天防御系统目前列装的积极火力单元不可能击落FALCON系统的飞行器。军事专家指出，探测高超音速飞行器时，俄罗斯所有列装的空天防御侦察装备能力有限，任重道远。敌方进攻者的目的并不是让空天防御系统积极火力单元绝对看不到，而是将在侦察装备可视区内的停留时间缩短到这样一个值：敌方已经不可能完成对快速打击高超音速飞行器的拦截。这种情况下，防御一方需要探测距离达到几千千米的侦察、目标指示雷达、光电设备。
二、高超音速飞行器拦截装备
空天防御系统的防空反导火力单元负责与高超音速精确制导系统进行武装斗争，条件是要获得外部信息源可靠、精确和及时的目标指示，使用配备有源雷达导引头的大气层外（超高空）拦截、气体动力推力矢量喷气发动机超音速反导导弹，对目标进行射击。
海拔3.4-3.6万米，大气层已终结，在稠密空气环境中能够有效攻击目标、空气动力控制的反导导弹已不能成功在同温层区域行动。拦截导弹动力装置需要过渡到推力矢量控制（气体动力），实现起来技术十分复杂。为了保障超视距毁伤空气动力目标、对空天袭击兵器实施大气层外（超高空）拦截，一定要配备有源雷达导引头反导导弹。
9M82MV高超音速气体动力防空反导导弹具备上述特点：最大飞行速度达9马赫、最大射程达350千米、在大气层和近太空杀伤区内无盲区。此时为了达到对中程弹道导弹弹头、其它小尺寸目标（最小有效反射面积达0.02平方米）的常规毁伤效能，9M82MV防空反导导弹配备定向爆炸战斗部，保证杀伤单元（“重”和“轻”的）在60×60角度范围内散布，与传统的战斗部相比，效能提高了五倍。2004、2006年，成功进行了9M82MV导弹试验，以2500米/秒的中等速度成功拦截了飞行速度达4600米/秒的空天袭击兵器。今天S-300VMD、S-300VM“安泰-2500”和S-300V4远程防空导弹系统均可以发射9M82MV防空反导导弹。
三、高超音速飞行器探测装备
计算表明，为了成功地与高超音速目标做斗争，在空天防御火力单元转入自动体制条件下、需要从防空反导指挥所向导弹多通道制导雷达发送距其阵地1033.5千米以外的目标指示。这种情况下，所需的防空反导系统侦察、目标指示雷达所需的探测距离应在1144千米以上。在这样的距离上，GP-120“波浪”型地面超视距探测扇区雷达、29B6“集装箱”、“皇冠”能够监视飞行高度达100千米的空天袭击兵器（包括小尺寸目标）。早在20世纪80年代就成功进行了下列试验：从超视距雷达（部署距离为1000千米）向位于巴尔喀什的S-300PM防空导弹发送“飞毛腿”（8K14）战役战术导弹发射时刻和飞行轨迹的目标指示。
此外，研究证明，对高超音速飞行器进行侦察的方案之一是：在近地航天空间、在倾角为60度的椭圆轨道上、按经度平均部署3颗太阳同步卫星和高度为1500千米的9颗小型航天器人造地球卫星（配备小尺寸多通道、多光谱光电设备），进行组网。
与高轨道设备相比，低轨侦察设备在信号能量、分辨率方面具有优势，因为光电设备距被侦察目标距离更近。基于小型航天器的使用，可以节省卫星（在近地航天空间三个太阳同步椭圆轨道上、按上升交点经度分布）网络建设、使用费用。
大量先进的近地空间监视小型航天器方案规定在几个光谱通道内对地表进行多光谱拍摄，或者在几百个信息通道内进行超级光谱拍摄。使用4个光谱通道的监视系统是标准技术解决方案，用在“监控器-EH”小型航天器(650千克、2005年)上。计划为未来的小尺寸“老人星”卫星（400千克、72个通道）配备超级光谱侦察设备。
这样的低轨小尺寸卫星系统能以高空间光谱分辨率获得近地空间和云层的图像，用于遂行一系列搜索、监视地表和大气异常态势的任务。任务之一是借助飞越监视地域上空时、从一个小型航天器或同时从两个小尺寸卫星获得的画面，使用云测向法监测气象现象。
上述监测系统的运转基于收发分置式无线电定位原理。使用来自太空由9个小型航天器星座中、每颗卫星已知的无线电信号对地表进行无线电照射，并借助10-20个空基无线电技术侦察接收站对飞行器反射的无线电振荡进行定位。每个监测接收设备接收卫星直接发出的信号和从空天袭击兵器反射的信号，并测量其相互延迟和多普勒频移。然后计算飞行器相对于分散的无线电技术侦察站网检查点的坐标和速度。建造空基合成孔径雷达系统时，“三角旗”股份有限公司研究了利用轨道无线电照射对目标进行定位的可行性，以便从格罗纳斯航天器获取无线电照射地表地段的无线电图像。当目标有效反射面积为1平方米、临界信噪比为20：1、星载发射机功率为10.6千瓦时，扫描区域的几何尺寸是半径为1000千米的圆。基于现代小型航天器太阳能电池的能源装置，所需的星载无线电发射机功率完全可以实现。
无线电定位理论中，直视距离是考虑到地球曲率、使用雷达对飞行器进行侦察的最大距离，取决于无线电波折射系数4.12。因此，为了在1144千米的距离上、保障探测到飞行高度达4万米的空天袭击兵器，需要把接收机的高度提升至海拔6100米以上。使用A-50预警机作为远程无源无线电技术侦察站时，每架飞机的巡逻时间不超过7个小时，而且此时需要具备相应等级跑道的空军基地网络。
同温层气球则可以昼夜悬浮在空中，无需配备跑道的机场。鉴于大气层风速多变（在21300-21400米高度层，最小风速达10千米/小时），应规定对地同步状态、远程无源侦察飞艇的高度为21300米，此时直视距离为1425.3千米。对于同温层气球的有效目标载荷，与部署在小型航天器上的设备相比，建造高灵敏度接收机和大孔径、窄方向性天线要廉价得多。借助配备“SD6”无线电技术侦察模块的“新律”电子系统和配备“KS-8”模块的“燕子-A”电子系统可以解决飞艇载有效目标载荷的问题。对于下列条件：位于1500千米轨道上小型航天器星载发射机功率- 10.6千瓦；雷达系统工作波段- 6厘米；发射天线增益系数- ；目标的有效反射面积等于1平方米；接收振荡临界功率电平-瓦（接收机灵敏度从-95分贝/瓦至-110分贝/瓦）；信噪比临界值20，所需的侦察边界1500千米，“新律”电子系统接收天线增益系数的计算结果为至。
结论
对于小型飞行器无源侦察所需的效率，确定小型航天器网络轨道结构和编成的原始要求，取决于空天袭击兵器航程范围内、从上方对地表任何地点两次观察之间的最长时间间隔。根据已知的敌方高超音速飞行器信息：在1.5-6万米高度、以5-20马赫（1500-6000千米/小时）的速度飞行60分钟，对监视周期的要求：小型航天器集群应监视目标30-50分钟。为了发现和可靠跟踪高超音速空天袭击兵器，在最长30分钟的监视周期内，需要由平均分布在三个高度为1500千米、倾角为60度轨道上的9个小型航天器构成星座。此时，每个小尺寸卫星的星载有效目标载荷应包括：
- 辐射仪（红外工作波段，3.5-5.5微米光波），对“FALCON飞行器炽热机体”和“空天袭击兵器发动机混合尾流”点状目标的位置、性质和运动参数实施侦察；
- S3C/075电视摄像机（工作范围0.4-0.76微米光波），在复杂背景下搜索、发现和选择空天袭击兵器在大气层内的冷凝痕迹，确定“飞行器痕迹人造云锋面”目标的坐标、运动参数。
- S3C/077电视摄像机（工作波段0.76-1.1微米光谱），搜索、发现并从“斑驳”背景中、区分出空天袭击兵器在空气中的冷凝痕迹，测量角坐标并计算“人造云前截面”目标的移动数据；
- 辐射仪（红外工作波段10.3-11.3微米电磁波），确保在形状类似于自然云的背景下、通过对比监视目标表面温度测量值、识别空天袭击兵器动力装置的冷凝痕迹；光电设备的频谱通道应具备下列能力：临界灵敏度- 4×瓦/米²,入射瞳孔直径-18厘米，视界-110度，目标空间分辨率-达100米；
- 辐射仪（红外工作波段，11.5-12.5微米电磁波），通过对比被监视目标表面温度的测量值，确保在形状类似于自然云的背景下，识别空袭兵器发动机的冷凝痕迹；
- 有源无线电辐射发射机（工作波段6厘米无线电波），以已知的无线电信号辐射地表和近地航空环境的具体区域，电磁频谱无线电间隔振荡辐射仪应具备下列特性：功率-10.6千瓦，发射天线的增益系数（定向作用）。
因此，为了使防空反导系统配备有源雷达导引头、大气层外超高空拦截气体动力防空反导导弹在杀伤区远界达成所需的射击效果，要使用轨道光学辐射仪，根据发动机在大气层中的冷凝痕迹，对于所需的1163千米（以目标指示所需的精度测量攻击目标的角坐标），发现小尺寸高超音速飞行器和“隐身”空天袭击兵器的现实边界为51255.5千米（白天）和49367千米（黄昏和夜间），根据同温层气球载无线电技术侦察设备接收的、小型航天器收发信机直接发射的无线电振荡与空天袭击兵器反射信号之间延迟，对高超音速、超音速飞行器雷达侦察的现实距离为1425.3千米（所需距离为1144千米），以目标指示所需的误差，确定与攻击目标的距离和产生的多普勒频移。
具备天基（低轨道小型航天器无线电照射发射机）和空基（同温层气球载无线电技术侦察设备接收机）单元的多基地雷达系统，是一个多用途系统，例如，可用于侦察海基、空基巡航导弹，对于飞行高度为30米的一次性无人机，由于受到无线电地平线的限制，探测距离为624千米。
前沿君微信：tech9999
投稿邮箱：13355524@qq.com