张洋 ¦ 美国空基反弹道导弹系统中的无人机发展与运用：第2篇（基于无人机的预警探测装备）

本文已发表于中航传媒《无人机》杂志。本篇也已在该杂志官方微信公众号《无人机期刊》（微信号：UASCHINA）刊发。

《空天防务观察》本次推出3篇针对美军反弹道导弹无人机装备方案发展研究的专栏文章，第1篇是已于5月10日刊登的“侦察／拦截一体化无人机装备方案研究”（点击题名可直接访问）。今日刊登的第2篇是“基于无人机的预警探测装备”，接下来要刊登的将是第3篇“无人机机载反弹道导弹武器”。

第2篇：基于无人机的预警探测装备

空基预警探测装备是美国空基反弹道导弹系统中发展最为成熟的部分，它基于美军制式装备，无论是有人机RC-135S还是无人机MQ-9，都在系统级、体系级反导试验和演习中证实了自身的作用，已经具备实际作战能力。

MQ-9“死神”无人机在“机载红外”项目中完成了多次预警探测试验

2009－2011年，MDA在“机载红外”（ABIR）项目中进行了一系列弹道导弹预警探测试验，目的是探索利用高空长航时无人机搭载光电／红外传感器，对弹道导弹进行探测和跟踪。该局在ABIR项目中提出的作战概念是：无人机发现、识别和跟踪敌方刚刚发射的弹道导弹，随后为前出部署的“宙斯盾”战舰提供目标指示和初步的目标要素，由“宙斯盾”系统和“标准”3导弹及早完成拦截。

按照MDA的估计，如无人机部署在合适位置，且地面指挥控制单元在得到天基预警信息之后通过数据链对无人机进行指示，则：

l 在弹道导弹飞行至约20km／18km（飞行高度／距发射点的横向距离，下同）时，无人机可捕获目标；

l 在弹道导弹飞行至约30km／30km时，无人机已完成数据处理，通过卫星通信提供给分布式通用地面站系统或其他情报处理单元，并作为中继平台向海基或陆基拦截杀伤系统发送指挥控制节点的信息；

l 在弹道导弹飞行至约40km／40km时，海基或陆基拦截杀伤系统已完成导弹任务规划和数据装订，并发射拦截弹。

l MDA还认为，即使事先没有得到天基预警信息，无人机也有可能及早发现弹道导弹。因此，ABIR项目所开展的工作可以显著地延伸拦截杀伤系统与弹道导弹目标的交战距离，有助于实现早期拦截。

MDA选择了通用原子航空系统公司的MQ-9“死神”长航时无人机作为ABIR项目试验平台，同时选择了雷神公司为该机研制的AN/DAS-1“多光谱瞄准传感器”B（MTS-B）作为弹道导弹预警探测传感器。该机是MQ-1“捕食者”A察打一体无人机的改型，属于“捕食者”B家族中的一种型号，全长10.82m，机高3.81m，翼展20.12m，最大起飞重量约4800kg，最大有效载重（传感器和外挂物）约1800kg，配装1台霍尼韦尔国际公司的TPE331-10GD涡桨发动机（功率为708kW），机内燃油总容量达2279L，利用跑道起飞和降落，属大型无人机。该机升限超过15000m，在距离起飞点3000km半径处的战位执勤时间可达15～20h。美空军当时已大量列装和使用MQ-9，因此它是一种成熟的平台。

从2009年3月到2011年7月，MDA联合美国防部长办公厅、美空军、美海军，使用参与了至少10次反弹道导弹试验。如下表所示。

试验名称	试验时间	弹道导弹目标等级
海基“宙斯盾”飞行试验	2009年3月	近程弹道导弹
广角红外测量探测器－“德尔塔”Ⅱ发射	2009年12月	洲际弹道导弹
陆基中段拦截弹飞行试验	2010年1月	洲际弹道导弹
机载激光武器验证	2010年2月	近程弹道导弹
陆基中段拦截弹飞行试验	2010年6月	洲际弹道导弹
“萨德”飞行试验	2010年7月	近程弹道导弹
日本弹道导弹防御飞行试验	2010年10月	中程弹道导弹
海基“宙斯盾”飞行试验	2011年3月	近程弹道导弹
MDA跟踪演习	2011年3月	近程弹道导弹
空中发射靶标风险降低试验	2011年7月	近程弹道导弹

试验及相关分析结果表明：

l MQ-9／MTS-B能以很高的分辨力探测和跟踪处于助推段、以各种速度飞行的弹道导弹，探测距离可达1000km；

l 首次实现了利用光电／红外传感器数据直接生成弹道导弹助推段的跟踪数据（在此之前，天基红外传感器只能为美军导弹防御体系中的陆基或海基X波段雷达提供简单的目标提示）；

l MQ-9／MTS-B能够将陆基“萨德”反导系统中AN/TPY-2雷达的跟踪潜力提升100%，原因是把它们纳入反弹道导弹预警探测体系之中后，减轻了对AN/TPY-2雷达的搜索需求，使后者能够以高得多的效率跟踪和处理大规模的弹道导弹袭击；

l 通过使用2架MQ-9飞机进行双站探测，可获得对弹道导弹目标的三维跟踪效果；

l 通过使用多架MQ-9飞机进行三角测量定位，可获得高精度的弹道导弹跟踪数据；

l MTS-B具有很高的定位精度，其自动采集和跟踪能力能够满足系统的要求；

l MQ-9／MTS-B可提供很好多目标跟踪能力，超出了MDA预想的同时跟踪至少10枚弹道导弹目标的指标，可达30枚以上，因此具有应对弹道导弹饱和攻击的潜力。

基于以上结果，MDA持续推进利用MQ-9及其传感器探测跟踪弹道导弹的试验，并投资发展性能更好的传感器。2014年11月，MDA在弹道导弹防御试验中，首次利用两架MQ-9提供探测和三维精确跟踪，为美海军驱逐舰舰载“宙斯盾”作战系统提供了弹道导弹目标指示，实现了基于“远程发射”方式（舰载“宙斯盾”系统使用MQ-9提供的精确跟踪数据装定并发射拦截弹，而不是依赖于舰载AN/SPY-1D雷达跟踪目标）的弹道导弹拦截。2016年6月，2架MQ-9又在美、日、韩三边“太平洋之龙”（Pacific Dragon）演习中，利用最新的MTS-C探测、跟踪并报告了弹道导弹靶标。

图3  日本防卫省防卫装备厅也正在研制用于弹道导弹预警探测的长航时无人机，上图为日本防卫省发布的该机想象图

目前，MDA正在继续通过“辨识传感器技术”等项目发展供MQ-9等平台使用的、更为先进弹道导弹探测跟踪传感器，以便更好地支持弹道导弹防御体系的“远程发射”作战。新型传感器将使MQ-9单机即可对所发现的弹道导弹目标进行跟踪。例如，在MDA于2013年8月公布的5项优先技术投资安排中，属于空基的或与空基相关的占到一半，其中就包括针对空基或天基应用的“持久的目标辨识”技术。如表2所示。

表2  MDA公布的优先技术投资安排 

此外，美国还曾在为欧洲提出的“欧洲分阶段自适应”（EPAA）导弹防御计划中，纳入ABIR项目发展的无人机弹道导弹预警探测能力。根据MDA在2012财年预算申请材料中提及的内容，该局将用ABIR项目的成果，补充计划于2018年完成的EPAA第3阶段中程弹道导弹防御系统和计划于2020年完成的EPAA第4阶段早期拦截和区域性洲际弹道导弹防御系统。

二、用于巡航导弹防御的无人飞艇成功精确跟踪弹道导弹

美陆军发展的“联合对陆攻击巡航导弹防御高架联网传感器系统”（JLENS）无人飞艇原本设计用来对抗巡航导弹，但在试验中成功完成了对弹道导弹的精确跟踪。该飞艇于2013年12月完成研制试验，系统中的平台主要是2艘长度约74m的浮空飞艇，可在3000m（1,0000ft）的高空连续停留和执行任务达30天。2艘飞艇中的一艘搭载有1部甚高频（VHF）监视雷达，另一艘则搭载有1部X波段火控雷达，组成了强大的一体化雷达系统。其中，监视雷达能同时跟踪数百个威胁，探测威力可达500km；火控雷达能同时瞄准多个威胁，如导弹、飞机或无人机。

在开展研制试验期间，雷神公司曾于2013年2月宣布，该飞艇演示了其战术弹道导弹防御（TBMD）能力——利用所搭载的X波段雷达，探测并跟踪了4枚处于助推段的弹道导弹模拟弹（其中2枚连续发射，2枚独立发射），并满足了所有主要的和次要的试验目标，包括进行发射点估计、弹道跟踪和识别等。这些模拟弹的弹道与全球高威胁地区的敌军战术弹道导弹可能的飞行弹道相似。由于该系统在另外的试验中演示过通过提供精确目标诸元、使“爱国者”陆基防空反导系统实现“远程发射”（针对巡航导弹）的能力，美军认为该飞艇也可为美海军“标准”6防空反导导弹和美空军AIM-120中距空空导弹提供巡航导弹目标指示；因此可以进一步认为，在反弹道导弹作战中，该系统至少也可将其弹道导弹跟踪数据传递给“爱国者”系统，使后者实现类似于MQ-9加“宙斯盾”战舰那样的“远程发射”。根据美陆军JLENS产品办公室进行的研究，如采用大型固定翼监视飞机来完成同样的任务，其成本比使用JLENS要高5～7倍。

不过，由于软、硬件的系统级可靠性不足等问题，JLENS飞艇最终并未能如预想列装美陆军并投入战场。

三、总体看法

美军基于无人机的弹道导弹预警探测装备已形成实际作战能力，并在演习中得到了验证。长航时无人机由于滞空时间很长，特别适合执行此类任务。利用搭载先进红外或雷达传感器（尤其是前者）的无人机前出，可在很远距离上发现弹道导弹目标，或提前发现内陆纵深发射的弹道导弹目标，将美军反弹道导弹体系对弹道导弹目标助推段、上升段的粗跟踪提升为精跟踪，为后方的“宙斯盾”舰载一体化作战系统（含舰载“标准”3、“标准”6拦截弹）、“萨德”末段高层拦截系统、“爱国者”末段低层拦截系统提供精确的目标指示，大大提高拦截系统的作战效率，甚至直接实现后方传感器未获得目标诸元情况下的“远程发射”。这一能力将对许多国家基于弹道导弹的威慑和实战效能形成削弱作用。考虑到我周边反弹道导弹系统部署情况，以及MQ-9的能力实际上极易移植到飞行高度更高、续航时间更长的RQ-4“全球鹰”（日、韩也采购）上，这一威胁不容忽视。

（中国航空工业发展研究中心  张洋）

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