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高超声速巡航导弹的攻与防
高超声速巡航导弹的攻与防
远望智库技术预警中心 易潮根据公开的相关导弹研发计划与模型推测，高超声速巡航导弹一般采“惯性+GPS+红外+雷达/景像匹配”多重复合制导模式，可采取陆/海基、空基以及临近空间三种方式发射。弹体结构上区分三段，末段战斗部主要采楔形设计，目的是在飞行时产生按精确角度分布的激波系，并向导弹下方压缩空气以提供升力；中段为方柱巡航体弹身，包括控制器、探测器、燃料箱以及超燃冲压发动机，外层装有巡航体弹翼以及发动机气流通道；助推段为固体火箭助推器，整体体积相对较小。
1.1 主要强点
纵深穿透能力强。高超声速巡航导弹高界处于大部分传统防空系统射高上届，亦处于“萨德”末段高空防御系统的拦截下届，同时由于其极高的突防速度与机动过载能力，反导系统反应-拦截窗口极短、拦截成功率相较于弹道导弹大幅下降。精确打击能力强。高超声速巡航导弹采用多种复合制导模式，根据目前美军“战斧”巡航导弹最高精度可达1米来推断，其精度甚至将达到厘米级；同时由于其末段地形+雷达+景像的多重制导方式以及中段自主航线补正能力，在发射前任务规划中或无需精确的目标定位点坐标而只需一个范围较广的概率坐标区，整体作战时间将大幅缩减。侵彻贯穿能力强。由于高超声速巡航导弹末段速度超过5马赫，因此具有极大的动能，不但可以通过热辐射和冲击波造成毁伤，亦可以对目标内部实施贯穿式精确打击，从实验数据来看，可侵彻50米厚的土层或6-15米厚的混凝土层。1.2 主要弱点
隐蔽难度大。一方面，高超声速巡航导弹雷达与红外特征明显——实验数据表明，2-3马赫速度飞行的目标RCS值约为1马赫以下速度飞行的目标RCS值10倍以上，在3-5纳米的短波长红外区内，红外信号特征为1马赫以下速度飞行目标的20-50倍；另一方面，其巡航高度通常选择25千米的临近空间，该范围内各侦察平台不受地球曲率、云层、地面山脉等遮蔽物影响，最大探测范围与飞行高度的增长成正比，经计算，当飞行高度25-40千米时，雷达探测距离约为560-720千米。机动性能差。导弹飞行速度越高，其转弯半径将呈指数性增长（转弯半径与飞行速度的平方成正比），同时过载也将急剧提高，对弹体材料的强度提出极高要求；对于高速机动的地面目标，高超声速巡航导弹也难以有足够的时间和距离实施多次机动变向。此外，由于临近空间空气稀薄，进而导致巡航弹体可用过载低，攻角也受到较大的限制。作为颠覆性作战利器，高超声速巡航导弹的战法目前还处于理论验证阶段，本节主要立足当前传统弹道导弹以及巡航导弹的作战运用模式，结合威慑思维对其可能作战样式、作战流程进行分析。
2.1 作战样式
根据目前核威慑以及导弹作战案例来看，未来高超声速巡航导弹可能的作战运用模式有斩首威慑、点穴打击两种。斩首威慑方面，高超声速巡航导弹突防能力强、防御难度大，近可打击近海目标、远可突袭内陆纵深目标，具备慑打一体的能力。推测未来局部冲突以及大国战争中，斩首威慑的情形有3类：①两个大国爆发激烈竞争，为确保相互威慑的能力，互相向前沿基地前推部署高超声速巡航导弹、构筑打击网络，同时通过媒体故意透露装备该型导弹的飞机、发射车、舰艇训练视频。②两个大国或一个大国与一个小国（小国具备打击大国本土战略目标的能力）爆发激烈冲突，为展示自身武力、表明强力参与的决心，位附近海域挂载高超声速巡航导弹实施实装实弹演练，甚至进行试射。③对于纵深较小的国家，若局势进一步升级，大国可能利用临近空间为国际空域这一规定，发射高超声速巡航导弹飞越小国上空，对该国军民造成巨大心理震慑。点穴打击方面，高超声速巡航导弹打击距离远、命中精度高、侵彻能力强、发射平台多，相较于传统弹道导弹与巡航导弹具有响应速度快、保障要求低、时敏目标打击能力强的优势，1-2枚导弹即可实现对指控中心、机场、通信枢纽等高价值目标以及导弹发射车、舰艇等时敏目标的精确打击。此外，相比较于传统巡航导弹40-150米巡航高度易被电磁干扰，需避开人口密集地区突防的缺点，高超声速巡航导弹临近空间几乎没有大规模电磁杂波，几乎不受干扰，同时可在短时间内迅速达成作战目的，不会出现因持久作战而导致的大规模全面战争情况。设想战时点穴精打的样式有2类：①由隐形轰炸机或临近空间飞行器实施隐蔽突防，进入敌上空发射高超声速巡航导弹，破袭敌纵深指挥通信、防空反导体系，开辟空袭走廊，为后续大规模集群打击奠定基础。②与传统弹道导弹、巡航导弹协同对敌高价值目标实施高、中、低，多型弹、多方向的大规模饱和式覆盖打击，力求一次摧毁敌重要目标，彻底瘫痪敌作战体系。2.2 作战流程
根据相关实战案例以及实验流程，对陆对海打击时，高超声速巡航导弹可能的作战流程包括目标定位、任务规划、信息装订、发射攻击以及效果评估5个阶段。其中，目标定位阶段主要由高空侦察机以及各类侦察卫星对目标区域进行凝视侦照监听并将数据传输至地面指控中心进行分析研判，确定目标特性、位置、价值以及威胁等，确定打击目标后将相关信息分送任务规划小组。任务规划阶段主要确定完成打击任务所需的弹量、弹型并预先规划导弹航线，制定打击策略，完成任务规划后向作战部队下达任务数据包。信息装订阶段，作战部队向高超声速巡航导弹输入任务数据，包括航迹路径、目标区立体图、目标特性等数据，同时输入初始定位信息与授时信息。发射攻击阶段主要由导弹自身目标指引器与地面测控中心建立数据链路，同时依据自身传感器精确定位目标坐标，并选取打击角度，确认后遂行贯顶式打击。效果评估阶段主要动用卫星、技侦等多元手段对目标物理及功能毁伤情况进行评估，判断是否需要二次补充打击。整个作战流程需注意的问题有3个：①目标信息获取问题。由于高超声速巡航导弹射程远，打击目标多位敌纵深地域或防护重点区域，侦察手段仅有卫星、天波超视距雷达、隐形无人侦察机等手段，其中，成像侦察卫星一次过顶后需40分钟方可第二次过顶、电子侦察卫星无法侦测静默目标，天波超视距雷达一次扫描阵面可达数十千米、无论是精度还是准确度都难以保证，隐形无人侦察机虽可在战区上空长时侦照，但同等实力大国间突防难度较大，被发现概率较高。②导弹导引问题。在打击时敏目标以及移动目标时，难以较精准的探测目标点、形成连续的目标位置信息，因此需要根据最后一次位置信息研判目标大概区域，并在高超声速巡航导弹上加装自动匹配与判读系统，根据目标区自然环境、战场态势以及目标历史数据进行定位制导；此外，由于目标机动能力、伪装能力以及周边假目标的影响，导弹弹头机动航向和航速将难以控制、导引头锁定跟踪能力也将面临巨大挑战。③效果评估问题。对于目标毁伤效果的评估主要是通过对目标运动趋势、红外特性的变化情况以及敌通信报告情况的观测来判断的，但对于超远程目标来说，上述评判依据获取难度随着打击距离的扩大而剧增，毁伤评估的准确度也将大幅下降。对于高超声速巡航导弹的拦截问题，需要从“看得见、跟得上、拦得住”3个方面入手考虑，其中，“看得见”指的是天基及陆海基侦察平台能够探测到导弹发射信息，“跟得上”指的是在捕获到导弹发射后能否稳定跟踪、形成稳定的目指信息；“拦得住”指的是目前及未来一段时间年可能的各型拦截器能够进行有效拦截。
3.1 “看得见”的问题
天基方面，各国导弹预警卫星通常运行在地球静止卫星轨道或大椭圆轨道上，一般由几颗卫星组成预警网，覆盖范围大，依靠自身红外载荷和电视摄像机探测导弹助推段飞行阶段发动机尾焰。捕获尾焰红外信号后，卫星向地面站发出警报，同时电视摄像机对准有关的空域，跟踪导弹并自动或根据遥控指令向地面发送目标图像，在地面电视屏幕上同时显示出导弹尾焰图像的运动轨迹；而高超声速巡航导弹因速度极高，红外特征明显，更易被侦获。陆/海基方面，综合考虑地球曲率、雷达输出功率、天线增益等因素考虑，对飞行高度40千米的高超声速武器最大探测距离不超过720千米。3.2 “跟得上”的问题
对于雷达而言，稳定跟踪目标需确保雷达一个扫描周期内，目标不能飞离雷达波束主瓣角在目标距离上所确定的横向范围。假设某型相控阵雷达扫描周期为1秒、波束主瓣角为0.6度，某型高超声速巡航导弹速度为6马赫，综合现役各型拦截系统参数计算，该型导弹1秒内机动距离为2040米，末端最小拦截距离为100千米，横向机动距离523.6米时雷达可稳定跟踪。因此，在不改变雷达波束主瓣角的情况下，雷达扫描频率3.9Hz时可稳定跟踪。3.3 “拦得住”的问题
对于高超声速巡航导弹的拦截，按阶段分，有助推段、巡航段和末段3种；按平台分，有空基、陆/海基2种；设想作战流程为远程预警平台掌握并稳定跟踪目标后回传至指控中心，指控中心评估威胁、初步确定拦截策略后依次组织各型雷达力量待命，期间展开弹道规划、确定拦截弹发射时间并下达拦截命令，拦截机接收指令后射导拦截，同时远程预警平台展开效果评估作业。通常情况下，高超声速巡航导弹助推段一般持续60秒、巡航段一般持续约400-500秒、末段一般持续约100秒，远程预警平台发现至稳定跟踪目标约需30秒，理论上助推段拦截需提前展开指挥作业、提前升空拦截弹载机位目标发射区上空待战，同时预先下达拦截命令以确保拦截成功；巡航段和末段陆/海基系统需保持较高值班状态，同时尽可能减少指挥决策以及拦截效果评估时间以确保多次拦截。另，经仿真计算发现，拦截弹立体攻击区位于目标弹的正迎头区域且拦截弹末段机动能力在目标弹机动能力3倍以上、过载响应时间小于0.3秒时可实现有效拦截。综合考虑，从拦截成功率来看，优选顺序依次为助推段＞巡航段＞末段；从拦截失败承受性来看，优选顺序依次为助推段＞巡航段＞末段；从拦截器准备时间充分性来看，顺序依次为末段＞巡航段＞助推段；从拦截器技术成熟度来看、顺序依次为末段=巡航段＞助推段；因此在现有条件下，对于高超声速巡航导弹的拦截，应首选巡航段拦截模式，同时应积极发展助推段空基拦截技术，提高载机的突防能力以实现助推段的拦截。高超声速巡航导弹作为颠覆性打击利器，已成为各国发展的重点，将会极大地改变敌我对抗节奏，但目前不管是相关战法运用还是防御作战，仍存在较大的空缺，相关技战术发展还不充分，应积极围绕“打”“防”两个问题，在大国战争的总体背景下，推动相关能力建设完善，早日夺取先机优势。
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