唯快不破？日本寻求无人机预警手段 探测跟踪来袭的高超音速导弹

近日，日本防卫省正在考虑采用配备红外传感器的无人机，对可能对该国进行袭击的高超音速导弹进行预警。

根据日本最新的报告表明，采用无人机的探测系统已经被提议作为对中国、俄罗斯高速武器发展的一种回应，特别是为了对抗携带高超音速画像飞行器的新型弹道导弹。根据《产经新闻》的一篇报道，日本防卫省8月7日宣布了该计划，这份报道作为该报东京“急需发展能力以应对高超音速武器发展”的一部分。

本文为美国“The Drive”网站“战争地带（War Zone）”专栏发表的分析文章，作者Thomas Newdick，本人翻译并编辑给大家分享。


中国东风-17（DF-17）高超音速武器于2019年10月在国庆70周年阅兵式上，首次向公众展示。

同一份报告指出，无人机将配备一个现有的处于保密状态的红外探测系统，该系统最初就是为识别弹道导弹袭击而研制的，2019年就已经完成“技术验证”。携带“小型红外传感器”的无人机可以“在靠近敌方的空域飞行”，并且能够长时间保持在高空巡航状态。随着越来越多的国家开始研发此类武器，尽早探测到高超音速导弹攻击，以应对任何形式的袭击正变得越来越紧迫。


东风-17作为一种全新的武器系统，对地区战略态势产生了微妙的影响。

高超音速武器以5马赫或更高的速度飞行，其飞行速度与弹道导弹大致相似，不同的是，它们在飞向目标时并不遵循可预测的弹道轨迹，这使得它们更难被发现，并难以用动能手段进行拦截。

今年6月，美国国会研究服务处关于高超音速导弹防御的报告，指出“高超音速武器的机动性和低飞行高度，可能会挑战现有的探测和防御系统。例如，由于雷达探测是范围限制，大多数地面雷达直至最后阶段才能探测到高超音速武器。这让防御一方只有很少的时间来发射拦截导弹，以消灭来袭武器”。

与传统弹道导弹相比，高超音速滑翔飞行器的飞行轨迹。底部是低空飞行的吸气式高超音速巡航导弹飞行轨迹。

日本以无人机为平台的探测系统将采用“多架”无人机持续监测空域，并将收集的数据传输到地面站。没有具体说明为该项监视任务设想的无人机类型，但无人机是日本有关方面在启动该项目之后再确定的投资项目。

日本采购的第二架RQ-4B“全球鹰”于2021年6月24日首飞。

例如，日本航空自卫队订购了三架RQ-4B“全球鹰”Block 30高空侦察无人机，今年4月第一架已经在加利福尼亚州帕姆代尔进行了首飞。RQ-4可以在18000米高度巡航，并持续飞行超过32小时，将是高超音速导弹探测系统的合格候选者，但三架RQ-4B组成的机队可能难以满足持续监视的需求。


两架改装的MQ-9无人机，用于探测弹道导弹。

与此同时，美国导弹防御局（MDA）一直在研制可以探测敌方弹道导弹的无人机，其中可能包括那些携带助推滑翔飞行器的弹道导弹。该机构使用专门改装的MQ-9无人机进行了机载红外跟踪传感器和激光器，以及精确跟踪和识别算法的相关测试。2016年在夏威夷附近进行的一次MDA实验中，两架MQ-9在太平洋空域探测并跟踪了一个弹道导弹目标。


MDA关于探测弹道导弹的任务说明。

这种探测并跟踪高速威胁，并对其进行三坐标测量的能力，很可能与日本防卫省现在设想的模式类似。但是，至少使用两架无人机是此类任务的先决条件，这样才能结合其配备的传感器数据，建立高超音速武器的立体飞行轨迹，并对其进行地理定位。同时，两架无人机的前提条件势必需要更多的无人机持续巡航，以确保探测范围。尽管如此，日本在美国的帮助下有能力通过研制和生产，满足自己这个新的防御需求。

虽然还有正在研发当中的吸气式高超音速武器，但日本最关心的似乎是助推滑翔飞行器。

《产经新闻》专门将中国的东风-17和俄罗斯“先锋”列为需要新探测技术的重要威胁。东风-17使用弹道导弹发射无动力的DF-ZF高超音速助推滑翔飞行器，其最大速度远远超过5马赫，然后滑翔飞行器继续通过大气层飞向目标，同时不断进行机动以干扰对方的探测和拦截。

在进入最后的飞行阶段之前，俄罗斯“先锋”同样使用弹道导弹将高超音速助推滑翔飞行器推进到适当的高度和速度。截至到目前，“先锋”只进行了发射井模式的发射实验，而东风-17采用依托公路的轮式机动发射车。众所周知，“先锋”可以携带核弹头，东风-17可以使用核弹头或常规弹头，这两种武器都可以攻击日本境内的目标。


俄罗斯“先锋”导弹的试射。

然而，日本对潜在的高超音速导弹袭击的预警方式不会仅仅依赖于无人机。毕竟，红外传感器存在一定的局限性，包括会受到大气环境的影响。事实上，《产经新闻》的报告表明，高空无人机携带的红外传感器只是多个预警方式的一部分，另外还包括部署在军舰上的新雷达技术。


美国高超音速与弹道跟踪空间传感器系统的演示图。

这份报告还称，日本政府的目标是建立一个卫星星座，这个星座由“大量”低轨道上的小型卫星组成，作为这个更大的监控网络的一部分。这可能与美国建立多层空间传感器或高超音速与弹道跟踪空间传感器（HBTSS）的努力相似，日本可能会分享其中一些数据。


滑翔阶段拦截器对助推滑翔飞行器进行拦截的想象图。

《产经新闻》这份报告中缺少一个重要方面：一旦发现并可以跟踪来袭的高超音速武器，如何真正击败它们？此类防御手段可能包括拦截导弹、超音速空射导弹、激光武器、电子攻击系统或任何这样的组合。例如，美国MDA正努力将滑翔阶段拦截器（GPI）与宙斯盾武器系统集成，在十年内实现高超音速导弹防御能力。日本海上自卫队同样拥有宙斯盾系统，可能会寻求获得GPI。


俄罗斯“先锋”导弹装载车。

无论日本采用何种方式加强防御高超音速武器的威胁，至少就目前而言，拥有此类武器的相关国家似乎拥有优势。

虽然高超音速武器的基本概念并不新鲜，但技术进步意味着以5马赫或更高速度飞行的助推滑翔飞行器现在是真正的威胁，即使到目前为止这种武器的部署数量相当有限。要拦截吸气式高超音速导弹可能更具挑战性，因为它们的初始发射阶段更难被发现，并且不可能发出可以被天基监控系统发现、类似弹道导弹发射时的强大红外信号。


日本高超音速反舰导弹想象图。

与此同时，日本正在研制自己的秘密高超音速武器，重点就是助推滑翔飞行器。为了威慑中国，尤其是争夺东海的控制权，日本一直在研究部署此类武器，过去曾有报道称，日本计划在2026年列装这种系统。

虽然部署进攻性的高超音速武器相对容易，但研发有效拦截它们的能力却非常困难。这类武器的绝对速度导致一些分析家认为需要一个全新的指挥和控制架构，考虑到这一点，日本很可能不仅需要各种各样的探测系统和拦截武器，还需要一个庞大的C2网络。在这个网络中将这些系统整合到一起，并以快速无缝的方式进行管理和指挥。


日本自卫队装备的“爱国者”PAC 3防空导弹系统。

最终，日本需要部署一个全面的、多层次的系统来探测、跟踪高超音速武器，然后以某种方式进行拦截。这个庞大的系统成本可能高达数百亿美元，仅成本一项就可能是一个难以逾越的障碍，但日本政府至少正在认真考虑对应这种威胁。

时间会告诉我们日本在这方面的努力会获得什么样的效果，以及这个系统在探测方面对无人机依赖程度。