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动能反卫星常规导弹

发布时间:2020-06-03

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动能反卫星技术是利用高速飞行器的巨大动能,以直接碰撞或爆炸碎片撞击的方式对目标卫星进行打击和摧毁的技术。动能武器是以反卫星和拦截弹道导弹为主要军事需求,利用当代最先进的精确制导技术发展起来的一种新型武器。

▲ F-15战斗机发射ASM-135反卫星导弹。

1978年美国空军开始研制由F-15战斗机发射的小型反卫星导弹。它的长度5.4米,直径0.5米,起飞重量1 225千克,由两级助推火箭和一个称为“小型寻的拦截器”的弹头组成。第一级助推火箭采用改进的“近程攻击导弹”的火箭发动机,第二级助推火箭采用“牵牛星”火箭发动机。

“小型寻的拦截器” 长0.3米,直径0. 33米,重约15千克,是一个自旋稳定的动能杀伤拦截器,由一个长波红外探测器,8个红外望远镜,56个小型控制火箭和激光陀螺与弹上计算机等组成。1985年,美国用F-15战斗机携带的反卫星导弹首次进行了拦截卫星的飞行试验,成功地拦截了一颗报废的P78-1实验卫星。

▲ F-15搭载的ASM-135反卫星导弹。

20世纪80年代初,美国“星球大战”计划提出的动能武器与以前的直接碰撞杀伤武器不同,它是通过实现“一个子弹头击中另一个子弹头”的设计,取消了爆炸装药弹头。弹头的飞行速度提高1倍,其杀伤动能提高3倍。就动能拦截弹来说,在助推火箭一定的情况下,动能拦截弹越小,其速度越高,杀伤能力越强。在满足速度要求的情况下,动能拦截越小,整个动能拦截弹的尺寸和质量也越小,作战使用也更为灵活。

▲ “爱国者”PAC-3地空导弹,采用的就是动能杀伤原理拦截来袭导弹。

在“星球大战”计划的支持下,美国曾在20世纪80年代研制过“智能卵石拦截弹”和“外大气层拦截器”等天基动能反卫星武器。前者长0.9米,直径10~13厘米,由导引头、高精度制导系统、惯性测量装置、数传通信系统、推进系统和弹头母舱组成,其中弹头净重仅为2千克。它可从航天器上发射,依靠火箭发动机推进高速动能杀伤拦截器直接碰撞目标,并在1990年首次进行亚轨道拦截空间飞行目标的试验。后者通过拦截器本体直接碰撞杀伤目标,拦截弹头质量为78千克,前端是红外导引头,为扩大拦截器杀伤机构的横剖面,采用了中心可展开的杀伤增强机构,展开直径0.94~3米,重5.8千克。

▲ “智能卵石拦截弹”的结构示意图。

▲ 组装完毕的“外大气层拦截器”。

1989年,美国国防部决定在“星球大战”计划所开发的反导技术基础上,重点发展地基直接上升式动能反卫星武器系统,同时发展地基激光反卫星武器系统。1997年,地基动能反卫星武器用的动能拦截器首次进行了悬浮飞行试验。其质量为68千克,垂直速度是6.8千米/秒,是一个“自主”工作的飞行器,能检测飞行器的工作状态和传送遥测数据,自主捕获和跟踪指定的目标卫星并在目标上选择合适的碰撞瞄准点。它与三级固体助推火箭、保护罩等设备组成的动能拦截弹发射质量3 514千克,长约9.14 米,弹体直径0.61 米。

▲ 1984年,美国用地基火箭发射的红外寻的动能拦截器,为了提高撞击效果,其头部采用雨伞骨架结构。

2008年,美国从“伊利湖”号巡洋舰发射了一枚经过改装的“标准”3型导弹,它在海拔高度247千米处成功拦截了一颗失效的NROL-21雷达成像卫星(USA-193),利用动能撞击将其击毁为碎片。

▲ 美国“伊利湖”号巡洋舰发射经过改装的“标准”3型导弹击毁NROL-21雷达成像卫星(USA-193)的示意图。

对“标准”3型导弹改装的重点是重新编写动能弹头导引头的寻的软件,使动能弹头能够拦截速度高达7~8千米/秒,表面温度相对较低的卫星。此外,因为失效卫星表面温度可能接近空间背景的低温,但也可能会反射出太阳光,所以打卫星的导弹上加装了可见光敏感器。

▲ 美国“标准”3型导弹发射瞬间。

这次拦截是美国军方自1985年使用机载导弹进行反卫星武器试验之后的二十多年间的首次拦截卫星,显示美国的海基导弹防御系统已经具备了对低轨航天器的攻击能力。而美国的地基导弹防御系统装备有攻击范围更大、威力更强的拦截导弹,由此可以推测美国的地基导弹防御系统可能具备对运行在更高轨道航天器的攻击能力。

▲ 运输途中的地基反导拦截弹。

今后,美国在发展反卫星武器方面将把反卫与反导紧密结合,通过反导技术的发展推动反卫技术,2008年用舰载“标准”3型导弹打卫星就是一个典型例子。这是因为反卫星与反导武器在许多技术上是相似的,对避开政治纠缠和节省开支等都有利。目前美国舰载“宙斯盾”战区导弹防御系统、地基中段导弹防御系统、机载激光反导系统都有反卫星能力。

▲ 由波音-747货机改装的ABL激光平台,YAL-1机载激光测试系统。



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