第三代“标准”导弹第一阶段的研制与技术特点
美国海军战区级海基弹道导弹防御系统的建设被分为两个层级，即所谓的海军广域防御系统(NTW)和海军区域防御系统(NAD) 分别开发了用于在大气层外的“上层”进行中段拦截的SM-3和用于在大气层内的“下层”进行高空末段拦截的SM-2 Block IVA导弹。计划中供海基弹道导弹防御低层系统使用的SM-2BlockIV A导弹虽然被取消，但供高层系统使用的SM-3却进展顺利。SM-3的设计意图在于以动能撞击式拦截杀伤器在大气层外与中远程弹道导弹交战，其目的在于通过对战区级弹道导弹进行中段拦截，为美国以及盟国的要地、居民点以及较大规模的地面集结部队提供有限的弹道导弹防御。SM-3导弹分配的编号为RIM-161，它使用和SM-2 Block IVA相同的弹体和推进系统，不过增加了MK136第三级火箭发动机(TSRM)和GPS/INS的导引段以及包括大气层外轻型动能杀伤拦截器(LEAP)的动能战斗部（KW）。作为第三级动力的MK136火箭发动机是一种双脉冲火箭，主要由由燃烧室、喷管、点火器、安全点火机构、推力终止装置、电动伺服机构和姿控动力系统组成。发动机燃烧室直径为 317.5mm，裙间长度559mm；壳体材料选用石墨环氧树脂复合材料，这种材料有较好的抗冲击能力和防火能力；推进剂为Al/AP推进剂。发动机工作时，燃烧室可承受的最大压强约 13.79MPa，可提供约7117N的平均推力。发动机喷管为可以偏转5°的柔性喷管，采用电动伺服机构驱动喷管摆动，摆动角速度可达每秒50°。发动机点火时，安全点火机构接收到电脉冲信号，变为“工作”状态，电发火元件和点火器之间通路接通，并且点火元件点燃点火器，爆炸产生的高温高压燃气传播到主装药位置，并引燃装药。发动机上共有两个安全点火装置：一个在发动机前裙内测，用于一脉冲点火；另一个安装在前封头上，用于二脉点火。飞行终止机构同样是由安全执行机构和起爆器引发的。爆炸产生的冲击波可在燃烧室前端产生直径 127mm的洞，造成燃烧室压力迅速降低，抵消此时产生的推力。从而达到推力终止的目的。在发动机喷管处，设计有姿控动力系统，包括冷气姿控动力系统和热燃气姿控动力系统。冷气姿控动力系统提供较小的控制力，用于调整滚转姿态以及小幅度的俯仰和偏航姿态，主要由69MPa 的环形气瓶、压力传感器、减压阀、泄压阀等组成，氮气从发动机喷嘴喷出产生推力。热燃气姿控动力系统包括4 个固体推进剂燃气发生器，每个燃气发生器都接有喷管，热燃气流入喷管中喷出形成控制力。热燃气姿控动力系统推力较大，主要用于俯仰和偏航的大姿态调整，推进剂为HTPB/AP/AI复合推进剂，燃气温度约为2313K。
SM-3成功的关键在于大气层外轻型动能杀伤拦截器(LEAP)
SM-3的典型作战流程是，使拦截目标进入动能战斗部杀伤半径的TSRM有两个独立的脉冲发动机，可以启动并优化作战时间，燃料耗尽后，第三级坠入大气层并抛掉整流罩，释放动能战斗部。TSRM工作结束后，拦截前30秒动能战斗部同第三级分离，并利用舰上的瞄准数据立即开始搜索目标，LEAP利用其长波红外成像导引头捕获弹道导弹战斗部，动能战斗部通过固态转向和高度控制系统（SDACS）进行精确机动，以获得碰撞杀伤拦截能力。随着LEAP接近目标，导弹用根据有效载荷杀伤半径，改变制导瞄准点确保实现致命碰撞，利用其超过130m的动能摧毁目标。显然，SM-3成功的关键在于LEAP。不过美国对弹道导弹防御进行了长期的预研：美国陆军在上世纪60年代就开始了撞击杀伤技术(HTK)的研究，美国海军在这一方面也并不逊色。雷声公司（Raytheon）早在1985年就开始开发LEAP，LEAP采用前视红外探测器(FLIR)进行目标定位。1992年到1995年“小猎犬”LEAP演示项目使用了改进后的SM2 ER导弹搭载LEAP样机进行了4次飞行测试(FTV-1~FTV-4)，其中在1995年3月，进行了两次海基拦截试验。这些试验用“标准”分别演示了LEAP弹的稳定性和精确性、第三级火箭发动机的良好性能、鼻锥弹射以及LEAP弹的空间分离布署。虽然在两次拦截试验中LEAP样机均没有直接撞击到目标（由于不同的技术故障），但也在原理上证实了LEAP弹导弹头利用其转向和姿态控制系统捕获、跟踪和向目标进行有效制导的能力。美国海军更是宣称达到了43项试验目标中的42项。所以，美国国防部的“蓝带”委员会据此建议在正式的“宙斯盾”LEAP拦截演示计划（ALI）中采用“小猎犬”LEAP样弹作为技术发展原型。ALI的主要目的是演示外大气层拦截的可行性，其次的目的则包括设计和验证关键技术，并且收集工程数据以支持Block I版实用化拦截弹的研制。1999年5月NTW项目正式启动，同年9月24日SM-3 Block I导弹进行了首次飞行测试，这次试验试验中成功实现了2，3级发动机分离，验证SM-3弹体的性能和可靠性；2000年7月14日的飞行测试中计划验证第三级发动机性能，不过由于控制软件问题从“伊利湖”号巡洋舰上发射的FTR-1试验样弹第三级发动机，未能和弹体分离导致试验失败，事后的分析显示第三级的导航子系统与控制计算机之间的通信在发射时就中断了，结果是根本没有启动第二/三级的分离过程。虽然在2001年年初，美国海军与美国国防部签署了PBD24协议，承诺把2002财年和2003财年的资源更多从NTW转向海军区域防御系统(NAD)。然而，该计划仍保留了支付NTW拦截弹研发应急费用的能力，即把资源从ALI飞行试验配置样弹而演变来的实用型导弹上。
SM-3与SM-6在未来将构成美国海军打击系统的基石
此后在2001年1月25日的又进行了一次FTR-1A飞行试验。导弹从“伊利湖”号巡洋舰上发射，在靶场的安全界限内沿着制导弹道飞行，通过常规鼻锥和分离控制系统实现了导弹第三级发动机同弹体的分离和LEAP的分离控制，并在第三级点火后动能杀伤拦截器（LEAP）的引导部分被指向了目标并且在其末段飞行的某一部分时间内捕获目标。在对目标完成捕获后，按照预先计划的程度，由雷声公司、波音及西奥科尔公司联合研制的固体转向和姿态控制系统推进的EX142动能战斗部（KW）被弹射出去并继续发射遥测信号直至任务结束。2002年1月25日的测试(FM-2)是SM-3的首次全面的测试，导弹成功击毁了白羊座短程弹道导弹靶标；此后2002年11月21日的FM-4拦截中，SM-3成功拦截了上升段的白羊座靶标，这是首次成功拦截上升段目标；2003年12月11日的FM-6试验中，“拉塞尔”号宙斯盾驱逐舰前出探测，把目标数据传递过后面的“伊利湖”号“提康德罗加”级“宙斯顿”巡洋舰，成功拦截了上升段的白羊座靶弹。值得一提的是，不久后为了兼容SM-3Block I拦截弹，“伊利湖”号“提康德罗加”级巡洋舰对其“宙斯盾”系统进行了一次意义重大的升级，其BMD3.0版本（”BMD“就是弹道导弹防御能力的缩写）是专为“标准”SM-3 Block I拦截弹配备的指挥控制系统，以实现对近程和中程弹道导弹(BM)的“初拦截能力”，同时还具有“远程监视与跟踪”(LRS&E)能力，但这一版本只有反导功能，没有防空功能，实际上是一个完全的测试系统。2005年2 月“宙斯盾”BMD3.0首次部署在“伊利湖”巡洋舰上，并正式配备SM-3Block I拦截弹。为了获得更强大的拦截能力，满足美国海军广域高层弹道导弹拦截的需求，SM-3导弹在也试验过程中不断进行改进。比如，通过换装新的单色红外成像导引头和姿轨控系统(TDACS)，2004年SM-3导弹升级到SM-3 Block IA型。2005年2月24日进行了代号FM-7的SM-3 Block IA拦截试验，这次试验除了弹道导弹弹头是模拟弹头外，其他都按实战要求配置。当然，对应SM-3 Block IA拦截弹的试验布署，相应的“宙斯盾”系统版本也升级到BMD3.6，这一版本是为“标准-3”Block IA拦截弹配备的指挥控制系统，以实现对近程、中程、中远程弹道导弹的拦截能力。BMD3.6系统可执行弹道导弹拦截、远程监视与跟踪和防空等三种任务。同时，BMD3.6系统也能够利用另外一艘“宙斯盾”提供的数据，具有有限的“基于远程信息发射”的能力。2006年6 月，在FTM-10拦截试验中，BMD3.6系统装备在“夏伊洛”号巡洋舰上进行了首次拦截试验，取得成功。该巡洋舰于2006年9 月通过美海军鉴定，认为能够用于战术部署。2006年底，装备BMD3.6系统的首艘“阿利.伯克”级驱逐舰也具备了作战能力。
“标准”SM-3Block I拦截弹发射瞬间
未完待续……
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