中段反導(1):薩德為先鋒

先明確個概念,並不是所有攔截導彈的行為都叫“反導”,只有攔截彈道導彈才叫反導,攔截巡航導彈一般叫“防空”。防空的區域跨度不過百十公里,速度不過三五馬赫,而反導搞不好就是橫跨半個地球的活,速度動輒幾十馬赫,兩者難度不可同日而語。

舉個例子。二戰後期,德國的小鬍子想開掛翻盤,於是點亮了兩個劃時代的技能:V-1、V-2。

原本打仗是開著飛機扔炸彈,就算造飛機像摺紙一樣快,但飛行員的消耗難以彌補,於是大家都祈禱飛機能自動扔炸彈。本著這個思路,誕生了世界上第一枚巡航導彈:V-1。

中段反導(1):薩德為先鋒

這種“會飛的炸彈”本質上就是沒有駕駛艙的飛機,所以體積更小、速度更快。英軍為了攔截V1,不惜代價提高飛機速度,拆掉了所有多餘部件,甚至連後視鏡都拆了。但是V1速度快體積小,離得遠了打不中,離得近了又怕炸到自己,英軍著實頭疼了一陣。

某次攔截,飛行員Dean駕駛戰鬥機打完炮彈後仍未擊落V1導彈,於是神功附體,乾脆用自己飛機的機翼挑翻導彈,導彈失衡後導致陀螺儀失靈,很快墜落。幾天後,又一個哥們兒用自己的尾流掀翻了一枚V1。後來這技能逐漸普及,空軍中校巴斯比蒙特,曾擊落和挑翻過30枚V1導彈。

中段反導(1):薩德為先鋒

挑翻V1導彈示意圖

可見,只要速度不快,攔截還是有指望的。

中段反導(1):薩德為先鋒

轟炸機空射V1導彈


V1導彈的造價大約為坦克的二十分之一,小鬍子一共向英國發射了大約一萬枚,有7488枚飛越了海峽,其中3957枚被擊落,3531枚避開了防禦,2419枚飛到了倫敦,炸死了6184人。

中段反導(1):薩德為先鋒


這大概就是人類最早的“反導”手段了:用飛機機翼挑翻導彈。這真不是玩笑,有圖有真相。

中段反導(1):薩德為先鋒


V1被攔截這麼多,小鬍子不開心了,於是點亮了第二個技能:世界上第一枚彈道導彈,V-2。


中段反導(1):薩德為先鋒


V2可以飛到100km的高空再砸下來,攻擊速度超過4馬赫,即便到了今天,攔截難度依然不小。


中段反導(1):薩德為先鋒


V2導彈猶如一道閃電,當年的戰鬥機只剩乾瞪眼的份。好在V2精度超過了10km,打擊目標完全靠蒙,1噸的彈藥載荷,時不時就把街道抹平一大塊,一覺睡醒,呀,鄰居吶?著實嚇人!


中段反導(1):薩德為先鋒


小鬍子一共發射了3745枚V-2導彈,其中1115枚擊中英國本土,炸死2724人。不過,一枚V2造價趕得上一輛虎式坦克,把3000多輛坦克這麼扔過去,也不知道這帳怎麼算的。

二戰結束,V1、V2的技術被美蘇瓜分一空。

反導和防空

V1出世沒多久就被挑翻了,但V2在很長時間內都是無敵的存在,導彈和反導的對臺戲直到60年代才陸續上演。

這回不說防空,單說反導。

美帝反導系統有:TMD,NMD,中國反導系統有:CTMD,CNMD,這些名字可真優雅!還有很多新聞熱詞:愛國者導彈防禦系統、薩德導彈防禦系統、宙斯盾導彈防禦系統……晃得人眼暈!

簡單來說,薩德系統的雷達放在車上,宙斯盾系統的雷達放在船上,薩德打個折就是愛國者系統。由這些系統組成的反導體系,如果是保護美國本土的,就叫國家導彈防禦系統(NMD),如果是保護本土之外戰區的,就叫戰區導彈防禦系統(TMD),這些合起來就是美國“彈道導彈防禦系統”(BMD)。

這樣聽著有點累,咱還有個通俗的說法:“中段反導”和“末端反導”,或者是更通俗的說法:“大氣層外反導”和“大氣層內反導”。

簡單複習一下彈道導彈的特點。

火箭把彈頭送到太空,拼命加速,這叫“助推段”。加速到幾十馬赫,彈頭和發動機脫離,開始無動力滑翔,走的是典型的拋物線(下圖的藍線部分),和炮彈無異,這就是“中段”。彈頭最後依靠自由落體返回大氣層,砸向目標,這就是“末端”或“再入段”。

理論上,這三個階段都能反,哪怕導彈還躺在地上,也能反。關鍵得看可行性。


中段反導(1):薩德為先鋒


助推段反導

此時導彈還在人家的地盤,若是沒有絕對的制空權,就省省吧。退一步說,要是有了絕對制空權,人家還敢朝你扔鞭炮嗎?所以助推段反導只會是大流氓欺負小流氓,暫且不談。

中段反導

這詞是媒體寵兒。大氣層外沒有空氣干擾,紅外、電磁背景值也很乾淨,另外,彈頭無動力滑翔,軌道容易計算,這些是中段反導的大前提。

導彈大約80%的時間都處於這麼一個懵逼狀態,雖然中段反導總體上難度很大,但就攔截那一瞬間來說,中段反導要比末端反導容易多了。因此,有志氣的大流氓都熱衷於中段反導。

末端反導

大氣層內攔截導彈和大氣層外完全是兩碼事,彈頭一旦進入了大氣層,也就是所謂的“末端”,各種複雜。末端反導說白了就是防空,易學難精。你想想,導彈都飛到頭頂了,再瞎的雷達也總會發現的,坐著捱揍還不如把防空導彈都扔出去,所以末端反導的門檻真不高。

但是想玩利索就難了,在大氣層內加速的防空導彈,速度遠遠不如太空鍍金歸來的彈道導彈,人家彈頭利用氣動外形稍微一機動,防空導彈就被甩的遠遠的。

X波段雷達

現代戰爭的最終表現形式其實挺單一的,無外乎“雷達鎖定目標,引導導彈攻擊”,打飛機、打船、打導彈都是如此。雷達波是電磁波,軍事雷達常見的波段集中在X波段、S波段、米波、毫米波。

巧合的是,波長越短,定位越準,但在空氣中衰減越厲害,這意味著探測距離越近;長波段雖然看得遠,但定位精度低,無法引導導彈攻擊。因為精度和距離兩者不可得兼,於是雷達衍生出各種型號,僅從反導應用角度,略舉一二。

毫米波,波長1cm以下的雷達波,通常用於制導雷達,就是最後階段瞄準目標用的雷達,比如導彈上的導引頭。毫米波衰減嚴重,探測距離不過幾十公里,在這之前都靠火控雷達引導。什麼是火控雷達?

X波段,波長3cm以下的雷達波,用於火控雷達。這種雷達波在空氣中的衰減也就比毫米波稍微好點,因此需提高雷達功率來增加探測距離。雷達在大功率運行時損耗極大,通常不會24小時開機,平時就靠預警雷達罩著。什麼是預警雷達?

S波段,波長10cm左右的雷達波,用於中距離的預警雷達和跟蹤雷達,24小時開機,發現目標後立刻自動切換到火控模式。一般雷達都能切換兩種模式,高端貨的轉換時間只需幾秒鐘。

米波,波長在1米以上的雷達波,用於長距離的預警雷達,雖然定位精度不高,但無法被隱身塗料吸收,可以發現隱身飛機。

中段反導(1):薩德為先鋒


太空比想象中大的多,在地球表面找個女朋友都那麼難,茫茫太空,大了何止千百倍。舉個喜聞樂見的栗子。

有個壞蛋1號在北京,2號在濟南,3號在南京,通過計算軌跡判斷,此人4號必在杭州,於是我提前在3號從溫州派人去杭州攔截。想在我大杭州這麼找人,那是牆上掛門簾,沒門!這就是預警雷達,只能告訴你壞蛋在哪個城市。

繼續扯,此壞蛋將於4號中午12點鐘在環城北路自西向東,以百米衝刺的速度經過。這就是火控雷達,能告訴你壞蛋在哪條街。

我派出的人準時到了40米寬的環城北路,自行用“眼睛搜索”,這眼睛就是制導雷達,直接鎖定壞蛋。

攔截人員的修正能力就是一條街,如果定位誤差超過了一條街,比如壞蛋從隔壁的體育場路飛奔而過,那攔截人員是趕不上的,畢竟大家百米衝刺的速度都差不多。

正經點說,假如攔截彈的軌道修正能力是3km,那麼雷達跟蹤彈頭計算的軌道誤差不能大於3km。

處於中段飛行的彈頭可遠著吶!而且RCS通常只有1,想要如此精確的鎖定,只有X波段雷達能擔此任。不過呢,X波段衰減嚴重,跑那麼遠,功率自然不低,屬於耗電大戶,所以裝衛星上吃不消,只能放地面,而且需要前置部署,離目標越近越好。

最後捋一捋反導流程:洲際導彈發射後,首先發現的是紅外預警衛星和地面預警雷達,兩者都是24小時開機;隨後X波段雷達啟動,鎖定導彈,並計算軌道,引導己方的攔截彈發射;攔截彈到達指定區域後,開啟自身的制導雷達和紅外導引頭,撞擊來襲彈頭。

中段反導最重要的環節就是X波段雷達。發射預警衛星誰也管不了,地面預警雷達放遠點也能用,但預警之後的跟蹤鎖定彈頭的工作必須由X波段雷達完成,考慮到X波段的衰減,雷達必須前置部署。無論從政治角度還是從技術角度,X波段雷達的部署都是反導極為重要的一環。

中國周邊的預警系統

天基紅外系統SBIRS

衛星預警也叫天基預警,導彈發射產生大量熱,用紅外預警最好不過。預警衛星一般在同步軌道上,非常高,擊落難度很大。最近美帝計劃用4顆同步軌道衛星和2顆大橢圓軌道衛星組網(SBIRS),取代老舊的DSP預警衛星。現有的DSP衛星保持5顆在軌,3顆工作,2顆備用,每隔10秒對地球掃描一次,1分鐘內即可判斷是否有導彈發射,5分鐘內即可把數據發送至地面站。

中段反導(1):薩德為先鋒

航天飛機把DSP預警衛星送入軌道

中段反導(1):薩德為先鋒

新型SBIRS預警衛星可跟蹤低溫彈頭,識別誘餌彈

中段反導(1):薩德為先鋒

SBIRS預警衛星拍攝的Delta火箭軌跡


SBIRS系統已經部分交付使用,加上原有的DSP衛星,只要從地球飛出太空的東西很難逃過美帝的眼睛。如果說大氣層內還有辦法遮遮掩掩(比如利用雲層),那麼導彈飛到10km以上時,不用抱任何僥倖心理。SBIRS系統的數據傳輸速度達到100M/S,可在20秒內將導彈軌道參數發送給地面站。

美帝為了新一代的紅外衛星系統,累積投入達到150億美元,原本指望能取代X波段雷達的功能。不過,從目前美帝到處豎雷達的情況看,衛星系統應該是遇到了點麻煩,可能是技術上的,可能是資金上的,又或者兩者皆有。

“鋪路爪”遠程預警雷達

中段反導(1):薩德為先鋒


這是美帝部署在灣灣的固定預警雷達,70年代技術,2013年開始運行,灣灣自費13.8億美元。鋪路爪的雷達波屬於分米波段,對雷達反射截面RCS=10平米的目標,探測距離可達5550km。

同一雷達的探測距離與RCS的四次方根成正比,以RCS=0.05的J20為例,計算得鋪路爪的探測距離為1475km;處於中段飛行的彈頭RCS大約為1,同理可得探測距離為3100km,厲害厲害!

灣灣歡天喜地,宣稱鋪路爪可以發現3000km外的高爾夫球,咱喜歡較真,就幫他算算:高爾夫球直徑為0.042m,理論RCS為0.0014,考慮到球面凹凸不平,姑且算0.005,計算可得探測距離為830km,吹牛了吧!

兔子是個“能動手就絕不逼逼”的主,被偷窺了一年之後,在相距240km的福建惠安的山頂上按了一部大型相控陣雷達,雷達波直接往對方臉上照,順便還能監控整個臺海。雖然兔子的半導體技術與美帝的差距不亞於發動機技術,但戳瞎一臺70年代的雷達還是很輕鬆的,據說鋪路爪的信號特徵已經被完全破解,直接被兔子撂倒,基本成了擺設。

希望灣灣這13.8億的狗糧錢不是從兔子這邊賺走的,不然這事就太憋屈了!

中段反導(1):薩德為先鋒

福建惠安電子戰設施


愛國者PAC-3反導系統

中段反導(1):薩德為先鋒


幾年前灣灣買了不少。愛國者系統的前期預警主要靠衛星,屬於陸基末端反導系統。末端嘛,和彈頭的距離不遠了,所以採用的是C波段雷達,介於S波段和X波段之間,主要攔截戰術導彈、巡航導彈、飛機等等,對於中段反導基本幫不上忙,所以兔子也就睜隻眼閉隻眼。

愛國者的防禦範圍大約百十公里,對於灣灣、南棒這些小地方正合適,腳盆也放了不少。愛國者雖然屬於末端反導,探測距離卻不低,對於北棒的小鞭炮,愛國者或許能當半個中段反導用了。其實吧,南棒放些愛國者3是比較合理的,攔截北棒那些短鞭炮剛剛好。實際上,首爾、仁川、釜山、大邱等大城市早就部署了愛國者,不然你以為南棒敢裸奔這麼久?

宙斯盾反導系統


中段反導(1):薩德為先鋒

四面相控陣雷達AN/SPY-1

宙斯盾是美帝海軍的防禦系統,針對反艦導彈和飛機為主,後來也參與到了中段反導。中段反導的攔截彈主要是標準3導彈,如果標準3部署在本土,飛過去太耗時;如果和雷達一起前置部署,怕來不及升空對方就飛過頭了,於是就把標準3放船上了,靈活機動。

“宙斯盾”作戰系統的核心是AN/SPY-1多功能相控陣雷達,工作在S波段,對空搜索距離約為400千米(RCS=1),從預警模式轉為跟蹤模式,耗時不到1秒。


中段反導(1):薩德為先鋒


升級後的單面AN/SPY-6(V)S波段相控陣雷達,比現役的AN/SPY-1D性噪比提高15個分貝、探測靈敏度提高30倍,對J20的探測距離可以達到160km以上,對RCS=1的探測距離超過500km。

海基X波段雷達(SBX)


中段反導(1):薩德為先鋒


如果說前面這些雷達是防空兼反導,屬於兼職,那麼下面的X波段雷達就是專職反導的了。

海基X波段雷達,全球獨此一家!看體格就知道不簡單,快趕上航母了,就為放一臺雷達!同樣的技術,雷達越大性能越好,美帝的半導體技術本就獨步武林,再加上這麼大個頭,性能肯定沒得說。注意看第二個柱子上的樓梯,放大看,夠大吧!


中段反導(1):薩德為先鋒


SBX理論上可全球部署,但主要在母港附近活動,位於阿留申群島西部的埃達克島,一則方便維護,二則可防禦來自亞洲的導彈。這貨的雷達全重2000噸,功率達到1000KW,幾乎是陸基鋪路爪的2倍,對於RCS=1的探測距離達到4800km!別忘了,X波段的探測距離與S波段的探測距離意義是不一樣的哦!

不過SBX航速極慢,防禦幾乎為零,戰時又要前置部署,容易成靶子,美帝覺得有些雞肋,於是經常扔倉庫落灰。最近說是要拉到北棒那邊去,以13km/h的航速橫跨太平洋,這部署時間得用月來計算。

日本陸基X波段雷達(GBX)


中段反導(1):薩德為先鋒


美帝在腳盆北部的青森縣和南部的京丹後市分別部署了陸基的X波段雷達,美帝在本土部署的陸基X波段雷達,探測距離可以達到6700km,這都快捅破天了!一般在海外部署都會打折,估計4000km還是有的,這差不多都到青海上空了!好在雷達位置離中國還有一段距離,算上地球曲率的關係,至少中低空目標是看不到的。

腳盆都放了2部GBX,關島自然也少不了,中國周邊至少有3部陸基X波段雷達。東歐也有2部,在羅馬尼亞和波蘭,防毛子的。

末段高空區域防禦系統(THAAD,薩德)


中段反導(1):薩德為先鋒


先承認,薩德系統的AN/TPY-2雷達作為X波段雷達絕對是出類拔萃!該雷達長13米重34噸,平時放在車上跑,也可空運至全球範圍內快速部署,與海基X波段雷達這個怪獸比,小巧的不得了。但對RCS=1的彈頭探測距離依然可以達到1200km,而上升段導彈的RCS>10,薩德的探測距離會超過2100km,稱得上全世界最先進的車載雷達!

也許是薩德的探測距離實在太遠,對精度要求實在太高,所以薩德從S波段的預警模式切換到X波段的火控模式,可能需要調整發射單元,耗時反而比一般雷達更多,這可能是薩德少有的缺點了。舉箇中國的例子,雄三誤射時,據灣灣的消息稱,福建這邊的預警雷達第一時間就發現了,並在1秒內自動切換到火控模式。難得聽灣灣誇咱們,就是不知真假呀!

從兔子急得跳腳的反應看,技術上對薩德沒有太好的制約措施。以兔子以往的德性看,有辦法早上了,各位也不用瞎出餿主意,人家可是X波段雷達,一般的干擾手段是起不到明顯作用的,無非就是把探測距離折騰少點,精度折騰差點,僅此而已了。電子干擾的內容另行開篇。

薩德的現實意義

有一種觀點認為,薩德離得這近,開戰後必然一波洗地,絕無倖免,可以安心睡覺啦!中美對抽的概率太低,咱還是說說薩德的現實意義吧!

先學習公式:D = 4.12 * (sqrt(h1) + sqrt(h2)) ,式中D是探測距離,h1是雷達架設高度,h2是目標高度。因為地球曲率的原因,薩德可不是水平向前看的,薩德距離中國邊境大約500km,按照公式,這個距離只能看到高度15km以上的飛行器,腳盆的X波段雷達距離東北大約1000km,只能看高度60km以上的飛行器。

兩者有什麼區別呢?洲際導彈發射後45秒至300秒是極為關鍵的區段,15km的高度,洲際導彈仍處於上升段,薩德能夠觀測導彈發射後的飛行過程,獲得導彈從升空到彈頭彈體分離的完整數據,為中段攔截提供更為準確的引導。

薩德一放,小半個中國就等於透明瞭,想偷偷放個鞭炮都不敢了。幾年前,中國有兩個研究員沃維漢和郭萬鈞因出賣東風31導彈機密被判死刑,這是近年來少有的沒殺人被判死刑的,可見中國對這些參數的重視。要是薩德天天盯著,讓人怎麼愉快的玩耍?

何況東北是中國送快遞的重要通道,薩德嚴重阻礙了中國快遞事業的健康發展!從北冰洋飛過去要比太平洋近多了。

中段反導(1):薩德為先鋒



中國的反導預警

中國的雷達雖然突飛猛進,但和美帝比,差距比發動機好不了多少,不過也算勉強能夠滿足當前需求了。中國對於雷達的保密程度,屬於僅次於核武器的第二梯隊,和業內人士聊天,稍微擦到點邊就緘口不言。

中國既然成功完成了中段反導,至少陸基的X波段雷達是過關的,不然的話,全靠紅外衛星跟蹤鎖定彈頭,未免也太嚇人了。2013年有一箇中航工業607所X波段雷達項目通過評審的消息,更多的就不說了。

在新疆石河子市氣象局有一個X波段雷達,用來監測冰雹,從圖片上看功率確實不大,姑且相信真的是氣象雷達吧。


中段反導(1):薩德為先鋒


反導肯定少不了預警衛星,有個頗有名氣的媒體指著“照相偵查衛星”說成導彈預警衛星,實在無語。讓我來指個方向:“實踐11號衛星”,說是可以發現大規模火災,防止地方政府瞞報事故。呵呵,至少說明衛星上裝了紅外探測器,到底用來幹啥就不妄議了。目前已經放了好幾顆,還沒有停手的跡象,衛星軌道也不高,估計是採用低軌道24顆組網的方式,這套路因為太燒錢被美帝放棄,美帝改成高軌道6顆組網。


中段反導(1):薩德為先鋒



俄羅斯的反導預警

阿彌陀佛,施主請節哀!

毛子肯定不復當年盛況了,衛星掉的差不多了,不過陸基雷達的功底還在,對中國全境覆蓋,幾次反導實驗人家全程監測,但也就只能看看而已了。

總結

預警和跟蹤是反導的重要組成部分,僅從這方面看,中美差距依然不小。美帝把X波段雷達圍著你擺,而中國在海外肯定沒有部署。這玩意兒部署在境內,自個兒做試驗是方便了,但人家導彈都飛頭頂了,和末端反導有多大區別?

從目前的形勢看,兔子不太可能明目張膽在海外豎X波段雷達,只能在衛星上做文章,照著美帝套路抄就行了。美帝早先的計劃是:2顆高橢圓軌道衛星+4顆同步軌道衛星+24顆低軌道衛星,聯合組網,可以在助推段、上升段、中段和再入段實現對導彈的全程跟蹤,還能在雜波中跟蹤彈頭分離並分辨誘餌彈頭,無所不能。後來錢燒完了,就把低軌道的24顆衛星砍掉了。

中段反導(1):薩德為先鋒


大家看看“實踐十一號”衛星的編號,兔子這態勢,有那麼些接過美帝衣缽的意思。本僧也就那麼隨口一說,別亂猜!

問答

有朋友來信問,核潛艇這麼無敵,為什麼還要發展陸基洲際導彈?你可以問問比爾蓋茨這麼有錢,為什麼還要工作?核威懾手段的多樣性是必要的,寄希望於單一手段的風險極高,說不定哪天反潛技術就突飛猛進了。再說,陸基核力量容易控制,核潛艇可是獨立的作戰系統,要是放出200艘核潛艇,萬一有個艇長被人策反或者精神失常了,那就準備哭吧。


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