基本介紹
飛彈介紹,分類,組成,戰鬥部,推進系統,制導系統,電源系統,彈體,簡史,截獲目標,作戰過程,引戰能力,防禦區,技術要求,國內情況,展望,
飛彈介紹
反彈道飛彈分類
通常反彈道飛彈飛彈分為兩類：①高空攔截飛彈。又稱被動段攔截飛彈。一般用於在大氣層外攔截來襲彈道飛彈。②低空攔截飛彈。又稱再入段攔截飛彈或近程攔截飛彈。用於在目標上空攔截來襲彈道飛彈。反彈道飛彈飛彈的主要特點是反應時間短、命中精度高。其中，高空攔截飛彈受到普遍重視。實戰時，可單獨部署使用，也可與低空攔截飛彈配合部署使用，以提高其攔截機率。
組成
戰鬥部
是直接毀傷目標的有效載荷。大多採用核爆炸裝置，用在大氣層外攔截來襲彈道飛彈時，主要依靠核爆炸釋放的X射線，穿透來襲彈頭的燒蝕層，破壞其防熱層，進而燒毀其內部的核裝藥；用在大氣層內攔截時，主要依靠核爆炸釋放出的中子流、γ射線和強大的衝擊波等綜合毀傷效應，摧毀來襲彈頭。隨著反彈道飛彈飛彈命中精度的提高，有的戰鬥部已採用常規裝藥或無裝藥的高速飛行的精確制飛彈頭，以近炸或直接碰撞方式毀傷來襲彈頭。
推進系統
是使飛彈獲得一定飛行速度的動力裝置。一般採用推力大、啟動時間短的固體火箭發動機。為了獲得良好的飛行加速性，通常由火箭主發動機和火箭助推器組成推進系統，能產生100g以上的加速度。當攔截來襲機動彈頭時，反彈道飛彈飛彈的末級發動機，一般採用推力和方向均可控制的固體火箭發動機，也可採用能多次啟動和調整推力的液體火箭發動機。
反彈道飛彈
反彈道飛彈制導系統
是導引和控制飛彈準確命中目標的裝置。通常採用無線電指令制導系統。
電源系統
是保證飛彈各系統正常工作的能源裝置。
彈體
是連線、安裝彈上各分系統，承受各種載荷並具有良好的氣動外形的結構體。一般由2級或3級彈體組成，還有彈翼和操縱穩定面，以保證飛彈穩定飛行和改變飛行方向的需要。通常採用錐柱形或全錐形的結構樣式，以輕型耐燒蝕、高強度的金屬或非金屬材料製成。為了能夠對來襲彈道飛彈進行全方位攔截,反彈道飛彈飛彈多採用飛彈發射井發射,並配有重新裝填、快速發射的裝置。為提高其生存能力，也有的採取機動配置方式。
簡史
隨著進攻性彈道飛彈的出現和發展,用於攔截它的反彈道飛彈飛彈相繼問世。早在1944年德國使用V-2飛彈襲擊倫敦時，英國就開始尋求在空中攔截V-2飛彈的防禦手段，曾提出包括反彈道飛彈飛彈、預警和跟蹤導引雷達所組成的防禦方案，為研製反彈道飛彈武器系統奠定了基礎。美國和前蘇聯在防空飛彈的基礎上，於50年代初，從理論上論證了研製反彈道飛彈飛彈的可行性，並進行了一系列的試驗。60年代初，美國研製成"奈基－宙斯"反彈道飛彈飛彈，最大射程為640千米,因其識別能力差、攔截機率低，未進行部署。同時，前蘇聯研製成了"橡皮套鞋"反彈道飛彈飛彈，最大作戰半徑為640千米，最大攔截高度為320千米，有效殺傷半徑為6～8千米，60年代中期在莫斯科周圍進行了部署。1975年，美國在大福克斯、懷特曼等反導場地，部署了由低空攔截的"斯普林特"和高空攔截的"斯帕坦"兩種反彈道飛彈飛彈所組成的"衛兵"防禦系統，但該系統難以攔截多彈頭和帶突防裝置的彈頭,於1976年2月宣布關閉。1980年，前蘇聯因反導技術有了新的進展，宣布將已部署的64部反彈道飛彈飛彈發射架拆除一半。其餘32部發射架配備的是"橡皮套鞋"改進型SH-04反彈道飛彈飛彈，它可在飛行中關閉發動機，在滑行中等待地面指令再次啟動對目標實施攔截。同時，還裝備了SH-08型高速、低空攔截飛彈。1983年，美國提出建立多層次反彈道飛彈飛彈防禦系統，著手研製非核攔截飛彈、超高速攔截飛彈等。1991年，美國陸軍ERIS攔截器試射成功，該攔截器從夸賈林島靶場發射井發射，在空中摧毀了從7770千米以外的范登堡空軍基地發射的飛彈模擬核彈頭。
截獲目標
反彈道飛彈引信有效截獲目標的能力主要指引信或目標探測器有足夠的能力檢測到目標的存在，並且能夠可靠控制戰鬥部起爆和滿足引戰配合要求。反彈道飛彈(ATBM)攔截的目標對象為戰術彈道飛彈(TBM)，遭遇段極高的相對速度和較小的TBM目標雷達截面積增加了引信探測目標的難度，同時要使ATBM戰鬥部能有效殺傷一般位於彈體前部且尺寸較小的TBM有效載荷(彈頭)，所允許的起爆控制時間間隔是非常小的。
採用傳統的固定傾角引信(側視引信)攔截TBM目標存在的問題是炸點可能滯後，戰鬥部往往命中目標尾部。而採用減小傾角的方法可以滿足炸點不滯後，但是增加了引信探測器的設計難度。因此，要實現對目標的有效殺傷，尤其在採用動能桿等低速戰鬥部時應採用前視引信。它可以在較遠距離上探測到目標並有足夠時間控制戰鬥部起爆。該技術可由多種方法實現，如導引頭在近距離時作為引信探測器使用、或採用與導引頭共平台的隨動引信等。
作戰過程
當來襲彈道飛彈發射起飛，並穿過稠密大氣層後，彈道飛彈預警系統（地球同步軌道和大橢圓軌道飛彈預警衛星、預警飛機、遠程地基或艦載預警雷達）中的飛彈預警衛星或預警飛機上的紅外探測器探測到飛彈火箭發動機噴焰，跟蹤其紅外能量，直到熄火。經過60～90秒的監視便能判定其發射位置或出水面處的坐標。飛彈穿過電離層時，噴焰會引起電離層擾動，預警衛星監視這種物理現象，藉以進一步核實目標。美國第三代地球同步軌道反飛彈預警衛星上的紅外望遠鏡能探測發射5～60秒的飛彈噴焰，這將為反飛彈系統提供4～6秒的作戰時間。將在2006年部署的天基紅外飛彈預警衛星系統，能在10～20秒內將預警信息傳遞給地基反飛彈系統。預警衛星發現飛彈升空後，通過作戰管理/指揮、控制、通信(BM/C3)系統，將目標彈道的估算數據傳送給空間防禦指揮中心，並向遠程地基預警雷達指示目標。預警雷達的監視器則自動顯示衛星上傳來的飛彈噴焰的紅外圖像和其主動段的運動情況，並開始在遠距離上搜尋和跟蹤目標。預警雷達的數據處理系統估算來襲目標的數量、瞬時運動參數和屬性，初步測量目標彈道、返回大氣層的時間、彈頭落地時間、彈著點、攔截飛彈的彈道和起飛時刻以及攔截飛彈發射所需數據等。同時預警系統根據星曆表和衰變周期，不斷排除衛星、再入衛星、隕石和極光等空間目標的可能性，以降低預警系統的虛警機率，減少預警系統的目標量。
反彈道飛彈
反彈道飛彈布置在防空前沿地帶的遠程地基跟蹤雷達，根據預警雷達傳送的目標數據，隨時截獲目標並進行跟蹤，根據目標特徵信號識別彈頭或假目標（氣球誘餌、自由飛行段突防裝備、再入飛行器殼體生成的碎片子彈藥等），利用雷達波中的振幅、相位、頻譜和極化等特徵信號，識別目標的形體和表面層的物理參數，評估目標的威脅程度，並將準確的主動段跟蹤數據和目標特徵數據，通過BM/C3系統快速傳送給指揮中心，為地基反飛彈系統提供更大的作戰空間。
指揮中心對不同預警探測器提供的目標飛行彈道數據統一進行協調處理，根據彈頭的類型、落地時間以及戰區防禦陣地的部署情況和攔截武器的特性等因素，提出最佳的作戰規劃，制訂火力分配方案，並適時向選定的防禦區內反飛彈發射陣地的跟蹤制導雷達傳遞目標威脅和評估數據，下達發射指令。
在攔截飛彈起飛前，跟蹤制導雷達監視、搜尋、截獲潛在的目標，進行跟蹤，計算目標彈道，並在誘餌中識別出真彈頭。一枚或數枚攔截飛彈發射後，先按慣性制導飛行，制導雷達對其連續跟蹤制導，以便把獲取的更新的目標彈道和特徵數據傳輸給攔截飛彈，同時將跟蹤數據發往指揮中心。
飛彈預警衛星或預警飛機系統對來襲飛彈的整個彈道進行跟蹤，並將彈道估算數據通過BM/C3系統傳給攔截飛彈，以便其在彈道飛彈高速飛行的中段實施精確攔截。
指揮中心綜合來襲彈頭和攔截飛彈的飛行運動參數，精確計算彈頭的彈道參數、命中點以及攔截彈道、攔截點，通過攔截飛彈飛行中的通信系統向攔截飛彈適時發出目標數據和修正攔截飛彈彈道和瞄準數據的控制指令（可進行多次修正）。
制導雷達對攔截飛彈進行中段跟蹤制導，當攔截飛彈捕捉到目標後，助推火箭與殺傷彈頭分離。當來襲彈頭在外大氣層進入殺傷範圍時，制導雷達在指揮中心的指揮下，發出殺傷攔截指令，攔截飛彈以每秒10公里左右的速度接近目標。
彈上探測感測器（主動導引頭）實施自由尋的引向目標，根據目標飛行軌道參數，軌控和姿控發動機推進系統調整殺傷彈頭的方向和姿態，最後一次判定目標，然後進行精確機動，與目標易損部位相撞,將其摧毀（或制導雷達下達引爆指令，引爆破片殺傷戰鬥部以摧毀目標）。
攔截過程中，地面雷達連續監視作戰區域，收集數據，進行殺傷效果評定，同時將數據傳送至空間防禦指揮中心，以決定是否進行第二次攔截。
引戰能力
反彈道飛彈引信探測器根據截獲目標的方向可分為側視引信探測器和前視引信探測器兩大類。側視引信探測器的典型例子是與彈軸成固定傾角的單波束引信探測器。前視引信探測器能夠探測在飛彈前方較遠距離上的目標。前視探測方向與彈軸夾角可能較小，若設計一個獨立的引信探測器比較困難，因此，在遭遇段通常由導引頭作為引信探測器來完成對目標的截獲。
反彈道飛彈戰鬥部通常採用高速破片殺傷戰鬥部和低速動能桿戰鬥部，並配合定向控制或瞄準控制等手段來提高對飛彈目標的毀傷能力。動能桿戰鬥部是一種新穎的可攻擊來襲彈道飛彈的戰鬥部。動能桿戰鬥部C/M值較小，桿條拋射速度要比破片殺傷戰鬥部低得多，但其利用彈目交會速度提供必要的動能，能夠使高密度大質量桿條侵徹又厚又硬的目標有效載荷。
由於反彈道飛彈作戰具有極高的交會速度，採用側視引信一方面要求有較小的傾角，另一方面要求有極高的破片速度，否則炸點將可能滯後。而當採用動能桿戰鬥部時，由於速度很低，一般小於200m/s，採用側視引信桿條將不能擊中目標，因此，採用動能桿戰鬥部時，要採用前視引信，使引信在較遠距離上就能探測到目標，從而有足夠的時間控制戰鬥部起爆殺傷目標。戰鬥部採用定向模式可以使全部質量從側面向目標方向拋射，定向方案通常只要求在方位上對準目標。文獻[1]中介紹了一種GimbaledWarhead方案，按字面可譯為萬向戰鬥部，根據內涵這裡稱其為瞄準戰鬥部，這種戰鬥部可以在方位角和高低角方向調整戰鬥部對準目標，戰鬥部破片採用前向拋射方式。
瞄準戰鬥部的起爆控制過程：首先對準目標，對準方法是讓戰鬥部指向與相對速度矢量方向一致;其次控制戰鬥部在最佳彈目距離時起爆，獲得對目標的最佳殺傷。與瞄準戰鬥部起爆相配合的引信探測器要採用前視技術，如利用導引頭作為引信探測器測量數據估計相對速度矢量進行方向對準和估算彈目距離實現最佳起爆控制。
防禦區
彈道飛彈的防禦區定義
反飛彈系統對彈道飛彈的防禦區定義為：彈道飛彈的彈頭對準該區域內任何一點來襲時，反飛彈系統能將其攔截和摧毀。
防禦區特點
彈道飛彈防禦區的特點如下：
1) 它是地球表面上的一個面區域，對不同目標、不同來襲方向有不同的防禦區域。
2) 防禦區以攔截飛彈發射點或作戰制導雷達為基準，相對來襲方向為一個對稱的圖形，而且呈明顯拉長的外形輪廓線。美國戰區高空區防系統(THAAD)的防禦區。彈道飛彈的防禦區是衡量反飛彈系統效能的重要指標，因此在討論反彈道飛彈防禦系統性能時，必須分析防禦區的參數，主要包括防禦區的面積、前界和後界，以及相對於目標來襲方向的最大側向寬度。
影響因素
影響防禦區的因素主要有：
1) 來襲彈頭的方向和飛行特性，包括彈道飛彈的射程和彈頭的再入速度、再入角。彈頭的方向不影響防禦區的邊界，但影響防禦區相對地面的定向。
2) 彈道飛彈預警系統對來襲彈頭的發現距離，分為以下幾種情況：
a.依靠作戰攔截系統的搜尋雷達探測目標時，確定彈頭發現距離的主要因素包括彈頭的雷達有效散射面積、雷達的威力、雷達搜尋截獲性能等。
b.依靠星載或機載探測器探測目標時，確定彈頭發現距離的主要因素是目標的紅外輻射特性、預警衛星（預警飛機）特性等。
c.依靠地面遠程預警雷達探測目標時，確定彈頭發現距離的主要因素是彈頭雷達有效散射面積（RCS）、雷達威力等。在其它參數不變的情況下，RCS越小，雷達發現目標的距離越短。在一定的距離上，目標彈道高度越低，發現目標所需要的RCS越大，換句話說，彈道高度越低，雷達越難發現目標。現役的地面預警雷達在2000公里的作用距離上，對δ=0.05平方米的彈頭的定位精度可達10～20公里，這實際上縮小了攔截系統制導雷達的搜尋空域，從而提高了其發現目標的距離。顯而易見，防禦區受彈頭發現距離影響很大。因此，要擴大防禦區，重點在於增加制導雷達的發現距離，或利用預警雷達的遠距離目標指示。
3) 攔截系統的回響時間。攔截系統的反應速度，對於取得主動段攔截的高度極為重要，若延遲造成尾追態勢，則會降低殺傷速度和效果。摧毀射程1000～2000公里的彈道飛彈，最關鍵的條件是獲得主動段彈道的信息。
4) 攔截飛彈的飛行特性及加速度。可用平均速度Vm=攔截距離Ri /起飛到攔截的飛行時間Ti表示。Vm愈大，Ti愈小，防禦區邊界愈大。攔截飛彈的Vm為1500～2000米/秒以上時，才能保證足夠的防禦區。
5) 最低攔截高度Hi。Hi愈低，防禦區邊界愈大，防禦區的前界主要取決於Hi和最大攔截距離。攔截飛彈攔截距離越遠，壓制彈道飛彈的發射區域則越大。嚴密覆蓋彈道飛彈的發射區域，才能有效地擴大防禦區。例如在羅馬附近若能得到北非等地彈道飛彈發射的主動段數據，則可對幾乎整個歐洲地區提供防禦。
6) 最大攔截交會角ψ。ψ>90°時為尾追攻擊，攔截飛彈一般不採用。ψ和最大攔截高度影響防禦區後界。
7) 地面雷達與攔截飛彈發射點的相對位置。
彈道飛彈的防禦區是衡量反飛彈系統效能的一個重要指標，以上的討論帶有概念性並且是簡化了的。進一步詳細分析，需要在飛彈攻防對抗的仿真中建立分析模型，不斷加以完善。
技術要求
綜述
反彈道飛彈理想的技術體制是預警衛星監視系統+遠程大功率固態相控陣雷達組網+直接碰撞殺傷飛彈。支撐這一基本體制的關鍵技術有：
信息技術
信息技術為核心的防禦體系技術
2) 攔截武器系統總體技術。大氣層內，攔截飛彈要解決已困擾多年的飛彈氣動常數大和紅外天線罩氣動加熱的問題。大氣層外要解決對高速目標，特別是高速隱身目標的探測、特徵及各頻段的識別，隱身機理、隱身特性的模擬試驗研究等。
3) 大空域立體、動態防禦體系效能研究。除了要研究適應不同作戰環境（國土、海上、野戰）的防禦體系的組成、武器配置結構、攻防體系對抗仿真評估、效費比及生存能力外，確保制電磁權和計算機網路空間作戰優勢已成為反彈道飛彈作戰迫在眉睫的突出問題。其對策包括：
a.建立我軍自己的網路安全防護體系，確保受到計算機病毒侵襲時空間防禦BM/C3系統的安全。
c.建立體系日常伺服器、網路用戶單位的專業化防禦手段。
d.為防止反導作戰中信息流混亂和訛誤，在網路通信中，通過有選擇地使用公共網路資料庫系統，最大限度地減少通信負荷，以保持作戰中更長的信息連續性時間。
4) 防禦體系核心技術——計算機通信技術研究。通過將分散式的作戰攔截、探測通信系統，組成以計算機為核心的網路，提高信息中繼效率。使BM/C3系統中的作戰規劃數據、感測器探測數據及殺傷攔截數據與武器配置實現共享。通過覆蓋範圍廣闊的寬波段區域網路，將指揮中心、聯合作戰戰術信息系統和參與協同作戰的單位實施聯網。
直接碰撞高速飛彈技術
攔截飛彈由固體火箭助推器和一個動能殺傷飛行器(KKV)組成，KKV由中長波紅外成像/主動毫米波雷達雙模導引頭、脈衝點火的軌控和姿控發動機及殺傷增強裝置等組成。在總體布局上，軌控發動機安裝在飛彈的質心位置，用於控制飛行方向，減少擾動力矩，其推力通過質心，提供飛彈各方向的機動能力；姿控發動機安裝在飛彈尾部，用於控制彈體的俯仰、偏航和滾動姿態，提高直接控制力矩，確保自主尋的時的快速回響能力。在攔截洲際彈道飛彈時，攔截飛彈對預測命中點的接近速度必須大於10公里/秒。在大氣層外，除依靠地面雷達完成對來襲彈頭的識別、跟蹤、計算和瞄準任務外，攔截飛彈的作戰性能還必須取得重大突破。
攔截殺傷技術
來襲彈道飛彈的直徑一般為1米左右，遠程地基動能攔截飛彈的直徑一般為0.5米。如今世界上在研的反彈道飛彈，包括美國NMD系統的遠程地基攔截飛彈，大都採用動能殺傷而不是破片戰鬥部，即利用攔截飛彈本體高速飛行產生的動能，直接碰撞殺傷目標。在大氣層外作戰時，兩者相撞產生的巨大能量，足以摧毀彈頭，而且還可以改變彈頭的化學與生物藥劑成分。為實現最佳殺傷，要求攔截器以一定的角度命中目標上的某一點，而側面攻擊的效果要優於正面。為控制命中精度，也可採用變軌道飛行等方法。
其他
除此之外，還要有固態相控陣雷達總體及分站組網技術和高精度智慧型化導引頭技術。
國內情況
2016年8月28日，中國空軍新聞發言人申進科大校在空軍“英雄營”表示，開創世界上首次使用地空飛彈擊落敵機先例的“英雄營”，裝備中國自主研發的第三代地空飛彈後，已經形成作戰能力。軍事專家尹卓在接受人民網採訪時表示，我國第三代地空飛彈武器系統不僅飛彈武器本身實現了成體系發展，而且還建成了保障飛彈形成實戰能力的信息體系。
中國空軍裝備的第三代地空飛彈具備很強的作戰能力，可在複雜電磁環境下對多目標進行判別、跟蹤、鎖定和打擊，與美國“愛國者-3”、俄羅斯S-300、S-400等第三代地空飛彈處在同一技術水平。第三代地空飛彈採用車載機動式發射，可部署於戰區或集團軍，執行野戰任務；還可以執行要地防空任務，部署於沿海地區、大中型城市、大型港口、核基地或重要指揮和通信中心；此類飛彈武器系統運輸便捷，可通過大型運輸機進行遠程投送。此外，我國第三代飛彈還登上了水面艦艇，擁有很強的對海空目標的打擊能力和抗干擾能力。
在勝利日大閱兵上亮相的紅旗-9地空飛彈，主要用於抗擊各類航空空襲目標，是我軍中高空中遠程防空裝備；紅旗-12地空飛彈，是中國自主設計的新型中高空防空武器；紅旗-6彈炮，是我軍新一代末端防禦武器裝備，以飛彈的高精度和高炮的高射速實現末端防空攔截。
中國第三代地空飛彈已經形成了遠、中、近和極近程的系列化配置，其中包括射程數百公里的紅旗-9、中高空攔截飛彈紅旗-16和紅旗-12、中低空攔截彈炮紅旗-6、以及針對超低空超音速反艦飛彈的彈炮合一系統，加之電子偵察和電子干擾設施，如此便形成了一個完整的防空體系，“可使任何敢於侵犯我國領空的國家付出慘重代價。”
展望
彈道飛彈的突防、隱身和精確制導等技術的不斷發展，推動了反彈道飛彈飛彈的發展。還將繼續研製多層攔截飛彈，例如研製在衛星上發射的助推段攔截飛彈；提高自身的生存能力和實施攔截的成功機率；研究由非核戰鬥部代替核戰鬥部的技術，或採用無裝藥的直接作用於目標的碰撞式戰鬥部；進一步使反彈道飛彈飛彈小型化、機動化、自動化，採用多種發射方式。
