4.2.2 拦截方式发展趋势

4.2.2 拦截方式发展趋势

目前针对“低慢小”航空器的处置拦截手段主要有传统火力拦截、激光拦截、无线电干扰和网式拦截等。防空导弹主要用于武力威慑,其杀伤破片对地面人群、建筑极易造成二次毁伤,且效费比很低;而高射机枪(炮)的精准度很差,且流弹对地面人群、建筑都可能造成二次毁伤。激光拦截技术近年来得到迅猛发展,国内外军工单位和科研院所研制出多款针对低空目标的激光拦截武器。

2010年,波音公司研制出“高能激光机动演示系统”(HELMD)(图4-8)和“紧凑型激光武器系统”(CLWS)两套反低空目标激光武器系统。HELMD是一款输出功率为10 kW的激光武器,安装在“奥什科什”战车上,能够克服雾、风、雨等不利天气条件的影响,追踪和击落低空目标,因此被形象地称为“轮子上的死亡光线”(图4-7)。2013年在白沙导弹试验场和2014年在埃格林空军基地进行的两次测试中,HELMD成功击落150多个空中目标,其中包括60 mm 口径的迫击炮弹以及低空目标。随后,波音公司为HELMD安装50 kW 或60 kW 的激光器,在这一具有战术意义的功率下,测试其反火箭弹、炮弹、迫击炮弹(C-RAM)和反低空目标的能力。CLWS是一款便携性更高的激光武器,由光纤激光器、升级版光束导向器、电池组和冷却装置等组成。每个部分由1~2名陆战队员携带,8~12人的陆战分队可以在15 min内将携带的4部分CLWS组装完毕。该系统总质量约为295 kg,输出功率2~10 kW,用于对付35 km 内的目标。2015年8月,在美军组织的“黑色飞镖”反低空目标年度演习中,CLWS射出的激光束在照射低空目标尾部10~15 s后,将其击落。

img

图4-8 HELMD系统

美国洛克希德·马丁公司同样采用10 kW 光纤激光器,研制出一款可移动的陆基“区域防御反武器”(ADAM)系统(图4-9)。该系统是专门为前沿要地开发的近距离防御系统,主要用于应对包括火箭弹、低空目标和小型舰船等在内的近程威胁。ADAM 系统对目标的跟踪距离超过5 km,可摧毁2 km 范围内的目标。在2013年4月进行的试验中,ADAM 系统在距离目标大约1.5 km 摧毁了8枚飞行中的小口径火箭弹;在2013年12月针对海上目标进行的试验中,该系统又成功损毁了1.6 km 之外的2艘军用小艇。

2014年,美国海军宣布,将30 kW 级“激光武器系统”(LaWS)(图4-10)部署在位于波斯湾的“庞塞”号两栖船坞运输舰上,用于拦截小型低空目标和小型快艇。这是美国军方首次实战部署激光武器系统,并用于冲突地区,也是美国成为第一个在实战中部署激光武器的国家。LaWS采用6套成熟的工业用光纤激光器,每套激光器输出功率5.5 kW,6束激光通过非相干合成使激光束总输出功率达到33 kW。2010年,LaWS在首次水上测试时成功摧毁4架3.2 km 外飞行速度达480 km/h的低空目标。2012年起,LaWS被安装在美国海军“杜威”号导弹驱逐舰上进行海试,并在2012年7—9月进行的试验中,成功击落3架低空目标。在“杜威”号上的测试结果给予美国海军加快部署LaWS的信心。2013年4月,美国海军宣布将LaWS作为“固体激光器-快速反应能力”(SSL-QRC)部署到实战环境。

img

图4-9 ADAM 系统

img

图4-10 LaWS系统

在将LaWS部署到“庞塞”号的同时,美国海军又分别与雷神公司和诺斯罗普·格鲁曼公司签订价值1 070万美元和5 320万美元的研制合同,用于研制“移动式陆基防空定向能”(GBAD)项目的车载高能激光子系统和启动“固体高能激光武器系统样机”(LWSD)的第一阶段研制。GBAD项目计划为海军陆战队提供一种武器系统,代替现有传统武器,以对抗敌方低空目标。LWSD 项目旨在以美国海军LaWS的相关技术为基础,研发可全天时作战、功率达100~150 kW 的先进激光武器系统,用于舰艇自防御。

德国莱茵金属公司也一直致力于激光拦截技术的研究,并提出多种用于对抗低空目标的激光武器系统演示样机(图4-11)。2012年11月底,莱茵金属公司成功试验了一种50 kW 高能激光武器技术演示样机。该样机主要由30 kW 和20 kW 激光武器站两个功能模块组成,配有供电模块等配套设施。在试验中,50 kW 演示样机在1 km 外烧穿15 mm厚的钢梁,在2 km 外击落数架俯冲的低空目标。2015年9月,在英国防务展上,莱茵金属公司又展出了一款新型反低空目标激光炮。该激光炮装有4组20 kW 高能激光发射器,使其看上去像一种“激光加特林机枪”,通过叠加技术可以凝结80 kW 激光束对目标发起攻击。经过测试,这款激光武器能够在2 s内击毁数公里范围内的迫击炮,并能同时击毁500 m 范围内的多架低空目标。

img

图4-11 反低空目标激光炮

近年来,美国和以色列装备的C-RAM 系统已经在实战中验证了其拦截火箭弹、炮弹和迫击炮弹的卓越能力,目前正在将低空目标纳入其拦截范围。2015年4月,美国陆军在尤马试验场利用基于火炮的C-RAM 系统进行了反低空目标试验,并成功击落了1架低空目标。在同年8月进行的最终演示试验中,该系统又成功击落了2架“驱逐者”低空目标,拦截距离分别为1 km 和1.5 km。基于火炮的C-RAM 系统使用50 mm 自动炮发射指令制导炮弹,并配有精确跟踪雷达干涉仪、火控计算机和射频收发机。所有智能化操作流程基本都在地面站完成,地面站计算出炮弹弹道修正方案后,通过射频无线电将信息发送给炮弹。以色列国防部和拉斐尔公司对“铁穹”C-RAM 系统进行了升级,使其具备了反低空目标的能力。2015年7月,拉斐尔公司发布的视频显示,“铁穹”C-RAM系统成功击落了1架低空目标。

除了利用激光武器和传统火力等对低空目标进行“硬杀伤”外,美、英等国对无线电干扰技术和网式拦截技术等“软杀伤”手段的研究也方兴未艾。例如,前面提到的AUDS、Drone Dome、Falcon Shield和“低空目标卫士”等反低空目标系统,均具有无线电干扰功能。

2015年,美国巴特勒国家安全研究与发展公司研发出一款名为“低空目标防御者”的无线电射线步枪(图4-12)。“低空目标防御者”通过发射无线电波束来干扰低空目标的控制信号和GPS导航信号,有效作用距离为400 m。低空目标在受到干扰后便处于失联、失控状态,要么在半空中悬停,要么迫降。此外,“低空目标防御者”非常注重发射速度和便携性。该步枪总质量为4.5 kg,冷启动时间为0.1 s,在携带备用电池组的情况下,可持续工作5 h。同年,美国西点军校研究机构也研制出一款功能类似的反低空目标步枪。该步枪由一根天线、Wi-Fi和“树莓派”电脑等组成,造价只有150美元,低于很多消费机低空目标的售价和大多数反低空目标系统的造价。

img

图4-12 “低空目标防御者”无线电射线步枪

2016年,英国OpenWorks工程公司研发出一款名为“Skywall 100”的肩射式反低空目标火箭筒(图4-13)。Skywall 100重约10 kg,最大拦截距离100 m,内置丰富的智能传感器,可以自动计算出低空目标的距离和方位信息。在锁定目标后,利用压缩空气发射拦截弹,并使“子弹”在空中高速撒出拦截网将低空目标裹住,使其丧失机动能力。拦截弹附带降落伞,在捕获低空目标后,降落伞会张开使低空目标和拦截弹缓缓降落。这样既能避免低空目标直接坠落伤及无辜,又能降低低空目标的损毁程度,从而便于日后追查来源。

img

图4-13 “Skywall 100”肩射式反低空目标火箭筒

然而,利用激光武器对“低慢小”航空器进行处置拦截,还存在一些缺点或不足,主要表现在以下方面:

(1)激光在大气中传输容易衰减,其射程受大气的影响,不具备全天候作战能力,一旦遇到浓云雨雾、雷电雪霾等恶劣天气,光束质量变差,难以发挥应用的威力。

(2)跟踪瞄准难度大,在拦截目标时如遇视线有阻挡或目标高机动运动,其跟踪瞄准要达到理想的精度,是一个尚在解决的课题。

(3)随着射程的增加,光束在目标上形成的光斑逐步增大,导致激光的功率密度随之降低。

(4)能量转换效率低,激光武器系统体积和质量较大,机动性不高。无线电干扰设备通过发射无线电波束来干扰低空目标的控制线号和GPS导航信号,但其处置对象单一,也极易干扰周边市民的正常生活。网式软杀伤拦截技术是一种新型软杀伤拦截技术,虽然有过成功的案例,但由于存在战斗部单一、拦截空域有限、拦截网易受气流影响等不足,不能满足所有需求。此外,在城市复杂环境下,安全可靠的发射也是一个不容忽视的问题。