临近空间高超声速飞行器防御

作者：兰顺正

首发自：临空视野

目前，高超声速武器已然形成了战斗力，成为打击高价值重点军事目标的首选利器。现在已经服役高超声速武器的大致可分为助推－再入式滑翔器和助推－吸气式巡飞器两类。其中助推－再入式滑翔器一般改装自现有型号导弹，由载体和高超声速载荷组成，载体为火箭发动机，载荷为锥形体或乘波体构型的战斗部，其本身无动力装置，仅依靠重力和气动力进行远距离滑翔，发射后先由火箭发动机将飞行器送至大气层外，之后发动机脱离，载荷在自身重力作用下进行远距离滑翔，从而完成侦察或打击任务。助推－吸气式巡飞器由助推火箭和巡飞器 2 部分所组成。巡飞器能够依靠自身的超燃冲压发动机实现高超声速飞行，但由于超燃冲压发动机无法在低马赫速度下正常工作，因此首先还需通过火箭助推器将巡飞器加速至超声速，之后超燃冲压发动机才能起动实现高超声速飞行。

现有空天防御体系在拦截以上类型的高超声速武器时存在诸多困难。

首先，为实现对高超声速目标的有效拦截，要求预警探测系统必须能够在1000km以外发现目标。但是以当前的技术对这类平台的探测距离普遍在500～1000km，无法为拦截系统提供足够的预警时间。而现有空间轨道探测平台，无论是传感器数量还是种类都严重不足，对临近空间飞行的高超声速目标的监视和属性判别能力较弱。而飞行器进行高超声速飞行时，机体与空气的急剧摩擦造成的高温高压能够将空气电离，使空气分子呈现等离子态，由于等离子体本身也是一种电介质，因此能够将外界的电磁波进行移相、折射甚至吸收，会起到天然隐身的效果，从而进一步增加对其探测和识别的难度。

其次，高超声速飞行器机动能力强，弹道轨迹变幻莫测，依靠现有的跟踪探测手段难以持续跟踪目标。例如助推-再入式滑翔器在滑翔/巡航段后期，除采用直接俯冲攻击外，还可能采用跃升－俯冲攻击、螺旋－俯冲攻击等攻击手段， 这种灵活多变的飞行轨迹使得防御系统无法持续地跟踪锁定目标。

同时，由于高超声速飞行器的飞行马赫数可达5～20，不到10min即可实现对1000 km外的目标进行精确打击，极大缩短了“决策—攻击—打击”周期，空天防御指挥控制系统难以在目标抵达前完成探测—跟踪—识别—决策—拦截这一作战流程。此外，高超声速飞行器的飞行区间主要位于临近空间，这恰好是现有空天防御武器的拦截盲区，现有的大部分空天防御武器系统对飞行在临近空间的高超声速目标有着较大的不可拦截区域。因此，高超声速飞行器这类能够将时空与能量很好地融合一体的武器系统，能够轻易穿透现有的空天防御体系，在敌方没有反应甚至察觉之前完成打击任务。

而为实现对临近空间高超声速飞行器的有效拦截，首先是要实现对跨空域飞行的高超声速目标的尽早预警探测，为此应着力构建天/临近空间/地(海)面多平台预警探测体系：

1完善天基预警探测平台，将太赫兹传感器与红外、可见光传感器作为首要的探测手段（由于“热障”效应的存在，高超声速飞行器的红外辐射特征十分明显，其中辐射的红外波长以中波为主，且飞行器的红外辐射强度随着飞行速度的增加呈几何倍数升高，因此对红外特征的捕捉是探测高超声速飞行器的重要方法之一），重点对高超声速目标的助推和滑翔/巡航段进行探测。

2构建新型临近空间/空中探测平台，部署能够长期滞留在临近空间的浮空探测器，重点对高超声速目标的助推和滑翔/巡航段进行探测。

3升级现有的地( 海) 面预警探测平台，将多频段多体制雷达、可见光、红外等多类型传感器进行组网运行，重点对高超声速目标的滑翔 /巡航段和俯冲段进行探测。此外，由于高超声速飞行器轨迹灵活多变，传统的弹道预测方法难以适用，因此还要求预警探测网络具备很强的轨迹持续跟踪和轨迹精确预测能力。

由于高超声速飞行器无论是在飞行范围还是速度上都超出了很多现有空天防御武器的拦截能力，所以为应对这一新型威胁，一方面应该挖掘现有空天防御武器系统潜力，升级动能拦截器技术性能，填补拦截临近空间目标的火力漏洞，尤其是大力发展空基拦截平台。由于空基平台本身的高度优势，使得空基拦截弹无论是在拦截距离还是响应速度上都具有其他平台难以比拟的优势，因此研发成本低廉、通用性强的空基拦截弹，是具有较高效益比的防御策略。

另一方面应该发展新型对抗手段。如束能武器就是一种极具应用价值的对抗手段，它通过某种方式在目标关键部位产生极高的能量密度，从而达到损坏、瘫痪、杀伤目标的效果。根据采取的方式不同，束能武器可分为激光武器、微波武器以及粒子束武器等。从目前技术成熟度来看，激光武器和微波武器具备较大的军事应用潜力，未来很可能成为一种重要的反临手段。

鉴于高超声速飞行器最大马赫数可达20，可在60min内打击全世界任何一处目标，极大缩短了常规防御作战的指挥决策周期。因此，为有效应对高超声速飞行器的突袭，要求指挥控制系统必须在极其有限的时间内完成空情的分析和处理、目标的识别与判断以及防御武器的升空拦截等一系列决策任务。所以必须在现有空天防御指控控制系统的基础上，通过基于数据链技术减少指挥节点、基于人工智能技术提升决策能力、基于数据融合整合进攻与防御体系等手段，构建攻防一体的全域高效一体化指挥控制网。