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连载丨全球导弹防御系统(下)

以下文章来源于渊亭防务,转载自渊亭防务

摘要本文节选自2023年8月美国陆军发布的最新版《美国陆军全球导弹防御行动》(FM 3-27 Army Global Missile Defense Operations),将对全球导弹防御系统的组成部分进行简要介绍。首先,报告对全球导弹防御系统的组成部分进行了概述。其次,报告将按照陆、海、空等领域对全球导弹防御系统及其如何协同运作以应对弹道导弹威胁进行详细介绍。最后,报告将对作战管理要素进行讨论,其中包括能让全球导弹防御系统的各组成部分协同运作的多种系统。由于篇幅原因,本文将分为上下两篇,以下内容为文章下篇。

关键词:全球导弹防御系统,“宙斯盾”反导系统,“爱国者”反导系统,“萨德”反导系统,陆基中段导弹防御系统

海基领域

海基传感器能够为全球导弹防御系统组件提供用于提示和作战的数据。这些传感器数据使各种全球导弹防御系统组件能够跟踪、识别和评估来袭导弹。“宙斯盾”弹道导弹防御系统和海基X波段雷达是能够对中远程导弹威胁进行高分辨率探测并增强目标捕获能力的海基传感器。这些传感器能够通过弹道导弹防御系统通信网络发送数据,以实现早期预警、目标分类(“宙斯盾”弹道导弹防御系统)、目标识别(海基X波段雷达),并提供拦截数据、外部传感器提示和目标打击区域评估。

1.“宙斯盾”弹道导弹防御系统

“宙斯盾”弹道导弹防御系统装备有AN/SPY-1雷达,该雷达是一种在S波段上运行的海基相控阵雷达,主要装备在美国海军“提康德罗加”级巡洋舰和“阿利伯克”级驱逐舰上。目前,装备该系统的船只能够提供远程监视和跟踪能力,以支持弹道导弹防御系统对目标进行拦截。配备“标准-3”导弹的“宙斯盾”弹道导弹防御系统能够拦截短程弹道导弹、中程弹道导弹、中远程弹道导弹以及洲际弹道导弹。由于中程弹道导弹飞行时间短,该系统又靠前部署,其拦截窗口跟“萨德”反导系统差不多。

“宙斯盾”弹道导弹防御系统是一种靠前部署的反导系统,并能作为全球导弹防御的组件,为其提供支持。该系统能够直接从其他传感器接收提示数据,并可以为指定的火控系统和C2组件提供目标分类信息。“宙斯盾”弹道导弹防御系统需要在适当的位置才能发挥作用,因为这些搭载该系统的战舰对于早期探测和应对飞越太平洋等大型水体的弹道导弹威胁尤为重要。

“宙斯盾”弹道导弹防御系统能够进行有组织拦截、无组织拦截以及受提示拦截。在有组织拦截行动中,该系统能够使用AN/SPY-1雷达生成弹道导弹跟踪数据。AN/SPY-1雷达的受提示目标获取能力能够允许拦截弹的异地远程发射,拦截弹能够使用其他“宙斯盾”舰艇和系统所提供的跟踪数据。这使该系统能够进行大气层内的中段拦截,并为指定的火控系统和C2组件提供提示数据。为了充分利用拦截弹的异地远程发射能力,一艘“宙斯盾”舰必须处于适当的位置,以使其配备的拦截弹能够对目标进行拦截。

AN/SPY-1雷达能够在目标弹道导弹爬升和处于中段阶段时提供该弹的目标信息。其天线阵列由具备广角扫描覆盖的独立天线组成。AN/SPY-1雷达数据能够为火控系统提供足够的目标信息以发射陆基拦截弹,并为全球导弹防御系统的其他组件提供提示。

AN/SPY-1雷达能够使用预先规划的搜索扇区、来自国家传感器的提示以及来自全球导弹防御系统中其他组件的提示进行自主探测,以完成目标获取。一旦完成目标获取,“宙斯盾”弹道导弹防御系统将在AN/SPY-1雷达最大能力范围内对目标进行跟踪,或保持跟踪直到人工操作员开始行动。一旦目标超过该雷达的能力范围,“宙斯盾”弹道导弹防御系统将预测跟踪位置误差,并生成准确度降低的跟踪信息,继续上报跟踪信息。

与其他全球导弹防御系统组件相比,使用“宙斯盾”弹道导弹防御系统以支持美国本土防御需要考虑一些额外的因素。该系统是一个可移动的多功能海基系统,在使用时必须考虑舰船位置、后勤支持、防空反导系统保护、C2和任务优先级。

2.海基X波段雷达

海基X波段雷达是一种最先进的X波段雷达,其安装在一个没有使用的远洋石油砖井平台上。该雷达系统为美国政府所有,由承包商运营,享有完全主权豁免权。海基X波段雷达是一种目标识别类系统,主要由稳定的平台、雷达、雷达保障设备和卫星通信终端组成,具有对目标进行分类和识别的能力。

海基X波段雷达能够跟踪、识别和评估来袭的导弹威胁,大大提高了全球导弹防御系统的作战能力和实战测试能力。该雷达的机动能力使其能够部署到其他位置,以提供必要的前沿部署扫描覆盖,或为测试项目提供最佳支持。海基X波段雷达能够进行中段提示目标扫描、获取、跟踪、分类、识别、拦截评估以及与飞行中拦截弹的拦截弹进行数据通信,以此为全球导弹防御系统提供支持。如果该雷达所在位置能够探测到中远程弹道导弹和洲际弹道导弹的发射,那么其将会把收集到的数据传输到陆基中段导弹防御系统。

海基X波段雷达平台是一个具备动力的半潜式双体船,旨在在大风大浪的恶劣海况条件下保持稳定。该平台从龙骨到天线罩的高度超过280英尺。主甲板上设有生活区、工作区、仓库、发电站、桥梁和控制室,还安装有X波段雷达天线阵列及相关基础设施以及指挥、控制和通信套件。

天基领域

由于地球曲率的影响,陆基传感器无法探测到某些特定目标,而天基系统却不会受此影响,能够进行初始的目标探测和目标分类,并提供跟踪信息。天基红外系统卫星能够使用红外探测技术跟踪弹道导弹从发射到燃料耗尽的全过程。该卫星星座能够提供天基监视、导弹发射探测、预警数据以及跟踪数据以启动全球导弹防御系统,为攻击评估、其他传感器提升以及拦截规划提供支持。

天基红外系统卫星星座能够全天候对全球范围内的初始弹道导弹发射进行探测。该卫星探测到的信息将传输到天基红外系统卫星联合OPIR规划中心,该中心再将这些信息传输到陆基中段导弹防御系统的通信网络,进而发送到到各个作战中心和火控系统。天基红外系统卫星能够评估弹道导弹的发射位置、发射时间、导弹类型,并对打击区域进行预测。该卫星数据可以提供弹道导弹发射的初始指标,能够进行威胁评估,并提示其他系统开始扫描特定位置以寻找导弹威胁。

当天基红外系统卫星检测到弹道导弹发射产生的红外热流时,该卫星将会把红外数据传输到天基红外系统卫星联合OPIR规划中心,该中心是战区地面站接收站,能够接收直接下行链路,以生成战区导弹警报报告并向部队传递信息。为了支持全球导弹防御任务,天基红外系统卫星联合OPIR规划中心能够生成快速警报、导弹上升报告、状态向量和协方差信息,并将其传输到陆基中段导弹防御系统的通信网络。

作战管理组件

全球导弹防御系统使用来自多个军种的共享和专用组件的组合,以确保在再入飞行器进入美国本土之前将其摧毁。作战管理组件对于探测弹道导弹、跟踪导弹、计算其弹道、发射拦截弹以及向拦截弹发送更新的跟踪数据至关重要。

1.指挥控制作战管理和通信系统(C2BMC)

C2BMC系统既不是火控系统,也不是综合防空反导系统的C2系统。该系统是一种弹道导弹作战管理和交战协调工具,能够在作战、战术和战略层面对AN/TPY-2 FBM系统进行控制。其是由一套硬件和软件应用程序组成,可优化全球导弹防御系统内的弹道导弹防御系统的拦截规划、监测和协调,以增强拦截弹道导弹的能力,并为指挥员提供态势感知。它还能够为弹道导弹防御系统的拦截协作和作战管理工具提供全球通信连接,以使其能够连接所有全球导弹防御系统组件。C2BMC系统根据JP 5-0为全球导弹防御系统进行作战和应急规划提供了基础。

所有弹道导弹防御系统组件都是通过C2BMC系统连接到全球导弹防御系统中。C2BMC系统提供的态势感知和作战管理能够为全球导弹防御系统的复杂运行流程提供支持。该系统部署于战略和作战层面,并能够提供全球导弹防御系统状态的全天候综合弹道导弹视图。许多C2BMC系统工作站部署在作战司令部、联合空中和太空作战中心、国家军事指挥中心以及负责实施防空反导的各种其他组织。C2BMC系统组件部署在主机中心,具有与弹道导弹防御系统元件和外部系统进行通信的基础设施和通信接口。

C2BMC系统具有全球导弹防御系统所依赖的三大弹道导弹防御系统功能。每个单独的功能都依赖于C2BMC系统的所有级别数据。C2BMC系统有以下三个主要功能:

  • C2BMC规划器——一个支持参谋进行作战规划的软件工具

  • 态势感知

  • 作战管理

C2BMC系统与传感器和武器系统进行通信,以建立全球导弹防御系统的操作画面,传输来袭导弹的发射信息,并对拦截作战提供支持。C2BMC系统与外部组件相互作用,共享信息以进行更有效的规划,并利用弹道导弹防御系统之外的组件应对威胁情况。下图说明了C2BMC系统作战框架中的规划、监控和协调。

C2BMC系统作战框架

C2BMC系统由硬件、专用软件、数据和通信架构组成,能够将所有弹道导弹防御系统组件连接到全球导弹防御系统中。它为指挥官和参谋提供了规划和保持态势感知的能力。C2BMC系统通过接口处理来自所有传感器的跟踪数据,并将数据关联起来,生成单独的系统跟踪轨迹,这些轨迹会显示在集成弹道导弹示图上。C2BMC导弹轨迹数据包括状态向量和识别评估,它们来自不同传感器的跟踪信息。

系统接口。C2BMC系统必须与外部系统进行通信以发挥其作用,这些外部系统包括陆基中段导弹防御系统、部分OPIR传感器、“宙斯盾”弹道导弹防御系统(通过网关)、全球指挥控制系统和其他C2BMC系统节点。

Link-16是一种无节点、高容量、多功能、安全、抗干扰的战术数据链,旨在使用联合战术信息和多功能信息分配系统或等效终端进行固定格式信息通信和语音信息通信。战术信息分配系统和多功能信息分配系统采用了时分多址架构(time division multiple access architecture),该架构为不同的通信信号分配了不同的时间段以实现信道共享。由于联合战术和多功能信息分配系统是一个超高频系统,使用该系统的部队必须在视距传输范围内进行通信。

联合增程应用协议(joint range extension application protocol)是一种支持战术数据链消息格式的陆军系统,是Link-16和其他战术数据链实现联合增程的基础,能够帮助克服无线电终端的视距传输限制。该系统使部队能够突破Link-16的现有限制,使战术数据能够通过战术数据通信数字媒体和网络进行传输。联合增程应用协议能够使战区弹道导弹防御系统任务得到充分支持。

传感器管理。AN/TPY-2 FBM雷达系统的传感器管理功能由传感器管理器实现。传感器管理器使用C2BMC系统工作站对AN/TPY-2 FBM雷达系统进行作战功能控制。传感器管理器负责:

  • 初始化并配置传感器;

  • 管理任务概况,通过选择预先设计的任务概况和搜索计划来关注雷达发射活动;

  • 监控系统的运行状态;

  • 向其他组件提供早期警告和提示数据;

  • 优化雷达性能以支持防空反导规划(AADP)。

2.C2BMC规划器

通过规划以实现统一行动对于完成全球导弹防御系统任务至关重要,并且能够在拦截弹道导弹的过程中发挥重要作用。C2BMC规划器所具备的能力为全球导弹防御系统的拦截行动和管理行动提供了基础。该软件是一种独立、通用弹道导弹防御系统规划工具,能够为弹道导弹防御系统组件提供合作规划分析、协调分享、优化分享以及综合分析,可使用授权的防御布局来初始化C2BMC系统节点。

C2BMC规划器能够协调多个战区防御布局,将其集成为一个大规模、区域化的防御方案。其能够分析防御布局以识别部队布局中传感器覆盖范围中的缺口、弱点和重叠之处,并这些布局与未来的实战场景进行比较。C2BMC规划器还能在传感器和武器系统部署前优化传感器覆盖范围和武器系统的部署位置。

在作战和紧急情况规划中,作战司令部和C2BMC规划器能够评估可能的弹道导弹威胁作战方案以及协调战略草案。C2BMC规划器可以在当前的防御布局中创建分支布局以代表不同的作战方案,这些作战方案是基于不同的作战情况,例如:面临新兴威胁,或者传感器受到干扰或打击等情况。该规划器能够发布作战规划,其他用户能够访问和下载个别的防御布局或整份防御规划。

C2BMC系统为全球导弹防御系统、威胁导弹发射和拦截系统创建了一个通用视图,以使其能够成功实现导弹拦截。其还能够提供主动防御组件和反应作战的态势感知。

态势感知屏障可以提供交战态势和交战协调信息,使区域防空司令和区域防空副司令能够保持一定的态势感知,密切监视对特定威胁的拦截工作、升空拦截弹的飞行和指定同级全球导弹防御系统组件之间的协调。C2BMC系统能够计算和显示参加拦截作战的组件和武器的机动部署路线,其还可以显示每个全球导弹防御系统组件的覆盖扇区和剩余目标拦截窗口。

C2BMC系统能够产生多份带有时效性信息的实时报告数据,以支持作战分析和制定决策。作战能力工具通过选择防御布局中的过滤传感器、武器系统和通信连接以优化所有组件的态势感知,进而实现基于现实组件停机、预测分析或计划停机的快速规划和分析。

3.作战管理

作战管理促进了能力整合,并解决了作战规划问题,以支持全球导弹防御系统。所有全球导弹防御系统组件的整合和协作十分重要,这点在作战管理中得到了体现。作战管理功能为跨责任区整合以及主被动综合防空反导系统的同步提供了支持,并帮助实现了更好的态势感知、更合理的拦截弹使用、更有效的传感器使用以及最小化的跨传感器干扰。

作战管理由完善的规划、弹道导弹防御系统组件的使用和交战规则组成,其能够实现传感器任务,拦截监控和制导拦截的有效执行,以此挫败来袭的攻击,同时节省系统资源。作战管理功能包括在作战过程中为控制全球导弹防御系统提供支持的所有活动。这些功能包括使用组件提供的跟踪数据生成全球导弹防御系统的弹道导弹视图,通过其架构传递全球导弹防御系统的跟踪数据,管理全球导弹防御系统的传感器,执行拦截规划以及监控全球导弹防御系统所执行的拦截作战任务。

4.综合防空反导作战指挥系统

美国陆军的综合防空反导作战指挥系统是一项通用C2能力。小到排级单位,大到陆军防空反导司令部,所有的美国陆军防空反导部队单位都装备有这一系统。该系统的硬件和软件支持为陆军综合防空反导成体系系统定制以任务为中心的部队套件,其还能够提供一个以网络为中心的方法,以此将不同的系统、传感器和拦截弹集成到现有的各战区陆军防空反导系统的综合视图中。综合防空反导作战指挥系统是一种通用综合火控组件,具备控制和管理陆军综合防空反导系统、传感器和拦截弹的功能。

综合防空反导作战指挥系统可以与全球导弹防御系统中的某些组件进行互操作,是美国陆军连接联合全域指挥控制(JADC2)系统的接口。每个陆军系统、传感器和拦截弹平台都将配备一个接口模块,这一模块能够提供分布式作战管理功能,进而实现以网络为中心的作战。


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