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中国陆基中段反导拦截技术试验成功,这个传感器立了大功!

2022-06-21
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摘要 传感器是陆基中段反导拦截技术最关键的地方,也是最困难的地方!

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今日(6月20日),新华网转发了国防部权威消息:2022年6月19日晚,中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到了预期目的。这一试验是防御性的,不针对任何国家。

你知道吗?传感器是陆基中段反导拦截技术最关键的地方,也是最困难的地方!


我国第六次试验!什么是陆基中段反导?

昨日(6月19日)晚,我国又成功试验了陆基中段反导拦截技术。

为什么说“又”?因为这是我国第六次陆基中段反导技术试验,此前已经开展了五次相关发射试验,分别是:2010年1月11日,2013年1月27日,2014年7月23日,2018年2月6日和2021年2月4日。至今,全部6次试验均圆满成功。

本次试验标志着我国核威慑能力的提升,中段反导技术是绝对的大国重器,其意义与我国航母下水的重要性无异。

中国的反导系统起步于60年代,1964年2月,毛主席与时任国防部五院副院长的钱学森专门谈到反导问题:“有矛必有盾,搞少数人有饭吃,专门研究这个问题,5年不行,10年;10年不行,15年。总要搞出来。”

今天导弹防御系统的一切成果,都来源于当年的高瞻远瞩和伟大决策。

目前全球掌握此技术的仅有中美两国,本次试验也不针对任何国家。

▲陆基中段反导拦截系统示意图(来源:网络)


导弹反导技术,我们很多人都有直观认识,就是用“子弹打子弹”,用自己的导弹去打敌方的导弹。

目前来说,反导拦截技术按发射地分为陆基、海基和天基,分别指反导系统从陆地、海上和天空发射。

按照拦截时机不同可分为三大类:“助推段”防御系统,“末段”防御系统,以及“中段”防御系统。

▲陆基中段反导拦截系统示意图(来源:网络


助推段防御指在导弹发射阶段,进入大气层前进行的拦截,优点是比较容易监测,缺点是拦截最为困难,导弹发射一般都在敌方本土境内,很难越过重重封锁去将敌方刚发射的导弹打下来。

据相关媒体报道,对于助推段导弹防御,美军一直在持续监测其对立国家的导弹发射情况:

自上世纪以来,美国在太空中部署了几代导弹预警卫星,用红外传感器对着苏联/俄罗斯等国家可能发射导弹的位置,进行实时监视。而且,导弹在助推段的飞行速度较低,容易被瞄准。如果预警卫星发现有导弹起飞,可以用激光或其他导弹将其击毁。

末段防御系统是目前导弹防御系统的主流,导弹再入大气层后的拦截,是“最后一道防线”。

此时导弹速度最快,且导弹易与大气层空气摩擦生热,因此红外传感制导是主要制导手段,在这个阶段发现导弹相对并不困难,难在如何制动、准确拦截高速飞行的导弹

世界上,末段反导系统主要有美国的萨德反导系统、爱国者-3防空反导系统、以色列的箭-2反导系统和俄罗斯S-300V系列防空反导系统等。

其中,美国萨德反导系统在2016年被宣布部署到韩国,对我国国防安全造成巨大威胁。

▲美国萨德反导系统运作图示


末段导弹拦截容易造成的问题是此时导弹大部分已进入本土,容易对本土造成影响。根据中国航天科技集团官方账号的科普情况:

中段反导的好处是在敌方导弹尚未到达本土前,对其拦截并将其战斗部摧毁,避免了在末段拦截时,敌方携带有核弹头的来袭导弹造成本土上空核污染,或因拦截产生的碎片掉在本土上造成经济损失。因此,目前,世界上一些军事大国都在研究和试验中段反导技术,其作战效能突出,但技术门槛很高,来袭导弹会释放诱饵和变轨,所以最大的难题是目标跟踪和识别


中段反导拦截,传感器才是难点!

因此,从上文可以看到,相比目前主流的末段反导拦截技术,中段反导拦截技术更合理,且作用更大。

根据百度百科的介绍:

中段导弹防御系统由拦截器、传感器和战斗管理系统组成,用来对敌方弹道导弹进行探测和跟踪,然后从地上或海上发射拦截器,在敌方系统的弹道导弹尚未到达目标之前,对其拦截并将其战斗部摧毁。

但是,导弹在进入中段飞行后,助推器已经分离,只剩下弹头在高速飞行,因此怎么发现、跟踪中段高速飞行的弹头,成为关键难点。同时,因为在大气层外几乎无空气摩擦生热,红外等传感技术不能使用。

为了能准确识别、跟踪中段导弹,大型高性能相控阵雷达是首选。在美国陆基中段防御系统中,地面雷达与海面宙斯盾系统制导方式,成为中段反导的主要制导技术。

▲美国导弹防御系统(来源:维基百科)


一般的雷达波束扫描是靠雷达天线的转动实现的,被称为机械扫描。

相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向,因此相控阵雷达全称为相位控制电子扫描阵列雷达

简单点来说,相控阵雷达可以认为是多个“传统雷达”的集合,就是“个体户”与合作社的区别。

因此,相控阵雷达扫描范围广,可对多个目标同时进行跟踪,是现代战场上的大杀器!有军事媒体把它说成是21世纪的雷达是否装配相控阵雷达也是第四代战斗机一个非常重要的标准。

2019年年底,美国军方就将现役所有F16战斗机换装有源相控阵雷达,让这款设计与1970年代的四代机焕发新的活力。

▲F-16装上相控阵雷达后,火鸡变凤凰


我国雷达技术领先世界

我国雷达技术起步慢,但追赶速度很快,如今已经领先世界!

1964年国防科委根据毛主席的指示,组织7010雷达立项。1977年11月22日,7010雷达检飞成功,标志着我国第一部远程预警相控阵雷达研制成功

 ▲我国第一部远程预警相控阵雷达——7010雷达


关于7010相控阵雷达,还有一件趣事:

1983年1月,当时塔斯社(苏联的国家通讯社)向全球发出公告:苏联“宇宙”-1402号核动力侦察卫星(1982年8月30日发射)在轨道上失控,不久将坠毁。消息传出,举世震惊。因为这颗卫星在5个月的运行中受到原子反应堆中所产生的中子的强烈轰击,已具有放射性,并且极可能带有剩余核燃料,一旦坠入人口居住区,将造成灾难性核污染。各国纷纷呼吁有跟踪拦截能力的国家及时预报这颗卫星的陨落时间点。要预报卫星的落点首先要掌握卫星的运行轨道,然而卫星已经失控,再加上是侦察卫星,苏联不公布轨道参数等有关资料,“捕获”卫星犹如大海捞针。当时我国的7010雷达跟踪目标,利用跟踪数据,分别计算卫星轨道,再从轨道高度和倾角大小进行识别,准确预测宇宙1402号核动力卫星的坠落时间和地点等数据,为我国的行动部署提供了有力的信息支持。

▲当时西方媒体对苏联失控卫星的报道


经过数十年发展,如今我国雷达技术已经领先世界。

在2009年国庆60周年阅兵式上,空警-2000预警机带领着庞大机群从天安门广场上空呼啸而过。

空警-2000预警机装备了我国第一部大型机载固态有源相控阵预警机雷达,被美国智库评价为“整整领先世界一代”。这是世界独一款不需要机械运动的机载相控阵雷达,我国雷达技术的先进由此可见。


▲空警-2000预警机


传感器在现代导弹武器的应用

除了相控阵雷达,传感器在现代导弹系统中,还有着许多种应用。

现代导弹制导系统中,主要分为光学制导和雷达制导两种。

光学制导的核心在于将敏感光波信息 (辐射强度及频率等)转换为电信号的光电探测器,主要包括电视、红外、紫外及激光制导。

雷达制导的核心在于利用不同物体对电磁波的反射或辐射能力的差异来发现目标和测定目标的位置及速度,主要包括雷达、毫米波、激光、相控阵雷达等导引头。

▲国内导弹种类的主要制导方式


从以上资料看到,目前战争中使用最多的传感器主要有红外线传感器、雷达、激光传感器、惯性测量单元等。其中雷达传感器包括常规超声波雷达、微波雷、毫米波雷达、激光雷达等,是战场上应用最广的传感器种类之一。


结     语

传感器是现代信息科学的基础,在现代战争中,没有雷达、红外等传感器,就如同失去了眼睛的“瞎子”,在战斗中任人鱼肉。

我国中段反导拦截技术的成功试验,有赖于多种高端技术的综合应用,其中以雷达为基础的传感技术起到至关作用。

某种程度上,传感器在国防军事上的价值,比民用更加重要。在我国军事传感器上,基本满足国防需求,某些领域,如雷达、卫星传感等更是领先世界。

然而在民用传感器方面,我国产业受制于良品率、一致性、稳定性等原因,同时企业需要考虑成本因素,我国民用传感器大幅落后于国际同行。



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