動(dòng)能攔截彈與SM

動(dòng)能攔截彈與SM-3基礎(chǔ)知識簡介一、動(dòng)能攔截彈技術(shù)動(dòng)能攔截彈是指由動(dòng)能殺傷器和火箭推進(jìn)系統(tǒng)組成的一種高技術(shù)武器。它利用有高級自動(dòng)尋的能力的動(dòng)能殺傷器高速飛行中產(chǎn)生的巨大動(dòng)能，以直接碰撞方式摧毀目標(biāo)，主要用于攔截彈道導(dǎo)彈和攻擊其他軍用目標(biāo)。動(dòng)能攔截彈技術(shù)發(fā)展起于美國，始于20世紀(jì)70年代。30多年來，美國前后實(shí)施了十幾項(xiàng)重大的動(dòng)能導(dǎo)彈防御計(jì)劃，推動(dòng)了該技術(shù)的發(fā)展。目前，動(dòng)能攔截彈技術(shù)已日趨成熟，在研的動(dòng)能攔截彈，包括地基攔截彈、標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈、末段高層區(qū)域防御攔截彈、愛國者先進(jìn)能力3導(dǎo)彈等已逐步進(jìn)入部署階段或已具有初始作戰(zhàn)能力，成為當(dāng)前和未來很長一段時(shí)間內(nèi)彈道導(dǎo)彈防御領(lǐng)域的主導(dǎo)武器。動(dòng)能攔截彈先進(jìn)而有效的反導(dǎo)能力已引起世界各國的極大關(guān)注，它的出現(xiàn)使彈道導(dǎo)彈防御從核防御時(shí)代步入非核防御時(shí)代。動(dòng)能攔截彈，又稱動(dòng)能殺傷武器，依照不同的打擊目標(biāo)，可分為動(dòng)能反導(dǎo)武器、動(dòng)能反衛(wèi)武器和動(dòng)能反裝甲武器等。就動(dòng)能反導(dǎo)武器而言，依照不同的發(fā)射地點(diǎn)，可分為地面發(fā)射的地基攔截彈、海上發(fā)射的?；鶖r截彈、機(jī)載發(fā)射的空基攔截彈和空間平臺發(fā)射的天基攔截彈等；依照對彈道導(dǎo)彈攔截的不同時(shí)序，可分為助推段（包括上升段）攔截彈、中段攔截彈、末段攔截彈等。動(dòng)能攔截彈的關(guān)鍵技術(shù)包括：精確捕獲目標(biāo)特征信號信息的導(dǎo)引頭；處理導(dǎo)引頭信息的高速信號處理機(jī)；確定動(dòng)能殺傷器自身速度和姿態(tài)的慣性測量裝置；用于動(dòng)能殺傷器制導(dǎo)計(jì)算和飛行路線修正計(jì)算的高速數(shù)據(jù)處理機(jī)；使動(dòng)能殺傷器快速機(jī)動(dòng)的姿軌控系統(tǒng)；大推力、高加速度的助推火箭。其中前5項(xiàng)為動(dòng)能殺傷器的關(guān)鍵技術(shù)。參考文獻(xiàn)王靜.動(dòng)能攔截彈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.現(xiàn)代防御技術(shù)，2008.8，36（4）二、標(biāo)準(zhǔn)-3動(dòng)能攔截彈SM-3是美國?；卸螖r截系統(tǒng)，包括SM-3基本型、SM-3Blockl型系列（1型、1A型、1B型）和Block2型系列（2型和2A型）。目前，美國已經(jīng)部署了少量的SM-3Block1型攔截彈，正在研制Block1B型以及Block2型系列。Block2第二級將采用直徑53cm的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，美國預(yù)備2013年左右部署B(yǎng)lock2型導(dǎo)彈，2015年部署B(yǎng)lock2A型導(dǎo)彈。SM-3是以大氣層內(nèi)防御使用的兩級SM-2BlockWA導(dǎo)彈為基礎(chǔ)，改進(jìn)成四級大氣層外使用的攔截導(dǎo)彈。SM-3導(dǎo)彈采用了SM-2BlockWA導(dǎo)彈的助推器，增加了三級火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、一個(gè)新的頭錐和第四級LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部。1、結(jié)構(gòu)組成：（1）第一級與第二級推進(jìn)系統(tǒng)SM-3導(dǎo)彈保留了SM-2BlockWA導(dǎo)彈的推進(jìn)系統(tǒng)（MK72助推器、MK104雙推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和操縱控制段），但雙推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（DTRM）的前面增加了幾個(gè)新的或重新組裝的部件。（2）第三級火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（TSRM）TSRM取代了SM-2BlockW導(dǎo)彈的爆炸彈頭段。為提高能量管理的靈活性，TSRM包括兩個(gè)獨(dú)立的推進(jìn)劑藥柱，按指令兩次點(diǎn)火。由于發(fā)動(dòng)機(jī)外徑與雙推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和級間裝置的外徑一樣大，TRSM不再安裝到金屬保護(hù)罩內(nèi)，而把TSRM的殼體和端環(huán)作為SM-3導(dǎo)彈彈體的一部分。TSRM的前面是一個(gè)改進(jìn)的SM-3導(dǎo)彈的制導(dǎo)設(shè)備段（GS）。設(shè)備段包括SM-2導(dǎo)彈用的平板3A通信收發(fā)機(jī)、重新設(shè)計(jì)和封裝的電子設(shè)備、電源板、硅酚醛絕緣的輕型鋁罩以及宙斯盾通信線路、GPS和遙測天線。⑶頭罩裝在制導(dǎo)設(shè)備段保護(hù)罩前端的是可分離的頭罩裝置。適配器環(huán)通過徑向螺旋接頭固定到制導(dǎo)設(shè)備段保護(hù)罩上，頭罩分離后，適配器環(huán)仍保留在制導(dǎo)設(shè)備段上。（4）LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部SM-3導(dǎo)彈的第四級是LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部。動(dòng)能戰(zhàn)斗部本身自動(dòng)調(diào)節(jié)方向和高度，作大機(jī)動(dòng)飛行。LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部高度模塊化，結(jié)構(gòu)緊湊，已經(jīng)進(jìn)行了空間實(shí)驗(yàn)，用于防御中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈。LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部具有如下特點(diǎn)：視野寬；孔徑大；長波紅外導(dǎo)引頭對戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的捕獲距離超過300km；采用干涉式光纖陀螺慣性測量裝置（MU）；全面加密的數(shù)據(jù)下行鏈路能力；固體軌控、姿態(tài)控制推進(jìn)系統(tǒng)的末端變軌能力大于3km。LEAP動(dòng)能戰(zhàn)斗部主要由導(dǎo)引頭、制導(dǎo)裝置、固體軌道控制與姿態(tài)控制系統(tǒng)（SDACS）推進(jìn)裝置和接口彈射器機(jī)構(gòu)組成。動(dòng)能戰(zhàn)斗部一旦從第三極上彈射出來，便啟動(dòng)固體軌道控制和姿態(tài)控制系統(tǒng)，瞄準(zhǔn)已知的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)位置。由被動(dòng)紅外導(dǎo)引頭捕獲目標(biāo)，利用彈上的制導(dǎo)控制和固體軌道控制和姿態(tài)控制系統(tǒng)的側(cè)向機(jī)動(dòng)系統(tǒng)自主尋的。參考文獻(xiàn)：張純學(xué).美日聯(lián)合研制的標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈系統(tǒng).飛航導(dǎo)彈，2007（4）.2、對于慣性彈道突防分析：射面內(nèi)攔截：在目標(biāo)彈下點(diǎn)軌跡附近選擇攔截彈發(fā)射陣地，在100-400千米高度范圍內(nèi)都存在攔截窗口。發(fā)射陣地對攔截效果有較大的影響，在攔截窗口內(nèi)，早發(fā)彈對攔截彈有利。由于最大發(fā)射窗口超過100秒，如果容許追尾攔截，攔截彈具有2次進(jìn)攻機(jī)會(huì)，即可以實(shí)現(xiàn)“打打-看看-打打”戰(zhàn)術(shù)。要求制導(dǎo)雷達(dá)達(dá)到超過1000千米的探測與制導(dǎo)能力。射面外攔截：發(fā)射陣地偏離目標(biāo)彈下點(diǎn)，更加接近實(shí)際。通過對發(fā)射陣地經(jīng)緯度的計(jì)算分析得出目標(biāo)彈下點(diǎn)發(fā)射陣地并非最佳發(fā)射陣地。對慣性彈道，攔截高度對可攔截發(fā)射陣地有直接的影響。僅從攔截彈動(dòng)力學(xué)及制導(dǎo)與控制能力來分析，可攔截發(fā)射陣地可以偏離目標(biāo)彈下點(diǎn)500-600千米，而偏離目標(biāo)設(shè)計(jì)平面最多可超過400千米。，只要發(fā)射陣地選擇合適可以實(shí)現(xiàn)“打打-看看-打打”戰(zhàn)術(shù)。要求制導(dǎo)雷達(dá)達(dá)到超過1500千米的探測與制導(dǎo)能力。3、對于機(jī)動(dòng)彈道突防仿真分析：對于給定的機(jī)動(dòng)彈道，可以認(rèn)為1000-1100秒之間的機(jī)動(dòng)是規(guī)避機(jī)動(dòng)，而其余飛行段（不計(jì)0-119秒之間的初始再入機(jī)動(dòng)）是慣性飛行。進(jìn)攻彈未來的機(jī)動(dòng)對于攔截彈是不可預(yù)測的。對機(jī)動(dòng)彈道實(shí)現(xiàn)攔截比慣性彈道困難的多。一方面由于彈道預(yù)報(bào)與真實(shí)彈道有較大差異，使得發(fā)射窗口計(jì)算不準(zhǔn)，攔截彈不能有效的規(guī)劃火控策略。采用不準(zhǔn)確的發(fā)射時(shí)機(jī)，會(huì)產(chǎn)生交大