臨近空間高超聲速目標預警探測系統研究

4 臨近空間高超聲速飛行器預警探測系統發展現狀

臨近空間高超聲速目標探測技術，主要用于實現對臨近空間高超聲速飛行器的搜索、截獲、跟蹤和識別等功能，完成對其全方位監視預警和威脅評估，并在必要時引導防空武器實施有效攔截。

目前各國均沒有專門針對臨空高超聲速目標的預警探測體系，美俄等國借助已有的戰略預警系統，開展高速威脅目標的預警探測網建設。

美國一直十分重視預警系統的建設，已建成以空軍防空力量為主體，空天一體，陸海空三軍聯合的預警系統。防空預警系統主要由北方預警系統（主要負責對來襲轟炸機和巡航導彈的預警，可對來襲轟炸機提供3小時的預警時間）、聯合監視系統（主要負責國土防空預警、反恐預警和空中管制）、超視距雷達系統（與空中預警機配合，實現提前發現和為境外攔截提供空中目標情報信息，同時可與大型相控陣雷達協同，執行戰略預警任務）和空基預警系統四部分組成。

反導預警系統可對全球范圍內的中遠程和洲際彈道導彈實施早期預警，具體工作流程如下：首先紅外預警衛星發現來襲目標，并將目標跟蹤報告上報至C2BMC和戰略司令部，C2BMC系統根據目標報告制定作戰計劃，同時將衛星獲取的目標跟蹤信息發送至FBX-T，并且指定機載激光器盡可能地進行初始段首次攔截。前置部署的X波段雷達（FBX-T）自主搜索或接收紅外預警衛星的指示，對助推段的彈道導彈進行識別跟蹤，同時評估助推段攔截效果，若攔截不成功，FBX-T雷達將跟蹤報告上報至C2BMC系統。C2BMC系統將FBX-T的跟蹤報告發送至GMD火控系統（GMD Fire Control，GFC），并且根據“宙斯盾”的部署情況，將目標信息傳送給“宙斯盾”系統。“宙斯盾”反饋目標信息至C2BMC，C2BMC將“宙斯盾”的跟蹤信息發送至GFC，GFC將引導信息發送UEWR。UEWR對雷達視距內的助推末端和中段飛行的彈道導彈進行探測和連續跟蹤，對彈道導彈目標進行定軌、落點預報以及粗識別，然后將目標信息傳送給GFC系統，GFC發送引導信息給SBX。海基多功能雷達（SBX）在遠程預警雷達識別信息的引導下對導彈進行截獲、跟蹤和精確測軌，并將跟蹤報告反饋給GFC，GFC向發射指揮裝備（Command Launch Equipment，CLE）發送作戰武器任務計劃，CLE發送作戰任務數據包到地基攔截彈通信系統，地基攔截彈發射同時將發射參數報告上傳至GFC系統，GBI飛行中的位置數據直接由彈上GPS下傳至在飛攔截彈通信系統（IFICs），GFC通過在飛攔截彈通信系統數據終端（IFICS Data Terminal，IDT）將在飛目標更新數據（In-Flight Target Update，IFTUs）發送至地基攔截彈。同時，海基多功能雷達不斷對目標群進行識別和跟蹤，同時不斷對攔截彈進行修正，在攔截彈到達其傳感器處理范圍后其紅外導引頭識別處理，然后進行第二次攔截，SBX對攔截效果進行評估，并且將評估報告發送至GFC。若地基攔截彈攔截失敗，且當目標飛行在“宙斯盾”AN/SPY-1雷達探測范圍外時，SBX將直接作為“宙斯盾”攔截系統的火控和制導雷達使用，將引導標準-3攔截彈的導引頭搜索目標，當目標進入攔截彈傳感器處理范圍后其紅外導引頭進行識別處理，然后根據識別信息，控制引導標準3（SM-3）攔截彈進行第三次攔截，并實時評估攔截效果。若仍不成功，“宙斯盾”系統可通過上行數據鏈路將雷達獲取的目標信息傳送至末端高層攔擊系統，為其他作戰雷達提供信息，同時上報C2BMC系統。

AN/FPS -115雷達和AN/FPS -132雷達

美國戰略反導系統圖

為了應對不斷發展的高空高速巡航導彈和高超聲速無人機，美國將對現有的防空預警系統和反導預警系統進行發展和改進，一方面加強一體化防空反導系統建設，另一方面將反導預警系統的作戰對象從彈道導彈擴大到高空高超聲速目標。例如研制陸基防空反導雷達（3DELRR）替代目前的TPS-75等防空雷達。

3DELRR概念圖及原理樣機

俄羅斯（前蘇聯）也在彈道導彈探測領域開展了長期研究，并研制和部署了“雞籠”、達里亞爾、伏爾加和瓦倫聶日等多套遠程預警相控陣雷達，能夠實現對莫斯科周邊地區的彈道導彈預警。近幾年，俄羅斯研制了新型的Nebo-M反導雷達設施系統，該雷達系統具備多量程、可編程、多波段特點，能夠在強干擾背景下探測小型空氣動力目標和超音速目標。由于臨近空間高速飛行器通常具有部分彈道飛行器的目標特性，因此上述探測體系的搭建，使得國外在相關探測體系構架方面積累了大量的研究成果和實際運行經驗，為臨空高超聲速目標探測體系建設奠定了基礎。