中程增程防空系統(tǒng)能力分析

呂琳琳，王鵬鈞，王 慧

（中國人民解放軍96658 部隊，北京100094）

0 引言

中程增程防空系統(tǒng)（MEADS）是美國、意大利和德國聯(lián)合研制的用于替代“愛國者”、“耐基-大力神”和“霍克”防空系統(tǒng)的新型防空反導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用碰撞殺傷技術(shù)、360°雷達(dá)和戰(zhàn)場飛行管理網(wǎng)絡(luò)體系，來保護(hù)部隊和特定場所免受戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)的攻擊，從而提供戰(zhàn)場防御和國土防御能力。2014年8月，MEADS系統(tǒng)在意大利羅馬附近的普拉提卡空軍基地完成了一次全面的系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)：在典型作戰(zhàn)條件下無縫地增減子系統(tǒng)，并使得MEADS系統(tǒng)在更大的系統(tǒng)架構(gòu)下與其他系統(tǒng)融合，驗(yàn)證了該系統(tǒng)卓越的即插即用導(dǎo)彈防御能力。MEADS國際公司執(zhí)行副總裁表示MEADS可提供先進(jìn)全面的網(wǎng)絡(luò)能力，隨時滿足作戰(zhàn)需求。

1 MEADS發(fā)展歷程

1.1 項(xiàng)目啟動階段

冷戰(zhàn)結(jié)束以后，由于華約解散，北約歐洲地區(qū)冷戰(zhàn)時期面臨的空中威脅不復(fù)存在，防空武器發(fā)展進(jìn)展緩慢，反導(dǎo)武器發(fā)展成為重點(diǎn)。此時歐洲的防空反導(dǎo)系統(tǒng)主要有意大利的“耐基-大力神”系統(tǒng)、德國的“霍克”系統(tǒng)，以及法、德、意合作開發(fā)的“紫苑”系統(tǒng)。一方面，美國開始將“愛國者”系統(tǒng)向歐洲推廣，希望采取合作開發(fā)的方式進(jìn)入歐洲市場；另一方面，歐洲各國也希望建立一種具有互通互聯(lián)能力的先進(jìn)防空反導(dǎo)系統(tǒng)以替代各自分散的系統(tǒng)，于是美、德、法、意四國簽署備忘錄，共同發(fā)展MEADS 系統(tǒng)，計劃研制一種不僅能防御戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈，還能防御隱身巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)的導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。然而MEADS系統(tǒng)的進(jìn)展并不順利，1996年法國從中退出，此系統(tǒng)最終成為美、德、意三方合作項(xiàng)目。

1.2 風(fēng)險降低階段

1999年，項(xiàng)目進(jìn)入風(fēng)險降低工作階段，北約MEADS管理局選定美國的MEADS國際公司、洛克希德·馬丁公司，德國的MBDA 公司和MBDA 意大利分公司來發(fā)展MEADS 系統(tǒng)，進(jìn)行了樣機(jī)硬件開發(fā)、演示驗(yàn)證試驗(yàn)、性能評估與仿真，還對PAC-3導(dǎo)彈與MEADS系統(tǒng)的集成進(jìn)行了分析以降低項(xiàng)目風(fēng)險。美國、德國和意大利各自承擔(dān)MEADS 系統(tǒng)研發(fā)55%、28%和17%的費(fèi)用。2005年5月，MEADS 系統(tǒng)在意大利成功完成了系統(tǒng)演示，首次同時使用了高性能火控雷達(dá)、專門開發(fā)的軟件和指揮中心、發(fā)射車，新研制的發(fā)射車在C-130運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行了裝載和卸載演示，標(biāo)志著MEADS 項(xiàng)目的風(fēng)險降低工作階段結(jié)束，該系統(tǒng)需要達(dá)到的性能指標(biāo)完全實(shí)現(xiàn)。

1.3 全面開發(fā)階段

2004年，MEADS系統(tǒng)進(jìn)入全面開發(fā)階段。2007年9月，開始進(jìn)行系統(tǒng)概述初始設(shè)計評審，包括致力于解決結(jié)構(gòu)、需求、系統(tǒng)性能、國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、可生產(chǎn)性、后勤支援以及其他相關(guān)問題。之后又進(jìn)行了11項(xiàng)增量設(shè)計評審，旨在解決功能結(jié)構(gòu)、內(nèi)部和外部界面、可靠性、可維修性、安全性以及支援設(shè)備等相關(guān)問題。2010年8月，最終的關(guān)鍵設(shè)計評審?fù)瓿桑_始生產(chǎn)測試硬件和樣機(jī)，在2010年開始交付意大利空軍基地進(jìn)行組裝、測試。2012年7月，第一臺MEADS系統(tǒng)的移動試驗(yàn)平臺運(yùn)抵美國白沙導(dǎo)彈靶場，隨后開始進(jìn)行各方面的綜合測試。

2 MEADS系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)目前的裝備包括輕型發(fā)射裝置、360°監(jiān)視雷達(dá)、360°多功能火控雷達(dá)（MFCR）、網(wǎng)絡(luò)化分布式戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心和PAC-3 MSE 導(dǎo)彈。

2.1 發(fā)射裝置

輕型發(fā)射裝置是MEADS系統(tǒng)的重要組成部分，由MEADS國際集團(tuán)以及MBDA 意大利分公司、歐洲航空防務(wù)與航天公司、德國LFK 公司、洛克希德·馬丁公司等共同研制。MEADS 系統(tǒng)的發(fā)射裝置相比“愛國者”系統(tǒng)而言，機(jī)動性能有了質(zhì)的飛躍，可通過C-5戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)、C-130“大力神”戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)迅速投放，還可以由A-400M 運(yùn)輸機(jī)甚至CH-47重型直升機(jī)運(yùn)輸，可在戰(zhàn)區(qū)快速進(jìn)行部署。該發(fā)射裝置還能夠快速啟動、自動裝填和垂直發(fā)射多達(dá)8 枚PAC-3 MSE導(dǎo)彈，同時裝有車載導(dǎo)航系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化的即插即用系統(tǒng)，與MEADS其他子系統(tǒng)集成，系統(tǒng)信息化和一體化水平高。

2.2 360°監(jiān)視雷達(dá)

MEADS系統(tǒng)的監(jiān)視雷達(dá)是由洛克希德·馬丁公司、阿萊尼亞·馬可尼公司等合作設(shè)計和生產(chǎn)的。360°的目標(biāo)搜索雷達(dá)可由C-130“大力神”戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)迅速投放，還可以由A-400M 運(yùn)輸機(jī)攜帶。2013年9月，美國政府批準(zhǔn)軍方在MEADS防空系統(tǒng)的雷達(dá)中使用新型的Mode 5型敵我識別系統(tǒng)。片狀硬件安裝在雷達(dá)頂部，可對裝備了敵我識別應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)進(jìn)行視距敵我識別，并可用于探測近程和中程彈道導(dǎo)彈以及巡航導(dǎo)彈等低特征威脅，進(jìn)一步提高了監(jiān)視雷達(dá)的預(yù)警探測能力。

2.3 360°度多功能火控雷達(dá)

多功能火控雷達(dá)包括有源天線、低噪音天線和先進(jìn)的處理邏輯算法。監(jiān)視雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，火控雷達(dá)使用波長稍短的X 波段信號對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并為攔截導(dǎo)彈提供制導(dǎo)。雷達(dá)的發(fā)送／接收（T／R）組件采用主動電子掃描陣列技術(shù)。每個組件都是一個小型雷達(dá)，具有卓越的性能和多功能性?；鹂乩走_(dá)具備即插即用功能，可成為MEADS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或者其他未來一體化防空反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，并向作戰(zhàn)者提供擴(kuò)展能力和靈活性。

2.4 網(wǎng)絡(luò)化分布式戰(zhàn)斗管理器

MEADS戰(zhàn)斗管理器基于標(biāo)準(zhǔn)化接口和創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)中心開放式體系結(jié)構(gòu)，能夠指揮和控制MEADS、非MEADS傳感器和發(fā)射器，其即插即用能力能使傳感器、發(fā)射器和其他戰(zhàn)場管理器簡化為MEADS網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。無須關(guān)閉系統(tǒng)，指揮官能夠根據(jù)指令動態(tài)地增加或刪除這些組件，為保護(hù)快速機(jī)動部隊動態(tài)地提取MEADS組件。該系統(tǒng)空前的靈活性是地基防空反導(dǎo)系統(tǒng)首次擁有的。隨著更多地部署MEADS 組件，它們能夠自動、無縫地聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)，并擴(kuò)展防空和反導(dǎo)系統(tǒng)的作用距離。

2.5 PAC-3MSE 導(dǎo)彈

洛克希德·馬丁公司從2003年開始負(fù)責(zé)PAC-3導(dǎo)彈的分段升級（MSE）計劃。該計劃將使導(dǎo)彈的射程提高50%，彈翼加大且能折疊，可與目前的PAC-3導(dǎo)彈發(fā)射裝置匹配。加大型彈翼將提高導(dǎo)彈的機(jī)動性，以對抗更快、更復(fù)雜的彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈。MSE計劃還包括對飛行軟件和飛行試驗(yàn)的改進(jìn)，子系統(tǒng)的改進(jìn)、質(zhì)量認(rèn)證、生產(chǎn)計劃和加工等。

3 MEADS能力水平

3.1 360°全方位覆蓋能力

MEADS系統(tǒng)使用的監(jiān)視雷達(dá)和火控雷達(dá)都是360°的主動電子掃描陣列雷達(dá)，可以提供精確跟蹤和多頻率識別／分辨能力。與機(jī)械掃描雷達(dá)相比，相控陣?yán)走_(dá)無需轉(zhuǎn)動天線，它的平板天線采用電子方式控制雷達(dá)波束。這種雷達(dá)采用電子掃描方式進(jìn)行二維掃描，采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)360°的全面覆蓋。在某些任務(wù)中，雷達(dá)將靜止不動，對其面對的空域進(jìn)行方向和高低上的電子掃描；在其他任務(wù)中，雷達(dá)的天線會旋轉(zhuǎn)，并在方向上進(jìn)行機(jī)械掃描，在高低上進(jìn)行電子掃描，確保了雷達(dá)的360°覆蓋范圍。同時，MEADS系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)360°全方位發(fā)射。攔截彈從發(fā)射架上幾乎垂直向上發(fā)射起飛，可鎖定任何方向的來襲導(dǎo)彈。在白沙導(dǎo)彈靶場，MEADS 已經(jīng)多次驗(yàn)證PAC-3 MSE對從背后襲擊模擬目標(biāo)的過肩發(fā)射。試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)能提供360°的發(fā)射能力。

3.2 即插即用能力

2011年6月，洛克希德·馬丁公司交付了第一套用于MEADS系統(tǒng)通信的內(nèi)部通信裝置，即內(nèi)部通信子系統(tǒng)（MICS）信息傳輸子系統(tǒng)，可支持MEADS 系統(tǒng)發(fā)射器的相互集成、測試與評估。MICS通過高速IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)MEADS系統(tǒng)傳感器、發(fā)射器和戰(zhàn)斗管理器之間的戰(zhàn)術(shù)保密通信。MICS通過即插即用技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流交換，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)降低了對固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求，自我修復(fù)功能使MEADS系統(tǒng)的主要終端可在沒有操作人員的干預(yù)下自行進(jìn)入或離開網(wǎng)絡(luò)。MEADS系統(tǒng)允許任意合并傳感器和發(fā)射器，以組成一個或多個防空反導(dǎo)作戰(zhàn)單元。有了這種“即插即打”能力，傳感器、射擊手和戰(zhàn)斗管理器可簡單地作為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。MEADS作戰(zhàn)管理器讓指揮官可以根據(jù)作戰(zhàn)態(tài)勢指示，動態(tài)地增加或減少這些單元，而不用關(guān)閉系統(tǒng)。MEADS系統(tǒng)在2014年8月的試驗(yàn)中驗(yàn)證了其快速連接和控制意大利部署的外部防空雷達(dá)能力。使用MEADS的網(wǎng)狀和分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以自動選擇最優(yōu)的發(fā)射裝置來攻擊目標(biāo)，并驗(yàn)證每個作戰(zhàn)管理者的作戰(zhàn)控制能力。這證明MEADS在任何系統(tǒng)元件丟失或出現(xiàn)故障的情況下，通過重新分配工作量仍能保證防御能力。

3.3 協(xié)同作戰(zhàn)能力

采用了開放式網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通用型防空反導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)接口，可與多種平臺和指揮控制結(jié)構(gòu)互通。同時采用寬帶即插即用網(wǎng)絡(luò)，可使用各種戰(zhàn)術(shù)無線電數(shù)據(jù)鏈如Link 11、Link 16和Link 22，同時還有備用光纖鏈路。這使MEADS 和非MEADS 系統(tǒng)可隨時集成至防空反導(dǎo)特遣部隊。MEADS系統(tǒng)與北約“空中指揮與控制系統(tǒng)”（ACCS）的互用性已經(jīng)成功地得到了驗(yàn)證。北約空中指揮與控制系統(tǒng)包含了所有北約戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御的戰(zhàn)術(shù)指揮與控制元素。通過在系統(tǒng)中引入互用性功能，MEADS將極大地提升作戰(zhàn)效能和態(tài)勢感知，降低可能對友軍的誤傷。最終將成為防空和導(dǎo)彈防御的聯(lián)合作戰(zhàn)。2013年5月，MEADS系統(tǒng)在聯(lián)合軍演上成功展示了與北約系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的互通性。演習(xí)人員使用便攜式防空試驗(yàn)臺將MEADS 指揮控制系統(tǒng)與在荷蘭的北約靶場連接，展示了其數(shù)據(jù)收發(fā)、Link 16信息處理、消除威脅和目標(biāo)攔截的能力。

3.4 攔截和毀傷能力

MSE攔截彈采用動能殺傷機(jī)制，即通過攔截彈的高速飛行撞擊目標(biāo)完成作戰(zhàn)任務(wù)。它依靠與目標(biāo)直接碰撞產(chǎn)生的巨大動能殺傷目標(biāo)，其優(yōu)勢是命中精度高、殺傷力強(qiáng)。動能彈頭與彈身成為一個有機(jī)整體，攔截時，固體火箭發(fā)動機(jī)把彈頭加速到所要求的速度，位于尾部的空氣機(jī)動系統(tǒng)由4個電動舵機(jī)和4片操縱舵面組成，在慣性制導(dǎo)段完成對攔截彈的俯仰、偏航和滾動控制，在末端巡的制導(dǎo)段實(shí)現(xiàn)對攔截彈的滾動控制。攔截彈的姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)組合180個微型發(fā)動機(jī)組成，它們均勻分布在導(dǎo)引頭附近的彈體四周，每個發(fā)動機(jī)最大推動力6000N。進(jìn)入末段制導(dǎo)后，按照彈上制導(dǎo)計算機(jī)發(fā)出的控制指令使小發(fā)動機(jī)處于脈沖式點(diǎn)火工作狀態(tài)，控制攔截俯仰和偏航，通過改變攻角大小使攔截彈機(jī)動，縮小制導(dǎo)偏航，從而達(dá)到直接碰撞的目的。

MSE攔截彈在攔截中段采用高精度慣性制導(dǎo)，在末端使用制導(dǎo)精度較高的Ka波段毫米波主動導(dǎo)引頭，導(dǎo)彈在飛行末段的數(shù)秒內(nèi)，將自動發(fā)射雷達(dá)信號，自動尋找并跟蹤目標(biāo)，而不是完全依賴地面雷達(dá)提供的信息，模擬計算其制導(dǎo)誤差小于0.17 m，抗干擾能力更強(qiáng)，靈敏度很高，使得MSE 攔截彈的攔截殺傷幾率超過95% 。

4 重要試驗(yàn)分析

4.1 成功進(jìn)行首次飛行試驗(yàn)

2011年11月17日，在新墨西哥白沙導(dǎo)彈靶場，MEADS系統(tǒng)成功完成首次飛行測試。測試中同時使用了PAC-3 MSE導(dǎo)彈、輕型發(fā)射器和作戰(zhàn)管理中心。試驗(yàn)演示驗(yàn)證了MSE 導(dǎo)彈在對付后方來襲的模擬目標(biāo)時前所未有的過肩發(fā)射能力。導(dǎo)彈在成功對付模擬威脅后，在任務(wù)最后執(zhí)行了預(yù)先設(shè)定的自毀序列。MEADS憑借其先進(jìn)的雷達(dá)及360°全方位防御能力，使得防御覆蓋面積達(dá)到了傳統(tǒng)防空系統(tǒng)的8倍，降低了部署人員與設(shè)備的需求，也降低了空中運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

4.2 成功完成監(jiān)視雷達(dá)向多功能火控雷達(dá)提供目標(biāo)的能力測試

2013年4月，在紐約錫拉丘茲市附近，MEADS系統(tǒng)成功驗(yàn)證了監(jiān)視雷達(dá)為多功能火控雷達(dá)提供目標(biāo)的能力。試驗(yàn)中，雷達(dá)捕獲并跟蹤了一架小型測試飛機(jī)，并把飛機(jī)的位置轉(zhuǎn)發(fā)給戰(zhàn)場管理器，由管理器向X波段MFCR 雷達(dá)發(fā)出搜索命令。火控雷達(dá)根據(jù)命令搜索提示區(qū)域，捕獲目標(biāo)并建立專門的跟蹤路線。此次測試在360°的旋轉(zhuǎn)模式下完成。

4.3 完成首次戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈跟蹤試驗(yàn)

2013年10月，MEADS 系統(tǒng)在新墨西哥州白沙導(dǎo)彈靶場完成首次戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈跟蹤試驗(yàn)，驗(yàn)證了多功能火控雷達(dá)的360°掃描探測能力和對導(dǎo)彈目標(biāo)的跟蹤能力。一枚“長矛”戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈發(fā)射后即被多功能火控雷達(dá)捕獲，雷達(dá)隨即啟動跟蹤模式，直到導(dǎo)彈墜落。這次試驗(yàn)也是為晚些時候進(jìn)行的雙重攔截試驗(yàn)做準(zhǔn)備。根據(jù)計劃，11月份MEADS系統(tǒng)將進(jìn)行120°以上攻角的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈和吸氣式航空器靶標(biāo)的攔截實(shí)驗(yàn)。目前，火控雷達(dá)已成功完成了雷達(dá)引導(dǎo)、與北約系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互操作、Mode 5敵我識別系統(tǒng)驗(yàn)證等試驗(yàn)。

4.4 首次成功驗(yàn)證雙重攔截能力

2013年11月6日，在白沙導(dǎo)彈靶場成功進(jìn)行了MEADS系統(tǒng)攔截2枚同步靶標(biāo)的試驗(yàn)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)防空反導(dǎo)能力。試驗(yàn)中，1枚QF-4吸氣式靶標(biāo)和另1枚戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈靶標(biāo)分別以北、南方向相向飛行。MEADS監(jiān)視雷達(dá)捕獲2枚靶標(biāo)后，向MEADS戰(zhàn)斗管理器發(fā)送靶標(biāo)信息，之后，MEADS多功能火控雷達(dá)接收戰(zhàn)斗管理器發(fā)送的指令，跟蹤并引導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射，最終成功攔截并摧毀2 枚同步靶標(biāo)。此次試驗(yàn)對MEADS的360°監(jiān)視雷達(dá)、聯(lián)網(wǎng)的MEADS戰(zhàn)斗管理器、2輛輕量級發(fā)射車、PAC-3 MSE 導(dǎo)彈及火控雷達(dá)等所有單元進(jìn)行測試，均達(dá)預(yù)期效果，也是該系統(tǒng)進(jìn)行的首次“雙重”攔截試驗(yàn)。北約MEADS管理局表示，MEADS系統(tǒng)是世界上唯一能同時攔截2個不同方向目標(biāo)的地面機(jī)動防空反導(dǎo)系統(tǒng)，該技術(shù)利用聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)、傳感器和發(fā)射車，實(shí)現(xiàn)了美、意、德三國構(gòu)想的聯(lián)網(wǎng)防空反導(dǎo)能力。

5 結(jié)束語

隨著MEADS系統(tǒng)研發(fā)階段的完成，一些國家比如波蘭將有意向采購該系統(tǒng)，而美陸軍認(rèn)為當(dāng)前必須謹(jǐn)慎運(yùn)用資源，將其集中用于低風(fēng)險的關(guān)鍵能力上，未來應(yīng)優(yōu)先發(fā)展一體化指揮系統(tǒng)（IBCS）、“愛國者”防空導(dǎo)彈升級和末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)（THAAD）等三個項(xiàng)目，而不應(yīng)當(dāng)再資助MEADS。盡管近期MEADS已完成雙目標(biāo)攔截演示，但投產(chǎn)前還需要大量資金進(jìn)行更多試驗(yàn)。未來德國和意大利也將繼續(xù)尋找新的合作伙伴?！?/p>

［1］侯曉艷，邢婭，等.MEADS防空系統(tǒng)的最新進(jìn)展［J］.飛航導(dǎo)彈，2013（5）：8-10.

［2］韓長喜.MEADS多功能火控雷達(dá)成功完成首次戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈截獲和跟蹤實(shí)驗(yàn)［J］.現(xiàn)代雷達(dá)，2013，35（11）：11.

［3］畢世龍，張翼麟，等.美國批準(zhǔn)采用Mode 5敵我識別系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)彈防御［J］.戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2013（6）：78.