图2 助推段交战窗口
在交战窗口很短的情况下,即使增加几十秒的有效交战时间,也能显著提高助推阶段防御系统的性能。与探测和跟踪助推导弹相关的延迟会增加对拦截器速度和射程等其他系统属性的要求。对比图3-图5可以得出结论。
图3北美对朝鲜洲际弹道导弹的假想防御覆盖范围
(4 千米/秒拦截速度,75 秒交战延迟)
图4北美对朝鲜洲际弹道导弹的假想防御覆盖范围
(4 千米/秒拦截器,50 秒交战延迟)
图5北美对朝鲜洲际弹道导弹的假想防御覆盖范围
(4 千米/秒拦截器,30 秒交战延迟)
二、造成交战延迟的因素
探测助推段导弹的延迟是造成交战延迟的首要因素。类似于天基红外系统(SBIRS High)的天基红外传感器可能需要长达 45 秒的时间才能探测到目标。
45 秒才能探测到发射后的目标。先前的研究断言,天气条件将大大限制天基传感器提前探测洲际弹道导弹威胁的能力。假定最坏的情况是云层覆盖,这些评估得出的结论是,天基传感器只能在洲际弹道导弹达到 7 公里高度后才能探测到它。与直觉相反的是,固体燃料洲际弹道导弹可能比液体燃料洲际弹道导弹更快被探测到,因为它们会加速并穿过云层。由于对传感器能力的假设大致相似,这些研究对探测延迟的不同估计来自对威胁洲际弹道导弹加速度的不同假设。
天基红外传感器并不是早期探测的唯一途径。有学者建议部署机载雷达来探测助推洲际弹道导弹,这种导弹可以在恶劣的天气条件下工作,并探测7公里高度以下的移动目标。然而,与空间传感器不同的是,机载雷达的范围受到地球曲率的限制;洲际弹道导弹只有在爬升到雷达可见的高度后才能被探测到。机载X波段雷达对固体和液体燃料洲际弹道导弹的探测距离分别可达655至980公里,探测时间比天基传感器快10至15秒。
在初始探测后,传感器平台必须跟踪洲际弹道导弹的飞行范围,并向火控系统提供跟踪数据以计算预测拦截点(PIP)——拦截器和洲际弹道导弹轨迹交战的估计位置。这些跟踪延迟仍然是分析师之间相当大的分歧来源。
对这些延迟的不同估计源于对洲际弹道导弹性能、传感器分辨率和PIP精度要求的不同假设,范围在5到30秒之间。这种差异的一个来源是,对导弹稳定最终方位航向所需时间的不同假设。(稳定前,可能会经历“狗腿机动”)。
关于传感器分辨率的假设是另一个关键变量。能够更精确地分辨洲际弹道导弹位置差异的传感器可以更快地建立预测的拦截点。美国国会预算办公室在其评估中得出结论,其名义上的洲际弹道导弹在垂直飞行30秒后只能向下飞行0.6公里。在这些条件下,如果卫星的空间分辨率大于0.6公里,它们将无法在30秒内成功建立轨道。
最后,对PIP精度的不同要求将影响跟踪助推洲际弹道导弹的必要延迟。虽然不太精确的PIP要求可能会减少计算跟踪解决方案所需的时间,但它们将要求拦截器具有更大的敏捷性——即拦截器在飞行中修正其轨迹。对敏捷性(即转向能力)的更高要求将增加拦截弹的重量、成本和复杂性。或者,较低的PIP要求可能会推动替代的拦截器发射原则,由防御者发射多枚拦截器“将可能的进攻轨迹范围分门别类”。换句话说,防御者在评估助推段跟踪系统的需求时,必须在PIP精度和拦截器特性之间进行权衡。
本文来源:光电与防务
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