日本现役防空反导武器概述,军事技术论文.docx

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1、日本现役防空反导武器概述,军事技术论文朝鲜通讯社 2020 年 4 月 9 日援引朝鲜亚太和平委员会声明内容报道,由于美国和韩国的仇视举动和战争挑衅活动,朝鲜半岛局势正滑向一场 热核战争 ,事态严重影响朝鲜半岛,乃至亚太其它国家和地区的和平与安全.声明讲,为扞卫民族尊严和国家主权不受侵略者威胁,朝鲜已经公布军事回应举措.战事一旦点燃,将发展为一场 全面战争 ,朝鲜将展开 无情报复 . 日本防卫省一名发言人证实,为应对朝鲜试射导弹,日本航空自卫队当天凌晨在位于东京市谷的防卫省部署两套 PAC-3 型导弹拦截装置.日本防卫大臣小野寺五典 7 日签署命令,受权自卫队在日本海部署装备宙斯盾防空系统的驱

2、逐舰,以备拦截可能射向日本领空的朝鲜导弹.一旦驱逐舰拦截失败,爱国者 3 型导弹将担负起拦截任务1. 自 2003 年日本内阁通过了关于弹道导弹防御系统建设的决议以来,日本的防空反导系统得到了迅速发展,对亚太地区的稳定产生了重要影响.日本的防空反导防御系统由陆基低空拦截系统、海基高空拦截系统、预警探测系统和指挥控制系统组成.该系统的主要任务是拦截处于中段和末段飞行弹道中的近程、中近程、中程弹道导弹,海基反导系统还可对处于助推段的弹道导弹施行拦截.假如海基导弹拦截失败,再将信息传递到陆基低层拦截系统,由低层拦截系统将其击毁. 1 陆基低空拦截系统 1. 1 日本导弹防御系统发展经过 20 世纪

3、90 年代初,日本航空自卫队与相关企业开场进行关于将来弹道导弹防御的设想研究和关于弹道导弹的探测、跟踪的相关研究,并通过对FPS-3 进行升级改良,使之具备了探测、跟踪弹道导弹的性能. 1995 年,防卫厅开展的关于日本防空系统建设方向的综合调研中,进行了对弹道导弹防御系统的设想研究,并在技术可靠性方面得到了美国的协助. 日本佳其( JADGE) 预警指挥系统的设计制造始于 2002 年,与此前的巴其系统( BADGE) 一样,在设计之初主要是针对飞机.2004 年,开场对佳其系统追加弹道导弹应对功能. 2003 年,内阁通过了关于弹道导弹防御系统建设的决议,弹道导弹防御系统建设的形势发生了重

4、大变化,日本弹道导弹防御系统的建设始于 2004年2. 1. 2 爱国者 PAC-3 系统 日本从 2004 年开场引进爱国者 PAC-3 导弹及地面系统,如今在日本全境已部署 16 部该系统. PAC-3 系统是洛马公司在 PAC-2 系统的基础上,对火控系统进行改良并换装新的 PAC-3 型导弹而构成的全新的防空系统. 爱国者 PAC-3 系统由爱国者 PAC-3 导弹、发射装置、AN/MPQ-65 相控阵雷达、AN/MSQ-104 交战与火力控制站和其它支援设备组成.每个火力单元由 1 部雷达、1 个交战与火力控制站和 6 8 辆导弹发射车组成,每辆发射车带有 16 枚爱国者 PAC-3

5、导弹.作为中低层的拦截系统,拦截高度 15 km,拦截距离 20 km,用于拦截处于末段飞行的中近程弹道导弹和巡航导弹以及空气动力目的,对防御目的实行点防御,能够有效地拦截战术弹道导弹,并在实战中得到了验证.AN/MPQ-65 相控阵雷达可完成对目的的搜索、跟踪、辨别和对导弹的制导. 对雷达散射面积为 1 m 的目的的最大探测距离为170 km,最大目的探测数为 100 个,最大导弹制导数为 9 枚3.图 1 为爱国者防空反导系统 PAC-3 导弹发射车. PAC-3 武器系统采用分置式地空导弹共架发射技术,能发射 PAC-2、PAC-2 GEM 和 PAC-3 ERINT三个型号导弹,并还有

6、一个型号 PAC-3 MSE 正在研制中.1 个爱国者导弹连共有 8 部发射车,单部能装 4 枚 PAC-2 导弹或 16 枚 PAC-3 ERINT 拦截弹. 爱国者 PAC-3 导弹采用单室双推力固体火箭发动机,发动机长为2. 75 m,直径为266 mm,质量为 195 kg,端羟基聚丁二烯( HTPB) 推进剂质量为175 kg,发动机壳体由碳纤维 / 环氧复合材料制成,采用 Ka 波段脉冲多普勒主动雷达导引头,距离测量精度为 0. 1 0. 15 m,采用惯导中段控制系统、指令修正和主动雷达寻的制导. PAC-3 ERINT 导弹的攻击目的是战术弹道导弹和 大 气 层 内 吸 气 式

7、 飞 行 器,目 标 拦 截 距 离1 000 km,射程 30 km,射高 15 km,弹长 4. 775 m,弹径 228 mm,最 大 速 度 马 赫 数 6,发 射 质 量301. 5 kg,杀伤概率 80 % ,制导体制为惯性制导+ 指令修正 + 毫米波雷达主动寻的制导,16 联装箱式倾斜发射,为直接碰撞和引爆杀伤加强装置相结合的双重杀伤方式.改良的 PAC-3 弹头可能采用化学气体弹头,可以能采用动能弹头.据报道,PAC-3 MSE 导弹为 PAC-3 导弹的改良型,国际合作研制的中程扩展防空系统( MEADS) 已选用 PAC-3MSE 导弹作为该系统的主要拦截弹4. 1. 3

8、Chu-SAM 地空导弹系统 Chu-SAM 地空导弹系统是一种中程中低空地空导弹系统,从 1994 年开场研制,2001 年进行了初次导弹飞行试验,2003 年开场生产,2004-2005年开场装备日本陆上自卫队. 每个 Chu-SAM 导弹系统火力单元包括四辆垂直发射车、1 部多功能相控阵雷达、1 个指挥控制中心和 1 个火控站.每辆发射车上装有 6 联装发射系统,每个防空群有 4 个或 5 个火力单元.Chu-SAM 导弹系统采用垂直发射技术,可 360 全方位攻击目的,并具有同时对付多个目的的能力.图 2为 Chu-SAM 地空导弹系统. 系统能对付各种作战飞机,射程50km,射高 1

9、0 km,弹长 4. 9 m,弹径 300 mm,最大速度马赫数2. 5,发射质量 301. 5 kg,杀伤概率 80% ,制导体制为预置程序 + 指令修正 + 主动雷达寻的制导,使用高爆战斗部、近炸或触发引信3. 2 海基发射高空拦截宙斯盾系统 2. 1 宙斯盾系统组成 1992 年,日本接收了首套宙斯盾系统.1993 年3 月,日本首艘宙斯盾驱逐舰金刚号服役.当前,日本已装备 6 艘具有宙斯盾系统的驱逐舰.宙斯盾系统主要由标准导弹、AN/SPY-1 雷达系统、指挥与决策系统、武器控制系统、宙斯盾显示系统和发射装置等组成. 2. 2 AN / SPY-1 系列雷达 AN / SPY-1 雷达

10、为固定式 E / F 波段电扫描多功能相控阵雷达,具有搜索、探测、跟踪、制导等多种功能.该雷达采用数字计算机控制、高功率发射机及先进的信号处理技术,能在严重的杂波干扰和电子干扰环境下进行自适应搜索和跟踪,并能有效地对付具有宽带特性的目的.由于反舰导弹具有低空突防特性,该雷达在低空区采用多波束高数据率搜索.为对付反辐射导弹,该雷达可临时关机,开机 1 s 后可进入跟踪状态.当前,AN/SPY-1 雷达已有 AN/SPY-1A、AN/SPY-1B、AN/SPY-1C、AN/SPY-1D、AN / SPY-1F 和 AN / SPY-1K 等型号.AN / SPY-1D舰载防空雷达可同时探测 200

11、 个目的,并跟踪华而不实最具威胁的18 个目的,对空中目的的最大探测距离可达460 km.AN/SPY-1D( V) 雷达是 AN/SPY-1D 的改良型,在提高远海作战能力的同时,重点提高了雷达探测和跟踪掠海飞行的反舰导弹和战术弹道导弹的能力.图3 为 SPY-1D 雷达天线. 2. 3 指挥决策与发射系统 指挥与决策系统提供指挥、控制和协同,并通过威胁评估减少作战人员的干涉.巡洋舰采用Mk 1指挥与决策系统,驱逐舰采用 Mk 2 指挥与决策系统.武器控制系统除优先与空中目的交战外,还用于水面和水下目的的交战,处理来自指挥与决策系统的火力分配指令、威胁评估结果和 AN/SPY-1 雷达提供的

12、追踪数据,决定拦截方式,选定发射装置和导弹,控制发射,并对飞行中的导弹进行制导控制,同时将情况报告给指挥决策系统.采用 Mk 41垂直发射装置,除发射标准系列导弹外,还能够发射战斧巡航导弹、阿斯洛克反潜导弹和改良型海麻雀导弹. 2. 4 标准系列导弹 当前,美国海军和日本海上自卫队装备的用于宙斯盾导弹防御系统的导弹称为标准-3 Block 1A导弹,直径约343 mm,最大射程600 km,拦截高度160 km,最大飞行速度 3 3. 5 km / s.利用动能弹头直接摧毁弹道导弹,利用其运动能量实现完全摧毁.Block 1A 导弹可拦截的弹道导弹包括近程导弹( SRBM,射程 600 km)

13、 、准中程导弹( MRBM,射程1 300 km) ,能够有限拦截中程弹道导弹 ( LRBM,射程 5 500 km) . 标准-3 Block 1B 导弹是 Block 1A 的改良型,直径一样,红外传感性能得到提升,弹头姿态控制装置有所改善.Block 1B 可能在 2021 年之前实现部署,随着这种导弹的装备,对弹道导弹的辨别能力有望加强,防御区域也会进一步扩大.B1ock 1B 能够拦截近程、准中程及中程弹道导弹.标准-3 Block2A 导弹从 2006 年开场由美日两国联合开发,导弹直径约 533 mm,射程可达 1 200 km,拦截高度500 km,最大飞行速度可达 4. 5

14、5. 6 km / s.动能弹头的摧毁能力加强,导弹制导装置及姿态控制装置的性能也大幅提高.装备该型导弹后,防御区域将会进一步扩大,能够拦截包括诱饵在内的多种弹道导弹,使用灵敏性也有所增加.根据 计 划,Block 2A将在 2021 年研制完成,2021 年开场部署,Block 2A 能够拦截近程、准中程及中程弹道导弹,并能 够 有 限 拦 截 洲 际 弹 道 导 弹 ( LCBM,射 程10 000 km) .图 4 为标准-3 导弹发射试验. 2018 年,日美合作研制的标准-3 IIA 项目通过美国导弹防御局和日本防卫省联合开展的系统设计评审,并获准进人正式研发阶段.标准-3 IIA

15、型拦截弹具有更大的第二、三级火箭发动机直径,推进速度和拦截距离有所提高,还将采用改良型动能弹头,目的辨别能力显着加强,可拦截包括远程弹道导弹在内的多种弹道导弹5. 标准-3 Block 2B 导弹的直径与 B1ock 2A 同为533 mm,但性能将会大幅提升,射高、防御区域也会进一步扩大,能够对中程弹道导弹及洲际弹道导弹施行早期拦截,该型导弹可能在 2020 年以后开场部署. 3 预警指挥控制系统 3. 1 指挥控制系统及装备 日本导弹防御指挥控制系统以自动警戒管制佳其系统以及防空/反导地面兵力兵器自动化指挥系统终端为核心,用于支援导弹防御作战的指挥控制,可收发、处理、显示司令部、各作战态势

16、等信息.佳其自动警戒控制系统由原巴其系统改良而成,用于指挥分布于海上和陆地的各子系统作战,由数台服务器构成分布式网络信息处理系统,可自动综合处理地面所有固定和机动雷达以及空中预警机采集的目的信息,为指挥员做出判定、选择最佳作战方案提供根据,进而实现反导作战全经过的自动化.该系统与宙斯盾系统、爱国者系统以及陆基预警雷达( 如 FPS-5 雷达) 链接,能够接收美军Link-16 数据链信号,分享美军预警卫星和 X 波段雷达获取的导弹预警情报.同时,佳其系统与日本指挥所相连接,可保证日本最高当局在必要时能直接指挥防空反导作战.佳其系统的 BMD 指挥官由航空自卫队司令担任,可对由航空自卫队的陆基雷

17、达、预警机,海上自卫队的宙斯盾驱逐舰收集到的来袭导弹情报进行分析,然后将信息传递给宙斯盾驱逐舰和爱国者导弹,启动拦截程序.佳其系统于 2004 年开场建造,2018 年 7 月正式启用.日本导弹防御指挥控制系统的另一个组成部分是日本的防空/反导地面兵力兵器自动化指挥终端.2018年 3 月,防空/反导地面兵力兵器自动化指挥系统投入正式值班. 巴其系统于 1989 年正式启用,配备有 28 个地面 J/FPS-3 固定雷达站、12 个 J/TPS-102 型机动式三坐标雷达、C-3118 新型智能型数字计算机、13 架E2-C 预警机、4 架 E-767 预警机,并增装了 JAN /TSQ-51

18、C 型对空作战指挥装置.随着各种装备升级改造的完成,新巴其系统的防空预警能力得到极大提高,其空中预警范围到达 600 km,预警时间到达30 min.新型三坐标雷达采用世界先进的有源相控阵雷达技术,具有较强的远程高空和近程低空目的探测能力、跟踪能力以及较强的抗干扰和抗毁能力,对高度为 500 m 的低空目的,探测距离到达152 214 km,使地面预警时间由 7 min 提高至10 min. 巴其系统的指挥控制分为四级.华而不实,航空总队作战指挥所负责整个国土防空作战,内设航空作战管制所,负责防空作战指挥.每个防空扇区设有航空方面队作战指挥所,内设防空指挥/指令所,负责本扇区的防空作战,对下属

19、的防空监视所即雷达站、航空团战斗指挥所和高射群( 防空导弹、高炮) 战斗指挥所施行指挥. 巴其系统采用智能型 C-3118 电子计算机处理数据,可自动综合处理所有固定、机动式雷达以及空中预警机采集的目的信息,实现目的性质辨别、目的数据计算,威胁评定,确定作战方案,下达作战命令,指挥、引导、拦截等防空作战全经过的自动化6. 3. 2 空基预警系统 E-2C 鹰眼预警机负责空域的警戒巡查任务,施行昼夜不间断空中巡查.预警侦察设备是 AN/APS-145 机载雷达和 AN / ALR-73 无源探测系统. AN / APS-145 雷达对弹道导弹、巡航导弹及隐身目的具有较强的探测能力,对大型目的的探

20、测距离到达 648 km.AN/ALR-73 是全自动的宽频段、精到准确、快速的无源探测系统,探测距离高达 740 km. E-767 预警机担负日本首都的防空警戒任务,用于对付低空目的,如高速轰炸机、巡航导弹等. E-767 预警机装备的 AN / APY-2 预警雷达及通信和情报系统,可直接与地面巴其系统、各种战斗机及E-2C 预警机联网,可 24 h 施行空中警戒.E-767 预警机最大巡航速度为805 km/h,高空警戒探测距离398 796 km,对轰炸机和战斗机的探测距离分别为 556 km 和 370 km. 3. 3 陆基及海基预警系统 日本陆基导弹预警系统主要由 FPS-5

21、远程预警雷达和改良型 FPS-3 雷达构成,该系统对远程高空目的和近程低空目的具有较强的探测与跟踪能力. FPS-5 预警雷达为大型 L 波段固定三面相控阵雷达,能够探测并跟踪速度约为 11 000 km/h 的弹道导弹.日本已经完成 4 部 FPS-5 预警雷达、7 部改良型 FPS-3 预警雷达的部署工作.2006 年 6 月,美国在青森县津轻海峡部署了 X 波段雷达( FBX-T) ,该雷达是一种高分辨率雷达,能够探测助推段飞行的弹道导弹7. 地面战略预警系统主要用于对弹道导弹进行预警,兼具低空突防对抗能力.战略预警任务主要由从美国引进的一部后向散射超视距( OTH-B) 雷达系统和一部

22、双基地移动式超视距雷达( OTH-T) 施行.OTH-B 雷达系统作用距离约 3 000 km,探测范围覆盖东北亚、俄罗斯的西伯利亚西部、越南、菲律宾、中国东北、华北及中原大部分地区.OTH-T双基地雷达探测距离可到达3 000 4 000 km,可监视俄罗斯远东基地及其它区域的飞机和舰船发射的导弹.它们与美国部署在关岛的 OTH-B 雷达构成了一个 3 000 4 000 km 的战略预警网. 2008 年 3 月 l3 日,日本足柄号宙斯盾驱逐舰交付使用,使日本海上自卫队宙斯盾驱逐舰到达了6 艘.宙斯盾驱逐舰装备的 AN / SPY-1D 多功能相控阵雷达是日本主要的海上预警系统.AN/S

23、PY-1D雷达与 FPS-5 雷达一起构成了日本导弹预警雷达网的核心. 3. 4 天基预警系统 为摆脱因分享美国天基预警信息而构成的依靠,2018 年 7 月以来,日本开场商量引进美制导弹预警卫星,试图建立愈加独立自主的弹道导弹防御体系.日本计划 2020 年 4 月前发射 15 枚靶弹,以检验和提高日本弹道导弹防御系统的探测和跟踪能力,估计耗资约 1. 06 亿美元. 2018 年 9 月和 12 月,日本先后发射了光学-4号和雷达-3 号侦察卫星,构成了由多颗光学侦察卫星和 1 颗合成孔径雷达卫星组成的天基侦察网.光学-4 号侦察卫星属于日本第二代光学成像侦察卫星,全色分辨率到达了 0.

24、6 m,雷达-3 号侦察卫星可全天候遂行侦察监视任务,分辨率到达 1 m. 4 防空反导系统发展趋势 4. 1 预警系统发展趋势 1) 发展新一代固定式警戒管制雷达2018 年,防卫省开场着手将来雷达方式的相关研究,主要内容是研究开发探测隐身飞机和弹道导弹方面性能突出的雷达,估计将在 21 世纪 20 年代后半段实现列装. 2) 发展获取预警信息的新系统日本从 2000 年起开场研究将来预警系统,使用飞机搭载红外预警系统.假如进展顺利,21 世纪20 年代后半段之后,日本单独研发的针对隐身飞机和弹道导弹的预警飞机将会问世.在预警飞机问世之前,要建立用于目的辨别的数据库,还应考虑研发日本国产的预

25、警卫星. 4. 2 武器系统发展趋势 1) 研发标准系列导弹替代产品 作为宙斯盾舰载标准导弹的替代品,可考虑采用当前日美共同开发的弹道导弹防御用升级型拦截导弹( 标准-3 Block IIA) .估计将于 2021 年左右完成开发,21 世纪 20 年代初开场列装2. 2) 研发爱国者-3 替代型导弹 新式装备一方面要与标准-3 Block IIA 构成配合,另一方面还要能够防御速度更快的弹道导弹,保护更广阔的地域.新一代地空导弹系统,有望于2030 年代后期列装.作为开发同时具备弹道导弹应对能力的地空导弹系统的准备,应进一步研发新型拦截导弹,并在这里基础上推进地面系统的研发. 3) 进行射击

26、场保障及试验评估研究 作为进行数学模拟和硬件环路模拟的器材,弹道导弹防御模拟雷达要具备模拟将来弹道导弹的能力.进行必要的试验评估还要获得美国的协助,为此要理顺与美方的协调关系.采用飞机搭载雷达系统,以协助拦截导弹能够在对方的弹道导弹升空阶段进行拦截,使系统具备有效拦截范围. 4. 3 指挥控制系统发展趋势 1) 改良佳其系统 佳其系统使用的计算机是民用产品,要定期换装,软件也要在训练和运用中逐步升级.将来还会有系统整体维护的问题,估计新一代佳其系统将于21 世纪 30 年代实现列装8. 2) 提高指控系统的整体性能 提高指控系统的整体性能需要通过在各个时期列装升级改良后的各子系统来逐步实现.先

27、期施行新一代系统的技术课题相关研究和根据威胁的动向和新系统的引进,适时开展设想研究非常重要.在这里基础上对升级后系统从运用层面和技术层面适时施行综合检验,是提高防御系统应对能力不可或缺的重要措施. 5 结束语 日本提高将来导弹防御系统的性能,是以现有导弹防御系统为基础,将来分别引入技术进步的各个子系统,逐步提高整体性能的渐进性开发方式. 将来的防空导弹体系将融合现有的各个防空系统以及子系统的功能,朝着一体化防空反导的方向发展.技术层面将走本国自主开发与同国外协作开发的道路. 以下为参考文献 1 朝鲜敦促在韩外国人避难撤离. 凤凰网,2020-04-10 2 宫肋俊幸,李明,江新凤. 日本的弹道导弹防御. 日本军事研究,2020( 1) 3 北京航天情报与信息研究所. 世界防空反导导弹手册. 中国宇航出版社,2018 4 何永全,王学智,冯刚. 地空导弹共架发射技术研究.飞航导弹,2020( 6) 5 岳江峰,吴建刚,张磊,等. 2018 年日本武器装备发展综述. 军事世界,2020( 4) 6 陈宇杰,杨卫丽,朱斌,等. 武器装备发展概述. 环球了望,2018( 3) 7 孟祥玲,韦秀光,陈萍. 国外防空系统的发展. 飞航导弹,2008( 9) 8 王惠民. 美国、日本及台军防空防天与反导指挥自动化系统. 地面防空武器,2006(1)