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美军用无人机机载传感器为反导试验提供目标识别
发布时间:2015年 01月 30日

中国网116日讯 据防务内情网站近日报道,美国东部时间1017日凌晨308分(夏威夷标准时间1016日夜间908分),美国国防部导弹防御局(MDA)、美国太平洋司令部、美国海军“约翰•保罗•琼斯”号驱逐舰(DDG-53)成功完成了一次编号为FTX-20FTX是“飞行试验-其他类型”的缩略语)的反导试验。颇为引人关注的是,这次试验中一架携带有MTS-B型多光谱瞄准系统的无人机充当识别传感器,对目标进行了跟踪、导引。尽管这只是一次没有实际拦截的反导试验,但作为标志性事件,预示着美军无人机参与反导作战向前迈出了重要一步。

试验成绩辉煌、版本不断升级的“宙斯盾”弹道导弹防御系统

“宙斯盾”系统是美国弹道导弹防御系统的海基部分,也是美国历史上最成功、最具代表性的海军武器系统。它不仅拥有陆基反导系统所缺乏的强大机动性,而且美国相信它不大会引起陆基反导系统那样的国际政治纠纷。过去几年,奥巴马政府明显加强发展“宙斯盾”系统,该系统已成为美国导弹防御系统的中坚力量。

“宙斯盾”弹道导弹防御系统是以美国海军“宙斯盾”驱逐舰和巡洋舰上现有的“宙斯盾”武器系统与“标准”防空导弹为基础,经过改进而发展起来的一种海上机动弹道导弹防御系统,主要由SPY-1相控阵雷达、指挥控制与通信系统以及“标准”-3拦截弹等部分组成。初期部署的系统(Block I型系统)主要用于拦截在中段飞行的近程和中程弹道导弹(包括在中段的上升段和下降段飞行的弹道导弹),美国与日本正在合作研制的系统(Block II型系统)将有能力拦截在中段飞行的中远程弹道导弹,甚至远程弹道导弹。

按照美国国防部所确定的渐进式采办战略,“宙斯盾”弹道导弹防御系统的飞行试验已经历了三个发展阶段:一是20世纪90年代初的“小猎犬大气层外轻型射弹” (Terrier LEAP)阶段,主要研究利用LEAP射弹作为海基拦截弹动能弹头的技术可行性,在1992-1995年间先后进行了4次飞行试验,演示了可以把LEAP技术与“标准”导弹结合起来,作为海基中段弹道导弹防御系统的拦截导弹;二是90年代中期以后,转入“宙斯盾LEAP拦截”(ALI)飞行演示阶段,目的是要演示利用“宙斯盾”武器系统和“标准”-3 Block 0型拦截弹在大气层外以直接碰撞的方式拦截弹道导弹目标;三是自200211月的“飞行任务-4”(FM-4)试验开始,转入“宙斯盾”弹道导弹防御能力发展阶段,通过改进一批巡洋舰和驱逐舰上的“宙斯盾”武器系统(包括改进火控指挥系统、SPY-1雷达等),升级“标准”-3导弹,重点发展“宙斯盾”弹道导弹防御系统的远程监视跟踪能力和拦截中远程弹道导弹的导弹防御能力。自2002年开始试验以来,“宙斯盾”系统34次拦截试验28次取得成功。而美国其他一些导弹防御系统则没有“宙斯盾”这么成功。比如,美军发展了几十年的地基中段导弹防御系统总共16次的拦截试验中,仅成功8次。

从“宙斯盾”作战系统整体性能水平看,美国海军的“宙斯盾”基线9作战系统也被称为“先进能力构型12ACB12)”系统,是“宙斯盾”作战系统的最新升级型,是美国海军所有的巡洋舰和驱逐舰综合作战能力的核心。20133月至4月间,美国海军“宙斯盾”基线9作战系统在经过现代化改装的“提康德罗加”级导弹巡洋舰“切斯劳维尔(Chancellorsville)”号上进行了海试,这是美国海军就一体化火控和防空作战能力进行的首次舰上试验。试验期间,“切斯劳维尔”号成功探测和跟踪了1枚中空亚音速目标,并使用“标准”-2导弹实施了拦截。2013年,海军在2艘驱逐舰“本福德”号和“巴里”号以及1艘巡洋舰“普林斯顿”号上安装基线9型系统。“阿利•伯克”级驱逐舰“米切尔”号、“米利厄斯”号,巡洋舰“圣乔治角”号预计在2014年和2015年安装该型系统。第一艘新建就配有基线9系统的驱逐舰是“约翰•芬恩(John Finn)”号(DDG-113),计划于20151月完成系统安装,后续的DDG-114118都将装备基线9型系统。这些战舰将采用基线9D型系统,这是专为新建造战舰设计的系统。基线9E型系统将用于陆基“宙斯盾”,即部署于罗马尼亚和波兰的弹道导弹防御系统。

 

在货运实践方面被寄予厚望的P-791飞艇

P-791项目是洛克希德•马丁企业自筹资金的秘密研制项目的一部分,主要用来深入了解飞艇的能力和技术,例如升力组合的方法和材料等。据称它只是一个大型飞艇的四分之一,所以很可能是现在企业与美国防部预研局签订的“海象”大型混合式飞艇验证飞行器合同的一部分。从后视角度看,P-791将三个加压的圆形充气的升力体并列成一个大的升力体,就像把三个小飞艇连在一起。这样做显然是为了能获得更多的类似机翼的升力效应,估计可为P-791提供约3-5 吨的载重能力。P-791的飞行速度为20节(全尺寸飞艇的速度达100节)。

对于飞艇来说,地面操纵是个很大的问题,特别是轻于空气的飞艇,一般都需要很庞大的地面操作人员组,因为它们在地面上对风非常敏感,在起飞时很容易发生事故。混合式飞艇比空气稍微重一些,并装有适当的动力系统,地面操纵系统要有很大的改善。即便如此,P-791对于天气条件要求相当苛刻,如果风速超过5节,飞艇最好就留在机库内,而滑跑和飞行对天气的要求是最大风速不能超过10节。

洛马企业工程师罗伯特•博伊德1991年就开始从事飞艇的研究工作,他自己对P-791有人驾驶飞艇在明年找到一个买主是很乐观的。博伊德称他们现在夜以继日地工作,到2018年飞艇可投入使用。洛马企业是五角大楼的首要供应商,但现在企业也瞄准了低速飞行飞艇的民用市场,目前企业有4艘气垫船,可在诸如沙滩、雪地甚至水面的平坦地面/水面使用。飞艇的买主可能是小型航空企业,或运输石油、燃气、矿石的企业。

博伊德称,气候变化推动了货运飞艇的巨大需求,由于气候变暖,以前可通行的冰冻公路现在不可使用了。对于象印度尼西亚一样的国家,计划开发偏远地区但缺少港口,货运飞艇是非常有用的,另外在应对自然灾难的救援行动中飞艇也是非常有用的。美国军方也对货运飞艇很感兴趣,但希翼采用购买飞艇货运服务的形式,而不是采购飞艇本身。博伊德称飞艇的价格为数千万美金,其使用费用与付给在季节性结冰路面运输货物的卡车司机的工资相当,但比直升机便宜1/51/10

美军在反导目标识别方面寻求以空基传感器替代天基系统

据美国《航空周刊与空间技术》报道,2013815日,美国国防部导弹防御局(MDA)先进技术部主任里奇•马特罗克(Rich Matlock)在一年一度的空间及导弹防御讨论会上透露,在继续寻求天基系统的同时,MDA计划近期继续利用MQ-9“死神”(Reaper)无人机识别弹道导弹目标,原因是前者的成本太高。

MDA2013年终止了设计和建造后续“空间跟踪监视系统”(STSS)卫星的计划。在此之前,已有2STSS试验星发射入轨,并于20132月在弹道导弹拦截试验中成功地为使用“标准”-3拦截导弹的海基弹道导弹防御系统(“宙斯盾”战舰)提供了目标指示。马特罗克表示,尽管该局想使用天基装备,不过就近期而言,部署一个能够在中段捕获并跟踪弹道导弹的卫星星座成本非常高。因此,MDA正在试验采用无人机探测弹道导弹,以提供额外的识别和瞄准信息。

为了这一目的,MDA已采购过至少4套美国雷神企业研制的B型多光谱瞄准系统(MTS-B),该系统是MQ-9飞机标准配置的有效载荷。MDA已经使用MQ-9飞机及其搭载的MTS-B进行过弹道导弹探测跟踪试验。最终,该局将可能利用多架高空飞行的无人机提供弹道导弹目标的三维跟踪数据,进而为“宙斯盾”战舰发射“标准“-3拦截弹提供目标指示(就像STSS在试验中所做的那样)。

目前MDA的目标是试验升级后的C型多光谱瞄准系统(MTS-C),该系统将增加综合一套长波红外探测器,从而可以更好地跟踪“冷”物体,例如:助推器已燃尽的导弹或弹头,或余焰和排气。马特罗克透露,MDA20139月和10月对MTS-C进行地面试验,2014年年底之前开展飞行试验。尽管MDA将继续选用MQ-9飞机进行试验,但马特罗克的演示文稿显示,RQ-4B“全球鹰”也可能被用于这一目的,因为它是少数几种能够在65000英尺(19812米)高度飞行的平台之一;相比之下,MQ-9在装满有效载荷时,其典型的“轨道”高度在60000英尺(18288米)以下。不过马特罗克承认,迄今为止,MDA还没有为“全球鹰”装载相关有效载荷或用它来进行弹道导弹探测跟踪试验。

MDA还试图使用诸如MQ-9之类的长航时无人机搭载激光武器,对助推段弹道导弹进行拦截。2012年,YAL-1机载激光武器试验台(由波音747-400F货机改装)项目被取消,此前该项目已演示证明了光束控制和击落弹道导弹靶标的能力,但制造、维护和使用这样的系统太过复杂。马特罗克形容该项目有几分“苦乐参半”。但是,从该项目获得的经验正被用于MDA的无人机反导激光武器计划中。马特罗夫表示,用于助推段拦截的激光反导无人机的飞行高度为60000英尺(18288米)或以上,从而避开云或大气带来的畸变,这样就不需要装载某些复杂的光束控制部件,可以简化光学系统。

目前,MDA正在研究固态激光武器、光纤激光武器和混合激光武器,它们都可避免采用具有腐蚀性的化学物质。该局正与美国麻省理工学院林肯实验室、劳伦斯•利弗莫尔国家实验室和国防部国防高级研究计划局的专家们合作发展有效载荷。但是,这种系统的功率要求高而重量限制严格,而集成到长航时无人机的要求更加剧了这一挑战。因此马特罗克表示,它从实验室状态发展到可以装机飞行的状态,将需要花费一些时间。

无人机载传感器在反导作战中的目标识别中“初试牛刀”

1017日的试验中,一枚中程弹道导弹靶标从位于夏威夷州考艾岛上的太平洋导弹试验场(PMPF)发射,位于夏威夷西部的“约翰•保罗•琼斯”号驱逐舰配装了“宙斯盾”基线9.C1型武器系统(弹道导弹防御5.0版能力升级),通过舰载AN/SPY-1雷达探测并跟踪了此枚靶标,随后生成了火控数据、进行了目标识别并运行了交战功能,但并未发射“标准”-3拦截弹。项目官员们将利用通过遥测等途径获得的试验数据,对武器系统的性能进行评价。MDA将利用试验结果改进和增强弹道导弹防御系统,并支撑在欧洲实施的导弹防御“分阶段自适应途径”第2阶段工作向前推进。

除了“约翰•保罗•琼斯”号驱逐舰,其他在本次试验中运用的装备和技术包括海基X波段雷达、空间跟踪与监视系统(STSS)演示卫星和识别传感器技术,以及指挥控制、战场管理与通信(C2BMC)体系传感器实验室,C2BMC实验室和位于太平洋导弹试验场的岸基“宙斯盾”导弹防御综合试验设施。其中,识别传感器技术旨在演示“宙斯盾”武器系统仅仅只依靠远程空基传感器提供的跟踪数据,就能发射“标准”-3导弹射击并摧毁弹道导弹的作战方式。在此次试验中使用了一架携带有MTS-B型多光谱瞄准系统的无人机,其交战是在美国大陆的一个试验台实验室上进行的实时模拟。

另据《防务内情》引述MDA的说法,透露该局还计划在1027日上午(首选的中程弹道导弹靶标发射窗口;备选窗口为1028日至1030日之间的某一天上午)使用“约翰•保罗•琼斯”号驱逐舰进行编号为FTM-26FTM是“飞行试验-‘标准’导弹”的缩略语)的弹道导弹拦截试验。该驱逐舰是首艘改装“宙斯盾”基线9.C型武器系统的战舰,其核心是多任务信号处理机,这是弹道导弹防御5.0版能力升级的中心。在此次试验中,该舰将实弹发射“标准”-3 IB批次拦截弹,在大气层外拦截靶标。此次试验还将使用2架配装MTS-B型多光谱瞄准系统的MQ-9“死神”无人机(岸基“宙斯盾”导弹防御综合试验设施也将参加试验)。MDA表示,这将是无人机首次参加弹道导弹实弹拦截试验,也将是FTX-20之后第二次使用远程机载传感器实时提供的数据完成端到端试验。

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