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近程传感器 美陆军新一代近程防空系统

发布时间:2024-10-06 10:10:13

美陆军新一代近程防空系统

五角大楼于2021年4月23日宣布,美军第10陆军防空和导弹防御司令部下属的第4防空炮兵团将接收M-SHORAD近程机动防空系统。M-SHORAD系统是美军陆军近程防空系统的新一代延续。随着大国竞争的加剧,美军亟待获得一种现代化野战防空武器,来防范日益激烈的无人机袭击,现有的防空系统无法胜任这一任务,美军野战防空存在巨大漏洞。在这样的背景下,M-SHORAD系统呼之欲出。按照不同技术路线的划分,M-SHORAD系统可以分为发射毒刺和地狱火导弹的IM-SHORAD系统和装备50千瓦激光器的DE-MSHORAD系统。两条技术路线并行的M-SHORAD系统,将在无人机、大口径火箭弹、迫击炮弹威胁日益严峻的环境下,撑起美陆军野战防空的保护伞。

M-SHORAD项目最早可追溯至2018年。在2018年3月召开的美陆军协会全球力量研讨会上,推出未来5年防空反导体系发展计划。2019年3月,美陆军又发布了新的防空反导框架,确定了建立6层防空反导圈的目标。其中,新研制的M-SHORAD系统将负责第2到第4防空反导圈的防御工作。美军还充分利用地狱火反坦克导弹的射高优势,使其具备反直升机能力,并在2017年12月进行了防空测试。美军还提出将50千瓦激光器应用于M-SHORAD系统的想法。由此可见,激光器和导弹两条不同技术路线并行是M-SHORAD系统的显著标志。

基于导弹的IM-SHORAD系统

IM-SHORAD系统由美国波音公司和通用动力公司联合研制。美军选择斯崔克装甲车作为整个系统的底盘。IM-SHORAD系统将装备一款多用途遥控武器站,用以集成武器和雷达系统。反无人机、反小型目标是IM-SHORAD系统的首要任务,为此,美军专门指定了由RADA公司研制的多任务半球雷达,这种S波段小型有源相控阵雷达具有优秀的性能,可以进行半径10千米的区域搜索和半径5千米的半球搜索。MHR雷达不仅可以搜索天空中的无人机、空地导弹以及直升机,还可以搜索地面目标发射的火箭弹和迫击炮弹,并通过弹道计算发射位置。

为了提高IM-SHORAD系统的观察、瞄准和跟踪能力,美军还为其配备了由L-3 WESCAM公司研制的MX-GCS光电/红外传感器。作为美军2015年推出的最新观瞄系统,MX-GCS由热成像仪、昼间彩色成像仪和激光测距仪组成,具备行进间提供目标识别、跟踪和射击的能力。有别于一般观瞄装置,MX-GCS还具备360度扫描、可自由伸缩收放、便于安装等特点。为了更好地融入指挥信息化系统,MX-GCS具有更多的双向接口,实现与更多设备的互联共享。MX-GCS系统的出现,无疑提高了IM-SHORAD系统的射击效率和反应速率,使得系统的战斗力大大增强。

IM-SHORAD的武器系统集成了4枚毒刺防空导弹、2枚地狱火反坦克导弹和一门XM914型30毫米机关炮。其中,毒刺的最大射程达到5千米,具备光学/红外两种追踪模式。5千米的射程在今天早已不尽人意,为此,美军选择了AIM-9X响尾蛇导弹作为毒刺的备份手段。地狱火反坦克导弹具有8千米的射程和最大600米的射高,经过充分的性能发掘,地狱火完全可以具备攻击低空飞行的直升机、无人机的能力。射高达到4千米、每分钟射速600发、可发射多种智能化弹药的XM914型机关炮,将充当IM-SHORAD系统的最后一道保护伞。以上均为美军现役装备,由此可见,IM-SHORAD系统更强调现有装备的有机结合,在最短时间生成战斗力。

基于激光器的DE-MSHORAD系统

DE-MSHORAD的核心组件——50千瓦军用激光器由雷神公司研发。激光武器凭借其可重复、单次发射成本低以及高毁伤等特点在军事领域异军突起。DE-MSHORAD系统起源于美陆军2018年发布的“多任务高能激光器”计划。由于激光器发射时耗能巨大,传统动力无法提供激光器所需的海量电能,为此,美军选择了最新的斯崔克A1装甲车底盘。区别于普通的斯崔克装甲车,搭载激光器的斯崔克A1底盘载重量大大提高,并额外安装交流发电机、散热风扇等设备。为了满足激光器系统所需的冷却时间以及能源,斯崔克A1还配备了新的电源和热管理系统,这套系统可为激光器提供充足的能量和快速冷却,使得激光器在面对众多目标来袭时保持高效运转。

50千瓦激光器是DE-MSHORAD系统的核心。雷神公司的50千瓦激光器克服了同类型产品存在的能量浪费、实际发射功率不足和发热量高的缺陷。该激光器基于光纤激光器研发,光纤激光器具有激光束质量高、高效率的特点,可以实现激光束的远程密集聚焦,从远距离杀伤目标。光纤激光器还具备散热特性好和结构紧凑的特点,便于在“寸土寸金”的车载底盘进行搭载。

雷神公司还为DE-MSHORAD系統贡献了自行研制的Ku720有源相控阵雷达。该雷达能有效探测8000米外的无人机、迫击炮弹等小型目标,是一种性能优越的反无人机利器。DE-MSHORAD系统还配备了独立目标截获与跟踪系统,这种系统集成了宽窄两种视场的红外传感器,用于捕获、跟踪目标。DE-MRSHORAD系统还装备了AN/VLR-1前视红外系统、自动视频跟踪装置和激光测距机。几种电子设备的有机衔接,大大提高了DE-MSHORAD系统的作战能力。凭借电子观瞄设备提供的优势,DE-MSHORAD可以捕捉、跟踪和打击位于300-5000米远、飞行高度10-3000米的巡航导弹、武装直升机或无人机目标。

低成本是整个DE-MSHORAD系统的最大亮点,一次激光发射仅需30美元。通过远低于导弹的单价,实现大量击毁目标的效果,有利于经费节约,实现系统的大规模批量装备,在面对无人机蜂群作战时取得更好的战果。

结 语

2021年10月,DE-MSHORAD系统将迎来首次大考——该系统将参加“融合计划2021”演习。而IM-SHORAD系统早已在2020年6月完成了所有测试,并在美军驻德国部队中进行少量装备。作为美军优先发展的新兴防空系统,IM-SHORAD和DE-MSHORAD未来可期。

然而,两型防空系统依然存在诸多亟待解决的难题。对IM-SHORAD系统而言,困扰其发挥作用的首要因素便是性价比不高。一枚“毒刺”导弹的射程仅有5千米,无法满足实战条件下的激烈环境;“地狱火”导弹性能尚可,却存在价格偏高的缺点。IM-SHORAD系统的研发,本来出于过渡阶段临时拼凑的考量,现今美军正式将其列入制式装备,便需要再开发一款专用于IM-SHORAD系统、具有较远射程且性价比高的新型防空导弹;整个IM-SHORAD系统只有6发导弹,难以适应高强度对抗,重复装填耗费大量人力物力;IM-SHORAD系统的电子战能力也有所欠缺,一旦遭到电子干扰,很容易失去对战场态势的信息感知,进而失去作战能力。对于DE-MSHORAD系統而言,其激光器发射功率不足,需要5至6秒的时间才可击落一架无人机;激光系统也容易受到敌方电磁干扰、不良天气以及战术突防手段的影响,从而削弱激光武器的效能;系统还存在120千瓦发电机供电不足、耗能大和散热量大的缺陷,这些因素都会影响激光器的持续作战。此外,DE-MSHORAD系统在装载激光器、电源、各种控制和散热设备后,整车重量增加,机动性下降。与IM-SHORAD系统的困扰相同的是,DE-MSHORAD系统存在智能化作战准备不足,难以应对大规模无人机蜂群的问题。

尽管拥有诸多不足,M-SHORAD系统仍将顶起美陆军近程防空的一片天。预计到2022年,将有4套DE-MSHORAD系统编配至排级单位,IM-SHORAD系统则会按照计划制造144套并装备4个陆军防空营。随着战争信息化、智能化水平的提高,无人机的迅猛发展,陆军面临的威胁只会不断增加。打破传统思维,才能找到破解野战防空谜题的“金钥匙”。M-SHORAD系统强调导弹和定向能武器结合,利用两者的优势,取长补短,将引领未来野战防空的潮流。

摘编自军事高科技在线

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责任编辑:张传良

俄罗斯“布克—M3”防空导弹系统试射,战略意义几何?

据俄罗斯“世界军火贸易分析中心”网站9月4日报道,俄罗斯中部军区司令员亚历山大•拉宾上将透露:驻扎在阿尔泰边疆区的俄罗斯中部军区防空导弹旅官兵,已经完成了“布克-M3”防空导弹系统试射,第一批试射将于10月在阿斯特拉罕州举行的演习中实施。“布克-M3”防空导弹系统作为俄罗斯新式中程防空导弹系统,有何特点?此次改装训练背后有何意义?

“布克-M3”防空导弹系统

布克之名源自俄语“山毛榉”的音译,是俄罗斯中程防空武器系统,俄罗斯编号为“SAM-11”,北约称其为“牛虻”,是“SA-6”地空导弹系统的后继型。此型导弹是一种中低空、中近程机动式防空武器系统,主要承担野战防空任务,装备陆军导弹旅。采取四联装发射架,履带式载车。这种防空系统可以对付战术和战略飞机、直升机、近程弹道导弹、巡航导弹、空射导弹、反辐射导弹、制导炸弹和其他空气动力飞行器。

“布克-M3”防空系统是建立在俄罗斯布克防空导弹系统下全新的防空系统。它使用新型导弹,并有先进的电子元件,与旧的布克系统相比,它的性能得到了很大提高,甚至超过了老式的“S-300P”远程防空系统。该系统由俄罗斯金刚石-安泰(Almaz-Antey)公司负责设计、开发和制造,在该系统上,“布克-M3”防空系统采用全新数字计算机、高速数据交换系统和远距离热成像目标指示器,后者取代了之前“布克”防空系统所使用的远距离光学跟踪器,这将极大提高新式“布克-M3”防空系统目标跟踪的能力。

整套“布克-M3”防空系统包括一辆9S510M指挥车、9S36M照射和导弹制导雷达车、两辆9A317M导弹发射车以及9S18M1目标搜索雷达车。其中各个作战单元各司其职,构建完备防空体系。

9S510M指挥车对空情进行分析,控制和监视各火力单元,为单个发射车指示和分配目标,依靠无线电拉杆天线和电线进行通信,最多可跟踪60个目标,指示36个目标,控制6个发射点,反应时间为2秒。

9S36M雷达车通过电子扫描相控阵雷达天线进行工作,可判定低空及贴地飞行目标的类型,照射目标并把弹道修正指令传输给飞行中的导弹,搜索距离120千米。

9S18M1目标搜索雷达车配备相控阵扫描雷达,能自动切换工作模式和扫描速度,进行目标探测、识别、搜索和跟踪,为指挥车提供防空图,最远探测距离160千米,改进后最大探测高度提高到3.5万米以上,环形扫描一次防区只需4.5~6秒。

9A317M导弹发射车重约35吨,自带雷达可同时跟踪10个目标,对其中4个发起攻击。目标发现距离为100~120千米,对于选中的打击目标,可从相距95千米处开始密切跟踪,在获得目标识别信息后,在14秒内迅速发射导弹。

“布克-M3”防空导弹的优势

性能优越,高速精准打击目标。“布克-M3”防空系统使用了一种新导弹,相较于“布克-M1”与“布克-M2” 系统,导弹更紧凑,射程更远,整体性能也更强。新型导弹的发射架由原来的4联装增加为6联装。这种新型导弹射程可达70公里,最小射程2.5公里。对目标毁伤概率达到0.9999,能在15米至35公里的高度以3000米/秒的速度摧毁目标。此外,“布克-M3导弹”已经过优化,可以拦截低空飞行的巡航导弹,同时也可以攻击地面和海上目标。

机动能力强,便于调动部署。以往的“布克”防空系统,导弹都是直接挂载在发射架上,对保养非常不利。“布克-M3”采用了储存运输发射筒,可以很好地解决这个问题。从准备到开始发射大约需要5分钟。该车最高时速70公里,最大行驶里程500公里。俄军将能更加灵活地部署和运用“布克-M3”防空导弹系统,并进行长期作战,可根据战场态势进行机动调整,使俄防空力量部署更为全面。

抗电磁干扰能力强,多目标锁定跟踪。“布克-M3”防空导弹系统拥有一个新的数字计算机、高速数据交换系统和远程热成像目标指示器,而不是以前型号中使用的远程光学跟踪器。该系统的制导照射雷达具备了搜索能力,具有单车独立作战能力,在雷达的顶部还有一具光电传感器,可在严重电磁干扰环境中使用,这使得先进的9R31M导弹甚至可以在有源电子干扰期间击落所有飞行物体,包括高度机动的飞行物体。一组“布克-M3”导弹可以同时跟踪和攻击多达36个目标,由于其可以垂直发射,布克-M3还可以攻击海上和陆地目标,且反应时间仅为2秒,这使得“布克-M3”成为同类型中拦截能力的佼佼者。

“布克-M3”防空导弹系统列装意义

“布克-M3”防空导弹系统搜索目标和跟踪指引目标的优势,使其在相同时间内能发现和拦截更多的目标,面对类似美国无人机“蜂群战术”的饱和攻击,“布克-M3”系统较“布克-M2”系统的抗饱和打击能力更强。而且优秀的GM-569A履带式装甲车底盘,赋予了“布克-M3”导弹最大65-70千米每小时的公路速度,以及500千米的航程。长航程和高速机动让布克-M3导弹拥有高效的机动能力,使得其在野战环境下的机动能力更强,可以随装甲先锋部队突击,为其提供防空火力掩护。

俄军现有的野战防空力量体系主要分为远中近三个层次,其中远程的为S系列防空系统,最为典型的为将服役的“S-500”防空导弹系统,中程为“布克-M2”防空导弹系统,近程则由“道尔”防空导弹和“通古斯卡”弹炮等组成。随着“布克-M3”防空导弹系统的入役,将进一步增强俄军的野战防空体系,为其随行的机械化部队提供高效的伴随防空掩护能力。为俄军在未来局部军事冲突中争夺制空权、克敌制胜增加了新的筹码。如果将远中近防空反导武器进行深度融合,建立高中低空搭配、远中近程有效衔接、形成空天一体的防空反导体系,能够面对大部分空天威胁,有力捍卫俄罗斯空天利益。

随着美俄双方博弈逐渐加剧,尤其是去年美国宣布退出《中导条约》,以及今年退出《开放天空条约》,导致国际军备控制极大震动,一定程度上加快了美俄在多领域的军事对抗。俄罗斯“布克-M3”防空导弹系统的试射,和不久后可能的大量服役,无疑将是俄罗斯对美国频繁退约的一个强力回应。 (谢桦泽 吴腾 丁鑫鑫 刘顺光)

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