美国导弹防御系统2.0架构解析

前 言

美国自1953年初步提出导弹防御计划以来，政治上、经济上、军事上、技术上均经历了多次重大调整。2021年2月25日，美国导弹防御局（MDA）发布了新版战略远景文件，介绍了美国导弹防御体系架构的新版概念，即美国导弹防御系统2.0。

美国导弹防御系统2.0是对全球弹道导弹发展、防御技术发展和美国国家安全重新评估后提出的新的导弹防御体系架构。该架构与当前弹道导弹防御系统相比，在增加助推段拦截、丰富拦截武器、新增预警装备等方面做了较大改进，可构建一个更加强大的导弹防御系统。

一、背景信息

各国导弹技术发展迅速

近年来，世界主要军事大国在洲际弹道导弹、高超声速武器等方面发展迅速。美国认为，其主要对手正在部署多样化且射程更远的现代化进攻性导弹系统，例如：

• 开发新型导弹和改进现有系统
  

精确打击武器

穿透辅助工具(例如诱饵、干扰装置)

• 开发能够在中段或末段机动的武器

机动再入飞行器(MaRV)

多独立再入飞行器(MIRV)

高超声速滑翔飞行器和巡航导弹

美国当前的导弹防御系统主要基于弹道可预测这一基本理念，但面对例如高超声速滑翔武器这类弹道难以预测的新式武器，美国的导弹防御系统几乎无法有效应对。

导弹拦截技术的进展

近年来，美国在洲际弹道导弹拦截、中程导弹拦截、预警卫星/雷达等技术上进展迅速，并进行了多次成功的拦截测试。

维护全球霸权的决心

为了维持全球霸主地位，美国需要继续保持非对称优势，加大对导弹防御系统的投入，抵消来自主要竞争对手的非对称威胁。

二、系统概况

(一)2.0系统远景/目标

整合美国和国际合作伙伴的传感器和武器系统，以扩大防御覆盖范围，提高防突袭能力，减轻美国本土的负担

加速开发、测试和部署一个高超声速武器防御架构方案，以及滑翔段和末端防御方案

解决现有武器的最关键缺陷，并维持/提高能力

部署导弹防御架构，应对导弹攻击的所有三个阶段：助推段、中段/滑翔段、末段

与美国国防部和国际伙伴合作开发、测试和部署巡航导弹防御架构方案

(二)构建三段多层拦截体系

根据导弹防御系统2.0架构示意图，美国未来的导弹防御系统主要由三段多层拦截体系构成。

防空系统

• 末段拦截系统主要包括：爱国者防空系统、标准-6防空系统、末段动能和定向能防御系统、萨德防空系统以及舰载/陆基宙斯盾防空系统。

• 中段拦截系统主要包括：标准-3系列防空系统、陆基中段拦截器/下一代拦截器以及高超声速武器滑翔段拦截器。

• 助推段拦截系统主要包括：机载空中防御系统。

导弹防御系统2.0概念示意图

地面预警探测

• 末段预警：国土防御雷达、宙斯盾弹道导弹防御SPY雷达以及TPY末段雷达。

• 中段预警：远程探测雷达。

• 助推段预警：前沿部署雷达(TPY/SPY)。

天基预警探测

• 末段预警：天基杀伤评估系统(SKA)。

• 中段预警：高超声速/弹道导弹追踪太空传感器(HBTSS)。

• 助推段预警：持续过顶红外监视系统(OPIR)。

C2BMC系统

指挥与控制、战斗管理和通信(C2BMC)系统是美国弹道导弹防御系统(BMDS)的神经中枢。

C2BMC作战系统相关图片

C2BMC是一个重要的作战系统，使美国总统、国防部长和战略、地区和作战层面的指挥官能够系统地规划弹道导弹防御行动，共同观察行动进展，并动态管理指定的网络化传感器和武器系统实现全球和地区任务目标。C2BMC支持分层导弹防御能力，能够在所有飞行阶段对所有范围的威胁做出优化响应。

三、主要变化和改进

(一)助推段拦截

相较于导弹防御系统1.0架构，2.0架构的最大改变是增加了助推段拦截。所谓助推段拦截，是指对导弹在发动机点火后至主动段结束的飞行弹道内实施拦截。

由于弹道导弹在助推段红外特征明显、飞行速度相对再入飞行段较慢、飞行高度低，如果能及时探测，极易被拦截，因此是助推段是理想的拦截阶段。同时，助推段拦截对探测时间有严格的要求，必须在极短的时间内探测到导弹发射信息，并在数分钟内进行拦截，因此对导弹防御系统的预警能力、弹道解算能力、指控系统反应速度都有很高要求。

2.0架构推出了助推段拦截计划，也意味着美国在助推段拦截方面有了足够的技术积累和试验数据支持。

美国曾设想使用F-14、F-15战斗机或B-52、B-1B战略轰炸机携带携带各型武器进行助推段拦截，所研制的拦截武器包括远程空空导弹、反辐射空空导弹、激光武器等。如今，美军F-35战斗机以及未来的B-21战略轰炸机，是完成这一设想的更优选项。

F-35反导能力

2014年10月，诺斯罗普·格鲁曼公司和MDA进行了FTX-20试验，旨在测试F-35战斗机所配备的分布式孔径雷达能否追踪敌方的洲际弹道导弹。

F-35指引导弹防御系统概念图

F-35战斗机配备的分布式孔径系统分布于机身上下前后和两侧，能够对飞行中360度球面方向进行无死角探测。F-35战斗机可将从机载传感器获取的数据，借助MADL数据链分发给其它F-35战斗机，实现对目标方位的三角测量，还可借助诺斯罗普·格鲁曼公司和MDA的企业传感器实验室开发的算法快速处理数据，生成导弹轨迹的3D运动图像，并通过Link 16战术数据交换传输。这种目标数据可以为美国海军的反弹道导弹驱逐舰或中短程导弹防御系统提供引导。

美国军方还设想F-35战斗机可直接发射导弹对助推段的敌方弹道导弹进行拦截。但此种方案对实际操作要求更高，战斗机需要非常接近发射场，且需要在发射后数秒内捕捉到上升阶段的弹道导弹，否则，以美国空军现有的空空导弹(如AIM-120)将无法在弹道导弹逃离大气层之前实现拦截。

2018年，时任MDA局长萨缪尔·格里弗斯中将曾表示，相关部门正在研发一种新的空射“快速导弹”，用于弹道导弹拦截任务。计划在2025年之前，使F-35战斗机具备实战反弹道导弹能力。

2019年1月，美国媒体报道，美国空军和导弹防御局开始审查将F-35战斗机集成到美国弹道导弹防御系统中的可行性。

(二)下一代拦截器

现有的陆基中段拦截器(GBI)存在实战能力不足、环境适应性差等问题，因此，在导弹防御系统2.0架构中，美国提出了改进和新增拦截器的想法。

GBI发射时画面

GBI

根据公开资料，截至2021年7月底，美国总共部署了44套陆基中段拦截器(GBI)，其中40套位于阿拉斯加州格雷利堡，另外4套位于加利福尼亚州范登堡空军基地。由于下一代拦截器(NGI)预计到2028年才可能具备作战能力，美国希望对现有GBI进行升级以及执行服役周期延长计划(SLEP)，并计划在2028年前这段时间在现有44套GBI基础上补充部署20套助推器改进型GBI系统。

NGI

2020年4月，美国导弹防御局发布下一代拦截器(NGI)招标信息，目标是选择两家美国承包商，通过引入竞争机制来加速NGI的开发和部署进度。

2021年3月，美国国防部向诺斯洛普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司这两家承包商分别授予一份合同，用于开发和生产NGI。其中，诺斯洛普·格鲁曼公司的合同总价值39.3亿美元，合同期到2026年5月，洛克希德·马丁公司的合同总价值37亿美元，合同期到2025年8月。

下一代拦截器(NGI)计划用于替换现有部署在阿拉斯加州和加利福尼亚州的GBI系统，主要用于中段拦截，是美国导弹防御系统中射程最远的武器，可携带多弹头，具备更强的卫星数据处理能力，将成为未来美国导弹防御系统的核心组成部分。

NGI预计从2025年开始测试，2028年具备作战能力。

(三)改进型萨德反导系统(ADV THAAD)

末段高空区域防御系统(THAAD)于上世纪90年代研发，旨在为美国导弹防御系统提供一种全球可运输、可快速部署的能力。在2002年美国退出《反弹道导弹条约》后，提出增程型萨德反导系统概念，使其具备防御洲际弹道导弹的能力。

萨德(THAAD)系统

预计改进型萨德系统的特点主要体现在扩大射程/拦截范围和提高对高超声速武器的拦截能力上。

(四)高超声速和弹道导弹追踪太空传感器(HBTSS)

由于近年来全球高超声速武器的快速发展，传统的红外传感器已不能满足反导需求，美国启动了高超声速和弹道导弹追踪太空传感器(HBTSS)项目。

HBTSS项目计划在低地球轨道部署数十颗具有中视场传感器(MFoV)的新型卫星，主要用于探测高超声速武器和弹道导弹，为导弹防御系统提供低延迟的预警信息和火控数据。HBTSS将填补美国现有导弹防御系统在探测高超声速武器和弹道导弹方面的短板。

HBTSS概念图

2019年10月，美国导弹防御局授予诺斯洛普·格鲁曼公司、雷神公司、莱多斯(Leidos)公司和L3Harris公司各2000万美元资金，用于HBTSS初始设计。

2021年1月，美国导弹防御局分别授予诺斯洛普·格鲁曼公司和L3Harris公司1.55亿美元和1.21亿美元，用于HBTSS项目第二阶段原型设计工作，要求两家承包商在2023年7月前交付卫星原型，并进行后续在轨原型演示。

(五)天基杀伤评估系统(SKA)

SKA研发项目于2014年启动，目标是将SKA传感器在大量的商业卫星上进行部署，以创建一个天基传感器网络，为弹道导弹防御系统提供改进的杀伤和命中评估，判断导弹防御系统是否已经成功拦截来袭导弹。

SKA传感器外观

每个SKA传感器由三个单像素光电二极管探测器组成，用于测量弹道导弹和导弹防御拦截器碰撞期间发出的光电信号。利用指挥和控制系统提供的信息，SKA传感器将指向预期的拦截点，以观察拦截碰撞产生的可见光和红外光。

从2018年起，SKA开始陆续部署，并逐步组网。传感器使用寿命在10年以上。

四、应用研究领域

美国导弹防御局(MDA)鼓励各大学积极响应导弹防御科学与技术先进研究(MSTAR)广泛机构公告(BAA)，并列出了一系列与导弹防御系统2.0相关的应用科学研究领域。

小结

为了应对全球高超声速导弹、弹道导弹的快速发展，美国正在对现有导弹防御系统进行完善，经费规模庞大、涉及技术复杂，并将不断进行调整。如2.0架构的目标逐步实现，美国的导弹防御能力将获得显著提升。

主要信息来源

[1] MDA Strategic Vision 2020

[2] Newly Revealed Experiment Shows How F-35 Could Help Intercept ICBMs

[3] Command and Control, Battle Management, and Communications (C2BMC)

[4] Pentagon considers an ICBM-killing weapon for the F-35, but is it affordable?

[5] Ground-based Interceptor (GBI)

[6] Missile Defense Agency successfully tests new booster for homeland missile defense system

[7] Contracts Awarded for Next Generation Interceptor Program.2021.3.23

[8] Space-based Kill Assessment (SKA)

[9] Hypersonic and Ballistic Tracking Space Sensor (HBTSS)

>End

本文转载自“ 高端装备产业研究中心”，原标题《美国导弹防御系统2.0架构解析》。

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