防空反導系統(tǒng)的絕殺方式——動能直接碰撞攔截

出品：科普中國

作者：岳江鋒

策劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網科普事業(yè)部

戰(zhàn)爭永遠是檢驗武器性能的最有效方式。20世紀90年代初的海灣戰(zhàn)爭中，采用破片殺傷的“愛國者”系統(tǒng)在反導攔截作戰(zhàn)中，因表現不佳而被詬?。〒绹倢徲嬍鹋?，其攔截成功率只有9%）。此后，美軍根據該系統(tǒng)暴露出的問題，對其進行改進，最終研制出“愛國者-3”系統(tǒng)，并在2003年的伊拉克戰(zhàn)爭中小試牛刀，取得了良好的作戰(zhàn)效果。“愛國者-3”系統(tǒng)的初戰(zhàn)告捷，使動能直接碰撞殺傷機理成為反導領域的“新寵”。

動能直接碰撞是彈頭與彈頭間的“硬碰硬”（圖片來自網絡）

動能武器究竟算不算新概念武器？

新概念武器是指在工作原理、破壞機理和作戰(zhàn)方式上與傳統(tǒng)武器有顯著不同，可大幅提高作戰(zhàn)效能和效費比，或形成新軍事能力的高技術武器群體。從廣義上講，動能武器可以是利用彈丸、碎片或其他兵器的動能來達到毀傷目的的武器，其不但不是新型武器，而且是自古以來就廣泛存在的一類武器。我國古代的冷兵器（如：刀、槍、劍、戟等）也屬于動能武器的范疇。隨著火藥的發(fā)明，利用炸藥驅動的槍、炮彈丸或手榴彈的碎片，成為毀傷效果更為巨大的另一類動能武器。

自美國20世紀80年代提出“星球大戰(zhàn)”計劃以來，其所發(fā)展的一系列非核太空武器中，動能武器占有重要地位，并成為一種極具代表性的新概念武器。這里的動能武器之所以能“脫陳換新”，是因為它能自主制導和修正攔截彈道，具有自動尋的能力，利用其與目標直接碰撞的巨大動能殺傷目標，是一種高效的精確制導武器。隨著美軍“愛國者-3”反導武器系統(tǒng)成功開創(chuàng)“以導反導”先例后，世界主要軍事強國均大力推動導彈防御系統(tǒng)的研制。

動能直接碰撞的精度到底要多高？

一般來講，高性能防空導彈采用微波導引頭，由于跟蹤目標時容易產生角度誤差，且氣動力控制存在時延效應，使得導彈在攔截目標時的制導脫靶距離大體處在9-15米左右。這個距離已經超過了目標本體的大小，因而無法用“彈碰彈”的方式直接碰撞攔截，只能用殺傷破片或連續(xù)桿形成較大的殺傷空域，才能對目標進行命中并殺傷。

對動能攔截器來講，高精度的目標探測、快速靈活的直接力制導與控制技術，是對目標實施直接碰撞動能毀傷的核心關鍵。它采用了紅外焦平面凝視成像導引頭，實現了導引頭無失控距離。同時，采用安裝在質心周圍的快速響應軌控發(fā)動機，利用直接側向力實施控制，使得其“脫靶量”以目標要害部位的中心為原點，不超過10-15厘米（如美國薩德系統(tǒng)的脫靶量約為10厘米)，其碰撞命中點不越出目標本體，不再需要戰(zhàn)斗部與引信系統(tǒng)，實現了直接碰撞，使以精度換能量的思想得到了最大程度的實現。

被動能攔截器“直接碰撞”一下有多狠？

通過大量的研究和實驗，人們已經深刻地理解了這樣一個原理：以7千米/秒的速度飛行的物體，其動能相當于這個物體重量8倍的TNT炸藥爆炸所釋放的能量。如果該物體與高速飛行的導彈迎頭撞擊，其動能就相當于這個物體重量32倍的TNT炸藥的能量。事實上，美國研制的專門用于攔截遠程或洲際彈道導彈的地基中段防御系統(tǒng)，其裝備的“動能殺手”——大氣層外殺傷器（EKV）在交會前的飛行速度大概就是7千米/秒，重量約50千克，這么算下來，碰撞產生的動能相當于1600千克TNT炸藥爆炸的能量。

大氣層外殺傷器（圖片來自網絡）

因此，被動能攔截器“直接碰撞”一下，相當于將1600千克TNT炸藥爆炸的能量全部集中于目標彈頭上，這要比常規(guī)高爆破片擊中彈頭的能量高1000-10000萬倍。按照力學理論，在發(fā)生碰撞的瞬間，接觸點邊撞入邊迅速汽化，形成極高溫度的高溫高壓等離子體，瞬間的爆炸威力足以徹底摧毀任何彈頭結構，從而能消除核、生物和化學彈頭造成的污染。國外理論計算實驗與上述的計算分析均證明，直接碰撞殺傷方式是徹底摧毀大規(guī)模殺傷的核、生物、化學彈頭和常規(guī)子母彈頭的最有效手段。

軍事小詞典

動能攔截武器：是指利用非爆炸高速運動飛行器的巨大動能，以直接碰撞方式摧毀目標的新概念武器，可用于攔截空中目標、導彈及其他軍用航天器。與定向能武器相比，動能攔截武器的主要優(yōu)勢有：毀傷能力強，目標難以采取加固對抗措施；作戰(zhàn)使用受氣象條件限制較??；火箭推進的動能武器機動靈活，部署方式多樣；技術比較成熟。缺點是飛行速度遠低于光速，作戰(zhàn)距離有限。