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标题: 高超音速导弹的防御问题 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2021-11-8 10:10
标题: 高超音速导弹的防御问题
本帖最后由 晨枫 于 2021-11-7 23:05 编辑 ( e9 b) \: F3 {9 ^' ]; n' u
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中国在高超音速导弹方面领先，但科技不是巫术，假以时日，其他国家也会赶上来的。中国也会面临高超音速导弹的防御问题，只是眼下高超音速导弹防御压力最大的是美国。
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+ m! z) m; B) [5 c  f: a5 S高超音速比超音速快得多，但有比弹道导弹慢。高超音速最大的特点是：飞得更快的没法机动，机动性更好的不可能飞到那么快。这个独特的空隙使得高超音速导弹的防御很难。1 l+ K( G; k. ]5 m
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导弹防御有两个关键：
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' L7 X5 K. `. e7 Z1、        探测9 ?$ m0 H3 c, a, y" B
2、        拦截( t2 {1 t# Z6 b! ]
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由于高超音速导弹的弹道比弹道导弹低，地球曲率使得陆基远程雷达的探测盲区增大，等到截获的时候，导弹已经很近了，拦截窗口太小。预警机可以增加探测距离，但最重要的还是空间预警。
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2 e8 y9 H: U& |" @8 h* q0 f在弹道导弹时代，空间预警卫星以红外探测为主，捕捉导弹发射时巨大的尾焰特征，并以此推断初始弹道、判明弹着点。导弹一旦进入惯性飞行，红外预警卫星就失去跟踪能力了。接下来就要靠陆基预警雷达及早捕获了。; G$ n  Q9 R9 }( M1 I7 e
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这个预警模式在高超音速时代不管用了。高超音速导弹有助推-滑翔弹和巡航弹两种，助推-滑翔弹的发射方式和弹道导弹相同，也产生巨大尾焰。不过一旦进入滑翔，就偏离抛物线弹道了，依据初始弹道的弹道推算就完全失效了。事实上，高超音速导弹甚至可能在大气层内就转入水平推进，然后直接起滑，降低再入-拉起的弹体过载和过热问题，也便于向滑翔顺利过渡，代价是速度和射程要降低一点，热管理问题也更大，因为大气层内累计高超音速飞行时间更长。: r3 P& C7 U: J# r
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高超音速飞行是产生高热的。在理论上，传统红外预警卫星可以捕捉飞行中的炽热导弹，东乌马航17事件后，美国提供的防空导弹发射和飞行热像就是SBIRS导弹预警卫星上来的。这是新一代导弹预警卫星，红外灵敏度大大提高，但还是为导弹预警而设计的。
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- \' P# g7 D/ F1 M: d! @7 r2 p* ~导弹尾焰的温度高，非常明亮，而且巨大，很容易捕获。这也意味着SBIRS的灵敏度只要能捕获这么大的尾焰就够用了，降低的灵敏度可以换来更大的视场和更大范围的监视。地球表面说大不大，说小也不小，只凝视几个主要发射场已经不够用了。
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高超弹的红外特征虽然大，但在飞行中，还是没有导弹发射尾焰那么大。靠现有的导弹预警卫星是捕捉不到的。提高灵敏度是可能的，但需要缩小视场，有限的几颗卫星还要广域预警，那就做不到了。在进一步提高灵敏度的同时保持视场，在理论上是做得到的，但还有一个分辨率的问题。这些都是高轨道卫星。4 L7 u* x+ A0 {! h! J
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但小卫星已经发展起来了。SAR雷达小卫星的公开分辨率达到0.5米，重量只有100公斤级，可以在近地轨道上撒豆成兵。SAR雷达是不能用于导弹预警的，这是用反复对固定目标从多角度扫描以提高分辨率的方法，在原理上就不可能跟踪快速目标。但低轨道雷达预警卫星确实是美国空军正在预研的项目。
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在低轨道上，雷达和红外都是选项，关键是要与地面动目标显示（GMTI）结合起来。从地面往空间看，除了目标，都是虚空；从卫星上往下看，不仅有目标，还有结结实实的大地、海洋、山峦、城镇。好处是，那些都是固定不动的。如果把紧接着相邻的两幅图像相减，固定的物体就隐去了，运动的目标就显示出来了，这就是地面动目标显示，最早在预警机上使用。; M% ^+ M4 J. a! k. T* W% o/ V. Z9 Q

& S) e  V! l1 G0 o真实实现起来没有那么简单。飞机和卫星本身也在移动，两幅图像里理论上不动的大地、建筑等会有所移动，增加地物移动的容差则降低了对真实移动目标的分辨率，不过目标速度足够快的话，这点容差还是不影响探测。要是与高精度地貌数据库结合起来，可以实时补偿，恢复分辨率。在这里，高超音速的速度反而成了暴露行踪的敌人。
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航天科技已经使得小卫星群成为可能。马斯克能打上千颗小卫星，组成星链，美国空军也能做到。在180-200公里的极低轨道可以用较小的传感器就达到很高的分辨率，但卫星本身的移动使得GMTI反而降低分辨率。在500公里的低轨道上，可以减少卫星的数量，但传感器需要加大。不管技术如何进步，对于传感器来说，尺寸为王。然后在星上实现GMTI，把监测数据通过中继卫星发回地面站，是可以做到全球监控的。% F( X5 O5 E! h% }' i+ V

! S$ H' `+ ], n4 L如果数据处理足够快，可以把GMTI的速度下限降低，连飞机也一起探测。不管隐身飞机多隐身，在地球背景下，一个黑洞反而是显眼的。要实时地与地球背景的反射特征相同或者透明，还是做不到。
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; d. o) s! |3 z( N2 w探测问题解决了，还是需要解决拦截问题。探测问题解决了，还是需要解决拦截问题。要说明的是：高超弹有“等离子鞘体”围护，和飞船再入是的黑障在本质上是一样的东西。黑障可以完全屏蔽无线电通信和雷达跟踪，实际上也屏蔽激光，因为光波在本质上还是电磁波，只是波长短。所以即使激光武器的功率、大气层耗散等问题都解决了，等离子体的穿透可能还是问题。激光武器反高超弹也靠不住。就现在来看，还是要靠动能的反高超弹。: d) t- ^. e% f0 D3 P3 P' f

, {2 N+ R' O  q4 Z9 j. @6 f现有反导弹能拦截速度更高的弹道导弹，S500号称能来接射程3500-4000公里、飞行速度5000-7000米/秒的弹道导弹，但这都是基于逆弹道原理的，在对敌人弹道导弹的飞行弹道精确计算的基础上，逆弹道而行，本身的机动性只是用于补偿探测和计算误差，这才能实现相对可靠的拦截。这对拦截没有固定弹道的高超弹是不管用的。所以美国萨德和俄罗斯S500能拦截高超弹都是在夸口。
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防空导弹拦截来袭导弹的关键在于速度和机动性都要比目标更高。乌龟抓乌龟是永远抓不住的，兔子抓乌龟才行。问题是，高超弹处于“比它快的打不上、打得上的没它快”的独特空挡，而高超音速飞行本身又是极限技术，很难做到比高超弹更快、机动性更强的拦截器。怎么办？
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1 x& E$ W" j( i2 l! s或许需要另辟思路，从比高超弹更快、机动性更好的路线分段走。
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% i7 @& |" x: Q0 q1 F( f& U首先，需要在很长的距离上达到很高的速度，不能及时赶到需要拦截的高超弹之前是没用的。高超弹瞬息之间就能飞好远，所以反导弹的射程也需要特别大，遍地开花地设置点防空的反导弹是不现实的。; Y/ F% M& @/ J9 E2 v& H: {
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高超弹在速度和机动性方面都达到极限，反高超弹要达到更高的速度和机动性非常艰难，如果不是彻底不可能的话。但快出飞出大气层，在大气层外加速的技术是现成的。只要不怕很高的燃料消耗代价，在大气层外机动飞行也是可能的。反高超弹有希望在大气层外抢先达到有利拦截位置，然后再入为滑翔弹，这是比一味追赶或者逆弹道更加有希望的路线，因为高超弹没有弹道可以逆循，在大气层内追赶更是追不上。1 F! E, @  C6 }, Q  O5 H/ W, D

2 `% l9 i# ]! z( A+ U! p2 [弹道导弹飞出大气层后，一般就转入惯性的弹道飞行了。作为反高超弹，不应该转入以最大射程为目的的高抛弹道，而是应该转入以最快到达目标区的压低弹道，并根据预警和指挥系统的引导，机动到达指定的再入位置，利用刚开始滑翔的速度和能量优势，截获目标高超弹。
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  G8 a, l+ t  @% b! T# H5 [这样的方式用于拦截助推-滑翔弹和巡航弹都可以。助推-滑翔弹的起滑速度高，但在长途滑翔后，速度、高度和动能都有明显损失。巡航弹的速度和高度比助推-滑翔弹更低，优点是发动机利用空气中的氧，能量效率高，能以较小的重量和足够高的速度达到较大的射程。反高超弹在进入拦截阶段时，还在再入初期，速度和动能都很高，有利于在与目标高超弹技术水平相当的情况下，依然能成功地追击和拦截。
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4 w3 [6 }. z$ T+ f0 G# D* [3 W这只是个猜想，会成为现实吗？不知道。但真是看不出来高超弹还能用别的办法拦截，“比它快的打不上、打得上的没它快”，这真是难以逾越的难关。
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作者: 住在乡下    时间: 2021-11-8 11:47
目前只能发展高能激光器点防御
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2021-11-8 12:19
住在乡下 发表于 2021-11-8 11:47
8 J( a9 k6 W! W& h% O目前只能发展高能激光器点防御
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好像对高超弹效果很差。。高超弹表面的离子层对激光有很大的衰减作用。
作者: 小书童    时间: 2021-11-16 07:46
在弹道导弹时代，空间预警卫星以红外探测为主，捕捉导弹发射时巨大的尾焰特征，并以此推断初始弹道、判明弹着点。导弹一旦进入惯性飞行，红外预警卫星就失去跟踪能力了。接下来就要靠陆基预警雷达及早捕获了

' P* E5 o& B; F  C  S; y实际上如果马伟明研究的电磁弹射投入实用的话，导弹除了发射和接敌以外的大部分飞行阶段都不需要发动机介入，直到GPS激活雷达接敌开始玩花活的时候，才需要发动机再燃提供动能改变方向切内外环等扭秧歌给敌人拦截制造困难。而飞行过程中红外检测就不起作用了。
# e( w+ o/ h% l, P& C无非是加一段电磁轨道在远发射端：）。
作者: 晨枫    时间: 2021-11-16 11:43
小书童 发表于 2021-11-15 17:46
  d5 G. K0 |: D) v% _. a实际上如果马伟明研究的电磁弹射投入实用的话，导弹除了发射和接敌以外的大部分飞行阶段都不需要发动机介 ...

5 N4 c9 X8 ?/ d+ O5 c" S- p你是说用电磁炮发射火箭助推制导炮弹的思路？电磁炮看起来很美，很多本质问题现在解决不了，比如轨道烧蚀。
作者: hsb    时间: 2021-11-18 15:32
双峰会后，中米要就核武开谈了。
% f# X) h; _( O& l1 K8 _5 J% \, f米国有狂妄者自恃核武数量巨大，执念在台海作战时对共军战术核武，共军也不敢反击。! b5 w. {' q' U3 L: P
现在好了，水漂弹加上战术核弹头，那么现在立马就可使全球的米军舰艇无葬身之地。1 E! g" ^" h& Q) s7 F9 f
不用本土对本土洲际战略，当下海空之争（战机需要舰载）的卫星时刻已经到来。
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2021-11-18 16:33
晨枫 发表于 2021-11-16 11:43) f+ y6 f. |0 k
你是说用电磁炮发射火箭助推制导炮弹的思路？电磁炮看起来很美，很多本质问题现在解决不了，比如轨道烧蚀 ...

' b3 H& n, ?2 ?, D, e0 `) f- O据说用磁约束等离子可以缓解或解决轨道燃烧的问题。国内已经大规模开展很多基于电磁炮的延申设计，比如制导火箭弹，用电磁炮把弹体送到目标附近，然后点火寻址再攻击， 彻底规避对方的防空拦截，更低成本。
作者: 晨枫    时间: 2021-11-18 22:38
hsb 发表于 2021-11-18 01:32
( P% K  j9 l# {' u5 \4 |双峰会后，中米要就核武开谈了。3 x1 J# f# z, @
米国有狂妄者自恃核武数量巨大，执念在台海作战时对共军战术核武，共军也 ...

* [- p  W' ~5 P. w; l% U4 |中国只答应对话，里谈判还差得远。
作者: 晨枫    时间: 2021-11-18 22:39
陈王奋起挥黄钺 发表于 2021-11-18 02:33
9 n. I3 Q. T) h2 \; v据说用磁约束等离子可以缓解或解决轨道燃烧的问题。国内已经大规模开展很多基于电磁炮的延申设计，比如制 ...

$ v: H/ e' v8 A8 ~3 A1 ^- n这可以增程，成本就看电磁炮了。+ @% \& @9 _9 r& l( {

# t9 b( e" R- U3 ~- k6 ~只要后半段还是火箭动力和基本的弹道飞行，防空是一样的，谈不上彻底规避。
作者: 陈王奋起挥黄钺    时间: 2021-11-19 01:47
晨枫 发表于 2021-11-18 22:39
" {& s% G' K" z3 t7 V8 U8 T这可以增程，成本就看电磁炮了。! F  B0 ?6 \6 W; e& T& U/ N* l
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只要后半段还是火箭动力和基本的弹道飞行，防空是一样的，谈不上彻底规 ...

' X" N; N3 g( n开始的时候是弹道，被雷达捕捉后一段时间突然自主飞行，这肯定是出乎意料的，还会二次加速，这个拦截难度大得多。
作者: 井木犴    时间: 2021-11-19 04:58
又不是真打。。。



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