美国陆基中段导弹防御系统简介

　　美国陆基中段导弹防御系统（GMD）是美国反导系统的重要组成部分，主要用途是在大气层外拦截处于中段飞行的远程和洲际弹道导弹。美国陆基中段导弹防御计划从1992年启动，当时称为“国家导弹防御系统”（NMD），另外还有一个“战区导弹防御系统”（TMD）。后来美国创立了导弹防御系统（MD），组成了包括陆基、海基、空基等拦截系统在内的多层次立体化导弹防御体系。其中陆基中段导弹防御系统取代了原来的NMD，和海基中段防御系统（SMD）一起，共同构建了美国中段导弹防御系统。第一枚陆基拦截弹于2004年7月部署，2005年具备初始作战能力。

　　陆基中段导弹防御系统是美国反导系统的重要组成部分

　　美国陆基中段导弹防御系统主要由预警探测系统、制导拦截系统、作战管理系统等组成，下面将逐一进行介绍。

　　预警探测系统

　　美国陆基中段导弹防御系统的预警探测系统主要包括“国防支援计划”（DSP）导弹预警卫星系统、“天基红外系统”（SBIRS）卫星、改进型早期预警雷达（UEWR）等。

　　预警卫星可不间断监视弹道导弹的发射情况

　　DSP和SBIRS均属于预警卫星，DSP卫星以旋转扫描方式工作，依靠红外望远镜和可见光电视摄像机进行探测，实时传输较慢，地面分辨率3~5千米，而且南北两级存在探测盲区。SBIRS卫星的扫描速度和灵敏度更高，能够穿透大气层进行观测，能够准确判定弹道导弹的发射点和着点。在目标导弹发射之后10~20秒后，SBIRS卫星就能把预警信息传送到地面指挥控制中心。DSP和SBIRS预警卫星能够探测到弹道导弹发射时尾焰产生的红外辐射，进而提供预警，还能计算出导弹的发射点和落点等信息，最新的SBIRS卫星甚至能够预判出导弹的飞行弹道和运动参数，对导弹进行全程跟踪和监视。当预警卫星无法再跟踪到导弹时，将引导UEWR继续探测目标。

　　大型陆基相控阵雷达

　　改进型早期预警雷达（UEWR）是一种大型陆基相控阵雷达，它在DSP和SBIRS卫星无法再追踪到目标导弹后继续对其进行探测和监视，确认其飞行和跟踪信息，提供飞行弹道和运动参数等，为跟踪制导系统提供引导信息。UEWR雷达的探测距离为4000~5500千米，峰值功率为600kw，平均功率150kw，阵列直径22米，共有2677个有源和无源阵列单元。除了UEWR外，美国还部署了“铺路爪”陆基预警雷达，另外最新的“萨德”系统的AN/TPY-2相控阵雷达也能对弹道导弹的发射情况进行探测。陆基预警雷达可以全天候工作，进行超远程、大空域、多目标探测，还能辅助空基卫星探测系统，提供预警卫星的轨道位置和运行速度等信息。但是陆基预警雷达的精确度不高，无法获取弹道导弹的飞行弹道，不能为拦截弹提供目标数据，不能作为拦截弹的火控雷达引导其发射。

　　制导拦截系统

　　美国陆基中段导弹防御系统的制导拦截系统包括陆基X波段雷达（GBR）、地下发射井、陆基拦截弹（GBI）及其携带的外大气层动能杀伤飞行器（EKV）等。

　　陆基X波段相控阵雷达

　　陆基X波段雷达（GBR）是一种宽频带和大孔径多功能相控阵雷达，是陆基中段导弹防御系统的主要火控雷达。GBR由天线座、天线设备、接收机、数据处理设备、波束控制产生器、显示及控制设备、信号处理设备和辅助设备等组成。美国GBR-P雷达的天线阵列面积为123平方米，拥有16000多个发射/接收组件，探测距离约为2000千米，工作频率为100GHz，平均功率170kw，天线直径12.5米。GBR-P雷达的发展型号是XBR雷达，拥有81000个天线收发模块，探测距离增加到4000千米。

　　SBX雷达是一座浮动式X波段雷达

　　另外美国还建造了一座浮动式SBX雷达，也是陆基中段导弹防御系统的一部分。陆基X波段雷达主要在改进型早期预警雷达（UEWR）的引导下对目标导弹进行跟踪、监视和识别，为作战系统提供目标导弹初期弹道数据和实时的连续跟踪数据，并通过飞行拦截通信系统（IFICS）为拦截弹提供目标导弹的相关数据，将其引导到作战空域并对其火控，监视作战过程，搜集评估信息。

　　陆基拦截弹位于地下导弹井内

　　陆基拦截弹（GBI）是在“民兵”系列洲际导弹的基础上改进而来，由固体燃料助推器和外大气层动能杀伤飞行器（EKV）组成。GBI导弹采用OVB火箭助推器，目前主要是C1基本型火箭，另外还在研制升级版的C2型火箭和C3型火箭。GBI使用三级固体火箭发动机，弹长16.8米，弹径1.27米，发射重量12.7吨，最大射程可达2000千米，采用GPS/惯性+末段红外/光学制导，通过地下导弹井垂直发射。陆基拦截弹（GBI）在飞行中可接收作战系统发送的目标导弹数据，在接近目标导弹时助推器和EKV分离，通过自身的可见光和红外导引头捕获目标导弹后，利用姿轨控系统，直接碰撞目标导弹将其摧毁。

　　外大气层动能杀伤飞行器

　　外大气层动能杀伤飞行器（EKV）长度为1.39米，直径0.61米，重约64千克。EKV由可见光和红外探测器、制冷系统、推进系统、通信系统、制导与控制系统、识别和决策计算机等组成。EKV的红外导引头包括可见光、短波红外、中波红外、长波红外等4个传感器，EKV采用三反向镜消像散望远镜系统将来自目标导弹的辐射聚集在光具座装置上，该装置由2个分束器和3个256×256元红外焦平面阵列组成，每个焦平面阵列都有独立的信号通道，传送到同一个数据处理器内。EKV的姿轨控系统由4台轨道控制发动机、6台姿态控制发动机和推进剂储箱等组成，可以为变轨提供动力，同时保持姿态稳定。

　　作战管理系统

　　美国陆基中段导弹防御系统的作战管理系统包括作战管理、指挥、控制与通信系统等，通信系统又分为飞行中拦截弹通信系统（IFICS）和其他组成部分的通信网络（GCN）等两大部分。作战管理系统主要负责对预警探测系统提供的信息进行处理，具体来说是接收并处理预警卫星和预警雷达传送的信息，分析并判断目标类型，如果目标是弹道导弹的话，则进一步计算出导弹的发射点、飞行弹道、落点等数据，并且将这些信息传输给制导拦截系统。在这个过程中，作战管理系统要将目标导弹和其他空中目标进行甄别，以防止错误拦截，还要能够识别真假弹头。除了对预警信息进行处理外，作战管理系统还要发射拦截指令，在拦截弹发射后，引导飞行中拦截弹通信系统天线捕获并跟踪拦截弹，接收拦截弹传送来的目标导弹定位数据，经过计算机处理后通过IFICS向拦截弹提供更新更准确的目标导弹制导数据，从而提高拦截率。

　　陆基中段反导系统的地面终端

　　飞行中拦截弹通信系统（IFICS）也是作战管理系统的一个重要组成部分，由地面数据终端（IDT）和拦截弹上的通信单元组成，主要用途是负责拦截弹（GBI）和指挥控制中心之间的通信联络和数据传输，为拦截弹提供飞行中目标数据更新和目标导弹图像。地面数据终端（IDT）主要包括一个微波发射机和一个接收机，分为固定IDT、可拆装IDT和移动IDT。GCN通信网络负责陆基中段导弹防御系统各个系统和设备之间的通讯，包括拦截弹（GBI）发射系统和其他系统之间的通讯。

　　拦截过程和作战序列

　　美国陆基中段导弹防御系统对弹道导弹的拦截过程是，首先是预警卫星不间断工作，一旦探测到弹道导弹发射，就会自动跟踪目标导弹发出的红外信号，迅速计算出目标导弹的飞行弹道和概率落点，然后通过通信系统，将信息传送至指挥控制中心。与此同时，预警卫星还会引导改进型早期预警雷达继续跟踪和监视目标导弹。预警雷达跟踪到目标导弹后，将会继续搜集有关数据，大致识别目标导弹的型号，并将其反馈给X波段雷达和作战中心。X波段雷达将会进一步确认目标导弹的信息，并捕捉其弹头，或者从诱饵弹中找到真弹头，然后将数据传输至指挥中心。指挥控制中心将会综合所有数据信息，做出拦截决定。在接收到发射指令后，地下导弹井的拦截弹就会进入发射状态，在飞行中根据目标导弹位置持续修正机动，在接近目标导弹时依靠动能杀伤飞行器（EKV）将其摧毁，从而完成对弹道导弹的拦截。

　　美国陆基中段导弹防御系统示意图

　　美国陆基中段导弹防御系统的作战序列如下：

　　1、DSP和SBIRS预警卫星探测到远程弹道导弹发射，搜集信息并发出预警；

　　2、作战管理系统收到预警信息，指引UEWR等陆基雷达继续进行跟踪和监视；

　　3、UEWR将跟踪数据和相关信息传输给指挥中心进行处理；

　　4、作战管理系统对数据进行进一步处理分析，发出拦截决定，下达拦截弹（GBI）发射指令；

　　5、陆基X波段雷达（GBR）通过IFICS向GBI传输最新的目标导弹数据；

　　6、GBI修正飞行轨道，更准确地定位目标导弹的弹道和位置，适时释放EKV；

　　7、EKV根据自带的红外导引头等传感设备识别并锁定目标导弹；

　　8、EKV依靠姿轨控系统进行机动，接近并撞击目标导弹。

　　作战能力分析

　　1999年10月2日，美国进行了首次IFT-3试验，刚完工的GBR-P陆基X波段雷达一并参加，主要测试了导引头的定位能力，检验了EKV性能。在此之后，美国进行了多次陆基中段反导拦截试验，但是成功率并不高。但是通过不断试验，测试了陆基中段导弹防御系统的各个组成部分，包括天基卫星预警系统、改进型早期预警雷达（UEWR）、陆基X波段雷达以及SBX海基雷达等，还测试了拦截弹（GBI）及外大气层动能杀伤飞行器（EKV）的性能，获取了很多关键数据，积累了一定拦截经验。

　　美国进行陆基中段反导试验

　　通过不断改进，美国陆基中段导弹防御系统更加完善。虽然遭遇了多次失败，但这也是研制先进武器装备的过程中不可避免的问题。而且试验的难度也在不断增加，很多系统仍在改进中，或者应用了新技术，拦截靶弹失败也在所难免。从总体上看，美国陆基中段导弹防御系统的技术水平在不断提高，作战能力在不断增强。2017年5月，美国使用陆基中段导弹防御系统发射拦截弹（GBI），成功拦截了一枚完全模拟洲际弹道导弹的实体靶弹。2019年3月，美国陆基中段导弹防御系统先后发射了2枚拦截弹（GBI），第一枚击中了模拟洲际弹道导弹的再入飞行器，第二枚击中了其残骸。此次试验证明，美国陆基中段导弹防御系统已具备相当强的作战能力。不过随着全球新型洲际弹道导弹的不断发展，导弹的突防能力更强，拦截难度更大，美国陆基中段导弹防御系统的作战能力仍有待检验。