用于防空反导的新概念武器1.引言海湾战争以来的几次局部战争表明，先进的武器装备是加快战争进程、获取战场主动和取得整个战争胜利的重要因素利用精确制导导弹、制导炸弹、巡航导弹等精确制导武器进行物理杀伤已成为现代信息化局部战争的主要作战手段精确制导武器攻与防的对抗，已经成为世界各军事强国关注的焦点和牵引武器装备向更智能化阶段发展的强大动力加快研发新概念防空反导武器，并将其与现役的防空兵器相结合，用以对付21世纪可能出现的空中威胁（诸如轰炸机、歼击机、武装直升机、无人机、预警指挥机、战术战略侦察机和各种支援干扰机等飞机以及弹道导弹、巡航导弹及反辐射导弹等精确制导导弹） ，将是世界各军事强国确立军事高技术优势的重要举措2.动能武器动能武器又称超高速射弹武器，或超高速动能导弹，它是相对于采用高爆战斗部的常规武器而言的，是利用非爆炸性高速飞行器所具有的极大动能，通过直接碰撞（而不是通过常规弹头或核弹头的爆炸）方式精确命中并摧毁来袭目标的武器装置它包括动能拦截弹、电磁炮、电热炮和电热化学炮、电热化学枪、轨道枪、高速化学能发射器等，其中可用于防空反导的主要是动能拦截弹和电磁轨道炮2.1 动能拦截弹动能拦截弹被认为是目前最为现实可行的弹道导弹防御武器。
美国、西欧诸国以及以色列等现在正在研制的用于战区弹道导弹防御的新式导弹，如以色列“箭式”拦截弹、美国的爱国者导弹改进型 PAC-3 增程拦截弹（ERINT ） 、战区高空防御（THAAD ）拦截弹、大气层外轻型射弹（LEAP）以及新一代动能拦截弹（如质量矩动能拦截弹、 “蜂群”动能拦截弹、微型中段动能拦截弹）等均是采用动能拦截技术美国陆基低层战区导弹防御系统所用导弹 PAC-3 ERINT（如图 1）是世界上第一个已部署的动能拦截武器型号它可用于拦截射程小于 1000km 的战区弹道导弹，它将精确的导引头和敏捷的弹体结合在一起，具有很强的机动行，过载能力达 100，专用于反导，并可用于拦截攻击导弹阵地的高速反辐射导弹，该型导弹于 1999 年列装，目前已生产装备1600 多枚美国低层战区导弹防御中正在发展的扩大中程防空系统 MEADS 主要用于逐渐替换爱国者防空导弹系统，已经于 2008 年 2 月完成系统初步设计评审，预计今年 9 月开始进入关键设计评审阶段，计划 2011 年进行初始飞行试验，并于 2015 年进入服务，该弹采用 PAC-3 分段改进导弹 MSE（Missile Segment Enhancement） ，可用于攻击战术弹道导弹、巡航导弹、无人机以及飞机等。
美国陆基高层战区导弹防御系统（THAAD）拦截高度 40~150km，拦截距离可达150~200km，主要用来防御射程为 600~3500km 的弹道导弹，它不仅可以在大气层内拦截来袭导弹，而且能够在大气层外摧毁目标THAAD 拦截弹（如图 2）弹长 6.2m，最大弹体直径 37mm，起飞质量 600kg，速度为 2500~2700m/s在拦截弹发射前，预计的拦截点和目标对象图被输入导弹拦截弹首先按惯性制导，在飞行中段由指令制导，通过地基雷达的指令不断对这些信息进行修正，直到飞行终段开始拦截弹在终段利用弹上的红外导引头制导该系统已于 2008 年 5 月 28 日正式装备美国陆军，其中包括 24 枚 THAAD 拦截弹、3 部 THAAD 发射车、 1 套 THAAD 火控系统和 1 部 THAAD 雷达在最近几次拦截试验中，THAAD 系统显示了超群的性能，它对大气层内外不同高度拦截单体目标导弹以及大气层内拦截分离式目标的成功率高达 100％美国导弹防御局计划 2010 年~2015 年将 THAAD 系统的导弹产量提高一倍该局正与美国陆军密切配合，预计在 2010 年和 2011 年分别交付 1套 THAAD 火力单元。
头罩 制导舱增强战斗部固定翼空气动力舵K a 波段导引头固体火箭发动机姿控舱整流罩动能拦截器主发动机助推发动机导引头电子设备转向和姿态控制系统飞行终端系统电源电子设备电源飞行终端系统储气瓶压杆喷管动作筒活动喷管速率陀螺图 1 美国 PAC-3 ERINT 拦截弹 图 2 美国 THAAD 拦截弹2.2 电磁轨道炮电磁炮是利用电磁力加速的一种火炮式动能武器它不仅可以在地面使用，也可以作为机载、舰载和空间武器；既可用作反坦克、防空反导等用途的战术武器，也可作为反战略导弹、反卫星及进行天基作战的战略武器电磁炮按结构和原理的不同，可分为线圈炮、轨道炮和重接炮其中电磁轨道炮是目前发展较快的一种电磁发射装置，它利用轨道电流间相互作用的洛仑兹力将弹丸发射出去，其原理图如图 3电磁轨道炮一般由轨道发射器、电枢和射弹、脉冲功率电源（PPS）和控制开关等组成，如图 4在电磁轨道炮的研究方面，美国自上世纪 70 年代开始研究，发展速度最快，每年投入1 亿多美元的巨资，电磁轨道炮技术已取得重大进展，很多实验指标已经接近实战的要求美国陆军正在研究弹丸飞行速度为 2.5~4km/s 的电磁炮，以期作为 2020 年后陆军主战战车武器的候选方案，形成新的反装甲能力并用于低空近程反导；美国空军也正在演示验证口径为 90mm 的电磁轨道炮，以期用来进行战区弹道导弹的助推段拦截；美国海军于 2008 年2 月在弗吉尼亚州海军靶场进行了电磁炮的试验，试验中电磁炮准确命中了数十个靶标，预期 2025 年左右美国海军可将其安装在电动军舰上。
电磁轨道炮作为新型武器前景非常广阔，但目前还是一个远期发展目标，许多技术难题有待解决其中包括电源小型化技术、材料技术、超高速弹丸技术等 电枢电流电枢磁场阴极导轨射弹电枢阳极导轨磁场驱动电流图 3 电磁轨道炮原理图 图 4 电磁轨道炮系统组成图3．定向能武器定向能武器产生和发射一束集中的能束，它能产生以光速或接近光速传输的能量，它发出的能束可对目标结构或材料以及电子设备等特殊分系统或系统实施摧毁性打击它包括激光武器、微波武器和粒子束武器等，其中可用于反导的主要是激光武器和粒子束武器3.1 激光武器激光武器是发展最为成熟的一种定向能武器，它是利用定向发射的激光束，以光速传输电磁能，直接毁伤目标（飞机、导弹、卫星等）或使之失效的定向能武器按布基方式方式的不同激光武器可以分为步兵便携式激光武器、机载激光武器、舰载激光武器、地基激光武器、天基激光武器等其中，步兵便携式激光武器属低能激光武器，主要用于人眼及传感器致盲其余四类属高能激光武器，主要用于导弹防御、地基反卫星、飞机与舰船自卫和战术防空世界上目前研究激光武器的国家主要有美、俄、英、法、德、以等国。
美国激光武器的研究起步于上世纪 60 年代，发展速度最快，成果也最大美国地基激光武器主要用于反卫星以及对付来自空中或地面的敌方目标1997 年 10月，美国首次进行了地基激光反卫星的试验，之后美国以空间控制名义将开展激光反卫星武器研制的工作转为秘密状态，据称美国将很可能在 2010 年前后具备有效摧毁低轨道卫星的能力地基车载战术激光武器主要用于拦截近程弹道导弹，近程和远程火箭弹、巡航导弹、反辐射导弹、反坦克导弹、便携式防空导弹、无人机以及迫击炮弹等2004 年 8 月，美国在白沙导弹靶场进行了用地基战术激光武器拦截多发齐射迫击炮弹等一系列试验并取得成功2006 年 7 月，美国诺斯罗普.格鲁曼公司公开了“天空卫士” （Sky-Guard）机动性战术高能激光防空武器系统，如图 3美国舰载激光武器主要用于对付反舰导弹，2005 年 6 月，美国海军实验室的自由电子激光器发光功率达到 25KW，虽然离实现目标有效毁伤所需的最低功率 100KW 还有一定差距，但却提升了美国海军发展高能激光武器的信心，美海军计划用 5 年时间将功率提升至100KW，然后用 3~5 年时间将功率提升至兆瓦级，这样就可对付反舰巡航导弹以及小型舰艇。
美海军计划 2015 年左右部署舰载激光武器，并于 2020 年左右将其部署在新一代驱逐舰和航空母舰上美天基激光武器主要用于摧毁远距离敌方洲际战略弹道导弹或敌方卫星及空间平台美国天基激光武器计划源自于 20 世纪 80 年代的“星球大战”计划，经过二十多年的发展，美国以及掌握了研制天基演示器的技术，并成功进行了 2MW 级化学激光器与光束定向器的地基综合试验，但美国国会考虑到天基激光器本身所存在的技术难题以及国际安全环境和军事需求的变化，在 2002 年否决了向该项目继续提供经费的申请虽然天基激光武器的研制并没有因此停滞，但要进入实际部署尚需时日美国机载激光武器是美国投入最多也是最接近实战的一类激光武器，它主要用于拦截处于助推段的弹道导弹并可用作飞机反导自卫2007 年，ABL 完成了一系列关键测试，主要包括：完成首次空中发射试验，验证了 ABL 对目标的跟踪能力、低能照射能力以及对大气环境的补偿效果2008 年 12 月，美军又一次利用波音 747－400F 载机进行了机载激光武器的空中发射试验，试验证明激光武器系统可以成功跟踪照射目标并将其摧毁然而，机载激光武器的首次实弹助推段战区弹道导弹拦截演示验证预计要在 2009 年 8 月份进行，届时拦截成功与否也直接影响机载激光武器的研制进程。
一旦拦截试验取得成功，机载激光武器有望在 2010 年左右具备初始作战能力，计划 2020 年左右采用小型化固体器件的机载激光武器将有可能具备实战能力激光武器作为一种高效快速灵活的定向能武器，正在受到越来越多的国家的重视一旦高能激光武器研制成功，它将于现有的防空手段形成多层次一体化的防空反导体系，必将使未来战场的面貌焕然一新3.2 粒子束武器粒子束武器是通过特定的方法将电子、质子、各种重离子、原子（如氕、氘、氚） 、加速到接近光速，聚集成高能粒子束流射向目标，以束流的动能或其他效能破坏摧毁目标的一种定向能武器粒子束武器按粒子的性质一般分为中性粒子束武器和带电粒子束武器带电粒子束武器用于大气层内防空、反巡航导弹和破坏敌方的武器装备等，中性粒子束武器主要用于外层空间对付弹道导弹或天基武器粒子束武器系统主要由功率源、粒子束加速器、粒子源以及目标识别、跟踪和指挥控制系统等构成，见图 6粒子束武器的工作大致过程是：功率源提供能量，由粒子加速器把电磁能转变为粒子的动能，再通过电磁场对粒子进行聚集和偏转（对于中性粒子束还要对电荷进行剥离） ，改变粒子束的发射方向，使其对准目标在粒子束武器的研究方面，美、苏两国起步最早。
前苏联从上世纪 50 年代开始粒子束武器的可行性研究，曾经有大约 2000 多名一流物理学家在 350 个实验室从事与粒子束有关的研究工作，并于 1987 年筹建了一座周长为 25.6km 的粒子加速器，对粒子束武器在实验室进行理论验证美国对粒子束武器的研究起于上个世纪 70 年代，之后一直没有停止，美国已做的基础研究工作包括：进行粒子束产生、控制、定向和传输技术理论验证和实验室的试验，用加速试验台进行试验，验证中性粒子束方案的可行性，同时探讨带电粒子束方案美国认为粒子束的潜在用途是拦截导弹、攻击卫星、防空以及在防区外实施扫雷等随着能源技术、粒子束武器小型化技术、带电粒子束的传输技术等关键技术的逐步解决，粒子束可能在 2020 年以后进入实战部署粒子束武器作为一种发展前景广阔的战略防御武器，其潜在的巨大威力以及对未来战争的影响不容忽视图 5 Sky－Guard 防空反导概念图 图 6 粒子束武器系统反导概念图4．反导滞空弹反导滞空弹是发射后可按程序改变飞行姿态、能在舰艇附近预定空域悬浮一定高度和一定时间，用以摧毁来袭反舰导弹的新概念弹药现今的反舰导弹不管是在命中精度和隐身性，还是在机动性能和突防能力均不断提高，而且攻击模式为多方向、多批次联合攻击，而现今水面作战舰艇不可能携载大。