美国会预算办公室国家巡航导弹防御架构方案分析

来源：防务快讯

作者：李晓文

2021年2月9日，美国国会预算办公室（CBO）发布了《国家巡航导弹防御：问题与备选方案》（National Cruise Missile Defense：Issues and Alternatives）报告，评估了五种美国本土巡航导弹防御系统方案，旨在建立一个针对亚声速巡航导弹的防御系统以保护美国本土。本文编译了报告中关于五种巡航导弹防御方案的内容。

1、美国家巡航导弹防御类型

     

组成巡航导弹防御体系的传感器、远程地对空导弹、战斗机和战斗管理系统可以在不同层面（如对单个目标的点防御到对整个美国的区域防御）、不同能力（如能够应对少量巡航导弹防御的单层拦截平台或多层拦截平台）上组合形成大量不同的架构。目前美国为本土外部署的美军提供单点或有限区域的空中和巡航导弹防御，包括保卫地面部队的陆军地对空导弹系统、保卫舰船或地面特种部队的海军系统，同时为国家首都区域提供有限的空中和巡航导弹防御系统。

目前，美国周边地区的空中防御由地基雷达网络和美国周边数个空军基地的值班战斗机提供。战斗机的首要任务是拦截不明飞机、非计划航线上的飞机、不能与空中流量控制机构通信的飞机。某些战斗机还要拦截外国接近美国的军机，特别是俄罗斯在美国空域例行巡逻的军用飞机。然而，战斗机数量少且缺乏在长距离上探测低空目标的雷达系统限制了战斗机应对巡航导弹的能力。

巡航导弹防御类型可分为点防御和区域防御。如果有效传感器和拦截平台能够被部署在被防御地点的周围，巡航导弹最终总会抵达这些传感器和拦截平台（如图１中上层所示），那么，构建一个点防御架构是相对直接的方法。对规划人员来说，区域防御架构的难点在于，在对巡航导弹的攻击目标和飞行航线没有预先认知的情况下难以确定传感器和拦截系统的位置（如图１中下层所示）。

图1 如何确定区域防空系统的位置面临挑战

美国国会预算办公室（CBO）尝试分析了五种为美国周边提供区域防御的架构，此架构的特点是防护区域广（对美国48个本土州的周边地区进行防护）、防护能力有限（在特定时间和地点能够动用8枚地对空导弹和2架战斗机）。为了调查清楚部署这样的巡航导航防御能力需要什么样的条件，CBO评估了击溃亚声速巡航导弹的不同系统的组合，并且评估了这些架构对抗更快的对地攻击巡航导弹的能力。这些防御系统和巡航导航的性能是近期就能够实地部署的系统之系统的代表。

2、如何构建巡航导弹防御架构

     

巡航导弹防御架构取决于它旨在提供的防御级别和传感器及拦截平台的性能特点。CBO构建的巡航导弹防御架构均包括以下组成部分：

• 48个毗邻州周围的传感器链，能够探测从任意方向接近美国本土的巡航导弹（美国共50个州，本土有48个州，阿拉斯加州和夏威夷州是海外州）；

• 地空导弹（SAM）发射平台和值班战斗机基地，提供完整的地空导弹防御层和完整的战斗机防御层，能够拦截从任意方向接近美国本土的巡航导弹；

• 能够部署传感器和拦截平台的足够数量的地点，经过战斗管理系统的协调，能够在巡航导弹进入美国本土之前将其拦截。

3、五种巡航导弹防御架构

     

CBO构建了五种导弹防御架构，分别是：①高空长航时无人驾驶航空器雷达探测与跟踪架构；②改装商用飞机（AEW&C预警机）雷达探测与跟踪架构；③浮空器雷达探测与跟踪架构；④雷达卫星探测与跟踪架构；⑤地基雷达探测与跟踪架构。前三种以机载传感器为基础，后两种以卫星架构为基础。前四种架构使用了两种相同的拦截平台：远程地空导弹（LR-SAM）和战斗机（浮空器雷达架构除外，该架构不能为飞行员提供充分的预警）。

由于第五种架构无法尽早探测到对地攻击巡航导弹（LACM），导致拦截平台无法在LACM到达海岸沿线或边界时将其拦截，CBO只对该架构进行了简单探讨。

3.1高空长航时无人驾驶航空器雷达探测与跟踪架构

如不考虑海岸线的复杂性，美国48个毗邻州的周长达约1万5千公里。CBO估计覆盖美国本土需要23个高空长航时无人驾驶航空器（HALE-UAV）航道，共需要64架HALE-UAV（包括处于不同维护阶段的HALE-UAV），即平均每条轨道2.8架飞机的连续覆盖。

HALE-UAV在18.3公里高空的探测距离约为595公里。在亚声速对地攻击巡航导弹到达海岸之前，HALE-UAV能够提供长达44分钟的预警。在这种情况下，对于地空导弹防御层，需要20个远程地空导弹发射平台，以便让战斗管理系统能够在5分钟之内响应；或者需要30个远程地空导弹发射平台，以便让战斗管理系统在15分钟之内做出响应。战斗机防御层则需要在30至40个地点部署值班战斗机。CBO认为可以在美国本土周边部署相对紧凑的远程地空导弹发射平台，值班战斗机可由美国空军、海军、海军陆战队空军中队的本土基地提供。

3.2改装商用飞机（AEW&C预警机）雷达探测与跟踪架构

由于AEW&C预警机的航行时间比HALE-UAV要短，所以每条航道上所需的平均飞机数量将多于HALE-UAV数量。CBO估计覆盖美国本土需要31个由商用飞机改造的AEW&C预警机航道，共需要124架飞机，平均每个航道4架飞机。

AEW&C预警机在9公里高度的探测距离约为435公里。可在亚声速巡航导弹到达海岸30分钟之前提供预警。在这种情况下，对于地空导弹防御层，需要40个远程地空导弹发射平台，以便让战斗管理系统能够在5分钟之内响应；或者需要50个远程地空导弹发射平台，以便让战斗管理系统在15分钟之内做出响应。战斗机防御层则需要在美国周边50至90个地点部署值班战斗机。由于需要的战斗机数量较多，现有战斗机基地无法满足需求，将需要在其他基地部署值班战斗机。

3.3浮空器雷达探测与跟踪架构

由于浮空器的高度限制，其探测范围较窄，因此，所需的浮空器航道数量要比AEW&C预警机航道多。但因为浮空器的空中运行时间长，预计最多能够运行30天，每条航道所需的浮空器数量会远远少于AEW&C预警机。CBO估计覆盖美国本土需要50个浮空器，而每两个监测点有一个浮空器需要进行维护，因此，总共需要75个浮空器，平均每个监测点1.5个浮空器。

浮空器在3公里高度提供的探测距离约为266公里，最长能够提供18分钟的预警。由于预警时间太短，无法通过战斗机防御层来提供防御，如果交战规则要求必须通过目视来确定目标，则此架构就会失效。此架构对构建地空导弹防御层也有极大的挑战性，需要60个远程地空导弹发射平台，以便战斗管理系统能够在5分钟内响应；或者需要800个发射平台，以便战斗管理系统在15分钟内响应。在第二种情况下，发射平台需要在整个国家内部署，每两个发射平台之间间隔19公里。由于发射平台之间距离很短，如果能够实现的最快响应时间是15分钟，那么应该选择成本较低的近程地空导弹而不是远程地空导弹。但因为所需发射平台数量太多，该架构的成本仍然比其他架构要高得多。

3.4雷达卫星探测与跟踪架构

此架构基于用来跟踪全球空中目标的低地球轨道雷达卫星星座。星座将由78颗在轨卫星组成，海拔高度925公里，倾角89度。

由于具备全球探测能力，雷达卫星几乎在巡航导弹发射时就能探测到，预警时间取决于敌方选择发射巡航导弹的位置与美国边界的距离。因为该架构提供的预警时间较长，需要的远程地空导弹发射平台数量将由导弹的射程决定，而不是像其他架构那样由战斗管理系统的响应时间决定。战斗管理系统无论是在5分钟内还是15分钟内响应，此架构的地空导弹防御层需要的远程地空导弹发射平台均是20个。战斗机防御层则需要10到15个部署点。

3.5地基雷达探测与跟踪架构

CBO估计此架构需要150个高于周边环境213米以上的地基雷达来探测低纬度巡航导弹。目前美国沿海岸线地区约有50个雷达站，还需新增约100个地基雷达。然而，地基雷达无法提供足够的预警时间，此架构不具备可行性。

4、防御架构的成本分析及局限性

     

CBO对前四种架构的成本进行了对比分析，如表1所示。从分析结果来看，高空长航时无人驾驶航空器的成本较低，浮空器雷达探测与跟踪架构成本较高。

表1 四种巡航导弹防御系统架构预算分析

CBO在报告中指出，所分析的巡航导弹防御架构只具备有限防御能力，即：在特定时间，每个导弹发射平台可以动用8枚地对空导弹，每个战斗机防御点可以出动1至2架值班战斗机。每个远程地空导弹预计能与8枚对地攻击巡航导弹交战。在实际作战中，指挥官为提高拦截成功率，往往会使用至少2枚远程地空导弹来拦截一个目标。因此，报告所列架构在同一时间只能用来拦截4枚巡航导弹。对于实际的大规模导弹袭击，可以通过在每个导弹发射平台增加远程地空导弹数量来应对。但是，这时候战斗管理系统对多目标交战的引导能力可能会成为瓶颈。此外，架构未考虑以下实际作战环境中的各种限制和复杂情况：

（1）拦截系统的限制，即战斗管理系统指挥巡航导弹和战斗机打击多个目标能力的限制。尽管战斗机可以携带数枚空空导弹，但由于它们对巡航导弹攻击的反应时间很短，可能会限制每架战斗机只能携带一枚导弹。

（2）战斗管理系统的限制。从低空飞行的民用航空飞机中识别巡航导弹会使反应时间放慢，这将大大降低防御的能力。为解决此问题，可以为远程地空导弹配备成像探测器，自动判断目标是巡航导弹还是民用飞机，如果是后者，导弹偏离方向或自毁。

（3）导弹飞行方向改变的影响。如果导弹在接近美国领土时改变方向，可能没有足够的反应时间完成拦截。

（4）敌方发射位置的影响。CBO构建的架构是假设敌方在距离美海岸线或边境至少800公里的距离发射巡航导弹。如果发射距离短于800公里，则可能会导致预警时间缩短。

（5）超声速导弹的威胁。远程、超声速巡航导弹会缩短防御系统的预警时间，本报告中研究的防御系统无法拦截中俄正在研发的高超声速导弹。