以色列箭-2戰區彈道飛彈防衛系統

以色列箭-2戰區彈道飛彈防衛系統

以色列箭-2飛彈系統被稱為世界上第一種實用型戰區彈道飛彈防衛系統,攔截飛彈最高飛行速度達到9倍音速,是世界上飛行速度最快的防空飛彈。

概要,發展歷史,背景,概述,“箭式飛彈實驗計畫”,“箭式飛彈連續實驗計畫”,“箭式飛彈部署計畫”,美國發揮的作用和目的,基本構成,概要,基本構成,箭-2飛彈發射連,箭-2反戰術彈道飛彈(ATBM)飛彈,飛彈殺傷運載器部分,箭-2飛彈發射裝置,“榛樹”發射控制中心(LCC),“青松”早期預警、火控和飛彈引導雷達,“香緣樹”火控中心(FCC),各方評價,

概要

箭-2飛彈系統基本構成
2004年7月29日,美國海軍在位於加利福尼亞太平洋海岸的一個空戰中心發射了一枚近程“飛毛腿”彈道飛彈,以色列改進型箭(Arrow)-2戰區彈道飛彈防衛系統予以準確定位,並發射和引導一枚攔截飛彈摧毀“目標”。
展示展示
而美國洛·馬公司最新型的“愛國者”PAC-3/3飛彈和俄羅斯“金剛石”科學生產聯合公司的最新型“凱旋”S-400飛彈最高飛行速度約6倍音速,在2003年11月20日,歐洲EADS/LFK公司設計的一枚HFK E1高超聲速飛彈在首次測試中也只是剛剛達到7倍音速。以色列箭-2飛彈系統配套的“綠松”地基早期預警、火控和飛彈引導雷達探測距離達到500公里而且能夠追蹤飛行速度3,000米/秒的高速目標,並將攔截飛彈引導到目標4米之內,是世界上作戰能力最強的預警雷達。相對比“凱旋”S-400探測距離為400公里,箭-2系統配套的“香緣樹”作戰管理/火控中心,能快速確定飛彈的位置、彈道和預知的衝擊點,同時不斷蒐集和計算分析新的數據來確定最佳攔截點,是世界上自動化程度最高、最先進的管理/火控系統。
當然,性能如此驚人的戰區飛彈防禦系統的價格也是目前最昂貴的,據說一枚攔截飛彈成本近300萬美元左右,約是一枚“飛毛腿”飛彈的三十倍。

發展歷史

背景

以色列早就對周邊國家擁有或正在發展彈道飛彈深為擔憂。1986年,以色列在與美國簽訂諒解備忘錄(MOU)後就開始彈道飛彈攔截系統計畫研究。1988年,該計畫進入論證階段,美國和以色列開始實施一項三階段計畫,發展“箭”式系列反戰術彈道飛彈(ATBM)。
原理原理

概述

到目前為止,整個系統的發展已經實現了四級跳,歷時近20年。1986-1988年開始進行第一階段研究,主要研製試驗型的“箭” 1飛彈系統;第二階段從1991年開始,研製尺寸稍小、重量較輕、能實際部署運用的“箭” 2系統;第三階段從1999年開始,全面試驗可供以色列部署使用的“箭”式飛彈防禦系統,其中包括“箭”2飛彈及其發射裝置、多功能地面雷達和火控、發控裝備等。目前該計畫已進入到第四階段,兩個試驗性的“箭” 2地空飛彈連部署在以色列,該階段從2003年開始為期5年,旨在進一步改進系統性能。

“箭式飛彈實驗計畫”

計畫的第一階段包括“箭式飛彈實驗計畫”,意在確認“箭”式飛彈概念,研製“箭”式攔截彈原型和發射裝置。1988年,美國飛彈防禦局和以色列飛機工業公司(IAI)簽署了一份契約,製造並測試單級Chetz-1(希伯來命名,也就是箭-1) 反戰術彈道飛彈(ATBM)系統,箭-1飛彈的發射重量約2,000公斤。ACES實施後,於1990年8月9日進行首次發射試驗,地面雷達系統沒有能成功連續跟蹤飛彈。在1992年9月23日進行的第四次試驗中,一枚箭-1攔截彈成功截擊了一枚飛彈靶彈;1993年2月28日第五次試驗中,首次進行彈道飛彈的攔截能力證明,箭-1非常接近經過靶彈;1994 年6月12日第九次試驗中,發射一枚箭-1飛彈對抗一枚靶彈並且成功地攔截了它。至此,箭-1飛彈的發射試驗結束。

“箭式飛彈連續實驗計畫”

“箭”式飛彈系統研製的第二階段是“箭式飛彈連續實驗(ACES)計畫”。伊拉克在1991年的海灣戰爭中,向以色列特拉維夫發射了39枚近程地對地“飛毛腿”彈道飛彈,導致人員受傷。雖然美國在以色列部署了“愛國者”防空飛彈系統進行攔截,也取得了一定成果,但以色列認為存在諸多不足。海灣戰爭使以色列加快研究進程,發展更先進的兩級箭-2飛彈防衛系統。箭-2戰區彈道飛彈防衛系統主要由以色列飛機工業公司下屬的MLM系統工程部研製。
1995年7月30日,箭2攔截飛彈首次飛行試驗成功,接著又進行幾次飛行試驗為攔截試驗積累數據和驗證系統。
1996年8月20日,在第三次飛行試驗中,箭-2飛彈系統攔截試驗首次成功地攔截了一枚雷達截面和有效載荷與飛毛腿飛彈相仿的箭-1飛彈。
1997年3月11日,在第四次飛行試驗中,以色列和美國聯合研製的箭-2飛彈系統成功地進行了第二次攔截試射,直接命中了一枚靶彈。在這次試驗中,箭-2飛彈的近炸雷達引信在與靶彈碰撞前幾秒失效,其破片戰鬥部未能根據指令起爆,但直接命中加上戰鬥部碰撞起爆的綜合效應還是摧毀了靶彈。當然,這次試驗從側面驗證了箭-2飛彈系統的整體性能的先進性和有效性。
1998年9月14日,在飛彈第六次飛行試驗中又第三次成功地攔截了一枚模擬靶彈。這也是首次整套系統飛行試驗,ACES計畫完成,共耗資3.3億美元,美國負擔其中的72%。

“箭式飛彈部署計畫”

第三階段實施“箭式飛彈部署計畫”(ADP),目的在於將整個“箭式武器系統”(AWS)與規劃的“用戶作戰鑑定系統”(UOES)結合起來。ADP的主要目標是完成箭式武器系統(AWS)各種不同部件的全部集成。1996年3月,美國和以色列簽訂了一項協定,計畫用6年時間,投資5.56億美元,用於箭-2飛彈的研製,以色列承擔64%的研製費用。這將通過擴大對箭-2攔截彈及其保障單元的試驗予以完成,主要是進行各種模擬威脅攔截試驗。
1999年11月1日,進行了第七次飛行測試,以色列成功地對箭-2反戰術彈道飛彈武器系統進行了攔截試驗,為其具備初始作戰能力鋪平了道路。這是第二次進行整套系統成功攔截試驗,試驗中靶彈從距離海岸10公里的艦船上發射,幾秒鐘後箭-2飛彈從帕勒馬希姆(Palmachim)空軍基地射出,5分鐘後目標被摧毀。此次試射的靶彈由早期研製的TM-91箭-1飛彈模擬飛毛腿彈道飛彈改裝而成。這次試驗成功後以色列開始著手實際部署工作。
2000年3月14日,以色列正式開始部署箭-2戰區彈道飛彈防衛系統;2000年10月17日,以色列國防軍發表聲明稱,以色列同美國聯合研製的箭-2戰區彈道飛彈防禦系統從即日起正式開始戰備值班,至此這項歷時12年之久的發展計畫終於走向實用,以色列也因此成為世界上第一個部署戰區反彈道飛彈防衛系統的國家。箭-2飛彈防禦系統運輸代號Homa或“柵欄”(Fence),目前以色列已經部署三套系統,其中一套在特拉維夫附近,一套在海法的南部迪莫納核電站附近,一套在北部沿海城市哈代拉。
2000年9月14日,進行第八次飛行測試,整套系統第三次成功完成攔截試驗,摧毀了一枚從一架F-15戰鬥機投放的 “黑麻雀”靶彈 (模擬一枚射入彈道飛彈)。
2001年8月28日,進行第九次飛行測試,整套系統第四次成功完成攔截試驗,摧毀了一枚 “黑麻雀”靶彈 (模擬一枚射入彈道飛彈)。與以往的試驗不同的是,這次是在較高的高度和約100公里處完成。
2002年11月7日,以色列的帕勒馬希姆空軍基地第一次公開展示了箭-2戰區彈道飛彈防衛系統。以色列看來對自己的防衛系統非常有信心,也為外銷目的,因此以後多次參加國際性的武器展來宣傳。
2003年1月5日,進行第十次飛行試驗,以色列國防軍在首次多飛彈攔截軍事演習中,同時發射7枚攔截箭-2飛彈,其中6枚成功地將假想目標摧毀。這也是整套系統第五次成功完成攔截試驗。一套箭-2系統最多能同時攔截14個目標。
2003年12月16日,進行第十一次飛行試驗,整套系統第六次成功完成攔截試驗,在較高的高度摧毀了從一架以色列空軍(IAF) F-15 I戰鬥機發射的一枚“黑麻雀”靶彈。這次試驗是正在進行的箭式系統改進計畫的一部分,由以色列和美國共同管理。試驗示範了系統的改良性能,包括更高的攔截高度。
最新一次試驗在2004年7月29日進行,是包括雷達系統測試在內的整個系統的第七次成功攔截試驗,也是飛彈第十二次飛行。此次發射的是“箭式”飛彈的改進型,旨在測試該飛彈跟蹤和攔截彈道飛彈的能力。這也是該系統首次攔截一枚“飛毛腿”實彈。
箭-2戰區彈道飛彈防禦系統在2003年1月伊拉克戰爭爆發前夕第一次實際作戰部署,以色列在全國境內部署了9個飛彈連隊以應對伊拉克在遭到美國軍事打擊時發動的報復性襲擊。這9個連隊由7個“愛國者”飛彈連和2個“箭”式飛彈連組成,其中特拉維夫地區部署了3個“愛國者”飛彈的連隊,在特拉維夫南部還部署了一個“箭”式飛彈連。

美國發揮的作用和目的

沒有美國的全方位支持,以色列自行研製箭-2飛彈防衛系統的難度是無法克服的。美國在資金、技術和實驗場地等方面提供了廣泛的積極支持。
性能參數性能參數
美國幫助以色列加強防禦能力,將一些戰爭“導火索”消除在初始階段,如一些國家在戰爭中向以色列發射各種彈道飛彈來擴大戰爭規模等;美國把以色列箭-2戰區飛彈防衛系統看做是完整的國家飛彈防禦系統(NMD)中的重要環節,除非美國以後再發展同等能力的防衛系統來替代。箭-2飛彈的中途攔截點在美國的“愛國者”PAC-3和“戰區高空區域防禦系統”(THAAD)之間,射高可達上大氣層,有效地行使高層防禦職能;美國需要以色列箭-2戰區飛彈防衛系統和自己的作戰防空飛彈系統配合,加強共通能力,目前美國的“愛國者”作戰防空飛彈系統已經實現和箭-2系統的共同操作;美國沒有部署箭-2飛彈的計畫,但參與箭式飛彈工程可以極大地幫助美國發展自己的TMD系統,例如提高美國系統的能力,利用箭式飛彈試驗數據減少美國系統的風險,從箭式系統中吸取經驗和教訓,加速美國的TMD研製和部署等。例如箭-2飛彈使用的銻化銦焦面陣光學視窗技術,要比美國“戰區高空區域防禦系統”(THAAD)計畫採用的矽化鉑焦面陣具有更遠的捕獲距離和更好的分辨目標能力,美國已經決定用來替換。
因為以色列的發展計畫跟美國發展戰區飛彈防衛系統(TMD)和國家飛彈防禦系統(NMD)的思路是一致的,因此美國始終給予巨大關注和全方面支持,雙方至今共同投資總額近16億美元。

基本構成

概要

兩級新型箭-2飛彈發射重量約1,300公斤,相比單級箭-1飛彈重量減輕了近700公斤,但已經實現了質的飛躍。在2003年2月,以色列飛機工業公司與波音公司簽署協定,在美國生產系統內用於製造箭式飛彈的各部分結構部件。波音公司負責美國的生產工作,並聯合150多家美國公司共同生產包括電子部分、調壓器、電動機箱體和飛彈存儲筒狀箱體等大約50%的飛彈結構的生產。以色列飛機工業公司(IAI)負責飛彈整合和最後總成。

基本構成

箭-2飛彈系統採用模組化結構具有機動部署能力,能夠在二級道路上運輸。一套箭-2戰區彈道飛彈防衛系統裝備使用四輛或八輛發射拖車,每輛載運六聯密封發射貯存筒狀箱體,內裝有一枚“就緒-到-發射”(ready-to-fire)飛彈,一輛卡車安裝榛樹(Hazelnut Tree)發射控制中心,一輛卡車增加了通信中心,一輛卡車安裝“香緣樹”(Citron Tree)火控中心和一套可移動青松(Green Pine)地基早期預警、火控和飛彈引導雷達系統。

箭-2飛彈發射連

一個箭-2飛彈發射連由一輛安裝“榛樹”發射控制中心(LCC)的卡車和四或八輛飛彈發射卡車組成。發射裝置能在在發射後一個小時內被再裝填。飛彈發射連通過微波、無線電數據、聲音通信在發射中心和分置的雷達指揮控制中心之間相互聯結。飛彈發射連能在距雷達指揮控制中心之間300公里範圍內任意選擇最合適的攔截部署地點。

箭-2反戰術彈道飛彈(ATBM)飛彈

採用固體推進劑的兩級箭-2飛彈裝備一級助推器和一級主火箭發動機。接到發射指令後,飛彈使用一個初始啟動去從貯存箱體實現一個垂直熱發射,然後第二次啟動將飛彈對準需要攔截的目標方向加速到9馬赫或2.5公里/秒的一個最高速度,並維持和不斷調整對準目標飛彈彈道。第一級助推器使用推力矢量控制用於在飛行推進和維持階段。
控制中心同時跟蹤和計算攔截飛彈和目標飛彈之間的彈道和相互距離,然後適時點燃第二級主發動機並將第一個級助推器分開。
攔截飛彈的中途攔截點是精確確定的。當獲得目標飛彈更多的彈道數據後,最適宜的中途攔截點將被更精確定義,並引導飛彈飛向最適宜的攔截點。

飛彈殺傷運載器部分

飛彈殺傷運載器部分包括彈頭、引信和末端導引頭,彈體安裝四片充分運用空氣動力學技術的可動翼片去提供低高度攔截時的機動能力。彈頭採用一種高爆定向爆炸破片式戰鬥部,由以色列拉菲爾武器發展局生產,能夠在一個50米半徑內摧毀目標。末端導引安裝兩套導引頭具有雙重模式,用於高空攔截時捕獲、跟蹤戰術彈道飛彈使用被動紅外自動導引頭模式;當用於低空攔截類似巡航飛彈時採用主動雷達自動導引頭模式。紅外自動導引頭是由雷聲公司發展的砷化銦焦平面陣列。攔截高度從最小10公里一直到最大50公里。最大的截取範圍大概90公里。“箭-2”戰區飛彈防禦系統原先計畫用於攔截高度約3萬米的近程彈道飛彈。但面對日益增多的射程超過1,300公里的中程彈道飛彈威脅,美國幫助以色列將攔截高度提高到50公里,還能儘可能消除攔截時造成的碎片或爆炸、生化等危險彈頭引起的二次危害,還可能在大氣層外有效攔截攜帶核彈頭的彈道飛彈。

箭-2飛彈發射裝置

箭-2飛彈發射裝置採用全方位垂直發射模式,飛彈位於六聯密封發射貯存筒狀箱體內,在陣地部署時採用液壓支臂豎起。系統具有最大可用性,準備到“就緒-到-發射”(ready-to-fire)狀態,隨時快速反應。發射裝置安裝在一輛拖車上來實現機動部署和轉移。

“榛樹”發射控制中心(LCC)

“榛樹”發射控制中心位於火控中心 (FCC) 和發射裝置之間的一個控制和操作界面,當接到火控中心(FCC)的指令後啟動發射裝置。“榛樹”發射控制中心使用全自動作戰管理代碼,採用高可靠級別和複式獨立安全開關,能夠避免誤操作發射。

“青松”早期預警、火控和飛彈引導雷達

以色列飛機工業公司艾爾塔(Elta)子公司為箭式系統發展了“青松”早期預警、火控和飛彈引導雷達。雷達運輸名稱EL/M-2090,包括拖車上安裝的雷達、天線陣、發電機、製冷系統和一個雷達控制中心。“青松”是一種電子掃描固態相控陣雷達,操作在L-波段500 MHz-1,000 MHz之間,是從艾爾塔“樂曲”(Music)相控陣雷達基礎上發展而來。雷達能夠同時在搜尋、探測、跟蹤和飛彈引導模式上操作。
“青松”雷達能在大約500公里範圍內發現目標,能跟蹤速度高達3,000 米/秒的目標。雷達追蹤目標並引導箭-2飛彈到目標4米範圍之內。

“香緣樹”火控中心(FCC)

以色列塔蒂蘭電子有限公司是“香緣樹”作戰管理/火控中心開發總承包人。該系統安裝在拖車上,下載傳輸過來的雷達數據連同從其它來源的數據一起,使用功能強大的信號處理設備去處理威脅,中途攔截完全自動化,包括對抗單一和多重威脅。系統在必要時也可人工操作和干預。
當對方彈道飛彈發射被發現的時候,發射地點、飛彈的位置、彈道和預知的衝擊點將顯示在電子地圖上。初始階段由於數據和資料不足,預知的衝擊點在電子地圖顯示如同的一個橢圓區域。隨著需要攔截的彈道飛彈的飛行彈道趨於穩定和不斷獲得更新的數據和資料,預知衝擊點顯示的橢圓尺寸不斷收縮,表明預知的準確度正在逐漸增加。在顯示器上已知和預知的目標飛彈彈道圖像採用彩色圖像顯示,從預知的衝擊點匹配到它的發射位置,最適宜的攔截點也將顯示,並且不斷被調整和最佳化。“香緣樹”作戰管理/火控中心能同時控制高達14枚攔截飛彈。
“香緣樹”作戰管理/火控中心的主要功能是:數據的處理,威脅評估,攔截的最最佳化, 任務管制中心,手動及完全自動作戰管理模式,同時應對幾十個威脅,開放體系結構(互通性功能),與其他的武器系統相互提示,先進的人機界面(MMI)基於以色列國防軍(IDF)操作員的經驗,為預先任務計畫完全仿真能力,全面記錄和回放用於站點任務報告,可運輸性。
同時,“香緣樹”作戰管理/火控中心美軍標準16號數據鏈,Tadil J通信也正在發展,它能夠分配和移交目標到“愛國者”的N/MPQ火控雷達。美國和以色列在試驗中已經成功實現箭-2系統和美軍“愛國者”系統之間以及箭-2系統和以色列國防軍“愛國者”系統之間的連線。

各方評價

正如前面所說,以色列國防部長莫法茲在最近的飛彈測試成功後認為,以色列在彈道飛彈防衛技術領域已處於領先地位。箭-2系統覆蓋範圍可達到巴基斯坦。據稱試驗成功率高達99.9%。因此早在2000年10月17日正式部署的時候,當時的以色列國防部長阿倫斯評價說,“我們現有武器系統攔截彈道飛彈的成功幾率很高”。一些國家也看中該系統的強大作戰能力表示要購買。但也有些人同時提出不同看法,以色列特拉維夫一所大學的防衛專家傑拉爾德·斯坦伯格認為,現有技術評估顯示,需要兩枚“箭式”飛彈才能攔截一枚類似“飛毛腿”的飛彈。如果敵方一次發射多枚“飛毛腿”,或者發射假目標,以色列的“箭式”飛彈很快就會被消耗光。
總的來說,世界上第一種實用型戰區彈道飛彈防衛系統已經以色列投入使用,但究竟能夠發揮何種作用,還需在以後繼續觀察。

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