航空航天港

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 8566|回复: 103
收起左侧

[科普资料] 如何理解THAAD部署在韩国与真假弹头区分、反导效能

  [复制链接]
JK-SETI 发表于 2016-7-21 14:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
THAAD未来将部署到韩国的事情,如今已经进入到“第二只鞋落地”的状态。相信各位应该已经读了足够的材料,对这次争论的基本情况有所了解。下面的讨论大概可以当成“扩展阅读”。






本次“THAAD部署在韩国”,一般容易跟“美国小布什时期在欧洲部署地基GBI重型拦截弹”、甚至是“奥巴马时期EPAA新计划在欧洲部署陆基SM-3”相比较,认为中国面临的与俄罗斯面临的是某种类似的“反导威胁”。其实,仔细观察可以得知,关于“欧洲反导威胁俄”的主要关切是在拦截弹/拦截弹速度这个问题上,而对THAAD的指责多集中于其X波段雷达上————如果今天还有人说THAAD拦截弹是能拦截中国ICBM的,则属于没做好功课。而认为"THAAD的威胁在于雷达"的一批人,实质上是在说一个新的技术情报搜集器technical intelligence collector,能够影响战略核平衡,这一点必须要明确。


这新的技术情报搜集器technical intelligence collector,一开始被认为能“轻易地分辨出弹头和诱饵”:


韩国的TPY-2雷达可以看到中国战略导弹的主动段和主动段结束后释放弹头和诱饵的过程。根据动量守恒定律,导弹释放较轻的诱饵时速度改变量很小,而释放较重的弹头将引起较大的速度改变。如果韩国雷达可以看到诱饵释放过程,那么美国反导系统就可以根据导弹速度改变而轻易地分辨出弹头和诱饵,彻底解决这一难题。



但是这个诱饵识别问题在60年代已经被考虑过,也有了相应的解决方案,也就是所谓的分导母舱MIRV Bus。分导母舱最初的诞生理由之一就是要去研究一种装置,弥补诱饵与真弹头的落点不同,防止轻易被防御方区分开来。(当然在打击核军事力量counterforce的方案中“来袭弹头落点预测Impact Point Prediction”仍然可能会是一个很重要的区分手段,毕竟在counterforce要求下某一些落点、某一些到达次序的弹头,不管真假,都不需要拦截了)

但是这里针对THAAD雷达的是“基于动量的区分观测”,下面的阅读材料希望能讲明:基于“动量守恒定律”的简单动量区分是很虚幻的,因为有了分导母舱bus,而分导母舱的诱饵释放运动是很复杂的,英国北极星A3的突防装置载具Chevaline,虽然说不是MIRV多弹头分导,但是已经使用了复杂的机动,来在长达上百公里的空间里投放诱饵:


基于“动量守恒定律”的简单动量区分是很虚幻的,那什么才是比较真实的?
基于各种互相作用而导致的微动(micro-)motion:


除非进攻方投入大量的资源与精力,去将诱饵的质量分布与真弹头匹配、去研发先进的诱饵释放机制、去避开/补偿母舱推进器废气带来的运动,诱饵与真弹头的角运动将会不同。因为诱饵的质量小、惯性小,所以其角运动的分布更散、更多样。这种角运动差异将会足够大,以至于可以在光学信号上形成差异,而其雷达信号上的差异,将会成为很有用的区分判据。这种真假弹头区分方法的问题是,如果仅观测当前能监视到的苏联导弹试飞靶场,需要几年才能可靠稳定地掌握其细节与规律。这种区分方法的有效性也将与进攻方将真假弹头角运动调整成一致的努力有关、与进攻方抑制微扰的努力有关、与进攻方(通过逆向模拟anti-simulation)将真弹头加上随机的角运动的努力有关。





仿真式轻诱饵Light Replica Decoys

中段反导的真假弹头区分问题中,仿真式轻诱饵Light Replica Decoys一直就是重点:每个轻诱饵重量为真弹头的2%-5%,与真弹头有一样的外形、表面光学特性、表面热特性、表面雷达特性;轻诱饵的动力学特性(自旋率、指向、锥角coning angle、进动率precession rate、振幅amplitude )也与真弹头一致。在诱饵释放的每一个母舱停靠点,可以以下两种方式释放多达十枚轻诱饵,一是刚性轻诱饵(以“冰淇淋甜筒脆壳”一个套一个的方式存储),二是充气式轻诱饵(放置在一个个小容器中,依次投放并充气膨胀,形成仿真式轻诱饵)。在最理想状态下,它们将无法与真弹头区分开来,而且数量足够多,无法被全部拦截。但是,能否实现这个最理想状态,目前仍有争论。必须要对真弹头进行相当彻底的隔热处理,来隐蔽真弹头的热信号,这是不容易的。而且仿真式轻诱饵Light Replica Decoys面临的一个重大问题是各种不慎引入的微动,如刚性轻诱饵释放后被分导母舱推进器释放的废气喷到,导致微动;或是充气式轻诱饵膨胀时,自行引入的微动。


实验室验证与太空实验已经证明了,这些微动可能产生出用于真假目标区分的特征,虽然说如果安装小型姿态控制装置( attitude rate reducers),可以减少微动。这些都是很重要的问题,需要回答;目前还没有开始拨款用于建造一个缩尺版本的苏联分导母舱,并将其试飞,我们需要这个项目,加上其他相关试验,才能迈出获得所需工程数据的第一步。

有建议是要在分导母舱安装一个长套筒,这样可以避免轻诱饵被母舱推进器的废气喷到,目前我们认为这不是战略防御倡议SDI第一期工程需要面对的威胁。而另一个建议是在诱饵释放过程中,关闭母舱推进器,先做姿态旋转,把喷口对准另一方向,再重新点火。美国的母舱分导经验显示,这是可以实现的。但是这会导致母舱分导总时间延长,可能会将弹头与母舱暴露在天基拦截器SBI的打击之下。最后一点很重要,有些反制措施/突防措施可能解决一个问题,但是却给进攻方的其他效能带来很负面的结果。


如果看美国的报告觉得不是很清楚,下面引用一篇中文文献:

http://www.docin.com/p-1391661416.html










“微动”也许将是战略防御倡议SDI第一期工程的主要真假目标区分观测判据,但是我们需要一系列飞行试验来验证它们。真假目标区分项目将包括制造一部仿苏式样的小尺寸分导母舱,用以验证我们对母舱释放诱饵特性、母舱废气导致微动及其抑制方法的工程学认识。


分导母舱带来的微动——或是轻诱饵充气膨胀带来的微动——也许将成为一个特别有用的真假目标区分观测判据。通过飞行试验来观测这些微动,很有必要,同时也需要观测通过主动姿态控制装置来抑制微动的尝试。制造一部仿苏式样的小尺寸分导母舱,并且将其发射升空,可以用于验证我们对“母舱释放诱饵特性”、“诱饵通过母舱废气后的运动学特性”的工程学认识。

小总结一下:

因为基于“动量守恒定律”的简单动量区分是很容易实现的,所以一旦加入分导母舱,这种区分将不得不转化为更复杂的“微动/微扰”区分。分导母舱bus本身在中国洲际弹道导弹中的引入,有一部分理由就可能是为了杜绝基于“动量守恒定律”的简单动量区分,实现诱饵投放的逼真性、复杂性与精确性(另一部分理由可能是增加可投送弹头数量、另一部分理由可能是提高弹头精度)。而一旦不能简单地“根据导弹速度改变而轻易地分辨出弹头和诱饵”,又应该如何去通过“微动/微扰”区分真假目标呢?




答案是观测。


战略弹道导弹防御的众多悖论之一,就是我们研发与部署的决策将不得不基于:本系统将有能力应对从没有观测过的苏联突防手段?我们能说服自己吗?根据已有信息,苏联弹道导弹上并没有实战部署任何突防装置,而且我们的观测表明,他们与突防有关的飞行试验也是极其有限的。但是美国工程界的共识是,苏联的技术水平将有能力部署某种形式的突防工具。


苏联分导母舱bus本身并不是中段反导的威胁之一,但是苏联分导母舱对我们了解苏联导弹威胁与其威胁潜力十分重要。苏联突防装置与诱饵的真实性有一部分直接植根于该国分导母舱的特性,特别是母舱推力水平(也就是释放多弹头、诱饵的时候推进器废气的影响大小)、母舱回稳时间、母舱控制水平、母舱容量/间距、母舱闲置投送能力。我们目前基本没有观测数据,仅有两次苏联弹道导弹采取“在飞行晚期才释放多弹头”的策略,我们才得以通过Cobra Dane

因为缺乏好的观测平台与观测地点,我们对苏联分导母舱的情况掌握很少,也缺乏苏联内陆导弹试验场的飞行试验信息,我们认为苏联突防装置的初期试飞将会是在这些内陆试验场进行(也许它们已经开始了)。这种情报空白将会影响到战略防御倡议SDI第一期工程,因为我们的“苏联对应威胁”设计将不得不依赖我们自己的技术估算,而不是实测数据,这会导致过高或是过低的工程设计结果。
有一些方案,可以提高我们观测苏联分导母舱行为、观测苏联内陆导弹试验场的能力,虽然说这些方案很昂贵,但是必须要推进。因为它们需要三年到四年才能完成,要支持战略防御倡议SDI第一期工程的设计,必须要尽快启动。


情报收集:
我们必须建立新的观测与测量系统、观测地点,以便对飞行中的苏联分导母舱、诱饵释放过程进行观测,也必须要观测苏联内陆导弹试验场的情况————因为苏联突防装置的试飞估计将会在那些内陆试验场展开。

所以,简单地“根据导弹速度改变而轻易地分辨出弹头和诱饵”,这种看一眼就知道答案的途径,随着分导母舱bus(或者叫PBV,post-boost vehicle)的部署而失效,如果再想通过运动学特性来区分真假目标,就需要依赖“微动/微扰”,而这是需要对分导母舱实际飞行、母舱实际释放诱饵过程的多次观测来积累数据的。而THAAD的X波段雷达在韩国的部署,并不适用于这个目的。
具体一点来说,如果从山西的太原导弹与太空中心向酒泉试射ICBM,韩国的X波段雷达将看不到母舱分导与弹头再入;如是从酒泉向东部沿海试射SLBM,则韩国的X波段雷达将仅能看到弹头再入,而这一直是美国装置在船上的弹头再入测量雷达/情报船能做到的;并不是什么新能力。





面对“看几眼才知道答案”的困境,如果美国洲际弹道导弹防御系统,仅依赖THAAD的X波段雷达在韩国的部署,是根本无法成功的,以为它第一次看到来袭的ICBM或是SLBM,将很可能直接是它的最后一次针对ICBM的观测。

美国必须要能在能观测到中国内陆导弹试验场的地方或情报平台上,多次反复积累数据,然后总结出一套用于通过雷达观测+微动来区分真假目标的模型,然后把这套模型与算法运用在“第一次看到来袭的ICBM或是SLBM的THAAD用X波段雷达”上,才能实现比较有效的区分。

仅凭借THAAD的X波段雷达在韩国的部署,将仅能收集到一次母舱分导的数据,而这一次数据就将是它用于区分真假弹头的唯一机会。这明显是不可行的。(如果它能生存下来的话。)

至于“能观测到中国内陆导弹试验场的地方或情报平台”、“美国观测中国母舱分导的能力”是什么?可能是一些卫星上的红外载荷,但是很可能无法获得足够精细的雷达数据————这就让THAAD用X波段雷达在韩国的部署陷入一个很尴尬的境地:微动的光学/红外特征可能可被某些美国的秘密情报手段(比如说卫星)收集到,它们将被运用在美国洲际弹道导弹防御系统的红外传感器上,而不是韩国的X波段雷达上;X波段雷达需要的高精度雷达特征,特别是跟中段飞行中母舱分导有关的雷达特征,很可能是无法提前收集的,这是由于大功率雷达本身很不适合用做秘密情报收集平台的特性决定的————除非美国能在某些离中国腹地很近的地方部署一台大型的X波段雷达,当然这是另一个问题了。


所以这又进一步减低了THAAD用X波段雷达在韩国的部署作为一个针对洲际弹道导弹的技术情报搜集器technical intelligence collector的作用。



当然,有潜在敌国的技术情报搜集器technical intelligence collector部署在周边,总不是一件令人欢欣鼓舞的事情。
例如说,英国从美国引进的突防套装,就因为考虑到美军试飞时可能被苏联雷达情报收集船照射过,采集了信号特征,所以英国不得不自行在其基础上进行大量改进。



当然,如果使用突防装置使用的好,甚至连多弹头数量本身都可以隐蔽住(这应该是箔条的功劳)。

不过我判定的话,THAAD于2013年4月部署到关岛安德森空军基地也许才更应该关注。


本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x
 楼主| JK-SETI 发表于 2016-7-21 14:48 | 显示全部楼层
最后谈一些概念性的东西:



1,我们一般不能把“战略稳定性”这个概念运用在常规武器/常规弹道导弹的打击中。这是由于常规作战中普遍存在“制胜”、“实战”、“先发制人”概念所导致的。也就是说:由于我们本身也在追求常规层面的先发制人与决战决胜,敌人在常规层面进行部署与升级,实质会变成无可厚非的/理所应当的,更何况其部署的是防御性兵器。所以如果我们认为存在着对韩国、驻韩美军的常规弹道导弹打击方案,那对方针对性地部署进攻性/防御性手段,也必须是要接受的。这也是为什么很少有常规军控、常规裁军的原因。




2,韩国在反导方面一直是采取极其克制的态度,一是因为DPRK威胁的特性,二是因为韩国多次特意避免加入美国亚太反导体系(包括THAAD部署),这与日本很不同。但是,韩国对进攻性武器、特别是进攻性弹道导弹的追求很强,这也与日本不同。



3,所有部署在美国本土外的反导系统,都有一个很重要的问题:它们可以被“非洲际手段”摧毁;例如鱼雷就可以摧毁反导驱逐舰,而短程导弹甚至是多管火箭炮就可以摧毁前沿部署的战区反导阵地。这使得它们的生存力变成一个与“反导效能”独立的考量,也就是说它们的威胁并没有这么大。


4,THAAD部署在韩国,仅从吴日强老师的学术论文来看都至少有2-3年的预警时间,这是足够长的。



5,有多少中国的战略武器采购决策会是因为THAAD部署在韩国而调整?看起来并没有多少,这也从侧面说明了其威胁的有限性,


6,有一个关键问题,就是谴责反导的人们往往要同时说“反导会带来很大负面影响”、“我们很轻易就能抵消反导的效果”,这两者从(威慑)理论上看是自相矛盾的,需要引入其他因素,比如说经济压力、同盟政治,才能解释。

回复 支持 1 反对 0

使用道具 举报

QGP! 发表于 2016-7-22 01:07 | 显示全部楼层
楼主是做军控和战略安全的么?
zhyuli 发表于 2016-7-22 09:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
相当不错,用中学生的语言解释一下就是,在实际操作中要能做到可靠分辨目标,仍然需要依赖于大量经验计算得出的决策依据,而萨德的雷达对tg最大的威胁就是提升潜在的对手的观测能力,有助于其改进OODA循环
红太郎 发表于 2016-7-22 09:35 | 显示全部楼层
很有意思!
 楼主| JK-SETI 发表于 2016-7-23 12:50 | 显示全部楼层
zhyuli 发表于 2016-7-22 09:11
相当不错,用中学生的语言解释一下就是,在实际操作中要能做到可靠分辨目标,仍然需要依赖于大量经验计算得 ...

"而萨德的雷达对tg最大的威胁就是提升潜在的对手的观测能力,有助于其改进OODA循环"——————这一句话是错的,韩国部署的X波段雷达无法观测到和平时期的中国ICBM/SLBM试射(其中的母舱分导阶段),所以无法起到帮助积累的作用。
zhutou6 发表于 2016-7-25 11:49 | 显示全部楼层
JK-SETI 发表于 2016-7-23 12:50
"而萨德的雷达对tg最大的威胁就是提升潜在的对手的观测能力,有助于其改进OODA循环"——————这一句话 ...

最理想的地点是蒙古?不过X波段雷达设在那里中俄都会给跟美国拼命吧....
喵科动物 发表于 2016-7-25 18:28 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zhutou6 发表于 2016-7-25 11:49
最理想的地点是蒙古?不过X波段雷达设在那里中俄都会给跟美国拼命吧....

古巴导弹危机2.0
头像被屏蔽
武安君二世 发表于 2016-7-25 18:46 | 显示全部楼层
如果X波段雷达设在蒙古,中俄双方敢拆分蒙古
头像被屏蔽
haojiang77 发表于 2016-7-29 12:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
JK-SETI 发表于 2016-7-21 14:48
最后谈一些概念性的东西:



在中段诱饵识别可靠性解决之前,唯一手段是将弹头和诱饵一网打尽,目前具备实战能力的只有核拦截蛋,而且切在外大气层引爆负作用绝非宣传的那么大,更何况如果部署到前进基地,副作用主要不在本土上空。
mir-2 发表于 2016-8-17 01:52 | 显示全部楼层
东欧反导系统就是前车之鉴:最大问题不在于萨德本身的技战术水平,而在于这是美国军事扩张惯用的伎俩,先找个受害者——韩国;再找个谁也无法否认的理由——朝鲜核导问题(核装置与导弹是现实存在,朝韩两国出于停战而非和平状态也是事实,中国就是闭眼不看也存在),然后部署一个针对性有限的武器系统——萨德。这时候就看真正当事国的能力和处理水平了。俄国显然没拦住,于是美国按部就班的部署针对性更强、更明确的武器系统,实现自己的真实目的。萨德就是问路的石头,扔出去没被扔回来就证明局势可控,可以进行下一步动作。具体到萨德本身的探测、识别能力,如果没有其他系统的支持,如果没有中国的“配合”,显然难以达到理论上的完美效果。
回复 支持 1 反对 0

使用道具 举报

mir-2 发表于 2017-1-18 22:01 | 显示全部楼层
现在可以对朴槿惠时代韩国反导问题做个总结:1.确定引进爱国者-3末段低空反导系统;2.确定部署萨德末段高层反导系统,部署地点确定为乐天集团拥有的星州高尔夫球场。截至朴槿惠下台,韩国军方已与乐天集团启动土地置换谈判。
目前,韩国代总统黄教安和备战总统选举的潘基文均表示韩国将继续推进萨德部署工作。原计划于本月17日土地置换协议
韩国代理总统黄教安21日出席国会质询非经济工作的问政会议,就“萨德”入韩事宜表示,出于国家安全上的考虑,应尽快部署。

黄教安表示,中方从未明言将反制萨德入韩,然而对韩国设置非关税壁垒等措施,实际上采取了应对措施,韩国政府正努力谋求对策。黄教安指出,即使将萨德部署时间推迟2-3年,中国的看法也不会改变。
韩代总统:应尽快部署萨德保国安民

刚卸任回国的联合国前秘书长潘基文15日前往位于京畿道平泽市的海军第二舰队时就“萨德”入韩表示,鉴于韩半岛处于准战时状态,政府决定部署“萨德”比较合适。

潘基文当天访问海军第二舰队,参观天安舰展示馆等主要设施后向记者们表示,朝鲜持续开发核武器、积累弹道导弹研制经验,因此政府出于防御目的决定部署“萨德”。虽然这会导致与周边国家间产生矛盾,但这些问题能通过外交手段解决。
潘基文:当下韩政府理应决定部署“萨德”

目前有一点小波折,但不影响最终结果。

国防部管辖的京畿道南杨州军事用地和乐天集团拥有的星州高尔夫球场的土地估价结果已出炉。

据悉,星州高尔夫球场土地估价不到1千亿韩元(约合人民币5.8亿元)。国防部计划,在位于南杨州的国有土地中,将价值相当于高球场地皮的军方土地提供给乐天。国防部另一名相关人士表示,国防部将于本月内和乐天集团签署土地交换协议。

韩军相关人士表示,军方将向美军仅提供“萨德”系统运行所需的地皮,而非整个高球场。
韩军或明公布萨德落户地地皮估价结果

韩国国防部发言人文尚均16日在例行记者会上表示,国防部和乐天集团就“萨德”反导系统部署事宜签署地皮置换协议有可能被推迟。

在中国政府针对“萨德”入韩采取相关反制措施的情况下,乐天方面担心在华业务受到负面影响,对谈判表现出消极态度。
韩军和乐天就萨德部署签地皮置换协议或被推迟
3431 发表于 2017-1-19 00:37 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
haojiang77 发表于 2016-7-29 12:04
在中段诱饵识别可靠性解决之前,唯一手段是将弹头和诱饵一网打尽,目前具备实战能力的只有核拦截蛋,而且 ...

唯一实用的核拦截……
zhyuli 发表于 2017-1-19 20:20 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
3431 发表于 2017-1-19 00:37
唯一实用的核拦截……

你们不要用40年前的科技来看今天的技术行吧......
回复 支持 0 反对 1

使用道具 举报

hyperion 发表于 2017-1-19 22:03 | 显示全部楼层
haojiang77 发表于 2016-7-29 12:04
在中段诱饵识别可靠性解决之前,唯一手段是将弹头和诱饵一网打尽,目前具备实战能力的只有核拦截蛋,而且 ...

1枚太空爆的5MtTNT当量W71核弹头?
pingkefu 发表于 2017-1-20 00:01 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
话说回来潘基文也真是胆大,韩国总统不得善终的概率太大,只有李明博逃过一接。正好还鼓吹中朝都不待见的thaad,不怕半路出事吗?
3431 发表于 2017-1-20 00:22 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zhyuli 发表于 2017-1-19 20:20
你们不要用40年前的科技来看今天的技术行吧......

我没有这个意思 是他说的
野蛮人 发表于 2017-1-20 08:20 | 显示全部楼层
pingkefu 发表于 2017-1-20 00:01
话说回来潘基文也真是胆大,韩国总统不得善终的概率太大,只有李明博逃过一接。正好还鼓吹中朝都不待见的th ...

总统的言论体现了部分民众的意志,所以是有人给他壮了胆;而总统不得善终则说明了韩国社会的割裂。
mir-2 发表于 2017-2-28 22:30 | 显示全部楼层
韩国国防部28日表示,与乐天集团签署了有关确保部署“萨德”用地的易地协议。

国防部另一位有关人士就环境影响评价表示,目前正在开展前期准备,预计可于5月到6月完成。由于完成环评后还需对基地进行施工,有观测认为“萨德”入韩最快也要到6月到7月才能收官。然而,考虑到今年韩国有可能提前进行总统选举,5月部署也不无可能。
星州高球场面积达148万平方米,韩方将向美方出让其中多大面积的土地还需韩美开会协商。国防部预测出让面积会小于小规模环评的面积标准——33万平方米,已着手开展环评准备工作。虽然一旦相关土地出让给了美军就不再适用韩国法律,但美军考虑到地区居民有可能坚持反对“萨德”落户,因此同意开展环评。
星州高球场从今天起将被指定为军管区,将启动标桩立界工作。


mir-2 发表于 2017-2-28 22:32 | 显示全部楼层
我方表态:
http://www.mod.gov.cn/jzhzt/2017-02/23/content_4773536.htm  2017年2月国防部例行记者会文字实录

记者:请问中方将采取什么措施停止“萨德”系统的部署?这些措施采取后,会取得什么效果?

任国强:对于美韩在韩部署“萨德”的立场,我们是一贯而明确的,我们坚决反对美韩这样做。中国军队将做好必要准备,坚定捍卫国家安全。


您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

QQ|申请友链|旗下论坛|小黑屋|手机版|航空航天港 ( 豫ICP备12024513号 )

GMT+8, 2017-11-20 23:31 , Processed in 0.328813 second(s), 20 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表