巡航導(dǎo)彈技術(shù)特點(diǎn)及巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)組成

近日，美國(guó)國(guó)會(huì)預(yù)算辦公室（CBO）發(fā)布了一份有關(guān)巡航導(dǎo)彈國(guó)土防御的報(bào)告，報(bào)告詳細(xì)分析了美國(guó)面臨的巡航導(dǎo)彈威脅、可采取的防御系統(tǒng)架構(gòu)及成本問(wèn)題，由于篇幅較長(zhǎng)，我們將分幾部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1、巡航導(dǎo)彈（LACM）的特點(diǎn)及其對(duì)巡航導(dǎo)彈防御的影響

現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的具體特征差異很大，包括射程、速度、高度、隱身特征和彈頭類(lèi)型，所有這些都會(huì)對(duì)巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)生很大影響。LACM的另一個(gè)特點(diǎn)是用于發(fā)射它們的運(yùn)載工具類(lèi)型。發(fā)射器的類(lèi)型可能對(duì)防御系統(tǒng)傳感器和攔截彈所需能力影響甚微，但可能會(huì)在其他方面產(chǎn)生影響。例如，有些發(fā)射器可能在發(fā)射LACM之前容易被發(fā)現(xiàn)和摧毀，發(fā)射器的類(lèi)型可能影響敵方同時(shí)從多個(gè)方向攻擊或從近美國(guó)邊境地方發(fā)射的能力。

射程

LACM的射程從200到2000多英里不等。在攻擊美國(guó)本土?xí)r，遠(yuǎn)程導(dǎo)彈可能會(huì)引起更大的關(guān)注，因?yàn)檩^遠(yuǎn)的射程可使敵方的發(fā)射器遠(yuǎn)離美國(guó)本土，這將減少敵方在發(fā)動(dòng)攻擊之前暴露發(fā)射器的機(jī)會(huì)。遠(yuǎn)射程還可以使攻擊者更深入地打擊美國(guó)大陸內(nèi)部目標(biāo)。遠(yuǎn)程導(dǎo)彈所帶來(lái)的威脅被認(rèn)為是擴(kuò)大美國(guó)本土巡航導(dǎo)彈防御能力的原因。例如2019年2月，美國(guó)北方司令部司令指出，俄羅斯“新一代空射和海射巡航導(dǎo)彈的防區(qū)射程和精度明顯高于前代產(chǎn)品，使其能夠從遠(yuǎn)在北美防空司令部雷達(dá)覆蓋范圍之外的地方打擊北美。”

然而由于美國(guó)大部分人口及許多重要的政府和軍事設(shè)施都位于沿海附近，因此短程LACM仍可能構(gòu)成威脅。從艦艇上發(fā)射的短程導(dǎo)彈無(wú)法到達(dá)美國(guó)中西部的核指揮與控制設(shè)施，但可能會(huì)攻擊海軍基地或沿海城市。如果短程導(dǎo)彈發(fā)射器能夠在不被發(fā)現(xiàn)的情況下接近目標(biāo)，則可有效地打擊這些目標(biāo)，就像用潛射LACM或隱藏在商船上的LACM進(jìn)行突然襲擊一樣。

由于預(yù)警時(shí)間短，因此短程LACM防御具有一定的挑戰(zhàn)性。

速度

現(xiàn)役大多數(shù)LACM采用小型渦輪噴氣或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以亞聲速飛行（通常0.5～0.8馬赫之間，或在海平面上以每小時(shí)400～600英里的速度飛行）。然而，有些導(dǎo)彈可在沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下以超聲速飛行（通常是2～3馬赫，或每小時(shí)1500～2300英里），但這些導(dǎo)彈的射程通常比亞聲速導(dǎo)彈短。

在其他條件相同的情況下，提高LACM的速度可減少防御方在發(fā)現(xiàn)來(lái)襲目標(biāo)后的反應(yīng)時(shí)間。然而提高速度也會(huì)帶來(lái)副作用，對(duì)于給定的有效載荷，速度越快，導(dǎo)彈體積越大、成本越高，并且需要飛行高度更高，以減小空氣阻力，從而達(dá)到足夠的射程。高速運(yùn)動(dòng)引起的大氣摩擦熱效應(yīng)，也增加了導(dǎo)彈被紅外傳感器探測(cè)的概率。

高度

巡航導(dǎo)彈可以設(shè)計(jì)成在低至幾英尺到高至數(shù)萬(wàn)英尺的高度飛行。在較高的高度更容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行，因?yàn)闉閷?dǎo)彈提供動(dòng)力的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率更高，而且稀薄空氣的阻力較小。但是，靠近地面飛行的導(dǎo)彈更難檢測(cè)和攔截，因?yàn)槭艿厍蚯视绊?，防御雷達(dá)可能無(wú)法探測(cè)到導(dǎo)彈目標(biāo)，且很難區(qū)分低速飛行的導(dǎo)彈反射回波與地雜波。

對(duì)于許多導(dǎo)彈，可能會(huì)在攻擊路線的不同部分選擇不同的高度。例如，LACM在初始飛行階段可能會(huì)在較高的高度飛行，以提高射程，但隨后又降到靠近目標(biāo)的表面，以增加躲避防御的機(jī)會(huì)。速度較快的導(dǎo)彈可能僅限于高空飛行，因?yàn)楦咚贂r(shí)的大氣阻力在低空是令人望而卻步的（不過(guò)某些超聲速巡航導(dǎo)彈可以在低空短距離沖刺）。在較高的高度飛行可以避免稠密大氣，但增加了防空傳感器對(duì)LACM的探測(cè)距離，在一定程度上降低了速度優(yōu)勢(shì)。

隱身特性

另一種使巡航導(dǎo)彈難以探測(cè)的手段是在設(shè)計(jì)中加入隱身特性。巡航導(dǎo)彈可以涂覆雷達(dá)吸波材料，其機(jī)身的形狀可以減少雷達(dá)散射截面，這兩種措施都可以減少雷達(dá)在雜波背景下對(duì)巡航導(dǎo)彈的探測(cè)距離。

反隱身措施包括提高雷達(dá)發(fā)射功率、在防御范圍內(nèi)減小相鄰雷達(dá)之間的距離以及增加信號(hào)處理的復(fù)雜度，所有這些都增加了防御方的成本。但是隱身能力通常也會(huì)增加進(jìn)攻方的成本。除了更復(fù)雜的導(dǎo)彈設(shè)計(jì)所帶來(lái)的資金成本

外，對(duì)于給定尺寸的導(dǎo)彈，隱身特征可能導(dǎo)致其射程縮短，因?yàn)槔走_(dá)吸收材料增加了重量，而且隱身形狀可能不符合流體力學(xué)原理。

彈頭類(lèi)型

巡航導(dǎo)彈可以配備各種彈頭，這些彈頭與其意圖造成的傷害類(lèi)型相匹配。例如，海軍的“戰(zhàn)斧”版本包括核彈頭（現(xiàn)已退役的TLAM-N，帶有W80核彈頭），常規(guī)子彈頭（TLAM-D，帶有166枚BLU-97/ B子母彈）和一體式常規(guī)戰(zhàn)斗部（帶有單枚1000磅化學(xué)炸藥戰(zhàn)斗部的幾種變體）。

一體式常規(guī)彈頭是“戰(zhàn)斧”和全世界其他LACM最常見(jiàn)的彈頭。雖然LACM攜帶的有效載荷類(lèi)型通常不會(huì)影響特定導(dǎo)彈防御傳感器對(duì)其進(jìn)行探測(cè)和跟蹤的能力，也不會(huì)影響特定防御系統(tǒng)的殺傷能力，但是，如果必須同時(shí)考慮常規(guī)威脅和核威脅，則巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)可能會(huì)受到影響。

例如，核彈頭可以設(shè)計(jì)所謂的“保險(xiǎn)型引信，如果攜帶核彈頭的導(dǎo)彈被攔截器擊中，就會(huì)引爆。為應(yīng)對(duì)這種情況，可能有必要部署能夠在美國(guó)領(lǐng)土之外攔截LACM的防御系統(tǒng)（這將減少探測(cè)、跟蹤和摧毀LACM的時(shí)間），或者開(kāi)發(fā)不僅能夠擊落導(dǎo)彈而且能夠可靠地摧毀彈頭本身的武器，這將增加防御系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

發(fā)射器類(lèi)型

巡航導(dǎo)彈可從多種平臺(tái)發(fā)射，包括卡車(chē)、艦船、潛艇和飛機(jī)。但是，導(dǎo)彈越大，發(fā)射器的選擇就越受限制。一般來(lái)說(shuō)，彈頭重量越重、速度越高、射程越遠(yuǎn)，則所需導(dǎo)彈的彈體也越大越重，因?yàn)檫@些特性需要更多的燃料、更大和更強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)以及更大的機(jī)身來(lái)容納它們。

雖然發(fā)射器的類(lèi)型對(duì)單個(gè)LACM防御系統(tǒng)的性能影響不大，但它可能對(duì)整個(gè)防御體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。特別是易于隱藏的發(fā)射器可以使對(duì)手更容易從不利于防御的位置發(fā)動(dòng)攻擊。例如，與從遠(yuǎn)海的水面艦艇上發(fā)射的LACM相比，防御方對(duì)從美國(guó)近海潛艇上發(fā)射的LACM的響應(yīng)時(shí)間更短。沒(méi)有足夠的時(shí)間對(duì)發(fā)射做出反應(yīng)，可能需要美國(guó)在距離更近的地點(diǎn)部署速度更快的攔截器，這都會(huì)增加防御的成本和復(fù)雜性。隱蔽的發(fā)射器還可以降低美國(guó)在發(fā)射前摧毀LACM的能力，即“發(fā)射左側(cè)”防御?！白髠?cè)”，指的是挫敗導(dǎo)彈發(fā)射的行動(dòng)，在時(shí)間軸上位于導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)間之前（左側(cè)）。

2、巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)各組成部分的性能特點(diǎn)

巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)及一般的防空系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：

傳感器，即雷達(dá)和紅外探測(cè)器等，用于探測(cè)、跟蹤和識(shí)別威脅導(dǎo)彈；

射手，是地對(duì)空導(dǎo)彈或戰(zhàn)斗機(jī)等，可攔截和摧毀或以其他方式打擊威脅導(dǎo)彈；

作戰(zhàn)管理系統(tǒng)，協(xié)調(diào)傳感器和射手的行動(dòng)；

傳感器、射手以及將其整合成協(xié)同防御的基礎(chǔ)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)是防御系統(tǒng)的組成構(gòu)件，可根據(jù)防御方的目標(biāo)組合成不同的防空體系架構(gòu)，例如，針對(duì)單個(gè)設(shè)施或設(shè)施群的點(diǎn)防御或針對(duì)地理區(qū)域的區(qū)域防御。

國(guó)土巡航導(dǎo)彈防御（CMD面臨的一個(gè)特殊挑戰(zhàn)是確定目標(biāo)是否是實(shí)際威脅。由于巡航導(dǎo)彈的飛行速度和高度與民用飛機(jī)相似，因此在有許多民用飛機(jī)的環(huán)境中進(jìn)行巡航導(dǎo)彈防御，目標(biāo)識(shí)別則是關(guān)鍵因素。

探測(cè)跟蹤傳感器

巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的傳感器需要快而準(zhǔn)地探測(cè)和跟蹤威脅目標(biāo)，以便選擇射手進(jìn)行防御。巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中傳感器組件的關(guān)鍵性能指標(biāo)是有效射程，即傳感器既能探測(cè)到飛行目標(biāo)又能將其識(shí)別為潛在威脅的距離。傳感器的有效射程越長(zhǎng)，觀察特定區(qū)域所需的傳感器數(shù)量就越少，在來(lái)襲巡航導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)之前使用攔截器的時(shí)間就越長(zhǎng)。

單個(gè)傳感器的探測(cè)距離主要取決于設(shè)備的性能（功率、分辨率、信號(hào)處理）及其離地面的高度，后者決定了它的視距（因地球曲率而產(chǎn)生的視線限制）。

目標(biāo)特性也會(huì)影響傳感器的探測(cè)距離。對(duì)于發(fā)射信號(hào)并檢測(cè)目標(biāo)反射回波的有源傳感器（例如雷達(dá)），如果目標(biāo)涂覆雷達(dá)吸波材料或采用特殊設(shè)計(jì)形狀，以降低雷達(dá)反射回波信號(hào)的強(qiáng)度，則可減少探測(cè)距離。對(duì)于被動(dòng)系統(tǒng)（例如探測(cè)物體發(fā)出的熱量的紅外傳感器），可以通過(guò)冷卻遮擋排氣系統(tǒng)等方式來(lái)減小探測(cè)距離。

傳感器類(lèi)型。傳感器的選擇取決于威脅導(dǎo)彈的性能及物理特性。能夠遠(yuǎn)距離探測(cè)的最常見(jiàn)傳感器是雷達(dá)，如果目標(biāo)溫度高或在大氣高層，則可采用紅外探測(cè)器。特殊情況下也可以使用其他傳感器，如光學(xué)相機(jī)或激光雷達(dá)（LIDAR），但它們?cè)诖髿鈱觾?nèi)的探測(cè)距離相對(duì)較短，因此不太適合用于防御低空威脅目標(biāo)。

雷達(dá)是探測(cè)和跟蹤遠(yuǎn)距離巡航導(dǎo)彈的主要傳感器。亞聲速LACM難以用紅外傳感器探測(cè)，因?yàn)樗鼈兊臒嵝盘?hào)很小，其助推火箭很小且只有幾秒鐘的燃燒時(shí)間，而空射巡航導(dǎo)彈可能不需要助推器，而且低速時(shí)的大氣阻力不會(huì)使導(dǎo)彈表面產(chǎn)生很大的熱量。超聲速巡航導(dǎo)彈更容易被紅外傳感器探測(cè)到，因?yàn)樗鼈儼l(fā)動(dòng)機(jī)溫度更高且表面摩擦加熱更大，但探測(cè)距離仍然有限。雷達(dá)受大氣條件（云層或霧霾）的影響也較小，這些條件限制了依賴(lài)紅外和較短波長(zhǎng)輻射的傳感器的探測(cè)距離，尤其是針對(duì)低空飛行的目標(biāo)。（不過(guò)攔截器在接近目標(biāo)時(shí)，有可能會(huì)使用短距離激光或被動(dòng)成像傳感器來(lái)提高制導(dǎo)能力）。巡航導(dǎo)彈相對(duì)于彈道導(dǎo)彈飛行高度低也會(huì)使衛(wèi)星上的紅外彈道導(dǎo)彈防御傳感器難以探測(cè)。

決定雷達(dá)有效探測(cè)距離的主要參數(shù)是天線性能（發(fā)射功率和接收靈敏度）、信號(hào)處理能力（將目標(biāo)從背景噪聲中區(qū)分出來(lái)）以及天線高程。天線性能和信號(hào)處理能力決定了能否在給定距離內(nèi)獲取目標(biāo)的雷達(dá)回波，而天線高程決定了受地球曲率影響導(dǎo)致的雷達(dá)視距限制（探測(cè)距離的上限）。

雷達(dá)視距的影響是巡航導(dǎo)彈威脅大的原因之一。低空巡航導(dǎo)彈雖然在地面雷達(dá)的最大探測(cè)范圍之內(nèi)，但雷達(dá)是“看不到的”，簡(jiǎn)單講就是沿直線傳播的電磁波被地面擋住了，沒(méi)有照射到巡航導(dǎo)彈。

傳感器平臺(tái)。構(gòu)成巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)傳感器架構(gòu)的另一個(gè)重要因素是傳感器所處的平臺(tái)類(lèi)型。

傳感器平臺(tái)有兩個(gè)重要特性：

平臺(tái)高度決定了傳感器視距；

平臺(tái)的耐久性（平臺(tái)返回基地或維修關(guān)閉前可持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間）決定了維持給定區(qū)域的連續(xù)覆蓋所需的平臺(tái)數(shù)量。如果傳感器位于地球軌道衛(wèi)星平臺(tái)，則軌道動(dòng)力學(xué)因素也需考慮。

圖1雷達(dá)視距與傳感器高度

傳感器平臺(tái)的高度。傳感器的視距范圍決定于它的高程、目標(biāo)的高度以及丘陵、山脈、樹(shù)木或建筑物等地形特征。若不考慮地形特征（即假設(shè)地球表面是光滑的），則目標(biāo)在300英尺處飛行時(shí)，雷達(dá)在地面上的視距范圍約為25英里。假定雷達(dá)視場(chǎng)角為360度，它最多可以觀察到大約2000平方英里的范圍（美國(guó)大陸的面積超過(guò)300萬(wàn)平方英里）。

如果地形特征阻擋了某些方向的視線，可觀測(cè)區(qū)域就會(huì)變小，這在實(shí)際應(yīng)用中是很常見(jiàn)的。隨著目標(biāo)高度和雷達(dá)高度的增加，視距范圍和潛在觀測(cè)區(qū)域?qū)⒃黾?，地形障礙物的影響也會(huì)減少。

圖2不同目標(biāo)高度對(duì)應(yīng)的雷達(dá)視距與視場(chǎng)

探測(cè)距離短，導(dǎo)彈的反應(yīng)時(shí)間就少，如果導(dǎo)彈以每小時(shí)500英里（或0.65馬赫）的速度飛行，高度為300英尺，而雷達(dá)在海面上，與巡航導(dǎo)彈目標(biāo)處于同一位置，那么防御方只有3分鐘的時(shí)間來(lái)探測(cè)、識(shí)別和響應(yīng)。將傳感器提升到700英尺（例如將其放在山頂或高塔上），則雷達(dá)相對(duì)目標(biāo)的視距增加一倍以上，達(dá)到約60英里，反應(yīng)時(shí)間增加到7分鐘。

如果需要防御大范圍區(qū)域，則需要多個(gè)位于地面或近地面?zhèn)鞲衅?。因此，若覆蓋美國(guó)本土等大面積地區(qū)，很可能需要機(jī)載傳感器來(lái)克服地表和近地表的短視距。美國(guó)空軍E-3?AWACS預(yù)警偵察機(jī)，飛行高度為3萬(wàn)英尺，其傳感器視距為270英里，覆蓋范圍約23萬(wàn)平方英里。當(dāng)巡航導(dǎo)彈飛行高度為300英尺、速度為0.65馬赫時(shí)，預(yù)警機(jī)可提供32分鐘預(yù)警時(shí)間。

空軍RQ-4B“全球鷹”的傳感器視距為370英里，覆蓋范圍約43萬(wàn)平方英里，反應(yīng)時(shí)間為44分鐘。低軌地球衛(wèi)星的視距約為2300英里，衛(wèi)星高度為500英里時(shí)，視場(chǎng)范圍將近1700萬(wàn)平方英里。

傳感器平臺(tái)的耐久性。如果平臺(tái)的耐久性不滿足不間斷運(yùn)行的需求，那么就需要為每個(gè)部署點(diǎn)購(gòu)置多個(gè)傳感器和平臺(tái)。上述示例包括三種類(lèi)型的平臺(tái)：地面結(jié)構(gòu)、飛機(jī)和衛(wèi)星。由于地面結(jié)構(gòu)的耐久性基本上是無(wú)限的，所以每個(gè)地點(diǎn)只需要一個(gè)傳感器。地基傳感器可能因維修或日常維護(hù)而無(wú)法工作，但這些停機(jī)時(shí)間相對(duì)較短，而且可以安排在不可預(yù)測(cè)的時(shí)間，使對(duì)手難以利用由此產(chǎn)生的覆蓋缺口。也可利用便攜式傳感器在維修期間提供臨時(shí)覆蓋。

另一方面，一架飛機(jī)只能在有限的時(shí)間段內(nèi)在站，大部分時(shí)間用于加油和維修。此外，飛機(jī)還要花時(shí)間在其作業(yè)地點(diǎn)（軌道）和空軍基地之間飛行。因此，需要有多架飛機(jī)來(lái)保證每個(gè)傳感器位置連續(xù)工作。每個(gè)傳感器位置所需飛機(jī)的確切數(shù)量取決于飛機(jī)可以停留在高空的時(shí)間、速度、與基地的距離、為每個(gè)任務(wù)加油和維修飛機(jī)的時(shí)間及其總體可靠性。例如，通常需要三到四架長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)來(lái)提供距基地較遠(yuǎn)的軌道上的連續(xù)飛行。如果飛行軌道離基地較近，則兩到三架飛機(jī)就可滿足。對(duì)于有人駕駛飛機(jī)，其機(jī)組人員的耐力也可能會(huì)限制飛行任務(wù)的時(shí)間。

衛(wèi)星軌道的影響。衛(wèi)星帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題。低軌衛(wèi)星更適合探測(cè)和跟蹤巡航導(dǎo)彈目標(biāo)，衛(wèi)星的軌道運(yùn)動(dòng)和地球的自轉(zhuǎn)使衛(wèi)星無(wú)法定位在地球表面的某一個(gè)點(diǎn)上。因此，盡管衛(wèi)星實(shí)際上可以連續(xù)運(yùn)行，但在大部分時(shí)間里，它們都未處在合適位置來(lái)探測(cè)對(duì)美國(guó)發(fā)動(dòng)襲擊的巡航導(dǎo)彈（當(dāng)不在美國(guó)上空時(shí)，星載雷達(dá)可能會(huì)定期關(guān)閉，以節(jié)省電池電量）。因此，需要一個(gè)由多個(gè)衛(wèi)星組成的星座，以確保整個(gè)國(guó)家始終處于足夠的傳感器視野之內(nèi)。所需的衛(wèi)星數(shù)量主要取決于衛(wèi)星軌道高度、傳感器的靈敏度和性能特點(diǎn)。裝有紅外傳感器的衛(wèi)星星座（如正在考慮用于彈道導(dǎo)彈和高超聲速導(dǎo)彈防御的衛(wèi)星群）對(duì)巡航導(dǎo)彈的探測(cè)能力可能有限，但雷達(dá)衛(wèi)星群則更為有效。但與紅外傳感器相比，雷達(dá)在衛(wèi)星上的安裝難度更大且價(jià)格昂貴。盡管需要多個(gè)衛(wèi)星來(lái)確保美國(guó)全時(shí)處于監(jiān)視范圍中，但這些衛(wèi)星在軌運(yùn)行中也可對(duì)全球其他地區(qū)進(jìn)行有價(jià)值的監(jiān)視。事實(shí)上，旨在探測(cè)和跟蹤空中目標(biāo)的衛(wèi)星星座的能力可能類(lèi)似于空間發(fā)展局提出的跟蹤地面目標(biāo)的“監(jiān)護(hù)層”星座。如果空間發(fā)展局部署的“監(jiān)護(hù)層”也能夠準(zhǔn)確地探測(cè)和跟蹤LACM，以便為攔截器提供目標(biāo)指示信息，直到其紅外導(dǎo)引頭能夠截獲目標(biāo)，如果這種信息能夠準(zhǔn)確和迅速地傳送給反導(dǎo)攔截器，那么使用雷達(dá)衛(wèi)星部署國(guó)土CMD的增量成本將大大降低。

射手

能夠擊落巡航導(dǎo)彈的武器包括射程不到一英里的高射炮、射程遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)100英里的地對(duì)空導(dǎo)彈和可飛行幾百英里的戰(zhàn)斗機(jī)。近程武器更適合于防御單一地點(diǎn)或小范圍的區(qū)域；遠(yuǎn)程武器通過(guò)配備一定數(shù)量的射手可防御大片區(qū)域。在目前可用的武器中，地空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)具有最大的區(qū)域防御能力，而其他射手，如高射炮、激光、超速炮等，更適用于較小區(qū)域或單個(gè)目標(biāo)的防御。

地空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)相比，前者的優(yōu)勢(shì)是能夠快速發(fā)射（在傳感器定位并建立對(duì)巡航導(dǎo)彈目標(biāo)的跟蹤后）并能以很高的速度飛向目標(biāo)，而戰(zhàn)斗機(jī)的優(yōu)勢(shì)是射程更遠(yuǎn)。由于雷達(dá)和其他遠(yuǎn)程傳感器很難區(qū)分巡航導(dǎo)彈與商業(yè)或私人飛機(jī)，戰(zhàn)斗機(jī)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是有可能讓飛行員在試圖擊落目標(biāo)之前，通過(guò)目視來(lái)識(shí)別導(dǎo)彈威脅。2020年1月8日，一架烏克蘭客機(jī)在伊朗被地空導(dǎo)彈擊落，這說(shuō)明了正確識(shí)別的重要性。

地對(duì)空導(dǎo)彈。美國(guó)軍方目前使用幾種類(lèi)型的地對(duì)空導(dǎo)彈（SAM），從肩射式“毒刺”（最大射程約5英里）到“艦載標(biāo)準(zhǔn)-6導(dǎo)彈”（SM-6），射程約200英。對(duì)于CMD系統(tǒng)，國(guó)防部可以選擇使用現(xiàn)有類(lèi)型的導(dǎo)彈，也可以開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)為CMD任務(wù)設(shè)計(jì)的新型導(dǎo)彈。

對(duì)于擔(dān)負(fù)廣域防空反導(dǎo)任務(wù)的薩姆導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)需滿足以下幾個(gè)重要特性：

遠(yuǎn)射程是關(guān)鍵特征，可以通過(guò)一定數(shù)量的發(fā)射器實(shí)現(xiàn)大面積地區(qū)防御。同樣，高速度可以使地對(duì)空導(dǎo)彈在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)，這就增加了導(dǎo)彈在有限的時(shí)間內(nèi)與目標(biāo)交戰(zhàn)所能覆蓋的距離（最遠(yuǎn)可達(dá)導(dǎo)彈的最大射程）。為了有效地對(duì)付低空目標(biāo)，遠(yuǎn)程地對(duì)空導(dǎo)彈在其彈上傳感器或?qū)б^鎖定目標(biāo)前，需要接收外部信息源提供的制導(dǎo)信息。在不同高度上與目標(biāo)交戰(zhàn)的能力也很重要。例如，末段高空區(qū)域防御系統(tǒng)（THAAD）或SM-3導(dǎo)彈，這兩種導(dǎo)彈都是用來(lái)對(duì)付高空彈道導(dǎo)彈的，不能用來(lái)對(duì)付在300英尺高度飛行的LACM。地對(duì)空導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭還必須能夠探測(cè)和跟蹤目標(biāo)。雷達(dá)導(dǎo)引頭必須能夠區(qū)分低空目標(biāo)與地面反射的信號(hào)，紅外導(dǎo)引頭必須能夠探測(cè)低溫目標(biāo)。

美國(guó)現(xiàn)有三種地對(duì)空導(dǎo)彈可用于廣域國(guó)土巡航導(dǎo)彈防御。

海軍SM-6導(dǎo)彈射程較遠(yuǎn)，可用于打擊飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈目標(biāo)。

陸軍的“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)可以用來(lái)對(duì)付巡航導(dǎo)彈（除此之外，它還能打擊中近程彈道導(dǎo)彈）。

陸軍的THAAD射程比“愛(ài)國(guó)者”遠(yuǎn)，但主要進(jìn)行大氣層高層攔截，不具備對(duì)抗巡航導(dǎo)彈的能力。

也可研制這些導(dǎo)彈的改進(jìn)型，以便更好地適應(yīng)國(guó)土巡航導(dǎo)彈防御，例如THAAD的改進(jìn)型，射程更長(zhǎng)、具有在低層大氣攔截巡航導(dǎo)彈的能力。此外還可研制一種全新的導(dǎo)彈。陸軍和海軍使用的近程地對(duì)空導(dǎo)彈系統(tǒng)既可以單獨(dú)用于選定地點(diǎn)的防御，也可以用于廣域防御。

機(jī)載攔截器。軍方在美國(guó)幾個(gè)地點(diǎn)保持戰(zhàn)斗機(jī)的警戒狀態(tài)，以攔截不明身份的飛機(jī)、偏離預(yù)定飛行計(jì)劃的飛機(jī)以及正在接近或已進(jìn)入限制領(lǐng)空的飛機(jī)。處于警戒狀態(tài)的飛機(jī)都加滿了油，并配備武器，飛行員隨時(shí)待命，隨時(shí)準(zhǔn)備在接到要求時(shí)執(zhí)行攔截任務(wù)。然而即使是在警戒狀態(tài)下，飛行員也也要花費(fèi)一些時(shí)間才能到達(dá)飛機(jī)、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、滑行和起飛。從下達(dá)起飛命令到飛機(jī)離開(kāi)地面的典型時(shí)間至少為5至10分鐘（如果飛行員在跑道末端附近的飛機(jī)上等待，時(shí)間可以縮短，但很難長(zhǎng)時(shí)間保持這種狀態(tài)）。

戰(zhàn)斗機(jī)在跟蹤傳感器的信息引導(dǎo)下飛向巡航導(dǎo)彈目標(biāo)。到達(dá)目標(biāo)附近后，戰(zhàn)斗機(jī)將利用自身的傳感器（雷達(dá)或紅外導(dǎo)引頭）捕獲目標(biāo)，并發(fā)射空對(duì)空導(dǎo)彈將其擊落。目前使用的空對(duì)空導(dǎo)彈（帶雷達(dá)導(dǎo)引頭的中程AIM-120和帶紅外導(dǎo)引頭的近程AIM-9）可用來(lái)攔截巡航導(dǎo)彈。空軍和海軍正在開(kāi)發(fā)一種新型空對(duì)空導(dǎo)彈AIM-260，其射程將比AIM-120更長(zhǎng)，可增加戰(zhàn)斗機(jī)的防御范圍。大部分戰(zhàn)斗機(jī)（包括海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的飛機(jī)）都可以承擔(dān)巡航導(dǎo)彈防御任務(wù)?？哲姾涂哲妵?guó)民警衛(wèi)隊(duì)如今承擔(dān)著國(guó)土防空任務(wù)，很可能也會(huì)承擔(dān)巡航導(dǎo)彈防御任務(wù)。

此外，裝備有源相控陣（AESA）雷達(dá)的戰(zhàn)斗機(jī)將比裝備老式雷達(dá)的戰(zhàn)斗機(jī)更為有效，因?yàn)锳ESA雷達(dá)能夠更好地探測(cè)和跟蹤低空飛行的小目標(biāo)。空軍的F-22A和F-35A飛機(jī)都裝備了AESA雷達(dá)，空軍已經(jīng)用新的AESA雷達(dá)替換了F-15C飛機(jī)上的舊雷達(dá)。根據(jù)2021年的預(yù)算文件，空軍計(jì)劃包括為目前服役的935架F-16C中的402架增加AESA雷達(dá)。美國(guó)北部司令部?jī)?yōu)先考慮用AESA雷達(dá)升級(jí)F-16進(jìn)行國(guó)土防御。截至2020年10月，空軍四個(gè)國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)中隊(duì)的F-16已經(jīng)裝備了新雷達(dá)。

其他射手。除地對(duì)空導(dǎo)彈和機(jī)載導(dǎo)彈外，還有幾種類(lèi)型的射手可以用來(lái)打擊巡航導(dǎo)彈。例如美國(guó)海軍“方陣”是一種全天候自動(dòng)近距離武器系統(tǒng)（CIWS），它應(yīng)用了一種M61AI型六管“伏爾肯”20毫米格林式火炮?？稍诩s一英里或更短的距離內(nèi)與目標(biāo)交戰(zhàn)。陸軍已為防御火炮和迫擊炮彈部署卡車(chē)版“方陣”系統(tǒng)。也有人提出了改進(jìn)的加農(nóng)炮的建議，可以發(fā)射超高速炮彈，即超高速炮，以打擊快速移動(dòng)的目標(biāo)。此外正在開(kāi)發(fā)的激光或微波定向能武器，其威力足以打擊飛行中的導(dǎo)彈或炮彈，目前正在進(jìn)行原型樣機(jī)測(cè)試。與加農(nóng)炮一樣，這些武器的初始版本可能是短距離的，僅限于防御單個(gè)目標(biāo)或較小區(qū)域（也稱(chēng)為點(diǎn)防御）。

作戰(zhàn)管理系統(tǒng)

作戰(zhàn)管理系統(tǒng)（BMS）是指支撐作戰(zhàn)管理活動(dòng)的指揮信息系統(tǒng)。在巡航導(dǎo)彈防御中，BMS功能（所有的指揮和控制、作戰(zhàn)管理和通信）必須非常迅速地完成。BMS包括防御系統(tǒng)各組成部分之間的通信鏈路，以及將信息進(jìn)行融合的軟硬件系統(tǒng)，為指揮決策提供依據(jù)。這些功能必須足夠迅速地完成，以便留有足夠的時(shí)間供射手使用。就巡航導(dǎo)彈防御而言，探測(cè)、決策和交戰(zhàn)的時(shí)間可能只有幾分鐘。為了最大限度地利用射手的有效時(shí)間，必須提前規(guī)劃針對(duì)不同情況的響應(yīng)策略，且傳感器和BMS必須為指揮官提供足夠的信息，以便他們迅速做出決策。認(rèn)識(shí)到這一挑戰(zhàn)，空軍對(duì)其先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)的技術(shù)和作戰(zhàn)概念進(jìn)行了首次實(shí)地測(cè)試，該系統(tǒng)是空軍計(jì)劃用來(lái)協(xié)調(diào)和控制其行動(dòng)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)試的重點(diǎn)是打擊對(duì)美國(guó)本土的巡航導(dǎo)彈威脅。

目標(biāo)識(shí)別是巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)樵S多類(lèi)型的巡航導(dǎo)彈的飛行速度和高度與民用飛機(jī)相似。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的數(shù)據(jù)，美國(guó)每天有近3萬(wàn)次定期商業(yè)飛行。此外，在美國(guó)注冊(cè)的通用航空飛機(jī)有20多萬(wàn)架。美國(guó)和加拿大的戰(zhàn)斗機(jī)平均每年攔截不明身份的飛機(jī)約100次，大多數(shù)涉及小型通用航空飛機(jī)無(wú)意中進(jìn)入限制空域。只有進(jìn)行可靠的目標(biāo)識(shí)別后，防御方才能對(duì)威脅目標(biāo)進(jìn)行攔截。

3、LACM威脅及幾種典型防御系統(tǒng)

上文各節(jié)介紹了各種LACM威脅，以及目前正在服役的幾種類(lèi)型的防御性傳感器和射手，這些傳感器和射手可以作為防御這些威脅的組成部分購(gòu)買(mǎi)使用（現(xiàn)今對(duì)部隊(duì)的防空系統(tǒng)已提出了很高的要求）。CBO對(duì)示例性CMD架構(gòu)的分析是以現(xiàn)有系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將傳感器和射手與兩種通用巡航導(dǎo)彈進(jìn)行對(duì)比計(jì)算得出的。此外，可以專(zhuān)門(mén)為CMD任務(wù)開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)。國(guó)會(huì)預(yù)算辦公室指出，更多的外來(lái)技術(shù)可以彌補(bǔ)防御性缺陷，但這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)什么功能，部署這些技術(shù)可能需要多長(zhǎng)時(shí)間以及費(fèi)用等不確定因素，因而無(wú)法對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行有效的定量分析。

通用LACM

為衡量巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的能力，CBO評(píng)估了打擊兩類(lèi)可攻擊美國(guó)本土的通用LACM的能力。并按照速度和高度的指標(biāo)將其分為兩個(gè)級(jí)別：

亞聲速、低空導(dǎo)彈

超聲速、中空導(dǎo)彈

這兩個(gè)類(lèi)別代表了目前已知已投入使用或正在開(kāi)發(fā)中的LACM。

亞聲速、低空LACM。這類(lèi)導(dǎo)彈難以探測(cè)和攔截，因?yàn)樗N近地表飛行且射程遠(yuǎn)，由小型高效的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。典型例子包括美國(guó)海軍的“戰(zhàn)斧”和俄羅斯的“3M-14卡利布”導(dǎo)彈。雖然所有的巡航導(dǎo)彈都是先進(jìn)的武器，但亞聲速LACM與速度更快的導(dǎo)彈相比，對(duì)制造者提出的技術(shù)挑戰(zhàn)較少，而且也往往比射程和有效載荷相當(dāng)?shù)乃俣雀斓膶?dǎo)彈更小。為此，亞聲速LACM是當(dāng)今最常見(jiàn)的LACM類(lèi)型。已知或認(rèn)為有幾個(gè)國(guó)家生產(chǎn)此類(lèi)導(dǎo)彈，有些國(guó)家已將其出口。

CBO模擬的通用亞聲速巡航導(dǎo)彈的速度約為每小時(shí)500英里（約0.7馬赫），飛行高度為300英尺，其性能相當(dāng)于俄羅斯“3M-14卡利布”導(dǎo)彈。它可從多種平臺(tái)發(fā)射，包括卡車(chē)、艦艇、攻擊潛艇和戰(zhàn)斗機(jī)（或更大的飛機(jī)）。例如，俄羅斯的Club-K導(dǎo)彈系統(tǒng)（“3M-14卡利布”的出口型）被集成在一個(gè)類(lèi)似于40英尺大小的集裝箱中，由集裝箱載運(yùn)并發(fā)射，發(fā)射器可以綁在商船的甲板或由商用卡車(chē)拖動(dòng)。

超聲速、中空LACM。超聲速LACM通常由沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，與亞聲速的同類(lèi)產(chǎn)品相比，不那么常見(jiàn)，因?yàn)樵诮o定的射程和有效載荷下，它們更大、更復(fù)雜、更昂貴。在某些情況下，高速的優(yōu)勢(shì)可以超過(guò)劣勢(shì)，包括更迅速地到達(dá)移動(dòng)目標(biāo)的能力，或者對(duì)重型防空系統(tǒng)的突防能力（當(dāng)今大多數(shù)超聲速巡航導(dǎo)彈都是反艦導(dǎo)彈，旨在突破海軍部署重型防空系統(tǒng)）。雖然與亞聲速LACM相比，超聲速LACM在攻擊美國(guó)本土目標(biāo)方面的可能性較小，但環(huán)境或技術(shù)的改變可能使其在未來(lái)更具吸引力。

CBO建模的通用超聲速巡航導(dǎo)彈的速度為每小時(shí)2300英里（約3馬赫），飛行高度為3萬(wàn)英尺。這類(lèi)導(dǎo)彈的典型代表是俄羅斯的Kh-32，由圖-22“逆火”轟炸機(jī)發(fā)射。Kh-32主要是一種反艦導(dǎo)彈，其射程只是為了將發(fā)射它的轟炸機(jī)擋在艦艇的防空系統(tǒng)之外。對(duì)于設(shè)計(jì)用于攻擊美國(guó)本土目標(biāo)的LACM來(lái)說(shuō)，可能需要更遠(yuǎn)的射程。適合攻擊美國(guó)本土的超聲速LACM體積將相當(dāng)大，這可能會(huì)將其發(fā)射器類(lèi)型限制為大型軍用地面車(chē)輛，轟炸機(jī)大小的飛機(jī)，大型水面戰(zhàn)艦和帶有大型發(fā)射單元的潛艇。

巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)組成。CBO所分析的美國(guó)本土巡航導(dǎo)彈防御的示例性架構(gòu)包括兩類(lèi)組件：

傳感器平臺(tái)，用于威脅目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤；

射手，負(fù)責(zé)摧毀威脅目標(biāo)。

CBO的定量分析考慮了五種通用類(lèi)型的傳感器平臺(tái)和兩種通用類(lèi)型的射手。CBO沒(méi)有對(duì)CMD的作戰(zhàn)管理系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析。

通用傳感器平臺(tái)。CBO分析的所有傳感器平臺(tái)都將配備探測(cè)距離遠(yuǎn)、對(duì)大氣條件相對(duì)不敏感的雷達(dá)（與紅外傳感器相比）。CBO計(jì)算的關(guān)鍵性能參數(shù)是平臺(tái)高度（決定覆蓋面積）和平臺(tái)耐久性（決定確保每個(gè)傳感器軌道持續(xù)工作所需的平臺(tái)數(shù)量）。

CBO考慮如下五個(gè)平臺(tái)：

如果沿?；蜻吘硾](méi)有高地形，則位于本地高地形（例如山頂）或塔上的地基（CBO假定其海拔高度為700英尺或計(jì)算周邊地形）；

10，000英尺處的系留浮空器；

由商用飛機(jī)改裝位于30，000英尺高空的空中預(yù)警機(jī)；

在60，000英尺高度飛行的高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)；

位于575英里高度的低軌道衛(wèi)星群（見(jiàn)圖3-3）。

圖4不同傳感器平臺(tái)參數(shù)

許多地面或塔基雷達(dá)可能是目前聯(lián)邦航空局和空軍的現(xiàn)役雷達(dá)。CBO假定雷達(dá)受視距限制，且地表光滑，在此基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)傳感器所觀察到的區(qū)域進(jìn)行估計(jì)。

對(duì)于除衛(wèi)星以外的所有傳感器平臺(tái)，CBO均基于已部署的實(shí)際系統(tǒng)對(duì)其示例性傳感器平臺(tái)進(jìn)行估算。通用地基和系留浮空器平臺(tái)基于兩個(gè)陸軍系統(tǒng)：拖車(chē)式“哨兵”雷達(dá)和2017年取消的JLENS浮空器（聯(lián)合對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈防御高架網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)）。CBO對(duì)AEW&C平臺(tái)的性能估算，分別基于商用飛機(jī)和HALE-UAV在海軍的P-8A“波塞冬”巡邏機(jī)和MQ-4C“海王星”偵察機(jī)上得出的。CBO沒(méi)有考慮空軍E-3預(yù)警機(jī)的性能，因?yàn)槲磥?lái)的有人駕駛預(yù)警機(jī)和機(jī)隊(duì)將更有可能基于現(xiàn)代雙引擎噴氣式飛機(jī)（P-8A是波音737的衍生機(jī)型），而不是基于波音707的老舊、效率較低的E-3。CBO的說(shuō)明性衛(wèi)星架構(gòu)基于低軌上的一組雷達(dá)衛(wèi)星。

除了傳感器探測(cè)范圍不同外，任務(wù)耐久性的差異（從地基傳感器基本無(wú)限制的耐久性到地基傳感器約36小時(shí)的耐久性）將導(dǎo)致需要使用不同數(shù)量的系統(tǒng)，以提供對(duì)特定機(jī)載傳感器軌道的連續(xù)覆蓋。每個(gè)軌道需要一個(gè)以上的系統(tǒng)會(huì)增加防御性架構(gòu)的采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)成本。

通用射手。CBO考慮了兩個(gè)通用系統(tǒng)作為其概念中的國(guó)土CMD系統(tǒng)的射手組成部分：遠(yuǎn)程地對(duì)空導(dǎo)彈（LR-SAM）和戰(zhàn)斗機(jī)。

圖5 通用射手特性

LR-SAM類(lèi)似于射程約200英里的海軍“標(biāo)準(zhǔn)-6”（SM-6）導(dǎo)彈。CBO假定LR-SAM導(dǎo)彈連只包括導(dǎo)彈、發(fā)射架以及與CMD指揮和控制系統(tǒng)的通信聯(lián)系，但不包括其本身的雷達(dá)。LR-SAM在BMS的指示下發(fā)射，并由CMD傳感器平臺(tái)引導(dǎo)到目標(biāo)附近，屆時(shí)彈上導(dǎo)引頭將截獲目標(biāo)并完成交戰(zhàn)。目前SM-6導(dǎo)彈一般由其艦載雷達(dá)制導(dǎo)。執(zhí)行CMD任務(wù)的通用戰(zhàn)斗機(jī)將配備主動(dòng)電子掃描陣列雷達(dá)，以提供快速定位的最佳機(jī)會(huì)。

負(fù)責(zé)執(zhí)行CMD任務(wù)的通用戰(zhàn)斗機(jī)將配備有源電子掃描陣列雷達(dá)，以便為快速定位和攻擊目標(biāo)提供最佳機(jī)會(huì)。通用戰(zhàn)斗機(jī)的有效射程通常取決于戰(zhàn)斗機(jī)達(dá)到目標(biāo)的可用時(shí)間，而不是戰(zhàn)斗機(jī)在需要加油之前可以飛行的距離。戰(zhàn)斗機(jī)將以每小時(shí)700英里的速度直達(dá)攔截點(diǎn)。