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海上反导:标准SM-3舰空导弹

发布时间:2015/5/26 19:14:50|浏览次数:

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标准-3型拦截导弹结构示意图

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标准-3型拦截导弹发射

 

以SM-2ER 批次IV (Block IV) 型为基础研制,于1999年9月24日首飞的RIM-161型舰载反导导弹是美国海基弹道导弹防御体系的核心武器。SM-3沿用了RIM-156的短胖型MK 72助推火箭和晚期型号SM-2MR的MK 104型高性能双推力发动机,并保留了RIM-156的气动控制面和中段制导系统。在此基础上SM-3增设了一具第三级双脉冲火箭发动机 (先进固体轴向级Advanced Solid Axial Stage, ASAS), 一个GPS/INS导航段 (GPS辅助惯性导航系统GPS-Aided Inertial Navigation System, GAINS),和一个轻型外大气层动能杀伤战斗部 (Lightweight Exo-Atmospheric Projectile, LEAP)。SM-3的射程超过270海里,射高达160千米以上,最大飞行速度为9600千米/小时,能有效拦截大部分现役战区级弹道导弹。


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执行反导作战任务时,“宙斯盾”战舰以其AN/SPY-1大功率相控阵雷达截获目标后迅速计算出火控解,向SM-3导弹下达发射指令。从垂直发射模块中一跃而起的SM-3在MK 72助推火箭的驱动下高速爬升,同时与发射平台建立通讯数据链。助推器熄火后被抛弃,导弹主体由MK 104 (Dual Thrust Rocket Motor, DTRM) 提供动力,继续在大气层内飞行,依据发射舰的指令信号和GPS数据调整轨迹。 第二级熄火后,M型固体燃料第三级火箭发动机 (Third Stage Rocket Motor, TSRM) 点火,将导弹送出大气层。在大气层外M以脉冲模式工作,为SM-3提供机动飞行所需要的推力。至距离目标尚余 30 秒时第三级发动机停止工作,LEAP动能杀伤战斗部 (Kinetic Warhead, KW) 与导弹分离,依据发射舰提供的指向数据以高灵敏度长波红外成像传感器搜索目标。目标被锁定后,LEAP上安装的固体燃料姿态控制系统 (Solid Divert and Attitude Control System, SDACS) 对战斗部飞行轨迹进行精确修正,以实现与目标的致命一吻。LEAP能够通过分析目标的红外图像确定其有效载荷区,并相应计算出最佳撞击点,以超过130兆焦,相当于31千克TNT炸药威力的巨大动能,将来袭导弹一举击毁。


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美国海军在2002-2010年间共进行反导测试16次,发射SM-3导弹19枚,成功击中了包括全尺寸战区级弹道导弹和体积更小,拦截难度更大的再入运载具在内的16个靶标。目前SM-3已进入美国海军和日本海上自卫队服役,其陆基型将部署到波兰和罗马尼亚境内,成为欧洲导弹防御体系至关重要的组成部分。


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图20 在2006年6月23日的FTM-10“恒星捕食者” (Stellar Predator) 反导测试中,CG-67“夏洛”号巡洋舰以SM-3导弹成功拦截了从靶弹分离出来的再入运载具



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SM-3不是为反卫星作战设计的,但其基本技术指标完全能够满足拦截低地球轨道卫星的需要。2008年2月21日,美军“伊利湖”号巡洋舰在太平洋上空一箭穿星,以采用改进型传感器的SM-3成功击毁USA 193号退役卫星。导弹与卫星的交会速度超过每秒10千米,拦截高度为247千米。配备“标准”系列导弹的“宙斯盾”战舰从此将反卫星作战加入了任务清单。


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标准-3导弹(SM-3)是RIM-156SM-2ERBlock4导弹的派生型号,也是未来美国海军战区弹道导弹防御系统(NTW-TBMD)中的导弹组成部分。这是一种高层弹道导弹防御武器,最初计划是作为低层SM-2ERBlock4A导弹的补充,但后者的发展计划已于2001年12月被取消。

SM-3(RIM-161A)使用SM-2ERBlock4A基本型号的弹身和推进装置,加入了第三级火箭发动机(ASAS,先进固体推进阶段,由Alliant科技公司制造),一个GPS/INS导航部分(GAINS,GPS辅助惯性导航系统),一个轻型大气层外动能拦截弹头(LEAP),所采用的发射船将同时更新“宙斯盾轻型大气层外拦截系统”(ALI)的相关软硬件。

LEAP使用一个前视红外传感器(FLIR)来定位目标,1992年至1995年搭载在小猎犬导弹上进行了4次发射试验。实验中使用改装的小猎犬和标准2导弹,尝试了进行两次拦截发射,但两次均告失败。RIM-161ASM-3的第一次搭载试验于1999年9月进行,2001年1月进行的第三次试验成功地进行了导弹飞行,并进行了动能弹头的分离。2002年1月,RIM-161A进行了第一次成功的全程实验,击中了Aries弹道导弹。

早期的发射试验也有失败时刻,拦截弹头所使用的固定转向和姿态控制系统(SDACS)在2003年6月18日进行的代号“FM5”发射试验中出现故障,这次试验是首次在一个真实模拟场景中来测试SDACS。2003年的“FM-6”发射试验成功拦截了目标,但SM-3计划仍然出现了明显的延误。“FM-7”实验屡次推迟,最终还是在2005年2月24日进行,这次试验中使用了标准配置的RIM-161A导弹。

2006年年中,SM-3的实验按期进行,2006年6月22日的实验使用了最新的BlockIA导弹(编号RIM-161B)并进行了成功的拦截。RIM-161B特点在于升级了导弹发动机和制导控制软件以增强整体性能,同时也包括生产和维护设计上的变更。

未来计划发展的RIM-161导弹包括使用双色导引头和新转向和姿态控制系统的RIM-161CBlockIB,BlockII系列则会增加其他改进措施,包括第2和第3级火箭发动机将会增大弹径以改进导弹机动性。

RIM-161A的数据:

弹长(包括助推器)6.55米

翼展1.57米

弹径0.34米

重量不明

速度9600km/h

射高>160km(100miles)

射程>500km(270nm)

推进装置:UnitedTechologiesMK72固体火箭

主发动机:AtlanticResearchCorp.MK104双重推力固体火箭

第三级发动机:AlliantTechsystemMK136固体火箭

战斗部:碰撞式动能弹头

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标准-3型拦截导弹发展示意图


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