现代高科技战争中飞弹防御之探讨.docx

1、现代高科技战争中飞弹防御之探讨現代高科技戰爭中飛彈防禦之探討吳俊明軍護科教官壹、前言自1944年，德國發展出全球最早、射程達250公里之V1、V2兩型飛彈，並部署於法國海岸，向英國南部濫行肆意攻擊，造成英國南部軍民心理莫大恐懼與人員財務損傷以來，這項長射程、高殺傷力並具有導引裝置的火箭飛彈，即成為各軍事強國競相研究發展的熱門軍事科技，歷經近60年之競逐，時至今日，飛彈已發展成當今高科技戰爭中不可或缺的先制攻擊性武器，更是各國防禦領空的最主要武器。飛彈改變了人類的戰爭型態，在近代多次的戰爭中，許多國家都將飛彈實際的使用在戰爭中，諸如1972年越戰中，美軍由直昇機發射拖式飛彈攻擊北越戰車； 197

2、6年中東以阿戰爭，埃及以俄製冥河飛彈，成功的擊沉了以色列軍艦；1987年英阿福克蘭島戰爭，阿根廷軍機發射法製飛魚飛彈擊沉英國雪菲爾號運兵艦。至此，各國均體認飛彈在戰場中的重要地位，爭相發展或購買各式飛彈，以求自保或侵略他國之用；1991年第一次波灣戰爭中，伊拉克使用購自前蘇聯的飛毛腿飛彈，肆意的攻擊以色列及週邊支持美國之阿拉伯國家，造成不小的損害與心理威脅，迫使美軍使用愛國者飛彈進行空中反飛彈攔截，開啟了飛彈對飛彈作戰的新頁，也更突顯了飛彈在國防上的重要角色。台海兩岸自1949年分列對峙，50多年來中共未曾放棄以武力統一之企圖，1996年對我基隆、高雄外海發射其自製之M9飛彈，試圖影響我第一次

3、全民直選總統之選情，近年更在海峽對岸，500公里範圍內部署多達400餘枚之M系列飛彈，對我國防安全造成莫大威脅與壓力，依美國提供情資顯示，中共部署於對岸之飛彈，正以每年40餘枚之數量增加中，預計到2005年，其部署在福建沿海，可供對我實施直接攻擊之飛彈總數將超過600枚，面對此一情勢，吾人對中共可能之飛彈攻擊，不能不提高警覺，並加以研究防範。縱觀目前世界各軍事武器提供國，對飛彈防禦系統莫不傾全力研發，其中我國最主要之武器來源美國，所研發之飛彈防禦系統，為起步最早，且係全球唯一有實戰經驗數據，可供參考研究之目標，故本文特以美國現行使用及開發中之飛彈防禦系統為研究對象。本文所使用名詞對照如下：Na

4、tional Missile Defense（NMD）：全國飛彈防禦系統Theater Missile Defense（TMD）：戰區飛彈防禦系統Navy Area Defense（NAD）：海軍區域防禦Medium Extended Air Defense System（MEADS）：中程增程防空系統Patriot Advenced Capability（PAC）：愛國者防空飛彈系統Theater High Altitude Area Denfense（THAAD）：戰區高空層區域防禦Navy Theater Wide（NTW）：海軍戰區廣域防禦Airborne Laser（ABL）：空中雷

5、射Arrow ：神箭二型防反飛彈系統Tactical High Energy Laser（THEL）：戰術高能量雷射Low Cost Cruise Missile Denfense（LCCMD）：低成本巡弋飛彈防禦Ground-Based Interceptor（GBI）：陸基式攔截飛彈Joint Land-Attack Cruise Missile Denfense Elevated Netted Sensor：陸攻巡弋飛彈防禦聯合改良型網狀偵測器Targets and Decoys：目標與誘餌（靶彈）貳、美國主要飛彈防禦計畫美國國防部彈道飛彈防衛局現階段主要飛彈防禦計畫及子計畫一覽表戰區飛

6、彈防禦系統Theater Missile Defense, TMD鷹式防空飛彈系統HAWK中程增程防空系統Medium Extended Air Defense ystem, MEADS海軍區域防禦Navy Area Defense, NAD愛國者防空飛彈系統Patriot Advenced Capability-3, PAC-3戰區高空層區域防域Theater High Altitude Area Defense,THAAD海軍戰區廣域防禦Navy Theater Wide, NTW空中雷射Airborne Laser, ABL發射階段攔截Boost Phase Intercept, BPI

7、神箭二型防反飛彈系統Arrow II戰術高能量雷射Tactical High Energy Laser, THEL低成本巡弋飛彈防禦Low Cost Cruise Missile Defense,LCCMD全國飛彈防禦系統National Missile Defense, NMD陸基式攔截飛彈Ground-Based Interceptor, GBI偵測/感應器概論SENSORX波段陸基式雷達X-Band/Ground-Based Radar, XBR改良型早期預警雷達Upgraded Early Warning Radar, UEWR太空紅外線追蹤系統Space-Based Infrared

8、 System, Space & Missile Tracking System Brilliant Eyes陸攻巡弋飛彈防禦聯合改良型網狀偵測器Joint Land-Attack Cruise Missile Defense Elevated Netted Sensor目標與誘餌 (靶彈)Targets and Decoys戰鬥管理Battle Management, BM全國飛彈防禦系統戰鬥管理指揮與管制NMD Battle Management, Command and Control (BMC2)全國飛彈防禦系統攔截飛彈飛行中通訊系統NMD In-Flight Interceptor

9、Communication System (IFICS)資料來源.tw/kajin/military/BMD/BMDO-programe-list.htm一、戰區飛彈防禦系統戰區(theater)是美國發展出來的概念，指的是幾個有美軍長期駐紮的地區，包括西歐、中東和遠東。美國在這些地區以駐軍和軍事同盟關係，和各盟國共同對抗區域性威脅。而戰區飛彈防禦(TMD)系統，主要就是設計來保護駐紮在各地區的美軍，以及各該地區盟國的重要設施，其對抗的目標，是以射程在3000公里以下的中、短程彈道飛彈為主，和對抗長程(3000公里以上)洲際彈道飛彈(ICBM)的全國飛彈防禦系統不同。為了達成多重攔截機會，以提

10、高成功機率，美國國防部彈道飛彈防衛局(BMDO)的TMD計畫中，設計了多種攔截系統的子計畫，若以設定的攔截高度可分為高空層與低空層，若以發射器所在位置可分為陸基(land-based)型和海基(sea-based)型，簡要如下表。低空層高空層陸基式第三代愛國者飛彈PAC-3中程增程防空系統MEADS戰區高空層區域防禦THAAD海基式海軍區域防禦NAD海軍戰區廣域防禦 NTW二、愛國者飛彈第三代Patriot Advanced Capability-3, PAC-3 or Patriot Anti-ballistic missile Capability-3愛國者飛彈是目前全世界唯一有反飛彈實戰

11、經驗的防空飛彈，但在第一次波灣戰爭期間，當時的第二代愛國者(即PAC-2)，因為導引系統的問題，攔截成績十分不理想，美國國內和盟國(如以色列)的批評者甚至認為，成功率幾乎是零。有了波灣戰爭的教訓，愛國者PAC-2進行了快速反應計畫(quick reaction program, QRP)，包括加強雷達偵測的範圍及分辨彈頭與彈體的能力、快速反應引信等等。此外針對飛彈本身，也進行了導引加強飛彈(guidance enhanced missile, GEM)計畫，採用先進的材料和固態推進劑，使彈體可以承受更大的G力，射程也增加30%到40%。根據BMDO的公開文件，台灣已經採購並部署的愛國者，正式對

12、外的名稱為改良型防空系統(modified air defense system, MADS, 俗稱PAC-2 Plus)，實際上是PAC-3的構型2(PAC-3 Configuration 2)。也就是說，台灣的愛國者系統，使用的是GEM計畫改良後的PAC-2飛彈，而雷達則是改良後的MPQ-53型，可以分辨得出短程彈道飛彈在重返大氣層後，與彈體分離的彈頭，換言之已具有初步的反彈道飛彈能力。而正港的愛國者PAC-3(為方便起見稱為第三代愛國者飛彈)，正式名稱應該是PAC-3 Configuration 3 (愛國者PAC-3 構型3)，最大的改良即在於採用最新型的ERINT飛彈。第一、二、三代

13、的改良型愛國者飛彈(PAC-1、PAC-2、PAC-3)的特徵比較詳如下表。PAC-1PAC-2PAC-3型式陸地機動、地對空、中低高度導向武器系統彈身長度5.3公尺5.18公尺5.2公尺彈身直徑41公分41公分25公分翼展92公分92公分50公分翼型梯形尾翼4片梯形主翼4片、矩形尾翼4片發射重量914公斤900公斤312公斤推進器單節固態燃料火箭推進器單節固態燃料火箭推進器外加特殊的飛行高度控器導引方式指令導引、TVM、半主動雷達導向慣性、主動式微波雷達終端導向彈頭型式/重量高爆/90公斤高爆或預成破片+近接引信/91公斤硬殺(hit-to-kill)+紗傷力增強高爆或預成破片彈頭+近接引信

14、/ 73公斤極速3馬赫5馬赫5馬赫最大射程70公里70-160公里15公里最小射程不詳3公里不詳最大高度不詳24公里30公里飛行時間最少：9秒最多：3分半發射器機動式底盤/4發半拖車式底盤/16發製造商雷神主承包商：雷神、洛克希德馬丁、西門子(德)、三菱(日)洛克希德馬丁、沃特系統現況停產生產中研發/生產中 三、中程增程防空系統Medium Extended Air Defense System,MEADS它是專為北大西洋公約組織(North Atlantic Treaty Organization, NATO)盟軍所設計的區域防空暨反飛彈兩用系統，目前參與研發的國家除了美國，還包括德國與義大

15、利。原先有意參加的法國，在1996年簽署合作備忘錄前夕決定退出。MEADS原來的名稱叫作軍團地對空飛彈(Corps Surface-to-Air Missile, Corps SAM)系統，是為了取代服役30多年的鷹式(HAWK)飛彈、羅蘭(Roland)飛彈等。之所以有中程之名，是因為這套系統在功能上，將彌補鷹式飛彈除役後，THAAD、PAC-3和低空的刺針飛彈中間的防空火力斷層。至於彈種則採用愛國者飛彈PAC-3，但是和前述的第三代愛國者不同的是，MEADS將混合使用兩種彈頭。和第三代愛國者一樣的動能彈頭，用來對付彈道飛彈，而另一種預成破片彈頭，則用來負擔一般防空和打擊巡弋飛彈的任務。 四

16、、戰區高空層區域防禦Theater High Altitude Area Defense, THAAD和愛國者一樣是由陸軍負責的計畫。THAAD自1992年開始研發，而從1995年4月21日到1999年8月2日，THAAD總共進行11次試射，地點都在新墨西哥州的白沙飛彈試射場。11次試射中，第3次(1995年10月13日)開始有靶彈參與測試，而從第4次(1995年12月13日)以後則是驗證攔截飛彈能否和靶彈進行有效碰撞。從第4次到第9次(1999年5月29日)總共6次都告失敗。直到第10次(1999年6月10日)和第11次(1999年8月2日)，才有連續兩次成功的紀錄。之後五角大廈方面下令停止

17、在白沙試射場的試射，並責成主管官員把THAAD計畫推進到工程與製造發展(engineering and manufacture development, EMD)階段，也就是準備讓THAAD準時於2007年能完成佈署。在這期間的測試工作將移往南太平洋的瓜加林島進行。THAAD和愛國者飛彈的共同點，就是都以車載型的發射架、雷達、射控中心及電源供應來編組，以確保其機動部署能力。1個THAAD飛彈連，預計有9組發射器和150枚飛彈。飛彈性能諸元如下表。全長6.2公尺直徑推進器：34公分彈頭：37公分發射重量600公斤射程200公里速度2,800公尺/秒攔截高度145公里動力來源推進器：單節固態燃料火

18、箭彈頭/獵殺載具：液態燃料導引方式慣性+全球定位系統(GPS)+指令導航+紅外線終端導向彈頭動能獵殺載具發射車底盤：M1075重型卡車高：3.25公尺長；12公尺滿載重量：40噸發射箱：可裝10枚THAAD飛彈雷達天線尺寸：10平方公尺X波段搜索+威脅確認及分類可支援其他BMD系統攔截效果評估THAAD的目的，是以高空層的攔截，為低空層的愛國者飛彈爭取更多的時間和攔截機會。不過在使用彈性上，THAAD遠不如愛國者，因為THAAD只能在大氣層外緣左右的高度攔截飛彈，而愛國者除了低空層的反飛彈功能，還可執行一般的防空任務。五、海軍區域防禦Navy Area Defense, NAD & 海軍戰區廣

19、域防禦Navy Theater Wide, NTW兩者的防禦範圍雖然大小有別，但都是以神盾戰艦-包括美國的泰康德洛加級巡洋艦(CG Ticonderoga)、勃克級驅逐艦(DDG Arleigh Burke)以及日本的金剛級驅逐艦(DDG Kongou)-為發射平台，使用的飛彈也都是標準系列飛彈，NAD使用的是RIM-156B Block 4A，屬於SM-2 ER系列，而NTW使用的則是RIM-156C Block 4C，屬於SM-3系列。美軍經常需要快速部署到有危機發生的地區，但陸基式的PAC-3和THAAD萬一趕不上其他地面部隊的佈署進度，該地區又面臨短程彈道飛彈威脅，此時海基式的NAD和

20、NTW就可以即時趕往戰區支援。在低空層的NAD方面，現有的神盾戰艦功能將予保留，艦上的AN/SPY-1雷達和指揮、管制系統將分別有程度不等的修正，以符合反彈道飛彈作戰的要求。NAD所使用的RIM-156B Block 4A標準飛彈，是專為反彈道飛彈需求所設計。標準飛彈家族性能諸元及發展階段詳如下表。SM-1 Medium RangeSM-2 Medium RangeSM-1Extended RangeSM-2Extended Range功能艦對空飛彈動力來源單節固態燃料火箭雙節；第一節為固態火箭，第二節為液態火箭全長4.41公尺7.9公尺翼展1.08公尺1.6公尺彈身直徑34.3公分第一節(推

21、進器)：46公分第二節(彈身)：34.3公分重量495公斤621公斤1,341公斤射程24-32公里64-144公里104-160公里導引系統半主動雷達導向慣性+半主動雷達導向彈頭高爆破片 中等距離 (Medium Range, MR) 系列延長距離 (Extended Range, ER) 系列RIM-66A原始的標準飛彈RIM-67A最初的ER版本標準飛彈RIM-66BRIM-66A推進器改良型RIM-67 Block 5小獵犬NTU使用之標準飛彈RIM-66C以下為SM-2最初的 SM-2RIM-67 Block 6B使用引信高度計之版本RIM-66C Block 1神盾系統最早使用的標

22、準系列飛彈RIM-67B Block 1以下為SM-2SM-2 最早的ER版本飛彈RIM-66D Block 1韃靼(Tartar)系統最早使用的標準系列飛彈RIM-67C Block 2改良推進器、彈頭和導引系統RIM-66E Block 6低高度改良RIM-67D Block 3同RIM-66K Block 3Phase 1 Block 3/3ARIM-66G Block 2RIM-66C Block 1 改良火箭推進系統RIM-67D Block 3A加強殺傷力Phase 2 Block 3/3ARIM-66H Block 2Mk.41垂直發射器使用RIM-67D Block 3B紅外線

23、終端導引尋標器RIM-66J Block 2韃靼版本的 Block 2RIM-156A Block 4神盾艦使用的ER板本第一節推進器無穩定翼RIM-66K Block 3新型引信高度計之版本Phase 1 Block 3/3ARIM-156B Block 4A低空層之NAD所使用的標準飛彈RIM-66L Block 3使用Mk99武器控制系統(WCS)的RIM-66KRIM-156C Block 4C第一種SM-3飛彈高空層之NTW所使用的標準飛彈RIM-66M Block 3B採用紅外線終端導引上表中，RIM-156C Block 4C也稱為SM-3，是NTW系統所使用的飛彈，它和之前的標

24、準家族飛彈不一樣的是，採用新型的Mk-104火箭推進器，以及輕量外大氣層彈道(Lightweight Exo-Atmospheric Projectile, LEAP)改良計畫，使彈體在大氣層外仍能準確修正彈道，成功攔截來襲飛彈。NTW和THAAD一樣是在離地面100公里到200公里的大氣層外緣攔截來襲的飛彈，此時目標和己方飛彈的相對速度超過10馬赫，加上空氣稀薄(甚至沒有空氣)，要像一般的飛彈以彈翼控制飛行方向極為困難，都是這類高空層飛彈防禦系統亟待突破的瓶頸。美國現有的神盾戰艦，包括27艘泰康德洛加級巡洋艦和31艘勃克級驅逐艦，有多少要改良成具備NAD/NTW戰力尚不清楚，不過，目前已經有

25、愛爾湖號(Lake Eire, CG-70)和皇家港號(Port Royal, CG-73)2艘巡洋艦，在1998年9月首度接受彈道飛彈防禦(BMD)作戰相關的改良，並在同年10月完成試航。這兩艘神盾艦未來將持續進行各項海上測試，以發展BMD作戰的戰術、戰法與準則。NTW值得一提的是，在戰法上將採取接近敵方彈道飛彈發射地點，在其升空階段即予以攔截、擊毀的模式。左圖為美國彈道飛彈防衛局(BMDO)文件中的NTW作戰概念。圖中佈署於日本的神盾戰艦(美國的泰康德洛加級巡洋艦、勃克級驅逐艦和日本的金剛級驅逐艦)，可能在必要時接近北朝鮮的飛彈發射地點(如咸鏡北道花台郡的蘆洞、大浦洞)，以求得較高的攔截成

26、功率和較大的防禦範圍。參、使用之地對空飛彈一、Chu-SAM地空導彈 日本陸上自衛隊從1989年就開始預研這種具有世界先進水平的反導型地空導彈。它既可對付戰術彈道導彈，又可攔截巡航導彈、空對地導彈和作戰飛機。 Chu-SAM採用垂直發射裝置和先進的複合制導體制，可視距外發射，具有良好的抗光電干擾能力和很高的機動能力。據分析，Chu-SAM導彈可能綜合吸收了日本自行研製的改型“短薩姆81型”和“凱科91型”地空導彈的先進制導技術，即主動雷達和成像（可見光和紅外雙波段可成像）尋的雙模自動導引，飛行中段採用定向指令制導，並具有數位地圖目標軌道預測能力。將雷達尋的和成像尋的結合起來，採用這種並聯的雙模

27、導引技術，可使來襲目標難以通過釋放干擾而逃脫跟蹤，而且即使在惡劣的天氣條件下也能作戰。這對於攔截帶誘餌的戰區彈道導彈是非常有利的。 此種導彈預計2002年形成戰鬥力，射程3040千米，射高16千米，最大飛行速度2.5馬赫，可用於低層的反導作戰，以取代現役改型“霍克”。 二、“愛國者”PAC-2系統 “愛國者”地空導彈武器系統主要由雷錫恩公司研製，現分爲原型和改型兩種。原型主要用來攔截各種高性能飛機，代號是MIM-104。 美陸軍爲加強自衛能力，從1985年3月開始執行增加“愛國者”反戰術彈道導彈能力的改進計劃，該項計劃簡寫爲PAC（Patriot Advanced Capability），分三

28、個階段進行，將持續到2000年以後。改進後的産品型號分別爲PAC-1、PAC-2、PAC-3。 PAC-1於1988年12月完成裝備部隊，其改進之處主要是地面制導設備的軟體，但此改進也只能使戰術彈道導彈偏離原來彈道而失效，不甚理想。 PAC-2系統是目前美國唯一經過實戰檢驗的戰區導彈防禦系統。該系統主要由PAC-2型“愛國者”導彈及其發射車、AN/MPQ-53多功能雷達、AN/MSQ-104交戰與火力控制站（FCS）和其他支援設備如：發電車等組成。每個火力單元，即一個連，有部雷達、個交戰與火力控制站、8輛導彈發射車（每輛發射車上帶4枚導）彈。美國現在共有54個火力單元的PAC-2型“愛國者”導

29、彈系統。 PAC-2“愛國者”導彈長5.2米，直徑0.41米，尾部有4個活動的尾翼，起飛重量914千克，帶1個90千克的高能炸藥破片彈頭（每個破片的重量爲45克，共有700個破片）。彈頭上有個新型的 8182脈衝引信。該引信有雙錐波束（窄波束用於對付飛行速度較快的導彈目標）寬波束用於對付飛行速度較慢的飛機目標。PAC-2“愛國者”導彈在中段飛行中採用慣性加指令修正制導，末段制導系統用“通過導彈跟蹤”（TVM）的半主動雷達制導。APC-2“愛國者”導彈裝在四聯裝的導彈發射箱內，發射箱裝在輛M-901拖車上，拖車由1輛牽引車牽引。發射時，發射箱仰角約30。 PAC-2“愛國者”導彈的確切性能目前未

30、見報道。按照公開的評述，比較合理的性能爲：導彈離開發射箱時的速度爲3馬赫，攔截時可加速到6馬赫，攔截戰術彈道導彈的距離爲1020千米，高度約爲5千米。 三、“愛國者”PAC-3系統 PAC-3計劃是美國當前列爲重點發展的“核心”戰區導彈防禦計劃之一，將作爲未來雙層陸基戰區導彈防禦系統的低層防禦系統。該計劃開始選用了兩種導彈：一種仍爲PAC-2系統所用的“愛國者”導彈，通過繼續改進提高性能；另一種則是由洛克希德馬丁沃特公司研製的動能殺傷攔截彈。後者是一種全新的導彈，開始稱爲“埃林特”（ERINT棗增程攔截彈），大概從1997年年中開始改稱PAC-3攔截彈。 1994年2月16日，美國陸軍選擇“增程攔截彈”作爲新型的PAC-3系統的攔截彈，並於1997年完成該攔截彈的工程研製和初始飛行試驗。但這種導彈到PAC-3的第三階段改進才使用。 PAC-3計劃的第一階段改進結果稱爲PAC-31型，得到了制導增強型導彈（GEM），已於1995年裝備部隊。PAC-3計劃的第二階段改進結果稱爲PAC-3/2型，目前首批産品已裝備美軍9個“愛國者”導彈營的2個。爲了演示新部署的PAC-3/1型和2型系統的作戰能力，美國專門從國外購買了“飛毛腿”彈道導彈，並在1997年2月和3月進