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

近日，美國國會預(yù)算辦公室（CBO）發(fā)布了一份有關(guān)巡航導(dǎo)彈國土防御的報告，報告詳細(xì)分析了美國面臨的巡航導(dǎo)彈威脅、可采取的防御系統(tǒng)架構(gòu)及成本問題，由于篇幅較長，我們將分幾部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1、巡航導(dǎo)彈（LACM）的特點及其對巡航導(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、隱身特征和彈頭類型，所有這些都會對巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)產(chǎn)生很大影響。LACM的另一個特點是用于發(fā)射它們的運(yùn)載工具類型。發(fā)射器的類型可能對防御系統(tǒng)傳感器和攔截彈所需能力影響甚微，但可能會在其他方面產(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)射器的類型可能影響敵方同時從多個方向攻擊或從近美國邊境地方發(fā)射的能力。

射程

LACM的射程從200到2000多英里不等。在攻擊美國本土?xí)r，遠(yuǎn)程導(dǎo)彈可能會引起更大的關(guān)注，因為較遠(yuǎn)的射程可使敵方的發(fā)射器遠(yuǎn)離美國本土，這將減少敵方在發(fā)動攻擊之前暴露發(fā)射器的機(jī)會。遠(yuǎn)射程還可以使攻擊者更深入地打擊美國大陸內(nèi)部目標(biāo)。遠(yuǎn)程導(dǎo)彈所帶來的威脅被認(rèn)為是擴(kuò)大美國本土巡航導(dǎo)彈防御能力的原因。例如2019年2月，美國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?！?/p>

然而由于美國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)彈無法到達(dá)美國中西部的核指揮與控制設(shè)施，但可能會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)動機(jī)的動力下以超聲速飛行（通常是2～3馬赫，或每小時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)來襲目標(biāo)后的反應(yīng)時間。然而提高速度也會帶來副作用，對于給定的有效載荷，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的概率。

高度

巡航導(dǎo)彈可以設(shè)計成在低至幾英尺到高至數(shù)萬英尺的高度飛行。在較高的高度更容易實現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行，因為為導(dǎo)彈提供動力的噴氣式發(fā)動機(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)彈更難檢測和攔截，因為受地球曲率影響，防御雷達(dá)可能無法探測到導(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。

對于許多導(dǎo)彈，可能會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。速度較快的導(dǎo)彈可能僅限于高空飛行，因為高速時的大氣阻力在低空是令人望而卻步的（不過某些超聲速巡航導(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LACM的探測距離，在一定程度上降低了速度優(yōu)勢。

隱身特性

另一種使巡航導(dǎo)彈難以探測的手段是在設(shè)計中加入隱身特性。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)在雜波背景下對巡航導(dǎo)彈的探測距離。

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增加進(jìn)攻方的成本。除了更復(fù)雜的導(dǎo)彈設(shè)計所帶來的資金成本

外，對于給定尺寸的導(dǎo)彈，隱身特征可能導(dǎo)致其射程縮短，因為雷達(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最常見的彈頭。雖然LACM攜帶的有效載荷類型通常不會影響特定導(dǎo)彈防御傳感器對其進(jìn)行探測和跟蹤的能力，也不會影響特定防御系統(tǒng)的殺傷能力，但是，如果必須同時考慮常規(guī)威脅和核威脅，則巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的總體設(shè)計可能會受到影響。

例如，核彈頭可以設(shè)計所謂的“保險型引信，如果攜帶核彈頭的導(dǎo)彈被攔截器擊中，就會引爆。為應(yīng)對這種情況，可能有必要部署能夠在美國領(lǐng)土之外攔截LACM的防御系統(tǒng)（這將減少探測、跟蹤和摧毀LACM的時間），或者開發(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)射器類型

巡航導(dǎo)彈可從多種平臺發(fā)射，包括卡車、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。一般來說，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，因為這些特性需要更多的燃料、更大和更強(qiáng)的發(fā)動機(jī)以及更大的機(jī)身來容納它們。

雖然發(fā)射器的類型對單個LACM防御系統(tǒng)的性能影響不大，但它可能對整個防御體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。特別是易于隱藏的發(fā)射器可以使對手更容易從不利于防御的位置發(fā)動攻擊。例如，與從遠(yuǎn)海的水面艦艇上發(fā)射的LACM相比，防御方對從美國近海潛艇上發(fā)射的LACM的響應(yīng)時間更短。沒有足夠的時間對發(fā)射做出反應(yīng)，可能需要美國在距離更近的地點部署速度更快的攔截器，這都會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，在時間軸上位于導(dǎo)彈發(fā)射時間之前（左側(cè)）。

2、巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)各組成部分的性能特點

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

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

射手，是地對空導(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；

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，針對單個設(shè)施或設(shè)施群的點防御或針對地理區(qū)域的區(qū)域防御。

國土巡航導(dǎo)彈防御（CMD面臨的一個特殊挑戰(zhàn)是確定目標(biāo)是否是實際威脅。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)識別則是關(guān)鍵因素。

探測跟蹤傳感器

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，即傳感器既能探測到飛行目標(biāo)又能將其識別為潛在威脅的距離。傳感器的有效射程越長，觀察特定區(qū)域所需的傳感器數(shù)量就越少，在來襲巡航導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)之前使用攔截器的時間就越長。

單個傳感器的探測距離主要取決于設(shè)備的性能（功率、分辨率、信號處理）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)特性也會影響傳感器的探測距離。對于發(fā)射信號并檢測目標(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)計形狀，以降低雷達(dá)反射回波信號的強(qiáng)度，則可減少探測距離。對于被動系統(tǒng)（例如探測物體發(fā)出的熱量的紅外傳感器），可以通過冷卻遮擋排氣系統(tǒng)等方式來減小探測距離。

傳感器類型。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)距離探測的最常見傳感器是雷達(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），但它們在大氣層內(nèi)的探測距離相對較短，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，因為它們的熱信號很小，其助推火箭很小且只有幾秒鐘的燃燒時間，而空射巡航導(dǎo)彈可能不需要助推器，而且低速時的大氣阻力不會使導(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到，因為它們發(fā)動機(jī)溫度更高且表面摩擦加熱更大，但探測距離仍然有限。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紅外和較短波長輻射的傳感器的探測距離，尤其是針對低空飛行的目標(biāo)。（不過攔截器在接近目標(biāo)時，有可能會使用短距離激光或被動成像傳感器來提高制導(dǎo)能力）。巡航導(dǎo)彈相對于彈道導(dǎo)彈飛行高度低也會使衛(wèi)星上的紅外彈道導(dǎo)彈防御傳感器難以探測。

決定雷達(dá)有效探測距離的主要參數(shù)是天線性能（發(fā)射功率和接收靈敏度）、信號處理能力（將目標(biāo)從背景噪聲中區(qū)分出來）以及天線高程。天線性能和信號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)的最大探測范圍之內(nèi)，但雷達(dá)是“看不到的”，簡單講就是沿直線傳播的電磁波被地面擋住了，沒有照射到巡航導(dǎo)彈。

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

傳感器平臺有兩個重要特性：

平臺高度決定了傳感器視距；

平臺的耐久性（平臺返回基地或維修關(guān)閉前可持續(xù)運(yùn)行的時間）決定了維持給定區(qū)域的連續(xù)覆蓋所需的平臺數(shù)量。如果傳感器位于地球軌道衛(wèi)星平臺，則軌道動力學(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，雷達(dá)在地面上的視距范圍約為25英里。假定雷達(dá)視場角為360度，它最多可以觀察到大約2000平方英里的范圍（美國大陸的面積超過300萬平方英里）。

如果地形特征阻擋了某些方向的視線，可觀測區(qū)域就會變小，這在實際應(yīng)用中是很常見的。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區(qū)域?qū)⒃黾?，地形障礙物的影響也會減少。

圖2不同目標(biāo)高度對應(yīng)的雷達(dá)視距與視場

探測距離短，導(dǎo)彈的反應(yīng)時間就少，如果導(dǎo)彈以每小時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分鐘的時間來探測、識別和響應(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)相對目標(biāo)的視距增加一倍以上，達(dá)到約60英里，反應(yīng)時間增加到7分鐘。

如果需要防御大范圍區(qū)域，則需要多個位于地面或近地面?zhèn)鞲衅?。因此，若覆蓋美國本土等大面積地區(qū)，很可能需要機(jī)載傳感器來克服地表和近地表的短視距。美國空軍E-3?AWACS預(yù)警偵察機(jī)，飛行高度為3萬英尺，其傳感器視距為270英里，覆蓋范圍約23萬平方英里。當(dāng)巡航導(dǎo)彈飛行高度為300英尺、速度為0.65馬赫時，預(yù)警機(jī)可提供32分鐘預(yù)警時間。

空軍RQ-4B“全球鷹”的傳感器視距為370英里，覆蓋范圍約43萬平方英里，反應(yīng)時間為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，視場范圍將近1700萬平方英里。

傳感器平臺的耐久性。如果平臺的耐久性不滿足不間斷運(yùn)行的需求，那么就需要為每個部署點購置多個傳感器和平臺。上述示例包括三種類型的平臺：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限的，所以每個地點只需要一個傳感器。地基傳感器可能因維修或日常維護(hù)而無法工作，但這些停機(jī)時間相對較短，而且可以安排在不可預(yù)測的時間，使對手難以利用由此產(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覆蓋。

另一方面，一架飛機(jī)只能在有限的時間段內(nèi)在站，大部分時間用于加油和維修。此外，飛機(jī)還要花時間在其作業(yè)地點（軌道）和空軍基地之間飛行。因此，需要有多架飛機(jī)來保證每個傳感器位置連續(xù)工作。每個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間、速度、與基地的距離、為每個任務(wù)加油和維修飛機(jī)的時間及其總體可靠性。例如，通常需要三到四架長航時無人機(jī)來提供距基地較遠(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。對于有人駕駛飛機(jī)，其機(jī)組人員的耐力也可能會限制飛行任務(wù)的時間。

衛(wèi)星軌道的影響。衛(wèi)星帶來另一個問題。低軌衛(wèi)星更適合探測和跟蹤巡航導(dǎo)彈目標(biāo)，衛(wèi)星的軌道運(yùn)動和地球的自轉(zhuǎn)使衛(wèi)星無法定位在地球表面的某一個點上。因此，盡管衛(wèi)星實際上可以連續(xù)運(yùn)行，但在大部分時間里，它們都未處在合適位置來探測對美國發(fā)動襲擊的巡航導(dǎo)彈（當(dāng)不在美國上空時，星載雷達(dá)可能會定期關(guān)閉，以節(jié)省電池電量）。因此，需要一個由多個衛(wèi)星組成的星座，以確保整個國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。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）對巡航導(dǎo)彈的探測能力可能有限，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格昂貴。盡管需要多個衛(wèi)星來確保美國全時處于監(jiān)視范圍中，但這些衛(wèi)星在軌運(yùn)行中也可對全球其他地區(qū)進(jìn)行有價值的監(jiān)視。事實上，旨在探測和跟蹤空中目標(biāo)的衛(wèi)星星座的能力可能類似于空間發(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100英里的地對空導(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或小范圍的區(qū)域；遠(yuǎn)程武器通過配備一定數(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)勢是能夠快速發(fā)射（在傳感器定位并建立對巡航導(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)的另一個優(yōu)勢是有可能讓飛行員在試圖擊落目標(biāo)之前，通過目視來識別導(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，這說明了正確識別的重要性。

地對空導(dǎo)彈。美國軍方目前使用幾種類型的地對空導(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。對于CMD系統(tǒng)，國防部可以選擇使用現(xiàn)有類型的導(dǎo)彈，也可以開發(fā)專門為CMD任務(wù)設(shè)計的新型導(dǎo)彈。

對于擔(dān)負(fù)廣域防空反導(dǎo)任務(wù)的薩姆導(dǎo)彈來說需滿足以下幾個重要特性：

遠(yuǎn)射程是關(guān)鍵特征，可以通過一定數(shù)量的發(fā)射器實現(xiàn)大面積地區(qū)防御。同樣，高速度可以使地對空導(dǎo)彈在短時間內(nèi)到達(dá)目標(biāo)，這就增加了導(dǎo)彈在有限的時間內(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）。為了有效地對付低空目標(biāo)，遠(yuǎn)程地對空導(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)彈都是用來對付高空彈道導(dǎo)彈的，不能用來對付在300英尺高度飛行的LACM。地對空導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭還必須能夠探測和跟蹤目標(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，紅外導(dǎo)引頭必須能夠探測低溫目標(biāo)。

美國現(xiàn)有三種地對空導(dǎo)彈可用于廣域國土巡航導(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“愛國者”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)可以用來對付巡航導(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“愛國者”遠(yuǎn)，但主要進(jìn)行大氣層高層攔截，不具備對抗巡航導(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)國土巡航導(dǎo)彈防御，例如THAAD的改進(jìn)型，射程更長、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空導(dǎo)彈系統(tǒng)既可以單獨(dú)用于選定地點的防御，也可以用于廣域防御。

機(jī)載攔截器。軍方在美國幾個地點保持戰(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，飛行員隨時待命，隨時準(zhǔn)備在接到要求時執(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)一些時間才能到達(dá)飛機(jī)、啟動發(fā)動機(jī)、滑行和起飛。從下達(dá)起飛命令到飛機(jī)離開地面的典型時間至少為5至10分鐘（如果飛行員在跑道末端附近的飛機(jī)上等待，時間可以縮短，但很難長時間保持這種狀態(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)射空對空導(dǎo)彈將其擊落。目前使用的空對空導(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）可用來攔截巡航導(dǎo)彈?？哲姾秃＼娬陂_發(fā)一種新型空對空導(dǎo)彈AIM-260，其射程將比AIM-120更長，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窬l(wèi)隊如今承擔(dān)著國土防空任務(wù)，很可能也會承擔(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，因為AESA雷達(dá)能夠更好地探測和跟蹤低空飛行的小目標(biāo)?？哲姷腇-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)。美國北部司令部優(yōu)先考慮用AESA雷達(dá)升級F-16進(jìn)行國土防御。截至2020年10月，空軍四個國民警衛(wèi)隊中隊的F-16已經(jīng)裝備了新雷達(dá)。

其他射手。除地對空導(dǎo)彈和機(jī)載導(dǎo)彈外，還有幾種類型的射手可以用來打擊巡航導(dǎo)彈。例如美國海軍“方陣”是一種全天候自動近距離武器系統(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，以打擊快速移動的目標(biāo)。此外正在開發(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，僅限于防御單個目標(biāo)或較小區(qū)域（也稱為點防御）。

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，以便留有足夠的時間供射手使用。就巡航導(dǎo)彈防御而言，探測、決策和交戰(zhàn)的時間可能只有幾分鐘。為了最大限度地利用射手的有效時間，必須提前規(guī)劃針對不同情況的響應(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)識到這一挑戰(zhàn)，空軍對其先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)的技術(shù)和作戰(zhàn)概念進(jìn)行了首次實地測試，該系統(tǒng)是空軍計劃用來協(xié)調(diào)和控制其行動的未來網(wǎng)絡(luò)，測試的重點是打擊對美國本土的巡航導(dǎo)彈威脅。

目標(biāo)識別是巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵問題，因為許多類型的巡航導(dǎo)彈的飛行速度和高度與民用飛機(jī)相似。根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局的數(shù)據(jù)，美國每天有近3萬次定期商業(yè)飛行。此外，在美國注冊的通用航空飛機(jī)有20多萬架。美國和加拿大的戰(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)無意中進(jìn)入限制空域。只有進(jìn)行可靠的目標(biāo)識別后，防御方才能對威脅目標(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買使用（現(xiàn)今對部隊的防空系統(tǒng)已提出了很高的要求）。CBO對示例性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)行對比計算得出的。此外，可以專門為CMD任務(wù)開發(fā)新系統(tǒng)。國會預(yù)算辦公室指出，更多的外來技術(shù)可以彌補(bǔ)防御性缺陷，但這些技術(shù)可以實現(xiàn)什么功能，部署這些技術(shù)可能需要多長時間以及費(fèi)用等不確定因素，因而無法對此類系統(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評估了打擊兩類可攻擊美國本土的通用LACM的能力。并按照速度和高度的指標(biāo)將其分為兩個級別：

亞聲速、低空導(dǎo)彈

超聲速、中空導(dǎo)彈

這兩個類別代表了目前已知已投入使用或正在開發(fā)中的LACM。

亞聲速、低空LACM。這類導(dǎo)彈難以探測和攔截，因為它貼近地表飛行且射程遠(yuǎn)，由小型高效的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)或渦扇發(fā)動機(jī)提供動力。典型例子包括美國海軍的“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)今最常見的LACM類型。已知或認(rèn)為有幾個國家生產(chǎn)此類導(dǎo)彈，有些國家已將其出口。

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。它可從多種平臺發(fā)射，包括卡車、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）被集成在一個類似于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拖動。

超聲速、中空LACM。超聲速LACM通常由沖壓噴氣發(fā)動機(jī)提供動力，與亞聲速的同類產(chǎn)品相比，不那么常見，因為在給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)勢可以超過劣勢，包括更迅速地到達(dá)移動目標(biāo)的能力，或者對重型防空系統(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2300英里（約3馬赫），飛行高度為3萬英尺。這類導(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。對于設(shè)計用于攻擊美國本土目標(biāo)的LACM來說，可能需要更遠(yuǎn)的射程。適合攻擊美國本土的超聲速LACM體積將相當(dāng)大，這可能會將其發(fā)射器類型限制為大型軍用地面車輛，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所分析的美國本土巡航導(dǎo)彈防御的示例性架構(gòu)包括兩類組件：

傳感器平臺，用于威脅目標(biāo)的探測和跟蹤；

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型的傳感器平臺和兩種通用類型的射手。CBO沒有對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。CBO分析的所有傳感器平臺都將配備探測距離遠(yuǎn)、對大氣條件相對不敏感的雷達(dá)（與紅外傳感器相比）。CBO計算的關(guān)鍵性能參數(shù)是平臺高度（決定覆蓋面積）和平臺耐久性（決定確保每個傳感器軌道持續(xù)工作所需的平臺數(shù)量）。

CBO考慮如下五個平臺：

如果沿海或邊境沒有高地形，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航時無人機(jī)；

位于575英里高度的低軌道衛(wèi)星群（見圖3-3）。

圖4不同傳感器平臺參數(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)上對每個傳感器所觀察到的區(qū)域進(jìn)行估計。

對于除衛(wèi)星以外的所有傳感器平臺，CBO均基于已部署的實際系統(tǒng)對其示例性傳感器平臺進(jìn)行估算。通用地基和系留浮空器平臺基于兩個陸軍系統(tǒng)：拖車式“哨兵”雷達(dá)和2017年取消的JLENS浮空器（聯(lián)合對地攻擊巡航導(dǎo)彈防御高架網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)）。CBO對AEW&C平臺的性能估算，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沒有考慮空軍E-3預(yù)警機(jī)的性能，因為未來的有人駕駛預(yù)警機(jī)和機(jī)隊將更有可能基于現(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。

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

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

圖5 通用射手特性

LR-SAM類似于射程約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傳感器平臺引導(dǎo)到目標(biāo)附近，屆時彈上導(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)將配備主動電子掃描陣列雷達(dá)，以提供快速定位的最佳機(jī)會。

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。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700英里的速度直達(dá)攔截點。