蘭德眼中的美中台海之戰：（四）彈道導彈打航母_風聞

彈道導彈打航母如今已經不是傳説，而是現實了

美國對中國反艦彈道導彈的認知，瞄準點是發射時對目標方位的最優估計，導彈有一定的搜索和機動能力，殺傷半徑內的目標都可擊殺

台灣與大陸之間隔着台灣海峽，海戰是台海之戰的必然組成部分之一。美國海軍水面力量的核心是航母，美中海戰的焦點因此在於反航母作戰，但海域則遠遠超過台海周邊。1996年導彈危機期間，美國出動兩個航母戰鬥羣進入台島附近海域，對中國形成嚴重威脅。在這個時候，美國艦隊只要在中國岸基雷達的探測範圍外活動，基本上不用擔心中國威脅。此後中國重點發展的殺手鐧大多以航母為對象，20年後反航母作戰的氣象發生了根本性的改變，這是台海海戰的最大變數。

中國反航母能力包括四大要素：

1、超地平線探測和目標指示能力

2、反艦彈道導彈的打擊能力

3、反艦導彈的打擊能力

4、潛艇的打擊能力

岸基超地平線（簡稱OTH）雷達和天基海洋衞星監視系統（簡稱NOSS）為中國提供了有效的廣域探測和監控手段。OTH雷達可以探測中國海岸線以外2000公里的大型目標，NOSS則可以實現全球監控。OTH和NOSS可以為反航母打擊手段提供粗略的目標指示，或者引導圖像偵察衞星進一步識別和精密定位。

襄樊的超地平線雷達的探測距離深入西太平洋，但超地平線雷達的探測精度受到物理限制，不可能用於導彈瞄準，只能概略探測

2007年，中國在襄樊開始建造超遠程OTH天波雷達。OTH雷達利用電離層反射極大地增加探測距離，但也因此有最小探測距離的盲區。OTH雷達工作在3-30MHz範圍，發射和接收天線都十分龐大。在冷戰時代，美國AN/FPS-118就是OTH雷達，最小探測距離925公里，最大探測距離3330公里，可在24秒鐘內掃描整個60度的扇形（約530萬平方公里）。中國OTH雷達的能力是保密的，在蘭德的數字沙盤演習中，蘭德假定中國OTH雷達具有相同的性能。OTH雷達的性能受到電離層擾動的影響很大，晝夜、太陽活動週期、季節都有影響，而且有時候電離層擾動沒有規則，影響難以補償。OTH雷達的另一個大問題是分辨率較差，可以根據回波強度估計目標大小，但無法分辨相距幾公里以內的密集目標。不過OTH雷達可以探測到飛行中的飛機，可以據此按圖索驥追蹤到航母的蹤跡。蘭德在報告中估計，襄樊的OTH雷達可以覆蓋從菲律賓到日本九州的巨大扇形，最小探測距離落在東南沿海以內的蘇州-金華-龍巖-梅州一線，最大探測距離覆蓋日本以東約1000公里到菲律賓棉蘭老島的巨大弧形。

OTH雷達的另一個問題也與電離層擾動有關，電離層厚度、角度的變化十分迅速（迅速變換的極光就是電離層擾動的表象），好比反光鏡的位置和角度迅速莫測地變化，造成OTH雷達的探測誤差。澳大利亞的OTH雷達的探測誤差在距離上可達10-40公里，在角度上可達1-5度。與導彈的命中精度一樣，雷達測距和定位誤差也可以用圓公算概率表示。如果中國OTH雷達具有相似的誤差的話，在2000公里距離（相當於台灣東南約700公里）上，造成22-105公里的雷達CEP；在3300公里極限距離（相當於台灣東南約2000公里）上，造成36-178公里的雷達CEP。這樣的精度可用於對目標概略位置的外部提示，用於引導具有一定自持力和搜索力的打擊系統（如有人駕駛的戰鬥轟炸機或水面艦艇、潛艇）已經足夠了，但直接用於導彈裝定，就有可能超過導彈的搜索和自動發現目標能力。當然，要是目標附近有已知位置的島嶼或者艦船，有關信息可以用於矯正OTH雷達數據，大大提高定位精度。這和差分GPS（也稱DGPS）的原理是一樣的。

探測誤差對於命中的影響很大，如果探測誤差大大超過導彈殺傷半徑，就只能用很多導彈覆蓋“模糊區”，確保命中

2010年，中國發射了第一顆遙感9號電子偵察衞星，三顆衞星密集編組，具有通過測量信號到達的時間差來被動定位（簡稱TDOA）的功能。採用類似原理的手機基站定位可以對移動中的手機達到50米定位精度。中國NOSS的定位精度沒有任何公開信息，蘭德在報告中認為應該達到幾十公里級，足夠引導圖像偵察衞星做進一步識別和精密定位。在2015年4月，中國共發射了5顆NOSS衞星（遙感9、16、17、20、25號，其中17、25號替代9、16號），現有3顆在軌。每個三星系統可提供3500平方公里的監視範圍，平均每天可對特定目標地區飛越18次。

圖像偵察衞星的分辨率比電子偵察衞星高得多，可以很高的精度提供目標識別和定位，但大海茫茫，要找到目標，沒有必要的外部提示很難做到。到2003年為止，中國發射了兩顆圖像偵察衞星（尖兵3A和尖兵3B），具有從低軌道多光譜光電圖像和數據鏈下傳圖像能力，據稱達到30公里掃描寬度和3米分辨率。根據軌道參數，蘭德估計，這樣的衞星可以在中國近海需要平均35.1天才能重返觀測地球上任一特定位置，除非偶然撞上，否則對於實時引導導彈打擊來説，缺乏戰術價值。

2006年4月，中國開始發射第二代偵察衞星，包括具有側視雷達（簡稱SAR）的雷達衞星。到2010年，假定所有尖兵3系列衞星已經退役，中國已經部署了3顆雷達衞星（遙感1、3、6號）和4顆高分辨率圖像偵察衞星（遙感2、4、5、7號）。最初兩顆雷達衞星據稱具有5-20米精度，推掃寬度40-100公里，第三顆雷達衞星則有1.5米精度。圖像衞星則由1.5米精度（遙感2、4、7號）提高到1米精度（遙感5號）。如果沒有外部提示而只是隨機掃描，4顆衞星需要平均13.8天的重返時間。加上兩顆雷達衞星（遙感3、6號）一起搜索，可以降低到6.9天。這是假定好天氣的情況，陰雲、大霧等要妨礙圖像衞星工作，但雷達衞星依然可以正常工作。如果有25%的時間有陰雲遮擋，4顆圖像衞星需要平均18.4天，加上雷達衞星需要平均7.8天；如果陰雲時間達到50%，4顆圖像衞星則需要平均27.7天，加上雷達衞星為平均9.5天。

對目標概略位置的外部提示可以減少盲目搜索，顯著減少搜索時間，但還是取決於目標偏離衞星軌道在地球表面的垂直投影線有多遠。圖像衞星是有大角度側擺能力的，但斜距越大，分辨率的降低越大。雖然發現大型艦船不需要多少分辨率，但識別艦船需要至少5米的分辨率。根據衞星的軌道參數和最高分辨率，可以計算出確保5米分辨率的最大斜角。雷達衞星不一樣，側視雷達（也稱SAR）不能直接俯視，只能斜視，斜角在20-80度之間，分辨率由採樣率、雷達功率、波長、信號處理能力決定。

對2010年情況，假定晴好天氣，有持續的精確外部提示，使得中國衞星可以有意識地在即將飛越目標區域時提前瞄準，捕捉目標能力由平均13.8天重返時間下降到8小時（只使用4顆圖像衞星），或者從6.9天下降到4小時（圖像加雷達衞星）。25%的陰雲遮蓋的話，全圖像從8小時延長到10.7小時，圖像加SAR從4小時延長到4.6小時；50%陰雲遮蓋的話，全圖像延長到16小時，圖像加SAR延長到5.2小時。

到2015年4月為止，中國在空間維持4顆雷達衞星（遙感10、13、18、23號）和4顆圖像衞星（遙感14、21、24、26號），但有可能遙感10號和12號已經退役，那樣就是3加3。但中國也開始發射新一代高軌道（1200公里）中分辨率圖像衞星（遙感8、15、19、22號），具有100公里寬的推掃寬度，分辨率為3-10米，特別適合對航母這樣的大型艦船的廣域搜索和識別。對於2017年情況，蘭德在報告中推測，中國將維持低軌道圖像、高軌道圖像、雷達衞星各3-4顆，主要精力不放在大大增加衞星數量，而是進一步提高衞星性能。這樣的話，2017年時，對於整個9-12顆衞星的空間偵察體系來説，在沒有外部提示的情況下，搜索大型艦船的重返時間平均2.9天；有外部提示的話，降低到2.6小時。25%陰雲時，分別延長到2.9-3.5天和2.9小時；50%陰雲時，進一步延長到4.2天和3.3小時。

 

顯然，外部提示可以大大縮短空間偵察體系的重返時間，最高可縮短95%。OTH雷達、NOSS和岸基電子偵聽測向系統都能在不同程度上提供對目標的概略位置的外部提示。對於2017年情況，如果中國圖像衞星開始採用與光電成像分辨率相當的紅外成像技術，可以晝夜和在壞天氣搜索，這將降低搜索時間10-40%。這些數據有很多假定的因素，沒有考慮美國航母反制的因素。OTH雷達、NOSS和岸基電子偵聽站可以用常規的干擾來壓制，圖像衞星可以用激光致盲，用導彈的硬殺傷當然是最徹底的辦法，還可以根據已知的衞星軌跡機動躲避，在半徑上沿圓弧運動也可以利用多普勒效應欺騙OTH雷達。上述計算也沒有考慮中國指揮通信體系（簡稱C4ISR）的指揮決定和情報傳輸的延遲。

中國的衞星和發射技術也今非昔比，海上發射的一箭九星就是例子

商業衞星的分辨率也足夠辨認航母了

另一方面，蘭德在報告中可能低估了中國衞星技術的發展。2015年10月7日，中國成功地發射了一組“吉林一號”商業衞星，包括一顆圖像衞星、兩顆視頻衞星和一顆技術驗證衞星，採用650公里高的太陽同步軌道，其中高分辨率圖像衞星具有常規推掃、大角度側擺、同軌立體、多條帶拼接等多種成像模式，地面分辨率為0.72密，多光譜為2.88米。視頻衞星的分辨率為1.12密。技術驗證衞星用於多模式成像技術驗證。這只是商業級成像衞星，軍用級的探測能力只能更高。

中國的坊間傳聞向來真真假假，但反艦彈道導彈和大多數殺手鐧都是從傳聞開始而最後得到認證的。關於衞星，傳聞中NOSS的定位精度達到幾公里級，雷達衞星達到1米級，中分辨率圖像衞星達到2米級，而高分辨率圖像衞星大大0.5米級。所有衞星協調運行是，平均重返時間2-3小時，這和蘭德在報告中的估計一致。但航天科技集團副總經理楊保華在2014年11月對新華網説，中國將繼續發射約70顆遙感衞星。據推測，發射完畢後，平均重返時間可以降低到1小時以下。這將顯著提高對海上航母的探測和定位能力。

美國的SBIRS衞星則提供了另一種可能。SBIRS是空間紅外系統的簡稱，這是新一代導彈預警衞星，具有地球同步軌道（簡稱GEO）和極地橢圓軌道（簡稱HEO）兩種運行方式。HEO的SBIRS用紅外掃描觀測北半球，特別適合觀測朝鮮和俄羅斯越過北極上空的導彈發射，CEO的SBIRS則不僅有大面積的紅外掃描，還有高分辨率的精細波束凝視的工作方式，可以持續跟蹤特定目標，或者在幾個關注點之間跳躍，依然提供大大高於通常中低軌道衞星的重返頻率。更重要的是，紅外凝視具有跟蹤温度較低目標的能力，可以跟蹤巡航導彈、無人機的飛行，甚至探測到火箭彈和重炮射擊。在2014年7月17日馬航MH17飛越東烏克蘭被俄製導彈擊落事件中，SBIRS就捕捉到了飛行中的導彈，並以導彈的飛行軌跡特徵推算導彈型號和發射地點。這樣的能力對跟蹤大海上的航母的作用是不言而喻的，而且不僅可以提供概略搜索，還可以提供連續跟蹤。中國還沒有具有相當於SBIRS衞星的報道，但在可預見的將來具有某種形式的SBIRS能力是完全可能的。

當然，2015年的蘭德報告無法預計2019年才公開的無偵8，這對反艦彈道導彈的目標引導具有重要意義

據説名為“神鵰”的雙體無人機明顯是奔高空長航時去的

“翔龍”無人機也明顯是高空長航時的

除了OTH雷達和衞星，高空長航時無人機也是跟蹤航母的利器。當前中國的軍用航空研發可能是世界上最活躍的，中國的無人機研發比戰術飛機研發更加活躍，其中包括若干具有超大展弦比的型號，明顯以高空長航時為設計目標。貴州“翔龍” 採用聯翼，前掠的後翼不僅提供一些升力，還起到結構支撐作用，使得細長輕巧的前翼依然保持足夠的剛性。增加的翼面如果能和共形天線相結合，不僅增加雷達天線尺寸，還有利於散熱。聯翼並不是新理念，但由於空氣動力和結構設計上的複雜性，世界上罕有實際使用的，“翔龍”是一個創新。貴州的“翔龍”不是中國唯一的高空長航時無人機，瀋陽也悄悄地推出一家不知名的雙機身無人機，機翼的展弦比比“翔龍”更大。雙機身可以容納更多、更大功率的電子設備和更多的燃油。這些高空長航時而具有良好隱身性能的無人機投入使用後，既可以用強大的機載雷達搜索海上的航母，也可以在外界提示指引下，用紅外和光電手段“靜默”跟蹤，大大提高對航母的實時精確定位能力。

早在2006年，美國海軍情報局就提到中國的反艦彈道導彈。到2013年，中國已經在陸地上多次試驗過有關技術，但還沒有在海上進行過打靶試驗。儘管如此，2011年美國海軍情報局局長傑克·多賽特海軍中將就認為，中國反艦彈道導彈已經進入初步作戰狀態。這就是DF-21D，射程1500-2000公里，增加一級滑翔戰鬥部的話，射程可增加到3000公里。有説法2014年中國已經組建了第一個DF-21D旅，擁有6個發射裝置。在抗戰勝利70週年閲兵上，有16枚DF-21D拉上了長安街。

蘭德在演習中計算以80%概率毀傷美國航母所需要的反艦彈道導彈齊射數量，關鍵參數有：

1.     導彈殺傷半徑，這是目標偏離瞄準點而導彈依然有能力捕捉和擊中的半徑，一般認為DF-21D的殺傷半徑為25-40公里

2.     雷達CEP，這是圓公算概率形式的瞄準誤差，一般認為OTH雷達的CEP按電離層狀態不同為22-178公里，目標的機動和指揮通信系統的延遲進一步增加CEP

3.     導彈命中率（簡稱Pk），這是指目標落在殺傷半徑內導彈的擊中和毀傷概率

顯然，雷達CEP大而導彈殺傷半徑小，那就需要較多導彈的齊射才能保證對目標的足夠覆蓋，這和傳統火炮齊射的道理是一樣的。換句話説，可以用殺傷半徑與雷達CEP之比來描述導彈對目標的自主捕捉能力，比值越大，齊射所需的導彈越少。

上表羅列了不同的導彈自主捕捉能力和毀傷概率下對特定目標所需的齊射數量，目標機動和指揮通信系統的傳輸滯後可以等效為CEP，在雷達CEP中一併考慮。假定DF-21D的殺傷半徑為40公里，OTH雷達的雷達CEP為22-178公里，殺傷半徑與雷達CEP之比在0.23-1.20之間。圖像衞星可以大大提高定位精度，但圖像下傳、判讀、形成指揮決心、命令下達也是需要時間的，假定這時間很短，只有15分鐘，殺傷半徑與雷達CEP之比在0.67-1.07之間。如果長達2小時，這個比值就下降到0.20-0.32之間了。美國艦隊的干擾和機動可以進一步降低這個比值。假定美國航母在台灣東南700公里活動，中國指揮鏈需要15分鐘的時間下達決心和傳達命令，導彈另需15分鐘的飛行時間，這30分鐘的延遲就足以使30節航行的航母增加25公里的CEP。如果殺傷半徑與雷達CEP之比降低到0.25，那理想情況下都需要49枚導彈才能保證80%的毀傷概率，實際上需要更多，這已經超過實際可行的數量了。

另一方面，如果中國解決了技術瓶頸，殺傷半徑與雷達CEP之比可以做到1.0以上，加上較高的導彈命中率（如高於60%），所需的齊射數量大大降低。以DF-21D的理想情況而言，殺傷半徑與雷達CEP之比可達1.2，導彈命中率為0.6的話，只需要6發齊射；即使艦隊反導能把導彈命中率降低到20%，依然只需要21枚齊射，還是屬於可以接受的數量。但蘭德在報告中認為，在任何現實的情況下，中國反艦彈道導彈沒有傳説中一擊必中的能力，一定數量的齊射是必須的，齊射的數量則取決於殺傷半徑與雷達CEP之比。美國艦隊的反制包括用干擾、機動來降低殺傷半徑與雷達CEP之比，或者用反導攔截來降低導彈命中率。

有意思的是，蘭德在演習中沒有刻意突出美國艦隊反導的作用，只是泛泛地提了一下。這可能有反艦彈道導彈的末端彈道奇特的原因。美國公佈的反艦彈道導彈的末端彈道包括一個躍起減速，然後修正彈道後最終俯衝。其他版本把躍起減速延長成機動滑翔，依然不是簡單的彈道式再入，也超過一般的末端修正，介於彈道再入和高超音速機動飛行之間。這可能超出艦隊反導的設計能力。反導導彈由於相對速度極大，通常以瞄準預測下落彈道為主，輔以適當的彈道修正，實現截殺。像防空導彈一樣滿世界追着目標跑，這對反導彈來説難以做到。攔截導彈要具有比目標高得多的速度和機動性才能跟得上目標的機動，巨大的機動過載可能使得導彈彈體在追上目標之前就自毀了，巨大的相對速度也極大地提高了精確制導的難度。高超音速機動目標的速度大大超過常規大氣層飛行目標，機動性大大超過常規彈道再入目標，是現代防空的難題，這正是高超音速飛行成為軍事航空前沿的主要原因之一。常規的高超音速飛行要使用技術難度非常高的超燃衝壓發動機，相當於要在颶風勁吹的山口維持燭火的穩定燃燒。但利用彈道導彈再入時的速度、高度達到高超音速滑翔的難度就低得多。

 

中國從來沒有公開過反艦彈道導彈的工作機制，但公開的學術論文或許可以揭示一些端倪。《指揮與控制學報》2015年第一期刊登名為《再入反艦導彈多彈協同飽和攻擊突防最優彈道研究》的論文，對再入彈道進行仿真研究。這不代表中國反艦彈道導彈採用這樣的再入彈道，但對反艦彈道導彈的再入和制導提供了新的視角。 文中彈道從約120公里和20馬赫的速度開始，進入S形減速下滑軌跡，仿真最終在約12000米和3馬赫速度結束，這已經是常規高空高速反艦導彈頂攻位置了。在S形下滑過程中，再入時的高速高熱造成的錐形等離子體層也在前方最強而在側視方向上較弱，有利於導彈較早捕獲目標。較大的S把目標“籠罩”在前方，邊減速，邊搜索，提高了殺傷半徑，補償了雷達CEP較低的問題。

不過用彈道導彈打航母只是中國海軍的殺手鐧之一。蘭德在報告中還要綜合考慮掠海飛行的反艦導彈（空射和艦射）和潛艇的威脅，才最終給出美中在針對航母的作戰上的總體評估。