美國愛國者地對空導彈系統PAC-3命中殺傷攔截彈細節綜述
雖然美國愛國者地對空導彈系統的PAC-3系列攔截彈,就像現在支持烏克蘭使用的攔截彈一樣,經常被描述為純粹的殺傷性武器,但事實并非如此。事實上,他們有一種混合設計,其中包括一種所謂的“殺傷力增強劑(LE:Lethality Enhancer)”,其中含有炸藥。該部件的設計目的是在導彈機身周圍爆炸飛濺形成一團金屬碎片,特別是提高對巡航導彈等呼吸空氣的目標的命中率。
5月31日,一枚PAC-3“降低成本倡議(CRI)”攔截彈的尾部墜落在烏克蘭首都基輔的一條高速公路上,在討論中提到了殺傷力增強劑。PAC-3 CRI是向來襲的俄羅斯導彈發射的。
自1995年基線版本首次進入美國陸軍服役以來,殺傷力增強劑一直是所有PAC-3攔截彈的一個特點。PAC-3導彈最初是根據陸軍的增程攔截彈(ERINT)計劃開發的,與愛國者系統早期的導彈有很大不同。
▲這張圖提供了PAC-2的制導增強導彈(GEM)變體和PAC-3的成本削減倡議(CRI)版本之間的一般尺寸比較。后者的16枚PAC-3 CRI可以容納在與四個PAC-2相同的發射器中
愛國者系統的火控雷達首先提示所有類型的PAC-3,并首先使用慣性導航系統制導包飛到目標附近的設定點。數據鏈路允許他們在飛行的中段接收制導更新。除了后部的控制表面外,這些攔截器中的每一個都具有推力矢量化能力,這要歸功于改變火箭排氣羽流的空氣動力學控制翼片和機身前端的所謂姿態控制電機(ACM)。ACM排列在導彈中心軸周圍的一個套環中,是一種小型的一次性火箭,可以側向發射以改變飛行方向。
到達指定地點后,導彈的主動雷達導引頭打開,搜索并鎖定威脅。尤其是ACM,用于幫助在飛行的最后階段進行精細的航向修正,尤其適用于非常高海拔的彈道導彈攔截。
PAC-3的制造商洛克希德·馬丁公司和美國軍方長期以來一直在吹噓攔截彈的命中殺傷設計的好處:“導彈和目標的直接身體接觸產生了非常高的能量”轉移,這有助于確保徹底摧毀威脅。這被認為對使用核武器、化學武器或其他大規模殺傷性武器有效載荷以及裝載各種子彈藥的有效載荷進行威脅特別有價值。
▲一張簡報幻燈片,重點介紹了使用PAC-3攔截各種目標的好處
PAC-3攔截彈較小的尺寸也意味著一次可以在單個發射器上裝載更多的攔截彈,從而增加了發射攔截彈的彈匣深度。愛國者發射器可以裝載PAC-3型和最新一代PAC-2系列攔截彈的組合,烏克蘭似乎也收到了這些攔截彈的例子,以進一步提高其靈活性。
▲一張突出顯示將多種類型的攔截彈裝載到一個愛國者發射器平臺上的能力的圖片
在進行彈道威脅時,PAC-3攔截彈確實以純粹的命中-殺傷模式發揮作用。這些目標通常以高速行進,這進一步增加了沖擊力。
當用于對付噴氣式武器的威脅時,如巡航導彈或飛機,這些巡航導彈或飛機通常比彈道導彈飛行得慢,而且體積可能更小,單憑撞擊致毀可能沒有那么有效。這就是殺傷力增強劑發揮作用的地方。
根據美國陸軍和洛克希德·馬丁公司1996年對PAC-3導彈計劃的非機密審查:“為了進一步提高對噴氣式武器的威脅的殺傷概率(不用于戰術彈道導彈(TBM)交戰),PAC-3導彈配置中包括了一種低碎片擴展速度殺傷增強劑(LE)”。“這是一種爆炸裝置,旨在通過增加“命中即殺”的殺傷力和擊中瞄準點的概率來增加目標被殺的概率。”
退役陸軍上校、俄克拉荷馬州希爾堡陸軍防空炮兵學校前指揮官大衛·尚克向媒體進一步解釋道:“這種殺傷力增強劑在撞擊前增加了與這種'早期引爆’的交戰直徑,它擴大了與噴氣式武器平臺接合的直徑。”
大衛·尚克補充道:“H2K(命中殺傷)對慢速移動的效果不如對戰術彈道導彈(TBM)的效果,所以這會增加一點額外的威力。不管怎樣,這對飛機上的飛行員來說都是糟糕的一天。”
簡言之,殺傷力增強劑雖然有爆炸裝藥,但其作用并不像典型的彈頭。相反,這個殺傷力增強劑的主要功能是飛濺出一些被稱為“擺線(cycloids)”的金屬碎片。這會為目標制造額外的碎片云。在更傳統的地對空導彈和空對空導彈上發現的彈頭通常被設計成在被某種近程引信觸發后將一錐形彈片送入目標。
1996年的報告稱,最初的PAC-3原型上使用的殺傷力增強劑具有鎢合金制成的擺線,但最終在基線設計的生產實例中使用了鋼制擺線。在這些最初的PAC-3上發現的完整殺傷力增強劑包含24個擺線,每個擺線重約95克(約五分之一磅)。它的主要炸藥只有330克(約十分之七磅)。作為一個粗略的比較,標準的美國陸軍M67手榴彈內的爆炸物填充物的原始重量約為184克。當然,重要的是要注意,PAC-3的殺傷力增強劑和M67中使用的炸藥在成分和效果上不同。
殺傷力增強劑從那時起就開始進化,但具體細節有限。關于最新的PAC-3導彈分段增強(MSE)變體的公開信息稱,它比以前的型號(如CRI版本)的改進之一是使用鈦碎片的全新殺傷力增強劑。
五角大樓測試和試驗主任辦公室的一份報告稱:“2015年7月至2016年6月,美國陸軍在馬里蘭州阿伯丁試驗場對PAC-3 MSE殺傷性增強劑鈦碎片進行了針對B組分炸藥的殺傷性測試,以更新殺傷性模型,該模型可預測碎片撞擊的彈頭內何時發生高爆炸。”
2017年發布的評估:“PAC-3 MSE殺傷力增強劑測試表明,在觀測到的臨界速度的10%范圍內,現有的鈦殺傷力模型無法預測彈頭何時會發生高爆炸起爆。陸軍利用這些結果為其殺傷力模型開發了新的系數,更準確地表示PAC-3 MSE-鈦碎片。”
▲PAC-3 分段增強(MSE)變體相對于其前身的改進概述,包括“新型LE(殺傷力增強劑)”
殺傷性增強劑也足夠有力,可以在PAC-3導彈的前端和后端之間形成清晰的分離。這可能有助于解釋本文早些時候在烏克蘭基輔觀察到的PAC-3攔截彈墜落尾部及其相對完整的狀況。
PAC-3系列攔截彈上的殺傷力增強劑有助于進一步強調這些導彈的整體多功能性,以及為什么它們對烏克蘭的防空武庫有如此重要的補充。
正如美國過去強調的那樣,美國向烏克蘭派遣愛國者地對空導彈系統的關鍵論點之一是提供寶貴的反彈道導彈能力。俄羅斯伊斯坎德爾(Iskander)短程彈道導彈的擊落和金扎爾(Kinzhal)空射衍生導彈的例子證明了這一點。
與此同時,烏克蘭愛國者系統一直在提供同樣重要的額外遠程防空和導彈防御能力,以應對噴氣式武器的威脅。巡航導彈和無人機目前是俄羅斯對烏克蘭目標進行遠程打擊的主要工具。
據報道,烏克蘭軍隊一直在使用他們的新型愛國者地對空導彈,總體效果很好。其中包括一份尚未經證實的報告,稱其中一枚PAC-3攔截彈可能被用來在俄羅斯領空附近擊落一架俄羅斯噴氣式飛機。