伊朗和以色列的一来一往让我们得以重新确立防空系统的发展方向与重新评估其效益。其中,成本低且智能化的系统系台湾地区未来应着墨的领域。尤其是高效能低成本的反无人机、反弹道导弹、反巡弋导弹等的发展,将会是台湾地区未来应关注的重点。
随着敌对势力能力的增长以及打击成本的下降,饱和攻击的威胁业已重新浮上台面,需要有新形态的设计以兹应对――具备联网作战能力及更加"聪明、轻巧"、能快速填充补给、具有高备弹深度等相关能力。
先期预警,包含立方卫星、预警机、长程雷达、情报体系、滞空气球等等,结合拦截指挥能力,并以MANET网络架构建立共同防空图像,可参考 诸如美方相关系统、以色列钻站体系等等的功能去进行延伸,是发展的当务之急。
不同于以往媒体的宣称,铁穹的射程和功能将在此篇详细分析与解释之下得到截然不同的结果,连同其余以色列防空系统,都将在此进行介绍。尤其是大众甚至是智库等长年对铁穹等的迷思,是需要纠正、重新评估的。
不对称作战不仅仅包含了无人机等"新兴"系统,更是包含了防空等重要“传统”系统。妥当地运用、安排而非盲目地跟从方是正确。
关键词:防空系统、以伊战争、低成本、智能化弹药、饱和攻击、不对称作战
这是蓝军开源情报的第 368 期分享
编译 l 所长007
来源 l 蓝军开源情报(ID:Lanjunqingbao) 转载请联系授权(微信号:Lanjunqingbao2081)
伊朗以及以色列之间的代理人战争纵使曾经互为盟友也已长达数十年。2024年两者之间的冲突更是转为直接互相轰掷导弹、火箭弹等,区域紧张局势大为升级。原先,以色列防空系统主要面临哈玛斯(Hamas)与真主党(Hezbollah)的火箭弹袭击,顶多偶尔一两枚叙利亚叛军、也门相关组织的弹道导弹袭扰。然而,在本系列冲突之中,由于伊朗的加入,冲突完全达到了全新的境界。大量的弹道导弹、巡弋导弹以前所未有的数量射向以色列,搭配无人载具以及火箭弹突袭,意图占满以色列防空系统。
然而,由于长年来对于相关能力的忽视,以色列防空系统没有办法满足全然拦截的需求,伊朗的弹道导弹成功打击了部分区域,包含以色列的一处空军基地、以色列最高情报机构摩萨德(Mossad)附近的空地等。纵使因为精准度不足而未能达到完全的军事成效,但已达成制造恐慌、破坏安宁以及造成设施毁损等目标。
一、袭击与防御概要
1、伊朗的复仇
在2024年4月1日,以色列发动了对伊朗驻叙利亚大使馆的空袭。其中造成了16人死亡,包含大量伊朗的伊斯兰革命卫队成员以及伊朗准将扎赫迪。因此,是4月13日(当地时间;台湾时间14日清晨),伊朗连同伊拉克、真主党以及胡赛组织对以色列进行了报复打击,代号"Operation True Promise",共计170架自杀式无人机、30枚巡弋导弹以及120枚弹道导弹,更包含了350枚自上述国家发射的火箭弹。另一方面,鉴于以色列一连串自七月至九月的行动,于当地时间十月一日,伊朗发布了"Operation True Promise 2"对以色列发射了约莫200枚导弹,其中更包含了大量弹道导弹以及新型"法塔赫(Fattah)"极音速导弹。其中,大量导弹对以色列造成了实质的打击。而以色列亦于26日对伊朗发动了如同手术刀般的空袭,打击了少数军事目标。以下将分别就"无人机"、"火箭弹"以及"弹道导弹"进行叙述。
(一)无人机的应对
对于无人机的应处,以色列及美国、英国等其同盟国,主要是使用战斗机挂载空对空导弹进行拦截。
常见拦截武器以及伊朗制自杀式无人机(或言回荡弹药)价格与使用方式比较表(笔者编汇)
然而,由于单架战斗机可以携带的弹药有限,在此次任务中还发生了弹药耗尽而只得使用机炮的情况。2这种情况着实令人担忧,毕竟倘若是大规模会战时将会无以应付,毕竟对于前线制空任务便已需要大量人力与弹药,对于这种防空任务将会是一大致命伤。尤其单趟拦截成本高昂,不论是使用空对空导弹抑或使用机炮,都势必要再加上飞机维护、燃料成本。况且,这样的风险也很大,例如在今年俄乌战争中乌克兰有一名飞行员便在拦截任务中坠机失事。飞机再买还有,但是宝贵的飞行员没了就是没了。这也令以色列、美国、德国、英国、日本等开始思索以传统导弹、机炮或甚至是"弹炮合一"地面防御系统,乃至新兴的电磁脉冲(Electromagnetic Pulse,简称EMP)、电磁频谱作战以及雷射武器击落无人机的可行性。目前,也出现了以无人机打击无人机的应用与研究。
(二)火箭弹防御
火箭弹方面,以色列历年来和哈玛斯、黎巴嫩的冲突,已促使其在成本效益的压力下研发颇负盛名而低成本的"铁穹(Iron Dome)"防空系统、可以拦截更高等级更远射程火箭弹的"大卫投石索(David's Sling)"以及即将亮相的"铁束(Iron Beam)"百万瓦级雷射防御系统,于这次冲突中最大幅度地减少了火箭弹造成的损失,乃至于几乎没有实质上的损失。
1).铁穹防空系统(Iron Dome Air Defense System)
铁穹系统主要系以色列于2000年至2008年间,尤其是2006年第二次黎巴嫩战争,由于蒙受南部加沙走廊以及北部真主党发射的大量火箭弹造成的重大损失,于2007年启动的一项防空计划,将设计定位为低成本防空系统,全案秉持着"以成本为第一优先打造(built around cost)"的思维。计划设计与样品打造完成于2009年,并于次年,2010年,通过了最终测试。然而,纵使如此,但火箭弹成本,尤其是哈玛斯以及真主党大量使用的土制火箭弹成本更为低廉,是促使以方决定发展雷射的原因之一。
铁穹全套系统由以色列航空工业EL/M-2084 MMR主动相位阵列雷达的轻量缩小版、火力控制计算单元(指挥中心,以下以其英文简称BMC表示)以及发射装置所组成。其中,BMC会依据雷达提供资料,计算敌方火箭可能落点并与设定档比较,只选择性地拦截并忽略不会击中预设保护区域,亦即人口密集地的火箭,节约成本并避免弹药上的浪费,以应对饱和攻击。
其导弹发射装置携有20枚塔米尔拦截弹,具有"低成本"的重要特征,采用先进雷射近炸引信,在靠近时侧向破片喷射对敌方资产造成杀伤,并且采用中段资料链加上主动雷达导引段的导引结构。其中,因为采用主动雷达导引段,一来省去了高灵敏度接收天线的成本,二来使系统免于受到分时照明的最大接战目标数量限制,提高了灵活性。其宣称具有超过90%的拦截率,而倘若依据CSIS记录资料,确切系在CSIS资料中所记录的1500枚敌方来袭火箭弹中有1478枚成功被单发射击拦截,据此计算可知其实战拦截率为惊人的98.53%。官方则对外表示目前已经拦截逾5,000枚敌方RAM。
然而,其也非全然没有弱点。据报道,哈玛斯曾经尝试使用电子战系统意图瘫痪铁穹防空系统,并因此招来以色列空军紧急将讯号发出大楼摧毁。由此可知,电磁频谱作战(Electromagnetic Spectrum Warfare,参照美国国防部最新说法)近年来愈发受人重视的原因―在先进的系统只要使用了雷达又或者是通讯器材只要未加妥善保护都有可能因此被瘫痪。况且,纵使其已是属于"低成本"的防卫性拦截武器,和敌方攻击武器相较之下,成本依然颇为高昂,面对敌方目标依然是要面临在成本与伤害之间选择。
其系设计来拦截自4至70公里距离射击的火箭,得以保护约60平方英里的范围。近年来,美国陆军也于其计划中开始采购,纵使去年曾一度停摆,然而也已于今年重启测试计划以及量产计划,期望透过低成本、高拦截成功率来保护其前进中的士兵抑或驻外基地。而弹道导弹部分,依据以色列高层回应乌克兰援助请求时叙述,其系基于应对短程火箭弹而生,并不具备对付弹道导弹的能力。
以色列塔米尔拦截弹和敌方火箭弹比较表(笔者自行汇整制表)
其中,射程的部分大部分媒体、智库皆记载为70公里,然而据日本防卫相关专家,例如JSF专栏等,皆认为从60平方英里保护范围可以推知其应为误将其可拦截的"自4至70公里远发射的迫炮弹、火箭弹等"当作最大射程7。在此,我们将试着做验证。倘若从60平方英里保护范围粗略计算,可以得到以下。
首先,由于倾斜发射架的射程在没有相关模型的情况下难以计算,而其仰角颇大,产生的类椭圆将近似于圆形,据此假设发射器为垂直向上,因而假设其发射后拦截范围为一圆形。式(1)中,我们先将其作单位换算,再在(2)中除以π,得到48.9。
接下来,便是开根号,得到此近似圆形的半径,如(3)所示。
故此,可推知其最大射程应接近于7公里,而非外界盛传的70公里。纵使因为近乎椭圆,然和此结果因为仰角之故仍将大同小异。然而,由于其分散式部件架构,其发射器将散处各地,由BMC分配目标给最能有效拦截的发射器,能因而有效建立大范围城市保护系统。
2).大卫投石索(David's Sling Air Defense System)
大卫投石索是以色列于公元2006年开始开发用以对付长程火箭(可达250公里级)以及短程地对地弹道导弹的防空系统。主承包商和铁穹同为拉斐尔先进防卫系统(Rafael advanced Defense Systems),亦同样使用以色列航空工业的EL/M-2084 MMR雷达系统,只不过因为要能争取更大的反应时间并发挥射程使用的是正规版而非缩小版。
全套系统由EL/M-2084 MMR雷达系统、装有十二枚拦截弹的发射器模组以及火力控制单元组成。其中,EL/M-2084MMR雷达系统采用氮化镓主动相位阵列雷达技术,使用S以及C频段。其以每分钟30转的转速旋转时有效探测距离达475公里,定向侦测则可达650公里,得以同时追踪达1100个目标,并可以同时侦测包含"火箭、榴弹炮、迫击炮"(Rocket,Artillery,and Mortar,简称RAM)以及一般飞行目标,是一款功能多元而高性能的雷达。
大卫投石索使用的弹种为Stunner导弹,又叫作SkyCeptor,采用中途资料链更新以及终端光电FPA/红外线CCD导引再加上雷达寻标器,可以据此分辨真弹头与诱饵,并因而具有极佳的抗干扰能力。至于攻击模式则是采取动能撞击击杀(hit-to-kill)战斗部摧毁来袭目标。依公开资料,其采用双节式火箭设计,拦截速度达7.5马赫,并在历年测试中达到近乎百分之百的拦截率,性能不俗。
全系统由以色列及美国共同出资,因此同时也有美国厂商诸如雷神企业参与。原先,此系统以PAAC-4的代号希望美国陆军采用,作为比洛克希德马丁的PAC-3更便宜然而更加先进的解决方案。
不过,近年便鲜有听闻相关发展,唯有部分如芬兰、罗马尼亚、澳大利亚等美国盟邦对其表示兴趣,据闻应是美方转移注意力至其他发展项目之故。
典型弹道导弹以及大卫投石索单发成本比较(笔者自行汇整,主要参考CSIS及日本JSF专栏分析资料编汇)
而后来,在2020年,以色列开始探索将此导弹整合至战斗机挂载的可行性,仰赖其多模式导引头、动能战斗部以及高速高射程,摧毁来袭目标,并借由飞机挂载得到的初速度延伸射程,成为极长程空对空导弹系统。
成本方面,依据以色列媒体报道应为一枚七十万美元。而拉斐尔先进防卫系统以及雷神防卫则表示倘若美方愿意采纳,成本可以进一步压缩至爱国者三型的十分之一,其同短程地对地弹道导弹等的价格相距甚远,可以说是另一种非对称作战武器。
(三)弹道导弹拦截
以色列弹道导弹防御由高层的箭式系列(Arrow Missile series)以及终端的大卫投石索、爱国者系统组成。其中,爱国者系统将逐渐被大卫投石索给取代,而大卫投石索的系统细节于上一小节业已提及,在此便不再讨论。而最新公布的箭式四型、天音(SkySonic)两款由于研发期程、进度或甚至是何者会成为以色列军方发展项目皆不明朗,故暂时不做讨论。
以色列防空系统与萨德(Terminal High Altitude Area Defense,简称THAAD)的比较(笔者编汇)
纵使以色列具有非常强大的防空体系,尤其是针对各式导弹以及火箭弹等, 其欠缺足够的数量应对本次大规模的来袭。箭式二型目前部署的只有两套,三型更是只有一套,以单辆发射车八枚拦截弹、一套具有六辆发射车作为计算,总共同时在线拦截弹数量只有144枚。而且还要考虑这是拦截弹的数量,如果有漏网之鱼还需要发射第二枚进行拦截。面对这次来袭,显得心有余而力不足。
1).箭式二型防空系统(Arrow 2 Air Defense System)
于发展完箭式一型后,以色列并没有将之投入量产,而是紧接着发展更进一步改良而加强的型号――箭式二型――作为其防御系统。目前,其拦截弹已经达到第五版,是一款持续精进并具备实战验证的系统19。
全套系统由EL/M-2080绿色松树高功率雷达、雷达冷却系统、雷达电源车辆、雷达指挥所、战斗管制中心、发射管制中心、发射车辆以及通讯中心组成。其中,其作战具有高度网络化的特性,也曾测试了与美国神盾系统整合的能力。而其拦截弹具有双级火箭设计,上层明显收敛,采用气动式控制翼面,并使用双模式导引系统,能同时支援拦截吸气式目标(air-breathing targets,ABT)以及弹道导弹目标的能力,并采用动能撞击杀伤弹头,对于高速下降的敌方弹道导弹具备一定拦截能力。
其中,其雷达"绿色松树(Green Pine)"除了原始基本构型外,同时有经过升级的S版以及印度授权改良生产的"旗鱼(Swordfish)长程雷达"两个延伸版系统。其采用北约代号L频段进行搜索,能具有远距离却又不过度牺牲精准度的特性。然而,由于其精准度依然不若更高频的系统,拦截弹本身配置了主动雷达导引段,并配备光学导引模组增加其拦截的精度。而印度延伸版雷达,由于技术较原先推出的20世纪90年代精进,具有更高探测距离与能同时追踪更多目标的特性,从原本的600公里改良为800公里,近期又增加到1,500公里的探测距离;S版,全名"超级绿色松树",则是具有900公里的探测距离,然而其他资讯目前难以取得。
以色列总共部署两套箭式二型,负责介于箭式三型以及大卫投石索、爱国者系统之间的拦截。由一套共6×8=48枚拦截弹进行计算,两套系统共可以同时发射96枚拦截弹进行拦截。然而,由于地域与先天上技术性的限制,两套系统实际防御范围各为半个以色列,因此无法达成跨区域拦截支援这般任务。故此,在第二次大规模伊朗空袭中,应当只有48具拦截弹能发挥效用,毕竟中段拦截以色列只有箭式三型能达成,而弹道导弹乃是走类抛物线弹道,对于位于以色列北方的箭式二型而言是"就算看得到也打不到"的目标,除了寥寥少数进入其射程的弹道导弹目标以外。
之前也有国家探寻购买箭式二型,但由于系统研发经费有部分由美国负担,美国具有智慧财产权,而且有部分零组件等皆是美国公司如波音等生产,皆须美国同意方能进行。后来,这项可能的采购便因为美国反对而告吹。
2).箭式三型防空系统(Arrow 3 Air Defense System)
作为以色列最高层的拦截系统,具备大气外拦截能力,据传甚至可能具备反卫星能力。箭式三型由美国波音公司以及以色列航空工业联手打造,由美国国会拨款协助推动研发与采购。其使用基于箭式二型的技术,包括沿用相同发射架等。其特殊之处有二,一为其得以预先发射待命而不需提前完成锁定的能力,二则为其独特的光电追踪系统。
首先,其具备预先于悉知具有敌情威胁之下发射滞空,待雷达侦测到敌方来袭威胁时再由资料链导引接战,可大幅提升接战范围,在较先期击落敌人,避免因为雷达截面积、雷达探测距离等因素而延误射击,有效提升防御纵深,达到"接战于太空"或甚至是"接战于敌方领空"之效。其亦曾经击落敌方在远方发射的地对空(防空)导弹,创下全球第一起的纪录。再者,其光电追踪系统,不同于绝大多数为固定抑或仅具备小角度摆动以稳定的能力,其设计为具有大角度转动能力。凭借其独特的陀螺仪式设计(gimbal-Like design),其得以达法向的侧向观测,具推论乃是因为雷达频段为L频以及防守纵深之故,使其需要具备得以中途自行追踪、寻找敌方目标的近乎环境的能力。
其强大的性能业已获德国青睐,经美方同意后采购作为"欧洲天空之盾(European Sky shield Initiative)"的一环,将用于防范未来俄罗斯等的长程弹道导弹威胁。
然而,其极少的数量也成了问题。例如本次冲突中,由于只具备一套系统,纵使其射程得以覆盖整个以色列本土,甚至是其他国家的领土,然而其总共也只有6×8=48枚可直接发射的拦截弹,对于大规模来袭的目标也是"心有余而力不足"。
《从伊朗对以色列空袭论守势防空》
摘要1
前言2
一、袭击与防御概要3
1、伊朗的复仇3
(一)无人机的应对3
(二)火箭弹防御5
(三)弹道导弹拦截11
二、台湾地区防御系统之反思15
1、台湾地区现行防空体系概述15
2、预警能力提升16
3、拦截系统能力提升22
4、联网机制24
三、结语28
1、智能化弹药与网络化管理29
2、多层次化防御29
3、抗饱和攻击能力30
4、无人载具应对能力31
5、先期预警能力31
6、迅速填装机制32
注释33
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