Raytheon's Ballistic Missile Defense Systems Provide Layered Defense Around the World

THAAD deployment in South Korea, a new paradigm for Korean defense system

應多層攔截從外大氣層來襲的導彈

蔡明訓  工程師及國防科技顧問 

台灣民報 – 論壇  2017-05-11 21:41

即使有9成的攔截成功率, 還是要有備案反制1成失敗所產生的威脅

要一次攔截並且撞毀從150公里高空以8馬赫(音速的倍數)速度俯衝到地面之前有變化軌道的中國中程導彈之機率決不是100%, 以色列有四層在不同高度攔截來襲的導彈﹔美國在境外部署導彈(薩德、愛國者…)、偵查預警雷達(鋪路爪…)、核能航空母艦…等在太平洋第一島鏈—日本南部、韓國、台灣、菲律賓, 第二島鏈—日本中北部、帛琉群島、關島, 第三島鏈—阿拉斯加、夏威夷、澳洲、紐西蘭, 最後加上美國本土的部署, 總共也是四層的攔截防禦。

愛國及天弓導彈難攔截能變化軌道且以其兩倍速度沿近垂直俯衝的來襲導彈

東風16中程彈道飛彈(簡稱敵彈)重返大氣層後,  約在愛國者三型彈道飛彈(簡稱愛國導彈)及天弓三型彈道飛彈(簡稱天弓導彈)所能攔截的最高度25公里高空, 開始調整攻角以便拉上彈頭, 使其成水平作雷達圖像匹配, 得目標的方位角後以接近垂直角度下降。敵彈俯衝到地上目標之前,會再次重覆上述的調整攻角 …垂直角度下降, 以便再改變其軌道。

敵彈從25公里高空以8馬赫速度下降, 經二次變化軌道到地面約10秒, 愛國導彈及天弓導彈(兩者速度約4﹢馬赫)之主動雷達導引、貫性導引及小型脈衝固體推動馬達(ACM)要在約5秒內作鎖定敵彈及調整姿態, 其攔截率很低。

天弓導彈沒有像愛國導彈公開表明內有ACM, 沒有ACM的愛國者二型導彈在1992年波斯灣戰爭對射往沙地阿拉伯及以色列的飛毛腿導彈(速度5馬赫)的攔截率起初估計各別為70%及40%(包括在飛毛腿導彈附近爆炸而影響其飛行軌道), 不久美國麻州理工學院(MIT)教授評估0-10%的攔截率(定要撞毀Hit and Kill), 約一年後美國五角大廈同意MIT教授的評估。天弓導彈如果沒有ACM, 要在5秒內鎖定敵彈、調整其姿態、攔截又撞毀速度8馬赫的導彈幾乎是不可能。  

敵彈從中國發射就依預定軌道飛行至目標約正上空25公里高處附近, 作軌道變化後,即以近垂直角度俯衝目標, 其速度約愛國及天弓導彈的2倍, 敵彈彈頭重500公斤, 假設與敵彈相撞時愛國(彈頭重73公斤)或天弓導彈的重量約200公斤, 敵彈在相撞時的動量是後兩者的5倍, 就像40公斤的小孩在跑步時與一位在用2倍速度跑步重100公斤的大人在有一小角度面對面相撞, 大人跑步方向幾乎維持不變, 敵方彈頭也可能不被擊破, 故即使以幾乎垂直下降的東風16型被攔截到, 被碰撞的彈頭也會落到目標的附近。

只報導試射成功而沒提到在25公里高空攔截撞毀速度8馬赫的靶彈

一直不放棄用武力併吞台灣的中國部署至少1500顆導彈(包括中、短程導彈及巡弋飛彈)對準台灣, 台灣部署飛彈密度僅次於以色列, 對中國短程低空導彈及巡弋飛彈應有反制的能力。到目前為止, 還沒證實試射過的愛國及天弓導彈曾經攔截並撞毀約在25公里高空以8馬赫速度俯衝過程中變化軌道的靶彈, 媒體 (包括聯合、蘋果、自由) 報導天弓導彈在2016/12/30 “試射成功”, 而沒有“成功攔截速度8馬赫的靶彈”的字眼, 網路刊載天弓導彈喷火離地時的照片, 而沒有像愛國導彈在YouTube錄影帶顯示飛行過程中攔截撞毀到戰術導彈(TBM)時所產生的光亮火海, 天弓及愛國導彈的錄影帶看不出他們的靶彈有拉高後水平飛行再往下俯衝等軌道變化後5秒內被攔截, 天弓及愛國導彈之靶彈速度約4馬赫。

何時能用自製的導彈在台灣海峽上空70公里以8馬赫速度攔截並撞毀東風導彈 ?

中科院計劃增加攔截高度至70公里, 飛行愈高則空氣動力對軌道的影響愈小, 當敵方改變其軌道或我方導彈速度及姿態角度需改變時, 定需更強有力的姿態控制馬達(ACM)作向量推動來追向敵彈,目前天弓或愛國者導彈都不曾以4至5馬赫速度衝到70公里高空, 根據Wikipedia Sky Bow,天弓3導彈最高速度是4馬赫(中文版維基百科是7馬赫, YouTube有關天弓導彈 及約在2017/01/02蘋果及自由媒體報導為4馬赫+至5馬赫) , 中科院也沒有陳述天弓導彈是否有ACM調整姿態對準東風導彈。

美國自1987年開始設計薩德, 經21年後才生產出有8.24馬赫的速度及150公里的攔截高度的薩德, 即使中科院具有美國30年前同樣的科技能量及工業製造基礎, 我們要等21年後才有自製功能類似薩德的導彈來嚇阻中國中程導彈。

當然導彈要到達70公里所需的推動力(包括在此高度能衝毀敵方彈頭的力量)及持久性沒有像薩德導彈到達150公里所需的那麼大及久, 中科院也許能在十年內自製導彈去攔截並撞毀在高度70公里8馬赫速度的東風導彈。

在台佈署薩德使台美兩國有各別及共同利益, 成本費用應共同承擔

東風21D反艦中程導彈是美國在西太平洋第一島鏈海域上航空母艦的殺手, 此導彈特點是由陸上活動車發射, 射程1800-2500公里、重返大氣層能變化軌道、能打穿航母甲板後在航母艙室爆炸, 在航母上的F-16C/D 及F-35B 作戰半徑各為560公里及833公里、速度各為2馬赫及1.8馬赫, 美國戰機不能飛到中國內陸約2000公里處轟炸東風21D及其發射器, 戰機速度是東風導彈的約25%, 戰機飛行高度低於20公里, 美國戰機對東風導彈不會造成威脅, 反而成為東風導彈的獵物。東風26C中間導彈射程3500公里能到關島美國海軍基地及航空母艦。

在台部署的薩德系統（Terminal High AltitudeArea Defense THADD）可在導彈軌道末段40-150公里高空攔截撞毀東風16及21D, 也可在導彈軌道中段外大氣層攔截東風26C, 使台灣本島及美國在台灣周圍第一島鏈及第二島鏈南邊關島海域上的航空母艦及艦上的戰機免除或減少東風導彈的威脅。

攔截高度愈高則碰撞處離台灣島愈遠, 愈能達到境外決戰的安全原則, 而且在飛經平均180公里寬台灣海峽150公里高空約有1分鐘多的時間攔截東風導彈。

我們供給美國第一島鏈戰略上不可缺的土地, 美國供給我們不能製造的薩德武器, 雙方在武器運用上有各別及共同利益, 成本費用應共同承擔。

在不同高度的多層攔截撞毀來襲導彈總比單次攔截撞毀更安全又更有嚇阻效果

在中科院試射天弓四型導彈在70公里高空能成功地攔截撞毀來襲速度8馬赫的導彈之前, 從150到25公里高空對來襲導彈的攔截由薩德導彈負責, 漏網之魚的敵彈攔截則由愛國及天弓導彈負責。如果上述天弓四試射能成功地攔截撞毀敵彈, 則在70到25公里高空由天弓四負責漏網之魚的敵彈攔截。

國防年預費用要達到GDP的3%及要考慮需求武器的交貨期

蔡英文在總統選前承諾國防年預費用要達到GDP的3%, 美國參議員John McCain去年6月向小英建議國防預費用要達到她的承諾。然而2017年國防年預算是3217億台幣, 沒達到GDP的3%約4500億。

約3215架F-35 (包括524架F-35B)的交貨期已排到2035年, 亦即台灣今天預購則要在18年後才能接到第一批F-35。有同樣國防需求的武器薩德導彈, 最長兩年內就可在台佈署, 上面已陳述美國有其利益所在,  韓國對薩德部署已向美國提出上述共同承擔成本的要求, 借鑑南韓的買賣談判經驗, 減少我們購買薩德系統的費用。