在2002年,臺灣某軍事論壇的ID小滬尾發表了一個帖子,對於大陸彈道導彈對於臺灣空防系統的威懾做了一些研究和判斷。有人將其文轉至大陸艦船知識論壇,網友百姓tt對此文做了一些分析,後有人又將其轉發至臺灣論壇,因此文中字體為繁體字。如今時過境遷很久,大陸的軍事能力又有了長足發展,但文中的一些概念並不過時,在今後仍舊可能用到。百姓tt後來又加入一些評點形成此文。現得到其授權發表。

小滬尾的開題是:有關臺灣的空防-M族對空防系統的威脅

以下是百姓tt的回應:

總體上臺灣的這個帖子還是少有的能夠不開罵戰而比較專注於技術的。

不過還需要探討幾點:

1. 東風的子母彈覆蓋問題

早期的東風15,也就是M9

原文稱:「若是採用子母彈﹐是以散佈半徑80米(注1)來分析﹐則該飛彈只要落在以該雷達 懼行末o半徑 R=112米(15+17+80)的圓形面積內﹐就可擊中該雷達」

關於子母彈的散佈半徑,這位先生是用ATCAMS折算 R=80米的圓形。不過蘭德公司在它的報告中對於M9/M18使用子母彈的散佈半徑計算 450英尺約 135米。該報告是公開的,有興趣者可去蘭德網站下載。M9和ATCAMS並不是同一量級的武器,使用這種演演算法不免有些偷梁換柱。如以135米 計算,R/R0=135/150=0.9,命中幾率算40%吧,那也就是4枚就可達到85%的毀傷率。6枚就是超殺了。如果按他的演演算法 135+32=167,R/R0=167/150=1.1,單發的命中幾率還要大於50%,3枚就已經超過85%的毀傷率了。6枚的毀傷效果已經超出我的想像了。

還有,在原文中,作者雖然提到多枚導彈的攻擊問題,卻一直沒有提及在多彈襲擊時,由於空間上的重疊效應,會造成總的殺傷面積會遠大於單個導彈殺傷面積之算術和。而這是常識。

2.相控陣天線的問題

原文稱:「若以命中機率 90%算是擊中來分析﹐則需要6枚就能擊中該雷達﹐不過請注意﹐這是考慮只有一枚次彈頭打中也算的情況下。因 PAVE PAW是相位列陣雷達﹐一枚次彈頭當然無法摧毀﹗ 」

作為目標的PAVE PAW雷達,一個龐然大物

用6枚導彈攻擊卻只有一顆子彈藥擊中PAVE PAW這樣一個30米高的龐然大物,真是應該算算這樣的概率有多大。:)

言歸正傳,在這裡他對於相控陣雷達的抗毀能力有些太頂禮膜拜了。對於相控陣雷達一般人都知道天線單元數量多,因此就很容易推導出冗餘能力強的結論。不錯,從單元數量看相控陣是佔些便宜,比方說PAVE PAW就有1792個有源天線單元。但是,出於成本考慮,相控陣雷達可不能在所有部件上都做到這種級別的冗餘。例如,饋電源就作不到,對於空間饋電的系統就更是如此。類似的薄弱環節多得是,比如初級電源和中頻電源,波控器和移相器。而且由於相控陣雷達是依靠波束的空間合成來定位目標的,所以它的天線單元對於饋電電流的品質也有著極 懣量痰囊 求。不同位置的天線單元對於波控電流的幅值和相值的要求都是不同的,而且隨著波束在空間的指向不斷發生改變,波控電流必須在幾十微秒內作出正確的調整。如此精密的系統在子彈藥的攻擊下會表現如何呢?子彈藥本身爆炸所伴生的高速破片就已經是摧枯拉朽了:如果子彈藥質量比 0.3,即使使用TNT的話,爆速也在1150米/秒以上,傳遞給彈片的速度也可想而知。不知天線單元裏什麼樣的功放電路能經得起如此的摧殘。而且,金屬彈片一路橫切豎砍所造成的斷路和短路會引發什麼樣的後果誰也不知道。特別是對於會伴生幾千個高溫金屬破片的預製破片子彈藥而言就更是如此了。還要指出的是,相控陣天線的散熱問題本身就極 嚴重,如果一些子彈藥中再摻上些縱火顆粒,後果就更是不堪設想。

至於原文中有些拿著美國人的話當救命稻草的(比方那個一百顆M9幹不掉一個PAVE PAW的傳說),也不必太苛責,賣東西的怎 可能告訴你他那東西差勁呢?

註:小滬尾之類的人士一直不瞭解的是,相控陣雷達雖然依仗著陣元數量多能夠有較高的總體無故障工作時間和可靠性,但那是在有良好維護前提下才能實現的。到了戰場上,雷達本身都成了攻擊目標了,連操作和維護人員的命都不一定能保住,還想指望雷達毫髮無損?而且需要特別指出,相控陣雷達對於散熱有變態的要求,一旦冷卻系統失效,環境溫度升高會使陣元的核心部件T/R組件的輸出功率大幅度下降!美國MACOM公司是相控陣雷達T/R組件的主流供應商,大陸研究機構曾經對它的產品做過實驗,當環境溫度達到其標準工作溫度的兩三倍時,T/R組件的輸出功率基本就是0了。所以,當PAVE PAW身處集束式燃燒彈造成的一片火海的時候,還想指望它能工作?先向龍王爺求雨才比較靠譜

3.導彈的測試次數問題

原文稱:「小滬尾認為數萬次以上的測試太多﹐其實只要有數百次以上的測試就很夠力﹐原則上﹐PRC的品質控制還是有問題﹐測試數量不夠﹐無法有效找出問題 」

真是不敢再恭維這位了,前面拿出這多數學計算來裝點門面,怎麼這裏就不查查資料了,誰說要數百次的測試了?如果真的要那傻幹,大陸航天部一院到現在都和中山科學院一樣搞不出一種運載火箭來。至於那邊的國防大學教官「數萬次」之豪言壯語,我實在不敢相信這種水平也配當教官。實際上,十幾次就夠多了。不懂就承認也沒人笑你,而自己沒經驗卻靠低估別人來壯膽的做法才實在讓人笑掉大牙。

4.破壞半徑和破壞當量的計算

原文稱「以2000磅炸彈能摧毀半徑150米內的雷達天線來看 那 1000磅炸彈的威力如何﹖ 以MK84(2000磅炸彈) 懤 ﹐其炸藥含量 945磅 以MK83(1000磅炸彈) 懤 ﹐其炸藥含量 385磅

炸藥的破壞力或是炸藥 b生的破片破壞力與炸藥含量成平方反比

所以﹐150/(945/385)^2=25﹐也就是說1000磅炸彈能摧毀半徑25米內的雷達天線 」

其實,破壞半徑和裝藥量的關係只是大致符合某種關係,但不是他說的什麼破壞力和炸藥含量成平方反比。而是破壞力大致與裝藥量的平方根成正比。

所以,若2000磅炸彈能摧毀半徑150米內的雷達天線,則1000磅炸彈的威力應能摧毀半徑95米內的雷達天線。不過這並不代表我認為是什麼正確的結果,只是按他的條件算算而已。

總之,洋洋灑灑幾大篇,原作者是下了一番工夫的,不過他的論證很不充分,還是有不少令人疑竇叢生之處。

註:從2002年以來,大陸一方先後有精度提高的東風15B、C、D服役,現在精度更高的東風後繼型號也值班了。除了彈載慣導器件精度提高帶來好處,大陸的北斗導航系統也提供了高精度的衛星導航服務。和慣導器件結合,新一代東風的命中精度恐怕已經超出了當年最樂觀的估計了。反觀臺灣,當年的問題依然存在,如果還沒有變得更為嚴重的話。實際上,臺灣部署的愛國者和天弓系統的相控陣雷達同樣面臨著這樣的尷尬:一旦雷達被敲掉,整套地空導彈系統就成了廢鐵

東風15的後繼者,精度更高了

附小滬尾原文:有關臺灣的空防-M族對空防系統的威脅

首先﹐先提供大家一個粗淺的CEP概念

如以前所述﹐CEP=100米的彈道飛彈﹐其物理意義為有50%的該彈道飛彈會落在以目標為中心﹐半徑為100米的圓形面積內

如果該飛彈要落在一個半徑為50米的圓形面積﹐機率為何﹖

可參考附圖﹐半徑為R=50米﹐CEP為R0=50米。R/R0=0.5

可得其命中機率為15.9%

如果該飛彈要落在一個半徑為50米的圓形面積﹐機率為何﹖

可參考附圖﹐半徑為R=100米﹐CEP為R0=100米。R/R0=1

可得其命中機率為50%

如果該飛彈要落在一個半徑為200米的圓形面積﹐機率為何﹖

可參考附圖﹐半徑為R=200米﹐CEP為R0=100米。R/R0=2

可得其命中機率為93.8%

考據未來可能部署的PAVE PAW雷達﹐根據資料﹐其高30米﹐底座面積約為直徑30米的圓﹐假設一般彈道飛彈入射角為30度﹐高度30米的投影長度為17米﹐則彈道飛彈只要落入以該雷達為中心﹐半徑為R=32米(15+17)的圓形面積內﹐就可擊中該雷達

對一個GPS修正的M族而言﹐其CEP為150米﹐若要擊中該雷達﹐根據上圖

R/R0=32/150=0.213﹐可得得其命中機率為3.1%﹐這是指高爆彈頭

若以命中機率為90%算是擊中來分析﹐則需要73枚才能擊中該雷達

若是採用子母彈﹐是以散佈半徑80米(註1)來分析﹐則該飛彈只要落在以該雷達為中心﹐半徑為R=112米(15+17+80)的圓形面積內﹐就可擊中該雷達

根據上圖﹐R/R0=112/150=0.75﹐可得得其命中機率為32.1%﹐

若以命中機率為90%算是擊中來分析﹐則需要6枚就能擊中該雷達﹐不過請注意﹐這是考慮只有一枚次彈頭打中也算的情況下﹐因為PAVE PAW是相位列陣雷達﹐一枚次彈頭次彈頭當然無法摧毀﹗

假設﹐PAVE PAW有一半面積被次彈頭擊中算是摧毀﹐則該飛彈只要落在以該雷達為中心﹐半徑為R=64米(80-32/2﹐簡略的計算﹐事實上R還更小﹗)的圓形面積內﹐就可擊中該雷達

根據上圖﹐R/R0=64/150=0.43﹐可得得其命中機率為11.9%﹐若以命中機率為90%算是擊中來分析﹐則需要19枚就能摧毀該雷達

如果參考蘭德公司的資料﹐M族的CEP是200米來算﹐該飛彈只要落在以該雷達為中心﹐半徑為R=64米圓形面積內的命中機率為6.9%﹐若以命中機率為90%算是擊中來分析﹐則需要33枚才能摧毀該雷達

考慮GPS被美國關掉或是由我方進行幹擾﹐則M族的CEP最佳可達300米(這已經是與美國並駕齊驅甚至更高的表現了)﹐則該飛彈落在以該雷達為中心﹐半徑為R=64米圓形面積內的命中機率為3.1%﹐若以命中機率為90%算是擊中來分析﹐則需要73枚才能摧毀該雷達

更不幸的﹐根據蘭德公司的報告﹐如M族系列的精進型短程彈道飛彈﹐無GPS輔助者CEP通常為射程的1/1000﹗所以以M9而言﹐CEP將為600米﹐看到以上的計算﹐是無需再費力了

註1﹕這個數據是參考ATACMS的散佈範圍﹐其為長徑250米﹐短徑100米的橢圓

為了簡化計算﹐個人將其換算成同面積的圓(半徑80米)


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