防空反導(dǎo)系統(tǒng)的絕殺方式——高空核爆炸摧毀

出品：科普中國

作者：岳江鋒

策劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

二戰(zhàn)后，美蘇相繼研制出大量的核武器，并形成了兩極爭霸的格局。雙方最初都是以戰(zhàn)略轟炸機(jī)作為核武器主要的投送工具，但防空系統(tǒng)的飛速發(fā)展，使得戰(zhàn)略轟炸機(jī)的突防變得越發(fā)困難。進(jìn)入上世紀(jì)50年代后期，蘇聯(lián)率先試驗成功了洲際彈道導(dǎo)彈，美國緊隨其后也研發(fā)出自己的洲際導(dǎo)彈。至此，核武器乘上了更加難以對付的“全球快遞”，傳統(tǒng)的防空系統(tǒng)在強(qiáng)大的核攻勢面前已經(jīng)形同虛設(shè)。因此，美蘇爭霸的焦點也已由“誰攻得更猛”轉(zhuǎn)為“誰活得更久”。

高空核爆炸毀傷效應(yīng)示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

核反導(dǎo)系統(tǒng)究竟怎樣殺傷來襲的核武器？

“以核反核”攔截洲際導(dǎo)彈并非最佳的選擇，只是時代的無奈之選。因為在20世紀(jì)50年代，以當(dāng)時的技術(shù)條件，別說以“子彈打子彈”式的精度攔截洲際彈道導(dǎo)彈，即便是及時發(fā)現(xiàn)、精確跟蹤來襲的洲際導(dǎo)彈都是件很困難的事情。

核反導(dǎo)系統(tǒng)殺傷來襲核武器的機(jī)理還要從核武器高空爆炸的殺傷效應(yīng)說起。核爆炸造成殺傷破壞的主要因素有：沖擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈沖。它們在核爆炸總能量中所占的份額，取決于核武器的類型和爆點的環(huán)境條件。通常原子彈空中爆炸時，沖擊波約占總能量的50%，光輻射約占35%，早期核輻射約占5%，放射性污染約占10%。

由于大氣的密度隨高度增加基本上按指數(shù)規(guī)律遞減，在高度為30千米處，大氣密度為地面的百分之一；而在高度為80千米處，大氣密度只有地面的十萬分之一。隨著高度的增加，大氣對Ｘ射線早期核輻射的削弱作用減弱，因此Ｘ射線和紫外輻射所組成的光輻射和早期核輻射成為高空核爆炸的重要毀傷因素。高空核爆炸光輻射的能量所占核爆炸總能量的份額，爆高逐漸增大，沖擊波的能量份額隨爆高的增加而減少。

當(dāng)爆高大于80千米時，有70-80%的能量以Ｘ射線形式釋放，聚積在爆心下方距地面70-80千米的大氣中，形成餅狀發(fā)光區(qū)，又稱餅狀火球；γ射線能量聚積在距地面20-30千米的大氣中,形成較強(qiáng)的電磁脈沖, 經(jīng)地磁場轉(zhuǎn)會激勵很強(qiáng)的高空核電磁脈沖，作用范圍顯著增大。因此，高空核爆炸沖擊波對飛行目標(biāo)的破壞是次要的，主要以光輻射和早期核輻射摧毀導(dǎo)彈的電子系統(tǒng)，使其失去作戰(zhàn)能力。

核反導(dǎo)系統(tǒng)能將所有來襲的核導(dǎo)彈“團(tuán)滅”嗎？

很多人可能會以為，以核武器的毀滅性威力，必然能形成巨大的殺傷區(qū)域，將所有經(jīng)過的核導(dǎo)彈進(jìn)行“團(tuán)滅”，達(dá)到“一夫當(dāng)關(guān)、萬夫難逃”的效果。其實不然，在核武器的爆炸區(qū)域內(nèi)，真正能摧毀的核導(dǎo)彈數(shù)量往往是有限的。

А-350Ж攔截彈（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

以蘇聯(lián)最早發(fā)展的A-35“橡皮套鞋”（Galosh）反導(dǎo)系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)裝備了A-350Ж核攔截彈，是一種大當(dāng)量的高空反導(dǎo)攔截彈，采用百萬噸級TNT當(dāng)量的核戰(zhàn)斗部（重700千克）。然而，在莫斯科防區(qū)內(nèi)，A-35系統(tǒng)只能對來自任何方向上的6-8枚核彈頭進(jìn)行同時攔截。

1959年，蘇聯(lián)剛提出研制A-35系統(tǒng)時，美蘇兩國的洲際彈道導(dǎo)彈規(guī)模還很有限，系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)還能勉強(qiáng)應(yīng)付美國可能的核攻擊。但到了將要投入部署的70年代，美蘇洲際彈道導(dǎo)彈庫存有了大規(guī)模的增長，A-35的反導(dǎo)能力實在是力不從心了。70年代初，美國估計至少有60枚100萬噸當(dāng)量的彈頭瞄準(zhǔn)莫斯科，是A-35系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的近10倍。隨著分導(dǎo)式多彈頭的出現(xiàn)，威脅又提高了一個數(shù)量級。

A-135系統(tǒng)部署圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

在此背景下，蘇聯(lián)部長會議于1975年6月決定部署新一代的A-135反彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)。A-135反彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)裝備了兩種導(dǎo)彈：一種是代號為53T6的高超音速大氣層內(nèi)攔截彈，另一種是代號為51T6的大氣層外攔截彈，分別攜帶了300-500萬噸當(dāng)量的AA-84熱核彈頭。由于采用了雙層攔截，可以先后利用核彈頭爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖和沖擊波效應(yīng)，癱瘓并摧毀來襲的敵方核導(dǎo)彈，攔截效率有了較大提高。

高空核爆炸為什么不太容易搞定來襲的核彈頭？

如前所述，A-35系統(tǒng)只能攔截6-8枚核彈頭，是因為其核電磁脈沖效應(yīng)不夠強(qiáng)大嗎？答案當(dāng)然是否定的。研究發(fā)現(xiàn)，即便是1千噸當(dāng)量的高空核爆炸，就可以釋放出1萬億卡的能量，在真空中，大約85%的核當(dāng)量以X光形式釋放。

其中，能量較低的（以10千電子伏特為界）X光被稱為“軟X光”，其能量主要沉積在彈頭殼體表面，形成高溫高壓，既能產(chǎn)生燒蝕作用，又產(chǎn)生可傳導(dǎo)到彈頭內(nèi)部的熱量。能量較高的被稱為“硬X光”，其穿透能力比較強(qiáng)。硬X光大部分侵入彈頭，會造成核裝藥“失效”和內(nèi)部沖擊。

那么針對大部分的核彈頭，核爆炸為什么會顯得力不從心了呢？這是因為核彈頭往往帶有抗核加固措施。20世紀(jì)70年代以后，美、蘇、英、法等國投入大量人力、物力，建造了各種大型核爆炸模擬設(shè)備，開展對武器系統(tǒng)抗核加固的研究。美國大部分的核導(dǎo)彈都做了不同程度的抗核加固，而且抗核加固技術(shù)是全方位的。僅就作為必殺器的核彈頭來說，當(dāng)然也練就了金剛不壞的“鐵頭功”。

鑒于核彈頭在核爆炸條件下內(nèi)部受的各種應(yīng)力復(fù)雜，外部飛行環(huán)境惡劣，因此需要作為全彈的重點，對其結(jié)構(gòu)和外形進(jìn)行加固。除了需要具有較強(qiáng)的耐燒蝕能力外，還要能經(jīng)受高空核攔截環(huán)境，具有良好的抗核功能，特別是能抗X射線所引起的高熱環(huán)境。據(jù)分析，1千噸當(dāng)量核爆炸在攔截普通彈頭時的作用范圍超過1.5千米，對完全加固的彈頭攔截范圍則縮小到250米。

最經(jīng)典的彈頭抗核加固技術(shù)案例是，20世紀(jì)80年代美軍研制的“和平衛(wèi)士”核洲際彈道導(dǎo)彈。其彈頭內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)呈圓盤形，用復(fù)合材料制作，電纜則采用抗核加固屏蔽電纜，敷設(shè)在彈頭中心部位，以便盡可能減小輻射的影響。此外，為抵御核爆環(huán)境中的碎片和灰塵等對彈頭的侵蝕，其外殼設(shè)計與熱防護(hù)設(shè)計融為一體。對于子彈頭，則主要采用了加固電子線路及對電子組件進(jìn)行屏蔽的方式進(jìn)行加固。

“和平衛(wèi)士”核洲際彈道導(dǎo)彈（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

劃重點：

“以核反核”攔截洲際導(dǎo)彈并不是最佳的選擇，只是時代的無奈之選。雖然核反導(dǎo)系統(tǒng)具有毀滅性威力，但在采用了抗核加固措施的核彈頭面前，殺傷效果并不理想，反而會在自己的國土上空產(chǎn)生不亞于一次核戰(zhàn)爭的破壞效應(yīng)，可謂“殺敵八百、自損一千”。正鑒于此，這種反導(dǎo)系統(tǒng)很難投入大規(guī)模部署，注定會被歷史所淘汰。