高超声速/常规巡航导弹预警探测特征比较

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.04.013

摘要/Abstract

摘要：

为厘清防御方对来袭临近空间高超声速巡航导弹性能的认识进而改进现有导弹防御策略，从体系预警探测的角度对其与巡航导弹之间的特征进行了比较分析。通过建立颗粒度适中的目标运动模型、红外探测模型和雷达探测模型，详细、定量对比分析了2类目标巡航高度和飞行速度对地基预警体系的影响及其红外辐射可探测性。分析结果表明，高超声速巡航导弹红外辐射强度更大，使得红外探测器对其探测距离更远；尽管高超声速巡航导弹速度更快，但纵向射程相同时，其相对更高的飞行高度使得地基雷达对其提供的预警时间更长。

关键词: 防御方, 高超声速, 巡航导弹, 性能模型, 红外辐射, 雷达探测, 预警时间

Abstract:

In order to clarify a defensive party’s understanding of the threat of incoming hypersonic cruise missiles（HCMs） in near space and improve the existing missile defense strategy， the characteristics between HCM and cruise missile are compared and analyzed from the perspective of early warning system. By establishing target motion model， infrared detection model and radar detection model with moderate particle size， the influence of the cruising altitude and flying speed of the two kinds of targets on the ground-based early warning system and the infrared detectability are analyzed in detail and quantitatively. The results of comparative analysis show that the detection range of HCMs provided by the infrared detector is longer due to its stronger infrared radiation intensity. Although HCMs are faster than cruise missiles， the early warning time provided by the ground-based radar of HCMs with the same downrange is longer because of its higher altitude.

Key words: defensive party, hypersonic, cruise missile, performance model, infrared radiation, radar detection, early warning time

中图分类号:

TJ761.6

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图/表 9

图1 HCM任务剖面

Fig. 1 Mission profile of HCM

表1 2类巡航导弹目标典型性能指标

Table1 Typical performance indexes of the two kinds of cruise missile targets

目标类型	巡航高度/km	飞行Ma数	射程/km	机动能力	辐射温度/K
HCM	20～35	5~10	约1 000	纵向周期巡航+有限横向机动	1 000～2 000
CM	0.01~8	0.5~3	320~4 000	有限横向机动	300～600

表2 红外探测器参数

Table 2 Performance parameter of infrared detection system

探测器参数	取值
信号提取因子	0.707
探测单元面积/ $μ m 2$	900
噪声等效带宽/Hz	100
比探测率/（ $W - 1 ? m ? H z 1 / 2$ ）	7×10⁹
信噪比	5
光学系统透射率	0.9
有效通光孔径/cm	8

表2 红外探测器参数

Table 2 Performance parameter of infrared detection system

探测器参数	取值
信号提取因子	0.707
探测单元面积/ $μ m 2$	900
噪声等效带宽/Hz	100
比探测率/（ $W - 1 ? m ? H z 1 / 2$ ）	7×10⁹
信噪比	5
光学系统透射率	0.9
有效通光孔径/cm	8

表3 红外探测性能对比

Table 3 Comparison of infrared detection performance

目标类别	HCM（Ma 6）	CM（Ma 0.9）
最大辐射温度/K	1 430	328
最大辐射强度/（kW?sr^-1）	42.55	0.013
最大探测距离/km	999	143
预警时间/s	490	467

表4 不同平台红外探测器探测距离对比 (km)

Table 4 Comparison of detection range for infrared detectors on different platforms

平台类别	HCM	CM
空基/临空基	约1 100	143～238
天基	约4 500	797～1 100

表5 目标RCS对比 (dBsm)

Table 5 Comparison of RCS

探测角度	HCM	CM
正侧视	约20	约20
后视或前视	-30～-20	约-10
其他	-20～-10	约-10

图2 雷达视距随目标高度的变化情况

Fig. 2 Variation of radar LOS with target altitude

图3 视距可探测性对比

Fig. 3 Comparison of LOS detectability

表6 雷达探测性能对比

Table 6 Comparison of radar detection performance

目标类别	HCM	CM
发现距离/km	624.6	141.6
目标Ma数	8.8	2.4
目标高度/km	28.5	1.2
可持续探测时间/s	191	159

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