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強弓專案再驗證:台版「薩德」弓三增程版升空

中科院在4月9日於東南部外海進行火砲射擊,試射過程被民眾拍下。
 圖/擷取自民眾陳世春影片
中科院在4月9日於東南部外海進行火砲射擊,試射過程被民眾拍下。 圖/擷取自民眾陳世春影片

4月9日晚間8點左右,中科院在東南海岸發射飛彈,轟聲巨響引起周邊居民騷動,也有民眾拍攝飛彈升空的尾焰。

根據漁業署的射擊通報,試射地點是九鵬飛彈基地,禁航範圍包含了綠島、蘭嶼及恆春海空域,最小半徑是37浬,顯示飛彈似乎是朝東北海域發射,可能為單純的飛行測試,而沒有搭配另一枚飛彈進行攔截測試。但由於彈道高度是「無限高」,引發外界懷疑是否與天弓三型(弓三)增程版,也就是代號為「強弓專案」的新型飛彈有關,甚至被中國媒體質疑為加快「以武拒統」腳步之行為。

高層反彈道系統保護範圍大也昂貴

強弓專案的消息最早出現在2014年底,中科院在立法院國防外交委員會的報告中,提到含強弓專案在內有10項科研計畫在進行中,而媒體則引用不具名的消息來源指出,強弓專案的目標是將弓三飛彈的射擊高度由45公里提升到70公里,可在中國導彈進入平流層之前予以攔截擊毀。

一般來說,射擊高度在平流層以上的飛彈會被歸類成「高層」(Upper Tier),而在平流層以下的會被歸類為「低層」(Low Tier)。這是因為傳統防空飛彈的彈翼需要足夠的大氣密度才能運作,只有在平流層以下才能控制方向與機動,到了平流層以上只能沿著固定的拋物線彈道移動,也就無法瞄準並攔截目標了。

若要在平流層以上機動,就需用小型火箭推力來控制方向,並使用兩節式設計:推進火箭在燃燒完畢就拋棄,只有第二節彈體飛出平流層。原因是要減輕攔截時的彈體重量,使控制火箭能推動彈體做出更大的橫向機動,也讓飛彈達到更高的爬升速度與極限高度。因此,高層飛彈的設計往往較低層飛彈複雜,也更加昂貴。

高層攔截的好處是大氣阻力小,攔截彈的平均速度大,則在相同反應時間內可以飛行更遠的距離,就可擴大攔截範圍與保護的區域。

美國陸軍的薩德系統可利用機動發射車攜載8枚飛彈,機動力相當強大。沙國在2017年向美國採購7套薩德系統,包含44輛發射車與360枚飛彈,總價為150億美金,相當驚人。 圖/取自美國陸軍官網
美國陸軍的薩德系統可利用機動發射車攜載8枚飛彈,機動力相當強大。沙國在2017年向美國採購7套薩德系統,包含44輛發射車與360枚飛彈,總價為150億美金,相當驚人。 圖/取自美國陸軍官網

根據美軍1999年的「亞太地區戰區飛彈防禦架構選項」報告,台灣除了標準三型用一套就能撐起全島保護傘外,用陸基的「終端高空區域防禦」(THAAD,俗稱「薩德」)系統也只需一套,但必須搭配超長程雷達來增加反應時間,台灣部署在樂山的鋪爪雷達正好可以滿足需求。

薩德除了保護範圍大之外,還有一個好處是能對抗終端速度速度較高的中長程彈道飛彈。因此,在2013年北韓進行地下核試後,美國就緊急部署一套薩德系統到關島來對抗火星12型中長程飛彈的威脅。另外,美國以保護駐韓美軍為由,在2017年部署到韓國,但卻因為雷達偵測距離太遠,可深入華北地區而引發了中韓外交糾紛。

韓國也想發展自己的高層反彈道系統,在2015年發包給韓華公司發展「長程地對空飛彈」(L-SAM)系統。其架構類似薩德系統,利用一套S頻段機動式主動陣列雷達搭配雙節式的長程飛彈,第二節彈體具有側向推力火箭與斜窗式紅外線尋標器。韓國媒體報導其攔截高度為70公里而與強弓專案相同。

L-SAM的攔截體假想圖,可看到紅外線視窗斜置以遠離鼻錐產生的震波,彈體採用側向姿態控制火箭進行機動。 圖/取自韓華公司
L-SAM的攔截體假想圖,可看到紅外線視窗斜置以遠離鼻錐產生的震波,彈體採用側向姿態控制火箭進行機動。 圖/取自韓華公司

弓三雷達尋標器有違潮流

強弓專案則沒有公開過任何資訊,但根據媒體報導,它也是將弓三彈體改為兩節式,並利用複合材料減輕結構重量。但比較奇怪的是,媒體報導其尋標器仍採用弓三的主動雷達型式,而不是薩德與L-SAM的紅外線尋標器,顯得違背潮流。

而之所以有違潮流,是由於高層大氣稀薄,紅外線尋標器的偵測距離可大幅增加,解析度也比雷達更好。然而,高層攔截用的紅外線視窗需採特殊的斜置方式來避開極音速震波影響,中科院過去沒有發表過相關研究,不知有無能力克服技術問題。

雖然高層攔截有其優點,但也不是萬能。有媒體引用PTT網友發言說,強弓飛彈可以在中國一升空彈道飛彈就予以擊落。事實上,要在升空階段就擊落飛彈不是不可能,但要滿足兩個條件:

  1. 距離發射地點要夠近:對於瞄準台灣的飛彈而言,台灣位在飛彈彈道的末端而不是前端,距離發射地點太遠。
  2. 攔截器的加速度夠大:因爲爬升中彈道飛彈的速度是遠離地面,攔截彈的速度要更大才能追上。

不過,到發射地點的距離是相對的,對一枚從江西發射到關島的東風-26飛彈而言,台灣距離發射地點就近了。然而,東風-26飛彈的彈道頂端可達到高度600公里以上,飛越台灣時已可達到200公里以上,超過強弓或是薩德能夠攔截的高度,只有標準三型(標三)飛彈還有機會攔截了。但東風-26型採用了加速度較大的固態燃料火箭,目前的標三飛彈還沒有能力在爬升段追上。

高層攔截的效果雖好,但最大的問題還是單價高昂。以薩德系統為例,飛彈單價約為一千萬美金,若以「一枚換一枚」方式消耗中國的上千枚彈道飛彈顯然代價太大。如果強弓專案能大幅降低單價,使數量足以攔截前幾波飛彈攻擊,就能增強台灣抵抗飛彈突襲的能力。

當天弓一型飛彈在1986年問世時,是世界上第三套配備相位陣列雷達的陸基型長程防空飛彈系統,但中科院之後在防空飛彈的研發就逐漸趨緩,反而落後於後來居上的中國飛彈與雷達團隊,實需拾回飛彈研發的動能以作為台海防衛的根基。

天弓飛彈的陶瓷纖維鼻錐為中科院自行發展,具有韌性大,雷達波透明度高的優點。但高層反彈道系統均會改用高靈敏度的紅外線影像尋標器,目前未見到中科院公開相關成果。 圖/總統府
天弓飛彈的陶瓷纖維鼻錐為中科院自行發展,具有韌性大,雷達波透明度高的優點。但高層反彈道系統均會改用高靈敏度的紅外線影像尋標器,目前未見到中科院公開相關成果。 圖/總統府

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