中文版《下一代拦截器现状报告》

美国导弹防御局（MDA）正在研制下一代拦截器（NGI），以支持国土防御弹道导弹。首批设备可能于 2027 年或 2028 年投入使用。

一架地基拦截器从加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空，进行2019年3月的测试。 资料来源：MDA

美国于 2004 年开始部署地基导弹防御系统（GMD）。该系统从来都不可行，也无意保护北美免受来自俄罗斯或中国的大规模弹道导弹攻击。GMD系统的动力来自所谓的流氓国家，尤其是朝鲜和伊朗的中程弹道导弹（IRBM）、洲际弹道导弹（ICBM）和大规模杀伤性武器（WMD）计划。

全球弹道导弹防御系统的设计目的是在来袭弹道弹头的中段飞行阶段对其进行有限数量的太空拦截。目前在阿拉斯加格里利堡和加利福尼亚范登堡空军基地的地面导弹发射井中部署了约 44 枚地基拦截导弹（GBI）（2023 年 1 月开始对确切数字保密，44 枚是最后确认的数字）。拦截任务由海基、地基和天基传感器网络以及指挥和控制系统提供支持。

GBI 由三级固体燃料助推火箭组成，携带一个大气层外杀伤飞行器（EKV）。与助推器分离后，EKV 利用地面支持和火控系统传输的制导数据以及自身的机载传感器来识别目标。EKV 利用机载推进器接近目标，并通过动能冲击摧毁目标--这种击毁机制被称为 "命中摧毁"。

目前正在实施一项 "服役寿命延长计划"（SLEP），以确保现有的 GBI 武库在 2030 年后仍能继续使用。在目前部署的导弹中，有 11 枚正在配备升级的助推器、电子设备和杀伤载具。该计划预计将于 2025 财年初完成。除了这些升级之外，自2017年以来，MDA还在原有44枚基础上增购了16枚GBI。到 2023 年底，还将再交付一个。这些导弹将用于多种用途，包括拦截系统的额外飞行测试，以及替换无法使用的导弹。

位于纽约德拉姆堡的机载拦截通信系统（IFICS）数据终端在飞行过程中不断向大气层外杀伤飞行器（EKV）发送最新目标数据，并将 EKV 的数据转发回 GMD 火控系统。 资料来源：MDA

下一代拦截器

目前的 GBI 武库有几个局限性。飞行测试记录不佳。自 1999 年以来，该系统在 20 次拦截试验中失败了 9 次。据认为，目前的作战概念要求对每枚来袭洲际弹道导弹发射两到四枚导弹，以增加成功拦截的几率。从长远来看，由于 GBI 的设计无法应对多弹头再入飞行器 (MRV)、诱饵弹头、可机动有效载荷或电子对抗措施等拦截系统，因此可靠性问题被掩盖了。2023 年 3 月，国防部作战部主任米歇尔-阿特金森证实，新的敌对弹道导弹系统具有多弹头和可机动再入飞行器，以及诱饵和干扰装置。参与导弹防御开发的国防工业人士分别表示，威胁能力的复杂性和创新主要集中在机动性和反制措施以及飞行速度的改进上。

MDA选择洛克希德·马丁公司的团队交付下一代拦截器

阿特金森在2023年3月14日的五角大楼新闻发布会上表示，NGI旨在应对这种不断变化的威胁环境，并将针对来自朝鲜和潜在伊朗的预期威胁显示出更强的性能。正如 MDA 主任乔恩-希尔海军中将所描述的，"NGI 是自 2004 年初始系统运行以来，国防部对国土防御系统进行的首次全面技术评估的结果。[......]一旦投入使用，这种新型国土防御拦截器将有能力在 2030 年代及以后击败预期的威胁进展"。新的和计划中的海基、陆基和空基传感器以及改进的指挥、控制和通信系统将与 NGI 联网，最大限度地提高拦截导弹的性能。

鉴于 NGI 尚处于早期开发阶段，有关其设计、能力和作战概念的细节要么仍属机密，要么尚未确定。根据设计 NGI 所针对的威胁情况，有几个因素是已知的或一般推定的。新的拦截器将与目前的 GBI 位于相同的导弹发射井内。NGI 将继续利用命中摧毁机制在目标的大气层外中段飞行阶段将其摧毁。从一开始，MDA 就告知开发项目的竞争者，拦截导弹需要携带多杀伤有效载荷，以应对 MRV 或蜂群攻击，并减少击败单一弹道导弹威胁所需的拦截器数量。拦截器的速度也需要比目前的全球弹道导弹更快，以应对速度更快的来袭目标，并为拦截任务提供更多时间。它可能需要包括红外和雷达在内的多种传感器类型，以提高分辨合法目标和诱饵的能力。

诺斯罗普-格鲁曼公司的 NGI 拦截概念。 资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司

NGI 必须具备足够的灵活性，以便在其服役期内快速、持续地升级，以适应新出现的威胁；开放式系统硬件和软件架构将是一个先决条件。目前，NGI 是否也可用于对付弹道导弹发射的高超音速滑翔飞行器仍是未知数。

NGI 开发合同

NGI 计划于 2020 年 4 月正式启动，并发出了招标书，目的是挑选两家相互竞争的行业竞争者来开发拦截器概念和原型。2021 年 4 月 21 日，国防部将竞争性开发和演示合同授予诺斯罗普-格鲁曼公司和洛克希德-马丁公司。两份合同总价值78亿美元。合同内容包括快速开发和原型测试由多级助推器和命中摧毁有效载荷组成的新型拦截弹 "全开弹"（AUR）。每个竞争者都将开发并展示独特的设计，包括助推器系统和多杀伤载荷解决方案。执行期将持续到 2029 年。"希尔上将在授予合同时说："通过计划让两家供应商进行技术开发，MDA 将最大限度地利用竞争优势，尽快交付最有效、最可靠的国土防御导弹。两个被选中的工业团队都宣布，他们将把项目总部设在导弹防御局所在地阿拉巴马州的亨茨维尔，但关键的开发、建造和测试活动仍将在美国各地的现有设施中进行。

诺斯罗普-格鲁曼公司与雷神导弹与防御公司合作，成为其主要合作伙伴。两家公司计划利用最近在其他武器系统上进行的开发工作，如诺斯罗普-格鲁曼公司正在设计的未来 LGM-35A 哨兵（前身为地基战略威慑）洲际弹道导弹，或雷神公司生产的 SM-3 Block IIA 拦截导弹。这两种武器系统在基于传感器的目标识别和目标精确度以及高作战距离等方面都具有先进的能力。SM-3 Block IIA 的先进瞄准能力尤其引人关注。该武器系统最初是为应对洲际弹道导弹威胁而设计的，于 2020 年 11 月成功摧毁了一个洲际弹道导弹级目标。

雷神公司负责NGI的副项目经理梅利莎-莫里森-埃利斯（Melissa Morrison Ellis）说，这些高性能尖端系统中的个别技术可用于NGI，或作为新组件设计的基础。"诺斯罗普-格鲁曼公司（Northrop Grumman）的 NGI 项目主管 Terry Feehan 说："MDA 告诉工业界[要带来]'经过技术验证的、可以集成并发挥作用的能力'。在这种情况下，雷神公司将进一步改进其拦截器传感器，以提高在杂乱环境（诱饵和碎片）中隔离多个目标的能力，并将目标正确划分为优先目标或无害目标。雷神公司生产目前部署的 EKV，也将负责为 NGI 开发新一代杀伤载具。

洛克希德-马丁公司正在与 Aerojet Rocketdyne 公司合作，后者将提供推进解决方案；Rocketdyne 公司目前的开发和生产组合包括各种太空助推器以及 Delta IV 和 Atlas V 火箭的推进系统。洛克希德-马丁公司表示，他们正在利用之前在多目标杀伤飞行器技术上的投资、在末端高空防空系统（THAAD）上的命中摧毁经验以及数十年来在美国海军三叉戟导弹项目上的工作经验。该公司还承诺，与 GBI 相比，将提高可维护性和可靠性。

早期进展

在初步设计阶段，两个团队都依靠数字工程和基于模型的工程工具，包括对各个设计方案进行虚拟性能测试，以验证它们是否能击败五角大楼提供的威胁参数。MDA 可以完全访问这些公司的数字环境，以确保透明度，并为政府提供在任何阶段发表意见或进行干预的机会。2021 年底，国防部提前批准了两个团队的系统需求评审 (SRR)。这一早期计划里程碑证明供应商已准备好进行初步系统设计。在这种情况下，两家承包商都必须证明各自的关键技术达到了技术就绪水平（TRL）5 级或更高。TRL 5 确认技术已在实验室或相关环境中进行过测试，但硬件不一定是集成到最终产品中的形式和适用性。通过 SRR 后，两个团队都可以进入初始系统设计阶段。目前，两家承包商都在集中精力使技术成熟，测试部件的生存能力，确定子系统层面的要求，并开发拦截器软件。

诺斯罗普-格鲁门公司/雷神公司 NGI 计划数字软件工厂指挥中心。 资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司

诺斯罗普-格鲁曼公司

诺斯罗普-格鲁曼公司承诺利用先进的制造技术和数字协作环境，"以快速、灵活的方式进行设计、生产和测试"。为此，诺斯罗普和雷神公司为 NGI 计划联合开发了一个 "数字软件工厂"。据诺斯罗普-格鲁曼公司称，该设计中心配备了一套工具、流程工作流、脚本和环境，旨在简化和协调代码开发和集成，尽量减少人工干预，从而加快关键决策的制定。该设施于 2021 年 12 月获得政府批准。

该公司表示，打算首先对系统中风险最大的部分进行原型设计和小规模制造，以便尽早降低最可能出现的风险，为全面生产铺平道路。在可能的情况下，增材制造（又称三维打印）被用于部件的快速原型制造，以加快各种可能的部件和子部件设计的测试和比较。据诺斯罗普-格鲁曼公司报告，到 2023 年初，该公司已提前制造并测试了几个 NGI 关键部件的原型。其中包括推进系统部件，如 2022 年 6 月首次制造的 NGI 固体火箭发动机的整体喉口。2022 年 12 月，该公司报告完成了固体火箭发动机推进剂的首次全面混合，这将是诺斯罗普 NGI 火箭发动机原型机地面测试所需的推进剂。雷神公司于 2021 年 12 月完成了为新型杀伤飞行器设计的液体推进剂转向和姿态控制系统（DACS）上推进器阀门和喷嘴的早期工程测试，实际设计由作为分包商的 Aerojet Rocketdyne 公司完成。

2022 年 6 月，诺斯罗普-格鲁曼公司开始为 NGI 计划生产发动机部件。制造这些特定部件需要专门的纤维编织能力，如图所示。 资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司

洛克希德-马丁公司

洛克希德-马丁公司正在亨茨维尔建造一个 2400 平方米的导弹系统集成实验室，专门用于开发 NGI。这个耗资 1650 万美元的集成实验室将与公司的工程团队合用同一地点。该设施计划于 2023 年底投入使用。据该公司称，它将用于早期开发和集成工作、AUR和通信系统测试以及地面测试，使该公司能够在实际飞行测试之前彻底审查概念。

洛克希德-马丁公司表示，该公司计划利用数据作为战略资产，为作战系统提供支持。每架拦截机都将保留所谓的 "数字双胞胎"（Digital Twin）。其目标是维护每一轮拦截弹独有的关键数据，帮助公司建立性能模型和评估准备状态。在这种情况下，洛克希德公司还依赖于 "数字工厂"，不过这里的 "数字工厂 "指的是由软件开发工具、脚本和流程工作流组成的框架。该流程旨在通过持续的自动化软件测试最大限度地提高可靠性。利用这些流程，该公司于 2022 年 10 月推出了首个 NGI 飞行软件包，比原计划提前了一个月。

2022 年 8 月，该公司还展示了 NGI 通信无线电技术原型。该通信系统是与总部位于得克萨斯州的 X-Microwave 公司合作开发的，可与地面控制装置进行双向高速飞行数据交换，使拦截器能够对作战环境的变化做出快速反应。早期的原型测试验证了通信套件在拦截任务中遇到的所谓恶劣和敌对环境下的运行能力。

NGI 拦截弹的特写概念图。 资料来源：洛克希德-马丁公司

关键设计评审及以后

初步设计审查 (PDR) 计划于 2023 财政年度末进行。为了降低开发计划中的风险并促进设计稳定性，MDA 将要求两家承包商展示 TRL 6 或更高的所有关键技术，以通过这一里程碑。

关键设计评审（CDR）目前定于 2025 年进行。虽然两家公司都乐观地表示，提前完成计划里程碑的趋势可能会持续到 CDR，但审查的确切时间将取决于进展情况。CDR 之后，每个供应商都将提交一份生产试验导弹和 20 枚作战导弹的提案。飞行测试将在 2025-2026 年期间进行。

关于飞行试验，MDA 2023 年预算文件预计每个供应商将提出一个试验拦截器。然而，希尔上将一直主张在做出生产决定之前，每个设计至少要进行两次拦截试验，他将这一政策称为 "先飞后买"。希尔在 2022 年 5 月于华盛顿举行的战略与国际研究中心（CSIS）论坛上明确表示，目前的测试计划是先使用单个 NGI 原型机进行拦截，随后再同时发射两枚拦截弹。

除飞行测试外，该计划在向下选择单一供应商方面仍有相当大的灵活性和不确定性。只有通过 "关键设计评审 "才能保证为两个 NGI 工业团队提供正式资金。然而，五角大楼领导层始终认为，他们希望在政府何时（甚至是否）对单一供应商做出承诺方面保留最大的灵活性。虽然最终落选仍是可能的结果，但尽可能推迟决定的时间为 MDA 提供了更大的灵活性，并增强了实现最高性能系统的前景。

以发射井为基础的 NGI 拦截器假想剖面图。 资料来源：诺斯罗普-格鲁曼公司

在 CSIS 论坛上，希尔上将强调，双生产线以及保留第二条可选生产线的情况并不少见。"因此，我们现在有两个真正合格的承包商，可以选择双生产线。他说，"因此，如果其中一个承包商表现不佳或我们发现了问题，我们可以降级，但仍有一个承包商可以继续生产。MDA 主任表示，关于降级选择或双供应商战略的最终决定将 "以现实威胁为导向"，并将受到作战指挥官意见的影响。可能促使五角大楼向两家公司提供生产合同的一个因素是，五角大楼认为有必要加快新武器系统的生产速度，以应对迅速升级的威胁环境。

生产和实战

据五角大楼独立的成本评估和计划评价（CAPE）办公室 2021 年的估算，NGI 开发计划的总成本将达到 131 亿美元，其中包括生产 10 枚试验导弹。据估计，采购首批 21 枚实用拦截器还需要 23 亿美元。据 CAPE 称，这 21 枚拦截弹在其服役期内的运行和维护费用可能会再增加 22 亿美元。除去开发成本，每台拦截器的单价约为 1.1 亿美元。

在经过十年中期测试期后，首批投入使用的拦截器原定于 2028 年投入使用。鉴于目前的研发进度，五角大楼认为 NGI 的投入使用时间有可能提前一年。"现在，两者的表现都非常好，他们预计，我们的团队也认为，我们正在向2027年迈进，"希尔上将于2022年5月在国会作证时说。"这意味着飞行测试将提前。这意味着地面测试将提前。这意味着我们在推进拦截器数量和能力升级的过程中，能够更好地了解我们所处的位置"。MDA承认这一愿望是雄心勃勃的，并明确表示，在做出任何采购决定之前，它将确保运行的成熟性。

首批部队将部署在 2022 年在格里利堡建成的新导弹发射场。该区域被命名为 4 号导弹发射场，有 20 个发射井，目前正在配备支持和控制基础设施。4 号导弹发射场将使 GMD 的拦截能力扩大到 64 个拦截器，这是美国国会于 2017 年批准的最终状态。在最初几年，NGI 和 GBI 将并肩作战。五角大楼最终是完全淘汰 GBI，用更多的 NGI 取代现有库存，还是尽可能长时间地保留 GBI 部队，仍有待确定。虽然美国国会正式要求国防部提交一份至少采购 64 艘 NGI 的筹资计划，以优化未来 GMD 的作战能力，但拜登政府迄今一直反对这项任务，理由是成本问题，并否认扩大 NGI 库存的战略必要性。