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刺向天空的利剑:中程防空导弹与系统(组图)

http://jczs.sina.com.cn 2003年12月19日 15:39 中国网

“爱国者”地对空导弹

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  前言:最近,欧洲面空导弹公司和UKAMS公司已获得一项价值30亿欧元的合同,为英国、法国和意大利武装部队提供通用防空导弹系统。此项合同要求欧洲面空导弹公司生产18套中程陆基面对空导弹系统,这种新型中程防空导弹系统具有面防御能力,能保护一定区域作战部队和敏感场所如机场和港口不会遭受导弹或飞机的袭击。

  1959年10月7日,中国人民解放军防空导弹部队在北京东郊使用“萨姆”-2地空导弹
成功地击落了国民党空军的一架RB—57D高空侦察机,开创了世界上用防空导弹击落飞机的先河。自从飞机加入作战的行列后,已经成为地面目标和海上舰船的主要威胁之一;而为了对抗空中力量,防御模式从最早的高射炮和战机机炮空战,已发展到现在各类防空导弹。

  中程防空(地对空)导弹由发射装置、导弹、地(舰)面制导设备及技术保障设备等构成,主要有陆基型和海基型两大类,担负点防御和区域防空的重任。中程防空导弹还和其他种类导弹形成了高空远程、中空中程、低空超低空近程三个空域地空导弹配系。最新型中程防空导弹已具备了拦截弹道导弹的战区导弹防御能力。

  

一、陆基中程防空导弹

  陆基中程防空导弹历经40多年发展,型号众多,按层次主要划分为阵地防空、区域防空、战区导弹防御,在例次战争中都是战果辉煌。越南战争中,据有关资料统计,在1964年8月至1968年11月间的4年时间里,美军损失了915架飞机,其中94.85%是被“萨姆-2”等地空导弹击落的。仅1972年12月18日一天,美军在越南实施地毯式轰炸,结果有30架B-52轰炸机被击落,其中29架是被“萨姆-2”导弹击落。在1973年的第四次中东战争中,以色列发射22枚美制“霍克”地对空导弹,竟打掉阿拉伯国家25架飞机。海湾战争中,美国“爱国者”战术防空导弹成功地拦截了“飞毛腿”地对地战术导弹,开辟了实战中以导反导的新时代。2002年3月20日至4月4日之间,伊拉克对美英联军大约发射13枚近程弹道导弹或重型地对地非制导火箭弹,有9枚被“爱国者”导弹成功拦截。有3枚导弹没有被拦截,原因是这些导弹射向空旷的沙漠或是海洋,有1枚在发射时爆炸。拦截导弹的型号包括PAC-2制导增强型(GEM)和GEM+导弹,以及最新型的远程防空PAC-3导弹。

1、SA-2“导线式”式防空导弹


前苏联SA-2“导线式”式防空导弹

  为前苏联制造的第一代全天候中程、高空地对空导弹系统,1953年研制,1957年开始装备部队。采用无线电指令制导,弹长10.79米,弹重2375公斤,战斗部为定向爆炸的破片杀伤式战斗部,装烈性炸药118公斤。最大射程为48公里,最大作战高度32公里,最小高度为1公里。速度为4马赫,采用发射架倾斜发射。动力装置为一级固体助推器和二级液体发动机。主要担负国土和要地防空安全保障任务,重点对付远程轰炸机和侦察机。

  2、俄罗斯“山毛榉”-M1/M2中程导弹系统

  SA-17导弹的改进型,北约称“灰熊”,俄罗斯叫“山毛榉”-M1/M2。SA-17“灰熊 ”地空导弹是俄罗斯的一种新型防空导弹系统,是目前世界上最先进的防空导弹之一,要比美国“霍克”导弹的火力威力大1倍,机动性能高3倍。它可同时拦截6个目标,制导12枚导弹,最大速度为4马赫。它采用4联装车载发射,机动性强,可在5分钟之内展开全套系统。“灰熊”导弹长5.5米,弹径400毫米,发射重量720公斤,高爆破片战斗部重 70公斤,采用雷达近炸和触发引信,最大有效射程50公里,最小有效射程3公里,系统反应时间仅8~10秒,作战高度10-24 000米。可拦截:各种有人或无人驾驶的侦察和作战飞机、战术弹道导弹、巡航导弹。目前,俄罗斯在SA-17导弹的基础上研制了最新型的“乌拉尔”导弹系统。新的导弹系统保持了“灰熊”导弹结构体系的主要特点,防空作战能力有了很大提高。

3、“霍克”(HAWK)全天候中程中、低空防空导弹


“霍克”(HAWK)全天候防空导弹

  “霍克”(HAWK)为美国雷声公司研制的一种全天候中程中、低空防空导弹,有A、B两种,主要装备美国陆军和海军陆战队,是美军60—70年代的主力中程防空导弹。弹长5.03 米,弹径0.36米,翼展1.2米,全重634公斤,战斗部为烈性炸药75公斤,最大射程为41公里,最小射程26公里。作战高度最大18公里,最小为30米。速度为2.8马赫,采用地面机动发射。动力装置为双推力固体火箭发动机一台。该型导弹具有杀伤力大、射程远、可靠性高和抗干扰力强等优点,并具有较好的防低空性能和反导能力,其制导系统能同时引导多枚导弹攻击2个目标。80年代后,逐步被“爱国者”导弹所取代。

  4、“爱国者”系列防空导弹

  “爱国者”导弹由美国雷声公司研制开发,1982年开始部署,用来替换美国陆军的“霍克”和“大力神”导弹。 采用惯性制导,可以在飞行中段更新目标数据,调整飞行姿态,并能实施末段跟踪制导。它具有一个单级火箭发动机和一个68公斤重的破片杀伤弹头。 导弹弹长5.3米,弹径0.41米,翼展0.87米,弹重约1 000公斤,最大飞行马赫数3~3.5,作战半径3~100公里,作战高度0.3~24公里,发射方式为四联装箱式倾斜发射。经过一系列升级和改进,美国已经研制5种不同型号的“爱国者”导弹,射程从中程一直到远程。PAC-3/2型导弹,射程达到160千米。最新型的PAC-3 /3型导弹已研制成功,它具有极强反导能力,采用直接碰撞杀伤(Hit-to-Kill)技术远程,最大飞行速度6马赫,目前主要用于美国国家导弹防御系统(NMD)拦截试验。

  

二、舰载中程防空导弹

  从海军作战历史来看,温斯顿·丘吉尔曾说过“有多少努力、希望和计划都随这两艘战舰沉入了大海。”,丘吉尔所指的是1941年12月11日在“马来海战”中被击沉的“反击”号和“威尔士亲王”号战舰。当时,日军在没有一艘军舰参战的情况下,单靠航空兵85架飞机用2个小时就把两艘大型军舰干净利落地彻底消灭了,这足以表明航空兵在海战中具有的威力。“马来海战”标志着海面作战进入以战机为主要打击舰船的攻击手段时代,接着在1942年6月3日美、日“中途岛海战”中进一步强化了战机反舰的作用。事实表明,舰队的主要威胁不再是舰船,而是来自天空。


世界上第一种“小猎犬”中程、中低空舰空导弹

  第二次世界大战末期,美国海军曾研制一种以超音速冲压发动机为动力的舰空导弹; 1955年,美国首先在“波士顿”号巡洋舰上装备“小猎犬”中程、中低空舰空导弹。在1982年那场被称为“导弹时代的首次战斗”的英阿“马岛战争”中,阿根廷战机仅发射四枚射程38公里AM-39型“飞鱼式”空对舰导弹就击沉英军三艘战舰;英军用各型导弹共击落阿根廷飞机55架,其中舰载中程“海标枪”舰对空导弹击落8架。从此,各国开始重视舰队防空导弹综合防御体系的研究,空射反舰导弹和舰载防空导弹之间在射程方面和综合技术方面展开角逐。目前,射程更远的远程防空导弹开始成为舰队防空新的长剑。

  舰载中程防空导弹武器系统,主要拦截中低空、中近程飞机目标,兼顾对反舰导弹目标的拦截,属舰队防空主战型武器。舰载防空导弹发展大致分为三个层次:单舰自身防空系统;舰队防空系统;区域防空,也就是面防空能力的基本型低性能战区导弹防御系统。

  1、俄罗斯SA-N-7 和改进型SA-N-12全天候多通道的舰载中程防空导弹

  SA-N-7由俄罗斯“牛郎星”(Altair)科研生产联合体于80年代研制的中程舰对空导弹武器系统,系统采用的导弹与陆基型SA-11防空导弹系统相同,这种导弹(代号为9M38M1)由“革新者”机械制造联合体研制。SA-N-7是一种全天候多通道的舰载中程防空导弹武器系统,可担负舰艇和编队的防空作战任务,主要拦截目标是轰炸机、歼击轰炸机、攻击机、直升机和各类反舰导弹。90年代初,俄罗斯对SA-N-7进行改进,使武器的射程和拦截掠海导弹的能力有了进一步提高,这种改进型号西方称之为SA-N-12,俄罗斯命名为“刺猬”,采用9M38M2型导弹。改进型的导弹增长了0.2米,最大射程扩大到38公里。

  SA-N-7导弹长5.56米,弹径0.4米,翼展0.86米;最大有效射程:25公里;最小有效射程:0.3公里;射高:15-14 000米;弹重:690公斤;弹头重:70公斤;最大过载:20g;系统反应时间:16秒;两发齐射时对飞机杀伤概率为0.96,对导弹杀伤概率为0.86,能拦截M2.4的高速目标;推进系统:固体火箭发动机;导引方式:无线电指令修正和末段半主动连续波单脉冲雷达导引头制导;速度:3马赫;无发射筒单臂倾斜发射架,再装填速度12秒,每6秒钟可发射一枚。

  SA-N-12导弹相比SA-N-7导弹作了一些改进:采用新型火箭发动机扩大射程;系统增加了指令修正制导技术和波谱识别技术,采用新型信号处理装置并改进射控软件;采用高灵敏度引信装置并增加了测高能力和距离截止措施,能拦截掠海飞行反舰导弹。SA-N-12导弹最大有效射程:38公里;最小有效射程:3.5公里;射高:5-24 000米;推进系统:单室双推力固体火箭发动机;脉冲式近炸引信和触发引信。无发射筒双联发射架倾斜发射,再装填速度达到1秒钟,能反弹道导弹和掠海攻击反舰导弹。


现代级驱逐舰装备SA-N-12中程防空导弹

  SA-N-7 和改进型SA-N-12全天候多通道的舰载中程防空导弹,目前主要装备俄罗斯现代级驱逐舰。

  2、英国“海标枪”中程舰空导弹

  英国“海标枪”中程舰空导弹70年代开始装备,该弹是按多功能区域防空导弹设计的,既能对付高空目标,也可对付低空目标,必要时也可用作反舰导弹。该弹射程40千米,反应时间只需20秒,全舰备弹22枚。主要装备英国海军42型“谢菲尔德”级导弹驱逐舰。1991年海湾战争中,英军航母用“海标枪”导弹拦截了伊拉克反舰导弹的攻击。

3、美国“标准型”系列舰载防空导弹


美国“标准型 2”舰载防空导弹

  “标准”导弹是美国海军装备的全天候、中远程、舰队防空导弹系统,分为中程、中程增程、中远程三种,能有效对付中高空飞机、反舰导弹和巡航导弹。它是在“鞑靼人”和“小猎犬”导弹基础上发展而来。“标准 1”型1969年开始服役,“标准 2”型1981年装备部队。“标准 2”型导弹射程74公里;最大作战高度24 000米;弹长4.47米,弹径0.34米,翼展1.07米,弹重610公斤,最大速度3马赫。采用惯性/无线指令+半主动寻的制导方式。使用MK10双臂式发射架。“标准”2型增程弹最大射程104公里,最大射高24 000米,弹长8.23米,弹径346毫米,弹重1 360公斤。最先进“标准 3”型,也称先进的面对空导弹或外围防空导弹,是一种新型中远程防空导弹,主要用于美国导弹防御系统。

  

三、通用型防空导弹系统――欧洲“未来防空导弹系统”(FSAF)中程防空导弹

  以法国和意大利为主,欧洲其它国家参与研制的“未来防空导弹系统”(FSAF)于1987年开始研制,预计21世纪初装备部队,包括三大成员:舰载面防空反导武器系统(SAAM),满足舰用防御反导武器的需求,使用“紫苑”15导弹;舰载面防空导弹武器系统(SAMP/N)和地空导弹武器系统(SAMP/T),用于点防御的反导和舰队的区域防空,都使用“紫苑”30导弹。设计指导思想是:既能拦截轰炸机、攻击机、侦察机、无人机、直升机, 又能拦截巡航导弹、反雷达导弹和战术弹道导弹,既能陆用,又可装舰。“紫苑”30导弹有3种:常规防空型、多用途型和反战术弹道导弹型。这些导弹可以采用标准的“紫苑”30助推器,也可以采用增程型助推器。

  “紫苑”30两级中程地(舰)对空导弹,长度:主级2.7米,助推器2.3米,全弹4.9米;直径:主级0.18米,助推器0.38米;发射重量:主级100公斤,助推器350公斤,全弹450公斤;推进装置:两级固体火箭发动机助推器和主火箭发动机;制导装置:中段为惯导加目标坐标修正,末段为Ku波段主动脉冲多普勒雷达导引头;战斗部:高能爆破/破片杀伤,装有计算延迟近炸引信;最大速度:3.5 ~4 马赫;射高60~10 000米, 其射程随射击的目标而异,对付攻击机为30公里,对付导弹时为10~20公里,对干扰飞机、监视飞机等慢速目标则大于80公里。发射装置:8联装机动式垂直发射装置。

  “紫苑”30导弹创新地采用了侧向燃气推力控制(PIF)-气动飞行控制(PAF),以便在飞行中快速修正航向。在初始飞行段,利用一台助推器使导弹达到最大加速度,同时实施初始拦截弹道机动。在末段,由主动雷达导引头制导导弹飞向拦截点。由于采用整体式冲压喷气发动机,飞行速度快,双重控制等先进技术的采用,使之拦截高度大,反应时间短,机动过载比“爱国者”高一倍多,对各种空中目标的杀伤概率高达90% 。

  

四、中程防空导弹的发展趋势

  1、增加速度,打击高速目标、隐形目标、超低空隐形突防目标

  增加速度并不单纯为打击高速目标,在战场局势千变万化的复杂状态下,需要及时捕获打击目标:雷达发现隐形战机的有效距离近,有些需要在其投弹、发射导弹或使用机载易使其暴露的电子设备(如通信、雷达搜索、目标指示等等)的瞬间才能捕获;美国最新型F22隐形战斗机已经实现超音速巡航,而隐形武装直升机、隐形巡航导弹、隐形B2战略轰炸机等低空突防时,防空系统有效预警时间更短;要实现中程防空导弹反导能力,速度也是重要基础;迅速在尽可能远的距离击毁来袭导弹,还可以防止或减少破片给已方地面人员、设施造成杀伤。

  提高速度已经成为各种类型防空导弹的共同指标之一,干净利落消灭空中目标有效瓦解对方攻势;为多次拦截和多层面拦截赢得时间和机会。如以色列研制的具有世界先进水平的“箭”式中远程防空拦截导弹,飞行速度高达9马赫。

  2、研究新的战斗部,向小型化发展,提高攻击目标效能

  在其它种类最先进导弹中,广泛研究新式战斗部:英国“星暴”便携式防空导弹战斗部装有三个飞镖式的动能子弹头,在作战中可利用子弹头的动能和炸药爆炸的综合效应摧毁目标;美国用于国家导弹防御系统(NMD)的海基拦截使用的“标准”SM-3防空导弹装有LEAP(轻型大气层外拦截弹)新型拦截弹头;陆基拦截弹装有“大气层外动能杀伤拦截器”(EKV);以美国“爱国者” PAC-3/3型防空导弹为代表的设计,不再采用碎片式拦截,而是采用直接碰撞杀伤(Hit-to-Kill)的新式拦截技术,携带有“杀伤力增强器”(一种小型破片弹头),导弹作战部和整体重量和尺寸减轻很多(一套装填4枚PAC-2导弹的发射装置能够装填16枚PAC-3导弹)、精度提高、导弹飞行速度提高,这些是实现反导的必要条件。

  由此看来,作为防空中坚的中程防空导弹要借鉴和发展研究新的战斗部,缩减整体重量和尺寸,提高攻击目标效能,实现整体性能跃升。

  3、增强制导和飞行控制系统,增加打击精度和灵活性能,提高准确率

  防空导弹作为制导武器与传统武器相比的重要区别就是拥有极高的准确率。据军事专家们研究统计:在拿破仑时代,每造成一名士兵伤亡需用1吨炸药;在第二次世界大战期间,由于射击距离增大和非直接射击,杀死一个敌人平均需7吨弹药,如以子弹计算,则需30万发。但自精确制导武器问世之后,在1973年的第四次中东战争中,以色列发射22枚美制“霍克”地对空导弹打下来阿拉伯国家25架飞机,充分体现防空导弹具有高效率、极高准确率的优势。

  随着空中目标速度增快、强化对各种防空导弹的干扰、应用隐形化技术等等,相应防空导弹也随之提升综合性能来对抗。

  据相关资料:俄罗斯的远程S-300PMU、美国的中远程PAC-3、欧洲的“紫菀”30中程地(舰)空导弹在末段均采用小型固体轨控发动机的燃气动力控制。采用主动式末段寻的制导。对末段的制导误差进行修正,可将脱靶量从5米减到约2米,从而使战斗部质量可减少20kg。可见这些技术将广泛应用在所有种类一些新的防空导弹型号上。

  远程PAC-3/2“爱国者”导弹加装了1个ka波段的毫米波主动雷达头,使其成为采用半主动C波段雷达导引头与主动雷达导引头相结合的双模导引头,它可以在主动与半主动模式之间快速地进行转换,提高了导弹对付巡航导弹、先进飞机和识别弹头的能力。

  “紫苑”30导弹采用传统的气动力控制与燃气推力矢量控制(PAF-PIF)相结合的复合控制系统,采用惯性导航与工作在Ku波段脉冲多普勒主动雷达寻的相结合的制导。

  可以预见中程防空导弹增强制导和飞行控制系统,增加打击精度和灵活性能,提高准确率。采用一系列新技术:垂直发射技术来全向攻击;采用末段燃气动力控制技术来提供导弹未端控制和机动能力;采用新型脉冲多普勒主动雷达寻的、激光主动制导寻的、毫米波主动寻的等等高精度寻的技术来提高准确率。

  4、强化和综合防空体系的融合,发挥整合优势

  S-400“凯旋”(Triumf)防空导弹总设计师弗拉基米尔·斯维特洛夫表示,S-400导弹目前在全球还没有对手(全系统将可以实现齐射96枚导弹拦截48个目标),它的性能优于美国的“爱国者-3型”导弹一倍,由高级自动化指挥控制系统与具有很强独立作战能力导弹武器系统组成。S-400导弹不再是一种单一型号承担防空任务,而是一种全新概念“导弹防空系统”也就是面防空导弹,与传统的“防空导弹系统” 内涵有质的方面不同。

  据有关资料分析:基于数据链信息传输来构筑开放式网络系统,“信息共享与综合”以及以此为基础的“多类型防空火力综合”将成为其最典型的技术特征。各种防空导弹武器系统、高炮系统、战术/战略定向能防空武器系统以及航空兵力量都将被纳入防空系统这一整体之中,实现防空体系配置的综合化和最优化。

  新型中程防空导弹,在控制、信息采集、目标定位、综合制导等等方面,强化和综合防空体系的融合,发挥整合优势。这样做到不同种类的防空武器优势叠加、弥补不足,构成缜密、高效的综合防空体系。

 5、美国等西方国家加强舰载反导防空导弹和相关系统的研究,海基反导成为重要的目标

  海基反导主要用于摧毁反舰导弹、在舰队空域经过或打击舰队的巡航导弹和弹道导弹。如欧洲的新型防空舰主要防空任务包括:舰队的区域防空;近程反导;对战区内来袭的弹道导弹的拦截。


法国版“地平线”驱逐舰发射“紫苑”导弹的想象图

  英国海军45型驱逐舰计划采用美制的MK41系统,用来发射“紫苑15/30”防空导弹,未来也可能发射“战斧”巡航导弹和“标准2”增程型、“标准3A”战区导弹防御型等美制导弹;西班牙F-100护卫舰、荷兰的LCF和德国F124使用美制“标准2”/“海麻雀”舰空导弹系统;法、意合作未来地平线护卫舰(CNGF) 使用紫苑-15/30防空导弹;日本海上自卫队的“金刚”级驱逐舰使用美制“标准2”防空导弹,而为了加入美国战区导弹防御系统(TMD),美国将提供最先进的每枚价值1 700多万美元“标准3”型防空导弹;俄罗斯“现代”级安装的SA-N-17防空导弹,具有一定的反导能力;美国的“提康德罗加”级巡洋舰、“伯克”级驱逐舰使用“标准2”/“标准3”型防空导弹,已经开始进行导弹防御系统实验。

  

五、从欧洲“未来防空导弹系统”(FSAF)特点看,中国借鉴国外中程防空导弹的发展思路,要有自己的发展特色

  中国在中程防空导弹研究上,最有可能借鉴欧洲发展思路,也就是“一弹多用”的模式。如果有可能的话,中国和相关国家共同研究开发是条捷径。

  据有关资料,欧洲“未来防空导弹系统”(FSAF)具备以下特点:1、模块化结构,可分开部署。主要有:探测制导模块、补盲雷达模块、指挥控制模块、敌我识别模块、指挥所模块、发射模块和“阿斯特”30导弹。2、全方位监测,方位角360°,高低角-5°~+90°。由此具备全方位作战能力。3、反应速度快,具有极强的齐射能力。从探测到目标至发射导弹的反应时间只有10秒,从一个发射模块发射两枚导弹的间隔时间不到1秒。在同一发射模块发射8枚导弹的时间不超过10秒。4、与防空指挥系统组成网络。5、采用增程技术,射程远,最大射程达100千米。6、机动性能好, 命中和杀伤概率高。7、防御能力强,具备同时跟踪多达50个目标,同时射击10个目标的能力。每个发射模块为8联装,一个典型的火力单元装备6个发射模块,48枚待发导弹,而最多的可装备8个发射模块,64枚待发导弹。8、更加突出反导能力、电子对抗能力和快速机动能力。导弹采用传统的气动力控制与燃气推力矢量控制(PAF-PIF)相结合的复合控制系统。燃气喷射位于导弹质心附近,控制效率非常高。9、得益于模块化设计,能在陆基和海基之间灵活使用实现“一弹多用”。10、新型高效战斗部,近炸引信和独发引信并用,引信与战斗部配合效率高,使之对各种空中目标的杀伤概率高达90% 。11、制导方式上,初、中段采用捷联惯导和指令修正,末段内导引头自动寻的,具有很高的制导精度。12、具有战区导弹防御能力。

  随着射程高达400公里的俄罗斯S-400“凯旋”(Triumf)防空导弹等远程系统出现,将来衡量中程导弹的射程应该相应归类为射程在150公里以下。各国在研究中程防空导弹时普遍研究增程技术,而最让一些国家青睐的是强化中程防空导弹的反导能力,从而构筑和完善陆基和舰基导弹防御系统。中程防空导弹,在众多的国家中,将是陆基和舰基防空系统的中坚。(铭瑞整理)


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