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中程防空反导利剑

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  在俄军装备的众多防空武器系统中,“山毛榉”系统近三十年来一直担当着俄罗斯陆军集团军野战机动防空作战中坚力量的角色,是世界公认的高效能中程防空作战武器系统,也是唯一一个以植物名称命名的防空导弹系统。该系统研制于苏联军工科研生产能力鼎盛的上世纪七八十年代,论证思想超前、设计理念先进、综合集成出色,从一诞生就跻身于世界最先进中程防空导弹系统之列,并在几次局部战争中展现了优异的作战性能。进入21世纪以来,俄军在原系统的基础上继续深入挖掘改进,又研制成功了新一代“山毛榉”-M2系统,作战性能有了大幅提升。
  发展历程
  提起“山毛榉”系统,就不能不谈及它的前辈――前苏联陆军于上世纪60年代后期列装的第二代野战机动防空导弹系统2K12“立方体”,即大名鼎鼎的“萨姆”-6防空导弹系统。该系统在1973年10月的第4次中东战争中,击落了40多架以色列当时最先进的战机,主要是从美国和法国引进的F-4“鬼怪”和“幻影”Ⅲ战机,占全部击落战机总数的68%,平均击落一架飞机只需要消耗1.2~1.6 枚导弹,几乎使以色列空军完全丧失了战斗力。
  “萨姆”-6优异的性能震惊了世界,不过前苏联并没有陶醉在胜利的满足感中而止步不前。前苏联防空专家清醒地认识到,随着性能越来越先进的第二代战机改进型和第三代战机的大量装备,未来防空作战面临先进空袭兵器打击和空袭样式的复杂性日益增强,必须迅速发展新一代系统取代“立方体”,以满足陆军80年代以后野战防空作战的需求。1972年1月13日,前苏联于正式启动了第三代中程防空导弹系统的研制,系统名称定为“山毛榉”(系统代号9K37),总体设计由拉斯托夫院士领导的“仪器”科研所承担。根据最初的研制计划,“山毛榉”系统是在“立方体”-3的基础上进行重新设计改进,因此其原型在内部也被称为“立方体”-4,原计划于1975年完成研制。但是由于一系列科研技术问题,直到1978―1979年间系统才通过打靶试验,完成原型研制。
  定型时,“山毛榉”原型的战术技术性能比“立方体”有了较大提高,但在射程、射高、反高速目标和超低空目标方面仍有待提高。为此,前苏联政府立即决定继续升级改进,于1979年下达了改进型“山毛榉”-M1研制计划(系统代号9K37M1)。1982年,改进型完成包括打靶试验在内的各项试验,顺利通过国家验收。试验数据表明,“山毛榉”-M1比原型的作战打击空域有大幅提高,对美军F-15类战机目标的最大射程达到35千米(比原型增加了10千米),最大射高达到22千米(比原型提高了4000米),单发毁伤概率不低于70%~90%;对6000米高度飞行的美军AGM-86空射巡航导弹(ALCM)的拦截距离为25千米,毁伤概率不低于40%;对“长矛”-2战术弹道导弹的最大拦截距离为20千米;对飞行中的直升机的毁伤概率可达60%~70%,对3.5~10千米内旋停直升机的毁伤概率为30%~40%。此外,系统还进行了相应的技术改进,可有效对抗美军“哈姆”反辐射导弹,整体性能优于美国陆军同期装备的“霍克”防空导弹系统。
  可以毫不夸张地说,在上世纪80年代初,“山毛榉”-M1系统的列装给陆军野战防空带来了全新的防空作战理念。其多通道发射车可在高低射界保持不变的情况下发射导弹拦截不同的目标,每部发射架都能同时制导4枚导弹对付不同目标,可有效对付各种战略和战术飞机、巡航导弹、战术空射型导弹、直升机、无人机,并具备一定的反战术弹道导弹的能力。这是当时世界任何国家的防空武器系统都不具备的,即使是在今天也不多见。由于性能出色,“山毛榉”-M1系统于1983年正式装备苏军,成为“山毛榉”系统的成熟型号和标准型号,主要装备陆军集团军属防空导弹旅,大大提高了机械化师、团战役/战术级防空作战能力,作战性能得到了军方的高度认可。“山毛榉”-M1系统装备部队后,俄军一直严格保密,由于它外观与“立方体”颇为相像,西方国家在相当长的一段时间没有搞清其真实身份,以为是“萨姆”-6导弹系统的改进型。直到苏联解体后的1992年,“山毛榉”-M1才在莫斯科航空展览会上首次公开展出,美国称为“萨姆”-11,北约称为“牛虻”。
  “山毛榉”-M1批量装备苏军后,大大提高了苏联陆军的战役/战术级野战机动防空作战能力,成为当时最先进的中程防空武器系统之一。但是,1991年的海湾战争使俄军认识到,该系统在抗电子干扰能力、信息化水平等方面还有许多不足,尤其是战争中美军极力宣传“爱国者”防空导弹系统如何先进,以及在实战中拦截“飞毛腿”导弹的报道深深刺痛了俄罗斯。针对未来防空反导作战的新威胁,俄总统下令在“山毛榉”-M1基础上研制其改进型“山毛榉”-M1-2(系统代号为9К37М1-2),重点提高反巡航导弹能力、战术弹道导弹能力和抗电子干扰能力。
  1993―1995年,俄方科研人员经过一系列系统升级和改进,完成了“山毛榉”-M1-2通用多功能防空武器系统的研制任务。该系统继承了“山毛榉”-M1绝大部分结构和性能,采用为“山毛榉”-M2系统研制的9M317防空导弹(同时可以发射“山毛榉”-M1配备的9M38M1导弹),对雷达、电子设备、制导软件和其它辅助设备则只稍作了必要的改进,从而实现了用最小的成本来满足现实需求的目的。经过升级改进,“山毛榉”-M1-2大幅提高了防空作战区域、抗电子干扰能力、抗饱和攻击能力和信息化水平,可在复杂电磁条件下对付各种战略、战术飞机、直升机、无人机、巡航导弹等其他空气动力目标,并具备了一定的反导作战能力,可拦截“长矛”战术导弹、“哈姆”反辐射导弹,以及其他机载和陆基高精度武器,此外还能摧毁水面目标和具有无线电反差特性的地面目标,可用于电子对抗作战。“山毛榉”-M1-2很快得到了俄军方的认可,进行了少量列装,成为少花钱多办事的老装备升级改造范例。   总体而言,“山毛榉”-M1-2保持了原系统的主要特点,增大了可同时跟踪和拦截目标的数量、电子对抗能力和反导能力,可在复杂电磁环境下有效对抗各种飞机、巡航导弹、空地导弹、战术弹道导弹等空袭兵器的大规模空袭。但从系统发展来讲,“山毛榉”-M1-2只是上世纪90年代俄军对“山毛榉”-M1系统进行信息化升级的一个过渡型号,大器晚成的“山毛榉”-M2才是“山毛榉”-M1系统的真正后继型号。
  实际上,就在上世纪80年代“山毛榉”-M1系统即将完成研制的同时,前苏联下达了“山毛榉”-M2系统研制计划。对系统提出的基本要求是:系统可同时攻击24个空中目标;对F-15战机的拦截距离增加到50千米;在26千米距离上拦截“战斧”巡航导弹的毁伤概率达到70%~80%;可拦截飞行目标的最大飞行速度为1100米/秒;整个系统可在35分钟内完成展开;系统反应时间10秒;导弹射击速率4秒/发等战技指标。
  应该说,以当时的科学技术水平,这些近乎苛刻的战技指标对于新系统的研制提出了很高的要求。经过苏联科技人员的艰苦努力,“山毛榉”-M2原型于1988年完成研制并正式定型列装少量装备了部队。但是,由于上世纪80年代末苏联经济严重下滑和1991年苏联的解体,俄罗斯陷入严重经济危机,“山毛榉”-M2系统和那个时代苏军大多数刚刚完成研制的先进武器装备一样,还没有来得及投入批量生产装备部队,就被无限期地“冷冻”搁置了。直到2003年,俄罗斯在政治稳定、经济开始复苏后,面对美国和北约空天威胁不断加剧的严峻形势,根据21世纪陆军防空反导作战面临的新要求,才重新打开了尘封已久的“山毛榉”-M2系统的设计文件,启动了新型“山毛榉”-M2(系统代号9K317)的研制工作。该系统于2008年年底完成了全部试验并正式定型。事实上,“山毛榉”-M1-2系统在研制过程中就采用了许多当年“山毛榉”-M2系统的技术和设计理念,可以说是简化版的“山毛榉”-M2系统。
  在此之前,俄罗斯按照一贯作法,于2007年先期推出了出口型号“山毛榉”-M2E(代号“乌拉尔”), 在当年莫斯科国际航空展览会上首次亮相,引起了许多国家的兴趣,并与叙利亚签署了相关出口合同。此后,在2008年10月的雅典防务展和2011年的莫斯科航展上,俄方又进一步推出了轮式“山毛榉”-M2E。该系统采用MZKT-6922轮式底盘,长9.550米,宽3.050米,高2.345米,离地距离0.4米;所有车载系统都集成了新技术,采用了平板显示屏,电子部件尺寸更小,功能更强大,效能和可靠性更高。由于综合防空反导作战性能出色,“山毛榉”-M2E系统已成功出口叙利亚、阿塞拜疆、委内瑞拉等国。
  目前,根据有关最新资料,俄军新一代“山毛榉”-M2系统列装情况如下:2010年9月10日,“山毛榉”-M2系统在卡普斯金靶场完成了首次部队实弹射击。俄罗斯北高加索军区装备的“山毛榉”-M2型最新地空导弹系统在演习中共发射了5枚导弹并击中5个目标, 5发5中,战术技术性能在靶场顺利通过了国防部验收委员会的验收。2011年3月,俄陆军总司令宣布俄陆军防空兵部队已接收了首批“山毛榉”-M2系统,装备了第297防空导弹旅。2012年5月,新型“山毛榉”-M2在纪念二战胜利的红场阅兵式上正式亮相。该系统与上世纪80年代末定型的“山毛榉”-M2技术水平已有了质的提高,不可同日而语。
  “山毛榉”-M2主要改进及系统组成
  主要改进 与上一代“山毛榉”-M1/1-2系统相比,“山毛榉”-M2对每个组成部分都进行了升级改进,性能有了较大幅度提高,并且可以和上一代系统互相兼容和协同。具体改进主要有以下几个方面。
  系统战斗单元部队采用现代化的高性能电子计算机,火控系统计算能力和存储能力大幅提升,不仅可以在战斗任务中迅速完成相关计算并做出决定,还增加了平时对乘员进行战斗训练的功能,大大提高了战备训练水平。原来的电视跟踪系统被升级改造为电视和热成像光电跟踪系统,可以在夜间和复杂气象条件下全天候24小时以被动工作模式,高效完成对目标的搜索、捕获、识别和自动跟踪。利用现代化的计算机技术,实现了整个武器系统技术文件、资料和数据的自动化管理。通信设备更新为最现代化的数字化电台,确保语音通信、目标指示和目标分配的高效和保密性。原来的作战和指挥控制人员配备的电子按键式操控台更换为全自动化的工作席位。原来的模拟信号调制解调和监视器被替换为电子程控调制解调器,所有信息显示在液晶显示器上。
  系统组成 “山毛榉”-M2防空系统与“山毛榉”-M1和“山毛榉”-M1-2系统的结构组成基本相同,主要由防空导弹、自行式履带式发射车、装填发射车、指挥控制车、目标搜索和制导雷达车组成。以上所有装备可以配备履带式底盘,也可配装轮式底盘,技术保障及维修设备配装轮式底盘。系统具体组成如下:
  战斗装备组成:9M317防空导弹,9A317或9A318发射车(履带式),9A316或9A320装填发射车(履带式)。指挥控制装备组成:9S510指挥控制车,9S18M1-3目标搜索雷达,9S36目标照射和制导雷达。
  “山毛榉”-M2采用了新型9M317导弹。该导弹全重715千克,采用9E420型半主动雷达导引头和惯性修正导航方式,最大飞行速度1230米/秒,最大机动过载24,翼展860毫米,采用两级火箭助推器;战斗部重量70千克,采用高能破片杀伤战斗部,配无线电近炸引信和着发引信,毁伤半径17米。与“山毛榉”-M1/1-2系统采用的9M38M1型导弹最大射程32千米、最大射高22千米相比,9M317导弹的作战范围有了较大提高,最大射程45~50千米,最大射高25000米,可以拦截机动过载最大为24g的目标。为达到以上指标,导弹的实际最大飞行距离为70千米,最大高度为30000米。此外,9M317导弹具有很高的可靠性,装备部队后10年不需要任何检测和维修保障。   9A317自行式导弹发射车由相控阵照射和导弹制导雷达、火控计算机、敌我识别器、导弹、四联装导轨式发射架、发射控制装置、数传及通信系统、发电及供电设备、夜视设备、三防设备和履带式载车组成。作为独立火力单元,9A317导弹发射车既可在目标指示模式下由连指挥车指挥,并与装填发射车一起作为系统的一部分作战,也可作为独立的火力单元与装填发射车一起使用,还可以根据授权保护某一设施,使用自备的车载相控阵照射和导弹制导雷达进行目标搜索、跟踪、敌我识别、目标分类和空情分析,根据上级指挥车发出的命令或事先确定的战斗任务职责和区域对目标实施射击。
  9A317自行式导弹发射车上的雷达与以前型号上的雷达有了很大的不同,它采用电子波束扫瞄的定向相控阵天线。发现目标的区域:方位角±45°,高低角 70°,对1~2平方米反射面积、高度3000米目标的最大发现距离为85千米,跟踪距离70千米,高度为10~15米时达18~20千米;目标跟踪区域:方位角±60°,高低角-5~+80°,可同时跟踪10个目标,对4个目标展开射击。同时,导弹发射车还装备有采用热成像仪通道和电视通道的光电跟踪系统,可以确保全天候、全天时对目标实施跟踪,这大大提高了系统的抗干扰能力和生存性能。该车采用GM-569型履带式底盘,长8米、宽3.3米、高3.8米,战斗全重35吨,携带4枚导弹,乘员4人,战斗准备时间为5分钟,转换阵地后的战斗反应时间为20秒。
  9A316导弹装填发射车用于运输和存储导弹,需要时也可发射导弹。车上有四联装发射架,4枚待发弹(装在发射架上)和4枚备用弹。车上不带照射和导弹制导雷达,而装有装填装置。装填装置可为本车的发射架装填导弹,也可为自行式发射单元装填导弹。当装填发射车发射导弹时,由高架照射和导弹制导雷达车或自行式发射单元的照射和导弹制导雷达为其照射目标和传送弹道修正指令。该车采用了GM-577型履带式底盘,长8米、宽3.3米、高3.8米,战斗全重38吨,发射架上携带4枚导弹,运输支架上携带4枚导弹;自我装填时间15分钟,对发射车装填时间为15分钟,吊臂升举力1000千克。9A320装填发射车采用了KPAS 9001轮式载重车底盘,战斗全重35吨。
  9S510指挥控制车主要用于分析发射单元周围的空情,控制和监视各个发射单元,为各发射车指示和分配目标,该车采用的GM-579型履带式底盘长8米、宽3.3米、高3.8米,战斗全重30吨;可同时跟踪50~80个目标,照射指示16~36个目标,同时控制6个火力单元,反应时间2秒,乘员6人。此外,系统还可以使用采用KPAS 9001轮式载重车底盘的指挥控制车,战斗全重25吨。
  9S36目标照射和制导雷达为多功能平面相控阵雷达,用于为指挥控制车提供空情图,对目标进行探测、捕获、跟踪、识别和分类。该雷达采用电子扫瞄的相控制阵天线,天线安装在升举高度达22米的升举臂上,确保可以在森林地带和起伏地形条件下发现低空和超低空目标。系统处于发射状态时,雷达完成目标照射,并把弹道修正指令传给飞行中的导弹。发现目标的区域:方位角±45°,高低角 70°,对1~2平方米、高度3000米反射面积目标的发现距离为120千米,高度为10~15米时达30~35千米;目标跟踪区域:方位角±60°,高低角-5~+80°,可同时跟踪10个目标,对4个目标进行射击时的照射制导,可承受最大风速30米/秒。雷达系统可以安装在GM-569型履带式底盘(重36吨)或者KPAS 9001轮式载重车底盘上(重30吨),乘员4人,外形尺寸与导弹发射车、装填车相当。
  9S18M1-3目标搜索雷达是一种三坐标厘米波多普勒脉冲搜索雷达,采用电子扫瞄波束进行高低角垂直扫瞄,方位角采用机械扫瞄,主要通过加密无线电系统为9S510指挥控制车(指挥站)提供有关空域的空情数据。发现目标的区域:方位角360°,高低角 50°,对1~2米2反射面积、高度3000米目标的发现距离为160千米,雷达成像时间4.5~6秒。雷达系统可以安装在GM-569型履带式底盘(重36吨)或者KPAS 9001轮式载重车底盘上(重30吨),乘员3人,外形尺寸与导弹发射车、装填车相当,行军战斗转换时间不超过5分钟。
  除以上系统组成外,“山毛榉”-M2系统还可以配用电子对抗部队的85V6-A被动式无线电测向定位系统(“山毛榉”M1-2系统也配用了该系统),为防空预警雷达提供补充信息。该定位系统由3个测向站和1个控制站组成,3个检测站之间相距30千米,控制站靠近其中的一个测向站,可对空中、水面、地面等携带无线电发射源的目标精确定位,对频率变化的信号和干扰信号进行有效的检测,可在一个搜索周期内发现辐射源的距离和信号的参数,在6~10秒内把信息送至控制站和其他用户,通过人工操作天线对准辐射源及其航迹。
  “山毛榉”-M2基本性能
  “山毛榉”-M2系统采用了新型9M317导弹、新型多通道自行导弹发射车和升举臂式照射和引导雷达,各项作战性能有了大幅提高,最大射程达到了50千米,最大射高达到25千米,具备了相当强的防空反导一体化作战能力。一个 “山毛榉”-M2 防空导弹营可同时跟踪和打击24个飞行高度从15米到25000米高度、雷达截面积大于0.05米?的目标;对雷达反射面积为1米?目标的最大拦截距离为45~50千米,单发毁伤概率可达70%~90%;对100米高度飞行的空射巡航导弹(ALCM)和最大速度为1200米/秒的战术弹道导弹的拦截距离可达20千米,单发拦截概率达到70%~80%。战时在发射架开启的情况下,系统反应时间10秒,发射车可以30千米/时的速度行驶,到达新阵地后只需20秒即可投入战斗。
  从以上作战性能可以看出,“山毛榉”-M2系统综合性能十分出色,不愧是俄陆军的防空反导“利剑”。但与其他防空武器系统相比,它最大特点就是对付超低空目标的能力超强,是巡航导弹、无人机和直升机等的“克星”。这主要是由于“山毛榉”-M2系统采用了安装在有半伸缩机械装置的自行车辆上的照射和引导雷达,其半伸缩机械装置能在2~3分钟内将目标跟踪与照射站的天线系统升高22米,从而大大增加对超低空目标的侦测距离(是原来的2~3倍)。据俄方资料,该雷达能发现距离40千米、飞行高度为10~50米的巡航导弹,并在20千米的距离上拦截消灭它们,这种工程设计方案和装置在世界上也是独一无二的。一系列作战试验和演习数据表明,采用多通道照射和引导雷达的“山毛榉”-M2防空导弹系统是对付超低空飞行巡航导弹的最佳利器。该系统能够拦截8~12枚巡航导弹,并且命中率更高,击落一个目标所消耗的导弹数量少于S-300和S-400系列防空导弹系统,而且防空导弹价格只有后者的50%,其效费比远远优于俄罗斯国内和国外同类型的其他防空武器。此外,计算和试验还表明,在“山毛榉”-M2和“道尔”-M2系统组成混编营模式下,由统一指挥所在统一的信息空间内进行作战指挥时,其作战效能可提高1.5倍,对抗“哈姆”反辐射导弹攻击的能力提高7~11倍。
  此外,“山毛榉”-M2系统的作战编成方式灵活多样、反应速度快也是其突出特点。“山毛榉”-M2系统可以运用两种火力单元:一是由1辆导弹发射车和1辆导弹装填发射车为一个单元,最多组成4个单元,可同时射击4个最小高度为20米的目标;二是由1辆9S36目标照射和制导雷达车和2辆导弹装填发射车为一个单元,最多组成2个单元,可同时射击4个最小高度为20米的目标。从行军状态转为战斗状态的时间:第一种模式为5分钟;第二种模式为10~15分钟。在开机状态下转换阵地只需要20秒。
  目前,“山毛榉”-M2系统的列装大大提高了俄陆军野战防空反导能力,特别是反巡航导弹和战术弹道导弹能力,其综合作战效能得到了俄军防空专家和作战部队的高度评价。随着陆军集团军防空导弹旅开始批量换装“山毛榉”-M2,该系统将在未来10~15年成为俄陆军战役/战术层级防空反导作战的中坚力量。作为俄陆军野战防空反导承上启下的主战装备,它在战役层面还得到S-300V4远程防空反导系统(最大射程达200千米,已于2011年列装)的加强,在战术层面得到“道尔”-M2近程高机动防空导弹系统(射程15千米,已于2011年列装)的补充,它们共同构成了一个射程200千米、射高30千米以下的高效防空反导火力网,具有较强的体系作战能力。
  发展趋势
  继“山毛榉”-M2系统之后,俄罗斯正在对“山毛榉”系统进一步深度挖掘改进,研制试验“山毛榉”-M3新型中程防空反导系统,系统代号9K317M。目前,该系统的研制已进入后期阶段,计划2015年前完成试验定型,2016年装备部队。据俄有关资料信息透露,“山毛榉”-M3系统将装备性能更加先进的9M317M型防空导弹,对距离2.5~70千米、高度15~30000米内的作战飞机、巡航导弹、直升机和空地导弹等空气动力目标具有高效拦截杀伤能力,具备反隐身目标能力,可拦截最大飞行速度3000米/秒的战术弹道导弹,1个“山毛榉”-M3防空导弹营可同时跟踪射击36个目标。
  针对现役“山毛榉”-M2和即将完成研制的“山毛榉”-M3出色的战术技术性能,俄罗斯有防空专家认为,目前俄军正在大力发展的另一种中远程新一代“勇士”新型中程导弹系统(装备国土防空军,系统研制工作已近尾声,已列入2020年前国家武器装备发展规划,计划2020年前采购装备30套)显得有些多余。但总的来说,俄罗斯在研制中程防空导弹系统领域的技术基础比较雄厚,实战经验和积累也十分深厚,无论是陆军装备的新型“山毛榉”-M2,还是国土防空军将装备的S-350E“勇士”系统,它们在未来15~20年都将是具有世界一流防空作战水平的武器系统。
  (编辑/栀子)
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