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国土防空反导的雷神之锤

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  进入21世纪以来,俄军面对信息化战争的空袭特点和突防压力,不断加大新一代防空反导系统研制装备力度,着力打造新型空天防御体系。其中,S-400系统以其独特的一体化综合集成设计思想、高性能的新型防空导弹和先进的新一代相控阵雷达技术,集俄军众多防空反导武器系统之大成,将成为2020―2030年俄罗斯新一代空天防御装备体系的核心骨干武器系统。该系统既可以承担超远程的国土防空任务,又能完成非战略性的导弹防御任务,作战对象包括各种作战飞机、空中预警机、战役战术导弹以及其他精确制导武器,具备强大的国土防空反导作战能力。因其性能明显优于西方国家的第四代防空导弹,俄也称其为“四代半”防空导弹系统,并给它起了一个响亮的名字“凯旋”。
  研制背景
  20世纪80年代末,在S-300P中远程防空导弹研制成功并大量列装前苏联防空军部队之后,金刚石设计局就开始进行新一代中远程防空导弹的预研工作。进入90年代后,以海湾战争为代表的高技术局部战争展现出了新的特点,广泛运用精确制导武器系统的空袭战役几乎可以独立地决定局部战争的胜负,发展防区外远程空对地导弹已成为西方军事强国提高空袭作战能力的一个主要趋势。俄军发现自己装备的三代防空武器系统均不足以拦截敌方大规模空袭兵器的饱和攻击,因而加紧改进S-300P系统,先后研制装备了S-300PMU-1和S-300PMU-2系统,并在S-300PMU-1/2系列基础上以全新的设计思路研制新一代S-400防空导弹系统。
  90年代中期,面对北约东扩不断逼近俄罗斯的咄咄态势,俄罗斯加大国防投入并整合科研资源,S-400系统研制步入快车道。由新组建的金刚石-安泰集团为总体单位,对系统进行总体设计并具体负责导弹系统作战指挥车、防空导弹发射系统(不包括导弹本身)、多功能相控阵雷达系统及其他相关机械、电子设备的研制;由火炬设计局负责研制新型的射程更远的防空导弹;由俄罗斯测量仪器科学研究院具体负责研制系统除相控阵雷达以外的各种无线电探测设备。
  研制历程
  1999年1月12日,俄军方在阿斯特拉罕州卡普斯金国家靶场成功进行了S-400防空导弹系统的首次成功试验并于当年正式向外界公开,俄军正式将其命名为“凯旋”,北约将其命名为“萨姆”-21(“咆哮者”)。8月,S-400系统的部分设备首次在莫斯科国际航展上展出。
  2001年,S-400主要系统测试基本完成。
  2004年,俄军首次采购了2套S-400防空导弹系统,开始野战条件下的先期部署试验。
  2005年年底,俄军宣布S-400系统完成国家定型试验,即将装备部队。但该系统是S-400系统的早期型号,个别新型远程导弹型号尚未完成最后研制。
  2006年,S-400系统完成全系统调试,开始进入初始生产阶段。
  2007年4月28日,S-400系统交付首个营套,正式列装莫斯科近郊的国土防空部队,并于同年8月6日开始担负首都防空战备值班任务。
  2009年,再交付1个营套S-400系统,且48N6E3中远程导弹完成研制,该弹最大射程达到260千米,最大射高为27千米,成为目前S-400防空导弹系统中射程最远的导弹。该导弹的列装,标志着S-400系统已基本成熟,正式进入大规模批量生产和部署阶段。
  2010年,俄军将S-400投入批量生产和列装,成为世界上第一个实战部署第四代防空导弹系统的国家。为满足巨大的国内换装和出口需求,俄罗斯已扩建了3个防空导弹系统生产厂,加紧生产S-400系统。
  2011年,交付2个营套,S-400系统正式进入批量生产和列装阶段。
  2012年4月,2个营套开始担负战斗值班任务,部署在加里宁格勒。
  2013年,又交付2个营套(东部军区和波罗的海舰队各1个营套),并且从当年开始以整团的形式向军方交付装备。
  2014年,俄空天防御部队接收了2个S-400防空导弹团装备,并从当年开始至2020年以每年2~3个团的速度换装。
  结构和技术特点
  S-400系统是一种与传统防空导弹系统不同的武器系统,它不是以单一型号导弹形成的火力单元,而是在S-300PMU系列基础上,将现有多种防空导弹系统加以改造组合,配以指挥控制设备,使各部分防空装备综合集成为一个一体化的防空系统。它不仅是目前世界上射程最远、作战空域最广的防空导弹系统(发现和拦截目标的最大距离达400千米,故起名S-400),也是世界上唯一能选择发射多种射程的导弹、拦截各种空袭兵器、兼有防空和反导作战能力的防空反导武器系统,具有反隐身目标和巡航导弹的能力。
  S-400系统由1个指挥控制系统和几个导弹火力单元组成。通常一个火力单元包括1部相控阵制导雷达和8辆导弹发射车。系统配置类似于S-300P系列,主要有指挥控制系统、导弹、导弹发射车、照射制导雷达和保障系统。系统各部分均装在通行能力很强的重型卡车底盘上,具有高度的机动性和快速反应能力。
  导弹 S-400系统采用的导弹有8种型号:新研制的40N6远程导弹;48N6E、48N6E2、48N6E3中远程导弹(S-300PMU-1/2配用),以及9M96E和9M96E2等中近程导弹。远程导弹主要对付远程高空目标,如预警机、高空高速侦察机、中远程空地导弹载机和电子战飞机;中程和中近程导弹统筹兼顾反战术弹道导弹和反飞机;近程导弹用于反巡航导弹、一般空地导弹、反辐射导弹、精确制导炸弹、作战飞机、武装直升机和无人机等任何低空超低空空气动力目标。   远程导弹是该系统的核心武器,其最大射程设计指标为400千米,装有主动或半主动雷达寻的头,主要用于攻击敌方的预警机。目前,该导弹仍在研制中,尚未完成最后的试验定型,有关数据也未公开。2015年4月4日,俄空天防御部队副司令基里尔・马卡罗夫少将透露,俄军方近日成功试射了一枚用于S-400系统的射程达到400千米的导弹,导弹成功摧毁了目标。这表明,40N6远程导弹的研制定型接近完成。
  48N6E3中远程导弹是在S-300PMU-1和S-300PMU-2使用的48N6E1/2系列导弹基础上研发而成,最大射程达到了260千米。新型48N6E3导弹采用了先进的复合制导技术和智能化的无线电引信,制导精度和抗干扰能力大幅提高。据俄军方透露,48N6E3导弹的杀伤概率较过去S-300PMU-1/2系列所采用的导弹有了明显提高。导弹最大脱靶量由S-300PMU-1的9米以上提高到了3米以内。此外,新型导弹采用多点起爆式的定向破片杀伤战斗部和智能化无线电引信,使导弹在对付空中来袭目标时,不仅能够根据目标信息精确控制战斗部引爆的时机,还能根据目标类型及目标与导弹在交会时的具体情况,自动选择和控制战斗部的起爆状态,从而确保对目标的杀伤概率。
  9M96E和9M96E2导弹是俄罗斯火炬设计局研制的新型中程小型化导弹,前者主要用于反战术弹道导弹,后者主要用于反飞机,与S-300PMU-1和S-300PMU-2使用的48N6E和48N6E2相比,射程缩小,重量尺寸也大幅度减小。9M96E和9M96E2导弹的弹上设备、战斗部和结构完全相同,只是发动机不同。9M96E2的发动机更大,因此导弹比9M96E长0.9米,射程也不一样,9M96E2最大射程120千米,9M96E最大射程为40千米。这两种导弹也可配用于S-300PMU-2和S-300PMU-3系统。
  导弹采用鸭式气动布局,有4个折叠式尾翼和4个可转动的前翼,它们在导弹出筒后展开。制导方式为初始段惯性制导/中段指令修正/末段主动寻的。导弹采用了弹上惯性导航系统,在中制导段靠地面雷达站进行无线电指令修正。导弹最大过载是:9M96E在距离为15千米时60g,40千米时30g;9M96E2在距离为15千米时60g,120千米时20g。在导弹飞行末段,采用主动雷达寻的和火箭喷气发动机修正技术。该技术的核心是在战斗部后弹体的质心附近,环绕弹体装有24个微型火箭喷气发动机。根据导弹主动寻的头的指令点燃某个微型火箭发动机,依靠火箭的喷气改变导弹的飞行姿态和方向,达到修正导弹飞行偏差的目的,从而提高导弹的命中精度。采用的多点起爆定向战斗部,杀伤破片密度大,导弹能在杀伤目标的最要害部位起爆,对目标的杀伤威力提高了2.5倍,战斗部的重量为24千克。
  配用的无线电近炸引信可以控制战斗部的起爆状态和起爆时间,战斗部可按指令工作在三种状态:一是非定向宽飞散角状态。当无脱靶方向数据时,采用中心起爆方式获得约60°飞散角的破片飞散区;二是非定向窄飞散角状态,采用轴向多点起爆获得窄飞散角,提高破片密度和杀伤半径;三是破片方位定向飞散状态,这是有脱靶方向参数时的工作状态,此时引信起爆战斗部边缘的几个起爆点,使战斗部破片集中飞向目标方向,并使破片速度和密度比非定向起爆提高1.5倍~2.0倍。
  火力单元 S-400火力单元由载有多部防空导弹的导弹发射车和多功能相控阵雷达车组成,它既可以在改进型30K6E指挥系统的指挥、协调下完成战斗任务,也可以利用自身装配的92N6E多功能相控阵雷达独立实施目标跟踪、识别及导弹发射等战斗行动,具有很强的自主作战能力。该系统所装配的92N6E多功能雷达为三坐标脉冲透射式相控阵雷达,具有可同时对多达100个目标进行航迹跟踪的能力,在战斗状态下,可对100个目标中威胁最大的6个目标进行锁定并详细跟踪。同时,该雷达还可以在目标实施有源或无源电磁干扰条件下及在复杂地形、气象情况下,对目标进行自主搜索、截获及自动跟踪等。同时,92N6E多功能雷达的处理设备采用现代高效率的计算和通信系统,可以实时同改进型的30K6E指挥系统自动交换信息。
  导弹发射车的发射装置和底盘有三种不同的配置。一种是发射装置带4个标准储运发射筒,每个发射筒可发射1枚新研制的射程为400千米的导弹,还可发射火炬设计局研制的中程防空导弹,底盘是马斯和克劳斯重型汽车。另一种是轻型自行式发射装置,底盘采用越野性能好的6×6卡马斯三轴汽车。行军时,发射筒水平放置,战斗状态时垂直竖立。用起重机对发射筒再装填。1个典型的轻型作战单元包括1部火控系统、3辆轻型自行式发射车和1辆运输装填车。第三种发射装置有3个大发射筒,可发射S-300防空系统的导弹,在不同的位置上还有4个小发射筒。因此,可根据作战需要混装两种不同类型的导弹。该发射装置的底盘为8×8轮式越野车。S-400系统的导弹发射装置沿用了S-300系统的垂直冷发射方式,各型导弹均可进行冷发射。发射时,先利用空压将导弹弹出,在发射装置上方30米高度导弹发动机启动。采用这种发射方式安全性好,能全方位攻击目标。S-400的导弹发射车能远离制导雷达部署,具有更好的安全性。
  指挥控制系统 S-400防空导弹系统所用的指挥控制系统是从上一代S-300PMU-2“骄子”防空导弹系统所采用的30K6E指挥系统改进而来,可同时指挥各火力单元的能力由原来的6个提高到8个。此外,其抗干扰能力、目标通道的数量、以及对高速目标处理等方面的能力均比30K6E指挥系统有不小的提高,并可通过数据链实时与俄军其他地面指挥系统及俄军歼击航空兵的指挥系统相联。
  改进型30K6E指挥系统包含1部55K6E作战指挥车。该车装备有数字计算机、数据传输、无线电通信、行军导航联测与卫星定位等先进的车载设备。车上共设有5个指挥/工作台,每个指挥/工作台位上的数字显示设备一改原来俄军使用老式黑白阴极显像管的传统,而使用了更轻便、抗震能力更强、显示分辨率更高的国产18英寸多功能军用彩色液晶显示器。55K6E作战指挥车还可以根据自身雷达系统、附属雷达系统及友邻协同情报系统提供的信息对S-400系统进行自动化指挥。系统发现目标的最大距离达600千米,同时跟踪的目标数达300个,能发现和跟踪各种战略/战术飞机,包括预警机、电子战飞机、隐身目标、战术弹道导弹和低飞巡航导弹在内的各种空袭兵器。指挥控制系统能控制8个火力单元,可以同时对72枚导弹进行制导,指挥射击36个目标。
  使用特点
  S-400系统是从S-300P系列防空导弹中脱胎换骨发展而来的一种新型的防空导弹系统。俄罗斯军工技术人员在研究时充分利用了俄在无线电、雷达、火箭制造、微电子技术及计算机技术等领域的最新成果,使该系统不仅大幅超越了俄上一代最先进的S-300PMU-2“骄子”防空导弹系统,而且在许多战技性能指标上也超过了目前美国最先进的“爱国者”-3型防空导弹系统。具体有如下几个突出特点。
  雷达探测距离远,抗干扰能力强 S-400系统全部使用相控阵雷达,雷达功率大并可全方位覆盖搜索,发现目标能力有了大幅提升,系统配备的91N61相控阵搜索雷达功率较S-300P系列的雷达,功率有明显增强,具有双面扫描、全向扫描的能力,可不间断地进行360°、不留死角的扫描和搜索防空区域,可在600千米的距离上探测和跟踪战斗机、巡航导弹、无人机等空中目标,以及高空来袭的近、中程弹道导弹。它可以在极短的时间内完成目标的敌我识别、航迹跟踪等任务,让高空、低空任何角度来袭目标都难以逃过其“法眼”,从而使整个系统在对抗低空、高速来袭目标的防空能力和对付隐身目标的能力大大提高。此外,91N61相控阵雷达还具有很强的抗干扰能力,其不但能快速识别各种真假目标,还能快速确定敌有源干扰机的方位。
  S-400系统火力单元所配属的照射制导雷达为先进的92N6E多功能相控阵雷达。雷达探测和跟踪距离远,可同时完成搜索、跟踪、识别目标、制导导弹、反电子干扰等任务,具有很强的自主作战能力。在战斗状态下,可同时对100多个目标进行航迹跟踪,并对其中威胁最大的6个目标进行锁定并详细跟踪。同时,92N6E多功能雷达的处理设备采用现代高效率的计算和通信系统,可与改进型30K6E指挥系统自动实时交换信息,并可在目标实施有源或无源电磁干扰条件下及在复杂地形、气象情况下,始终保持对目标进行自主搜索、截获及自动跟踪等。此外,S-400所采用的结构和展开式通信系统,可实现武器系统与各指挥机关相连接;能自动跟踪发现拦截目标;导弹在飞临攻击目标前能识别敌我。由于作战过程的高度自动化,可大幅减少技术维护人员。
  导弹覆盖空域广,作战效能高 S-400系统标配的远程导弹为48N6E2及48N6E3型。这两种导弹分别可以对付最大速度为2800米/秒和4800米/秒的来袭目标,具有射程大、精度高等特点。其中,48N6E2型导弹的最大射程为200千米,48N6E3型最大射程约为260千米,使S-400成为当今世界上现役射程最远的防空武器系统。为了更好地在近距离(40千米~100千米)内进行中、低层的防空反导作战,S-400系统还配备有9M96E和9M96E2中近程导弹,这两型导弹前部均设计为目前流行的鸭式布局,采用惯性+指令修正+主动雷达寻的组合式复合制导,最大射程分别为40千米和120千米,具有很高的抗干扰性、空中高速机动能力和单发杀伤概率。
  由于S-400可选择发射多种不同射程的导弹攻击不同的目标,形成近、中、远程,高、中、低空梯次配置多层防御,既可对付各种战略/战术飞机、空地导弹、巡航导弹,也能拦截预警机、远程电子战飞机、隐身飞机,还具有较强的反弹道导弹目标的能力,能拦截射程为3500千米、速度达4800米/秒的弹道导弹,对气动目标的杀伤区为高界30千米、低界10米、远界260千米、近界3千米的扇形区域,对弹道导弹目标的杀伤区为高界27千米、低界2000米、远界60千米、近界5千米的扇形区域。与S-300相比,S-400在目标命中率和速度方面的性能提高1倍,而抗干扰能力则提高了4倍。一个S-400系统防空团可同时引导瞄准72个目标并攻击其中的36个,从行军状态到战斗状态展开的反应时间为5分钟。俄军方认为,1套S-400系统能替代3套S-300系统,是当今世界上作战效能最高的防空导弹系统。
  信息化和模块化程度高,体系作战能力强 S-400系统整体设计独特,信息化和模块化程度达到了相当高的水平,可实现多系统信息共享、联网作战,大大提高了整个防空体系的作战效能。S-400系统在设计时就充分考虑到了系统内部、相同系统之间及系统与其他防空信息源之间情报共享、互联互通的问题,整个系统建立在基于数据链信息传输的分布式、网络化的开放式体系架构上,因此能迅速建立模块化的防空系统,并根据战场态势和战术需要来选配不同型号的导弹对抗来袭目标,充分发挥了系统的整体作战效能,代表了未来地面防空导弹系统的发展趋势。
  目前,S-400是世界上唯一一种可以发射多种型号防空导弹的防空系统,包括低空、中空、高空,近程、中程、远程的各类防空导弹,作战效能十分突出。由于S-400系统具备性能好、机动性强和便于隐蔽部署等特点,俄军通常将其与其他中近程防空导弹系统搭配使用,采取多层拦截的作战样式,提高防空反导作战效能。如在莫斯科地区,就是采用了双层环形防御的典型作战部署,即外层环形防御圈主要由地面远程警戒雷达和S-400系统组成,内层环形防御圈主要由地面近程警戒雷达、S-300以及陆军“山毛榉”-M1/M1-2、“山毛榉”-M2中程防空导弹系统和“道尔”-M1/M2、“铠甲”-S1、“通古斯卡”-M1近程防空导弹系统、高射炮组成,构成了严密的防空作战体系。
  装备现状和发展趋势
  截至2014年年底,俄军共部署了7个S-400防空导弹团,其中2个团部署在莫斯科近郊,担负首都防空作战任务;西部军区、东部军区、南部军区各部署1个团,并全部进入战斗值班状态。每个团下辖2个S-400防空导弹营,每个营装备有8套发射装置及作战辅助车辆等装备。根据计划,2020年前,俄军将采购部署28个团的S-400系统,共标配448部发射装置、1796枚导弹,其中在莫斯科首都防空圈将部署5个~6个S-400防空导弹团,使其成为未来20~30年的主力国土防空反导武器系统。
  目前,S-400系统还在进一步完善中。与此同时,俄军已在S-400的基础上加紧研制具有空天一体防御能力的S-500系统。该系统将实现S-400系统设计中未达到的一些性能和指标。根据有关计划,俄罗斯将在2015―2017年,S-400系统满足本国需求的基础上,开始向部分友好国家出售S-400系统,以占领传统的防空武器系统的国际市场。根据规划,在未来20~30年内,S-400系统将逐渐取代S-300PMU-1/2系统,与S-500系统一起构成俄军新型空天防御体系的骨干装备。
  (编辑/栀子)
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