地空導彈:長纓在手縛蒼龍
                                                                        來源:科普中國
                                                                        發布時間:2023-11-22
                                                                        瀏覽次數:1248

                                                                        地空導彈是從地面發射攻擊空中和太空目標的導彈,過去主要是防御航空兵器,如偵察機、轟炸機、戰斗機、直升機、無人機、巡航導彈等?,F在為了應對日益嚴峻的空天進攻體系,正在向空天防御一體化方向發展。與高炮相比,地空導彈射程遠、射高大,單發命中率高;與截擊機相比,地空導彈反應快、威力猛,受目標速度和高度限制小,可在高、中、低空及遠、中、近程構成多道綿密的防空火力網。


                                                                        作為現代防空武器系統的重要組成部分,地空導彈走過了怎樣的發展歷程?當前主要技術特點有哪些?未來發展趨勢如何?請看解讀。


                                                                        地空導彈逐漸成為“以地制空”的關鍵力量

                                                                        有矛就有盾,戰爭的攻防統一律決定了空襲與反空襲相反相成的同一性。從1870年普法戰爭,普軍為擊落法軍聯絡氣球而制造的“防氣球炮”,到一戰、二戰中大顯神威的高射炮、探照燈、防空雷達……防空兵器隨著空襲兵器的不斷進步也“水漲船高”,攻防雙方在戰爭舞臺上演了一幕幕激烈對抗的生動活劇。


                                                                        二戰中期,盟軍開始轟炸德國本土。為了對抗美英鋪天蓋地來襲的轟炸機群,德國加緊研發比高炮打得更高更遠的地空導彈,主要有“龍膽草”“萊茵女兒”“蝴蝶”“瀑布”等型號。這些型號的導彈研究都取得不俗進展,但未及投入實戰,納粹德國即告覆滅。德國在該領域做出的開拓性探索成為戰后美、蘇研究地空導彈的基礎。


                                                                        第一代地空導彈從二戰結束到20世紀50年代末研制,主要發展國是美、蘇兩家。他們在攫取德國導彈技術人才和資料的基礎上,研究、仿制、試驗了一批導彈,同時開始自行設計制造第一代地空導彈。為了對付戰略轟炸機、戰略偵察機等高空高速目標,美、蘇重點發展中高空、中遠程導彈,主要代表型為美國的“波馬克”和“奈基”Ⅰ、Ⅱ型導彈,前蘇聯的薩姆-1和薩姆-2等。第一代地空導彈一般射程可達50千米,最遠達到140千米,射高30千米左右,對高空飛機構成了一定的威脅。


                                                                        第二代地空導彈是20世紀50年代末至60年代末發展的。由于中高空、中遠程導彈的威脅,以往以高、中空突防的作戰飛機開始采取低空、超低空突防的戰術,空襲兵器的重大變化引起反空襲兵器的相應變化,新一代機動性好,反應速度快,能夠攻擊中低空、中遠程和低空、近程目標的地空導彈相繼問世,代表性的型號有:美國的“霍克”“小槲樹”“紅眼”和前蘇聯的薩姆-3、薩姆-6、薩姆-7等。此外,中高空、中遠程地空導彈也有發展,前蘇聯研制成功薩姆-4、薩姆-5兩型導彈,其中薩姆-5射程達到250千米,曾廣泛裝備華約和中東各國。第二代地空導彈的特點是:具有機動發射能力,反應速度較快,導彈自動化程度較高,制導體制多樣化,基本形成高中低空、遠中近程的全空域火力覆蓋。


                                                                        第四次中東戰爭,以色列空軍的低空、近程突防戰術,迫使埃、敘兩國采取彈炮結合、全空域攔截。僅埃及就在正面90多千米、縱深30 千米地域內配置了62個地空導彈營,200具薩姆-7導彈和3000多門高炮。此戰以色列損失飛機114 架,70%是地面防空武器所為。戰爭中還發生了“一石三鳥”的奇聞:以色列共發射22枚“霍克”,居然擊落了25架敵機。


                                                                        第三代地空導彈是20世紀60年代末至70年代末發展的。由于防空武器初步形成了全空域防衛態勢,所以空襲兵器飛行高度變化不大,仍以低空和超低空突防為主,這一代地空導彈除蘇聯的薩姆-11中程導彈外,其余全是低空、近程地空導彈,更多國家加入了地空導彈研發,單兵防空導彈也迅速發展。第三代地空導彈的代表型有:美國的“毒刺”,前蘇聯的薩姆-8、薩姆-9,英國的“山貓”“輕劍”“吹管”,法國的“響尾蛇”,法德合研的“羅蘭特”及瑞典的RBS-70等。


                                                                        20世紀80年代,阿富汗游擊隊用美國提供的“毒刺”導彈重創入侵蘇軍?!岸敬獭泵新式咏?0%,戰爭后期,很多蘇軍米-24武裝直升機都受領了一項悲慘任務:如果不能解除運輸機起降時面臨的敵情威脅,遭到“毒刺”攻擊時,直升機就要沖過去替運輸機擋導彈。具有諷刺意味的是,美國發動“反恐戰爭”期間,塔利班用當年美國援助的“毒刺”抗擊美軍依然有效,美軍飛行員也深切體會了芒刺在背的威脅。


                                                                        第四代地空導彈是20世紀70年代末以后發展的。此間,戰機大量采用隱形技術,速度提高到2馬赫左右,機動能力和低空突防能力較強;戰術彈道導彈目標小、速度快,構成了新的威脅,令地面防空更加復雜。為了防空反導,第四代導彈在兼顧低空的基礎上,注意全面發展各種類型,其代表型包括:美國的“毒刺”系列、“愛國者”系列、“改霍克”等,俄羅斯的“針”系列、彈炮結合的薩姆-19和薩姆-22、自行式地空導彈系統薩姆-15和薩姆-11以及戰略級地空導彈系統S-300、S-350勇士、S-400凱旋、S-500普羅米修斯等,法國的“西北風”系列,英國的“星光”, 以色列的“箭-2”,日本的91式“凱科”,意大利的“防空衛士”等。這一代導彈由于采用了相控陣雷達和先進的微電子技術,使地空導彈系統能跟蹤和攻擊多目標,在命中精度和作戰效能方面也有很大提高。


                                                                        1991年海灣戰爭,美軍“愛國者”多次攔截伊拉克“飛毛腿”,開創了地空導彈攔截戰術彈道導彈的“彈打彈”先河。1999年科索沃戰爭,南聯盟地空導彈部隊,在世界上首次擊落美制F-117A隱形飛機,打破了美軍隱形飛機不可戰勝的神話。進入21世紀,地空導彈已成為國土防空、要地防空、野戰防空不可或缺的防御和威懾力量。


                                                                        地空導彈為什么行

                                                                        先進的總體設計。目前,世界上一流的地空導彈系統都采用了先進的總體設計技術。大都以通用化、模塊化設計為指導思想,基于成熟的氣動外形,通過增加助推器形式實現導彈系統的快速迭代和族化發展;以“更高、更遠攔截”為發展方向,通過對氣動外形和動力系統的不斷優化,提高導彈的末速和平均速度,降低制導系統的設計壓力,拓展地空導彈的作戰遠界。美國的“愛國者”系列以成熟的氣動布局,通過彈上設備升級實現作戰能力提升,兼具防空反導一體化功能。


                                                                        科學的氣動布局。導彈的氣動布局主要包括彈體的外形設計,翼面(包括彈翼、尾翼、舵面等)的外形及其在彈身周向和縱向的布置。先進地空導彈的氣動布局各有千秋。俄羅斯的S-300、S-400、S-500等地空導彈,通過無翼尾舵式氣動布局實現較優的升阻比和高速飛行性能,利用大攻角飛行技術提升導彈的可用過載能力。以色列的“箭-2”導彈,在彈體上安裝了四片充分運用空氣動力學技術的可動翼片,藉此提供低高度攔截時的機動能力。


                                                                        直氣復合控制技術。第四代地空導彈很多都采用直接力技術提升導彈的響應速度,但直接力發動機的高溫高壓噴流與高速來流相互作用,形成復雜的流場會產生附加的氣動力和氣動力矩,難以實現導彈的高精度制導,直接力∕氣動力復合控制技術可有效提升導彈控制系統的魯棒性、快速性和穩定性。美國的ERINT導彈采用脈沖式姿控動力系統,在導彈接近目標時通過氣動力∕直接力復合控制,實現導彈的快速機動并提高命中率。


                                                                        大威力、高精度探測技術?,F代空襲兵器的隱身性越來越好,大威力、高精度探測技術是應對隱身目標威脅的基礎。隱身目標的雷達散射截面積(RCS)一般為0.01~0.1m2,為實現遠距離高精度探測,先進地空導彈系統往往采用大功率相控陣導引頭技術。彈上相控陣雷達導引頭通過加大T∕R模塊功率提升對目標的探測距離;相控陣導引頭跟蹤帶寬大,角速度跟蹤能力強,具備波速快速電掃角度搜索能力,可對目標速度、距離和角度進行搜索、探測、截獲、跟蹤,大大降低了對地面制導站的要求。同時,相控陣導引頭高頻去耦性能好,隔離彈體擾動能力強,通過與引信一體化設計還可實現設備的小型化?!皭蹏摺毕盗械拿恳淮紊墡缀醵及殡S著導引頭精度和探測威力的提升,ERINT導彈采用的毫米波導引頭就具有極高的探測精度。


                                                                        高性能毀傷技術。實現對隱形飛機、巡航導彈、彈道導彈等目標的有效毀傷是地空導彈的重要任務。傳統地空導彈多為爆破式或破片戰斗部技術,戰斗部飛散角度難控制,毀傷效率低。近年來,以多點定向破片戰斗部技術、含能自適應起爆戰斗部技術、多模復合戰斗部技術、動能毀傷技術等為代表的高效毀傷技術逐漸成為主流,導彈戰斗部更加“智能”,破片可控性更好,毀傷效率更高。


                                                                        地空導彈未來發展方向

                                                                        系列化。地空導彈研發風險高、投入大、技術復雜,軍事強國往往采取彈族化、系列化的發展途徑。美國的中遠程地空導彈裝備只發展了“愛國者”系列,通過彈上設備替換升級和氣動外形優化設計,實現對新威脅目標攔截能力的快速提升。俄羅斯列裝的S-400、S-500,包括在研的S-550,都是在S-300系統的基礎上逐步發展而來的,發展過程中始終堅持一彈多用、功能模塊通用的指導原則,通過系統平臺升級和導彈作戰能力的加強,實現作戰空域高中低、遠中近覆蓋和防空反導一體化能力提升。未來地空導彈研發,大概率仍會加強頂層規劃設計,集中力量集約發展,適度精簡型譜系列,盡量避免重復建設,同時堅持模塊化發展思路,通過模塊的共用及功能升級,實現地空導彈系統的系列化發展。


                                                                        通用化。俄羅斯從第四代防空武器開始,很多裝備都按照陸、海、空三軍通用原則研制,不僅包括遠程、中遠程、中程系列的S-300、S-350、S-400、S-500,還包括近程末端的“鎧甲”系列和超近程末端的“夢神”。三軍通用既降低了研制成本,也更容易實現從單軍種作戰能力向多軍種聯合作戰能力的整合轉變。防空作戰正在由傳統的多火力平臺集成作戰向陸??仗煊袡C融合的網絡化作戰發展,為了有效提升陸基、?;?、空基、天基分布式預警探測和火力打擊資源的利用效率,全面提升一體化作戰效能,未來防空導彈系統建設可能以多域戰概念為牽引,向著打造三軍通用空天防御裝備體系的方向發展。


                                                                        一體化。未來,空天一體進攻將成為空襲的常態,空天一體防御即將成為新的戰略制高點。防空反導一體化是應對日益嚴峻空天進攻體系的有效途徑。下一代中程、中遠程防空導彈武器系統必然會向防空反導一體化集成方向發展??赡軙扇☆愃贫砹_斯S-500系統一體化目標分配與指示、多武器協同作戰的方法,加強防空反導一體化頂層設計,實現傳感器和攔截彈的“隨機組網、即插即用”,從頂層集成傳感器系統、攔截武器系統、指揮控制系統等,構建防空反導一體化空天防御裝備體系,使武器系統具備攔截傳統空氣動力類目標的同時,也能有效防御戰術彈道導彈、高超聲速武器等目標。


                                                                        智能化。隨著人工智能技術的爆發式發展及其在軍事領域的廣泛應用,空襲與反空襲對抗也不得不考慮智能化威脅,以智能化技術和手段應對復雜的戰場環境必然成為未來地空導彈的顯著特征。通過研發完善智能化目標檢測和干擾對抗技術、自主規劃和自主決策技術、協同探測和協同制導技術、智能毀傷技術等,可以實現單枚導彈“高智商”的自主感知和決策能力,多枚導彈“高情商”的自主協同作戰能力,進而可以有效提升整個地空導彈系統的智能化作戰能力。


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