國際第四代中程防空導(dǎo)彈特性分析

李欣

摘 要：該文對國際上典型的第四代中程防空導(dǎo)彈的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。從美國、俄羅斯等國家的國家戰(zhàn)略以及對防空武器的作戰(zhàn)職能定位出發(fā)，分析PAC-3武器系統(tǒng)中的ERINT、MSE導(dǎo)彈、S-400系統(tǒng)中的9M96E/E2導(dǎo)彈中直接力/氣動力復(fù)合控制、高精度主動雷達(dá)導(dǎo)引頭等關(guān)鍵技術(shù)的適用范圍以及局限性，總結(jié)出美俄等國家應(yīng)用這些技術(shù)的原因以及目前先進(jìn)中程防空導(dǎo)彈的特性和能力定位。

關(guān)鍵詞：中程防空導(dǎo)彈；第四代；復(fù)合控制；導(dǎo)引頭；能力定位

中圖分類號：TJ76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

從20世紀(jì)90年代開始，防空導(dǎo)彈就開始進(jìn)入了第四代，美國、俄羅斯、歐洲相繼研制出了第四代中程防空導(dǎo)彈，典型代表有PAC-3武器系統(tǒng)中的ERINT、MSE導(dǎo)彈，S-400中的9M96E/E2導(dǎo)彈，F(xiàn)ASF系統(tǒng)中的Aster-15/30導(dǎo)彈。這些導(dǎo)彈均采用了直接力/氣動力復(fù)合控制（包括姿控式、軌控式），高精度主動雷達(dá)導(dǎo)引頭（包括Ka波段、Ku波段），MSE導(dǎo)彈還采用了雙脈沖發(fā)動機(jī)。而國內(nèi)的第四代防空導(dǎo)彈型號也在快速發(fā)展，其技術(shù)應(yīng)用基本屬于跟研，并未脫離國際先進(jìn)技術(shù)的范疇。新一代防空導(dǎo)彈的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用是由多方面決定的，包括不同國家的發(fā)展戰(zhàn)略、型號作戰(zhàn)職能定位、技術(shù)本身的優(yōu)缺點和適用范圍，新一代防空導(dǎo)彈的研制需要合理的選擇關(guān)鍵技術(shù)，而技術(shù)的正確選擇需要對其來源、應(yīng)用方法和適用范圍“鉆透吃透”，做到“知己知彼”，方能正確找到制衡之策，最終達(dá)到“百戰(zhàn)不殆”的目的。

1 國際第四代中程放開導(dǎo)彈技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 美國

美國是最早開始第四代中程防空導(dǎo)彈研制的國家，其典型代表有PAC-3武器系統(tǒng)中的ERINT導(dǎo)彈和MSE導(dǎo)彈。美國追求全球稱霸，對四代彈的研制也是基于其獨特的作戰(zhàn)背景。在海灣戰(zhàn)爭中，美國的PAC-2導(dǎo)彈（第三代防空導(dǎo)彈典型代表）與伊拉克改制的飛毛腿導(dǎo)彈（僅有第二代彈道導(dǎo)彈水平）進(jìn)行對抗，戰(zhàn)后統(tǒng)計單發(fā)攔截成功率不足10 %，暴露出第三代采用純氣動力控制和戰(zhàn)斗部破片殺傷的導(dǎo)彈在反導(dǎo)方面的“先天不足”。彈道導(dǎo)彈飛行速度極快，需要攔截導(dǎo)彈有極快的響應(yīng)速度；且反導(dǎo)一般要求擊爆殼體厚度大于20 mm的彈頭，以免其落地產(chǎn)生破壞，而破片式戰(zhàn)斗部對彈頭的毀傷效能較低。因此在第四代防空導(dǎo)彈的研制過程中，提出對彈道導(dǎo)彈實現(xiàn)接近直接撞擊的精度。美國陸軍于海灣戰(zhàn)爭后裝備了第四代防空導(dǎo)彈的先驅(qū)——洛克希德·馬丁公司專為反導(dǎo)研制的ERINT導(dǎo)彈（如圖1所示），其采用Ka波主動導(dǎo)引頭解決高探測精度的問題，采用直接力/氣動力復(fù)合控制解決快響應(yīng)的問題，并在一系列反導(dǎo)試驗中驗證了其能對彈道導(dǎo)彈實現(xiàn)動能殺傷的能力，國際上第四代中程防空導(dǎo)彈的特點也由此而生。除此之外，ERINT導(dǎo)彈還應(yīng)用了氮化硅天線罩材料和碳纖維發(fā)動機(jī)殼體，前者可降低天線罩折射，后者可降低導(dǎo)彈質(zhì)量密度和氣動時間常數(shù)，這些均可為提高末制導(dǎo)精度服務(wù)。針對1 000 km射程以內(nèi)的彈道式目標(biāo)，ERINT導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度可達(dá)0.17 m。

總體來看，美國的四代彈研制是針對與小國家作戰(zhàn)時，對敵方戰(zhàn)略武器的防御，這是美軍在實戰(zhàn)中面臨的唯一威脅，且其幫助沙特、日韓等盟國構(gòu)建彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，抵御中東恐怖武裝、包括朝鮮的低水平彈道導(dǎo)彈威脅，PAC-3導(dǎo)彈也是重要的組成部分。而對于攔截空氣動力目標(biāo)象高性能戰(zhàn)機(jī)，主要是由PAC-3武器系統(tǒng)中的原PAC-2導(dǎo)彈改進(jìn)型負(fù)責(zé)，其四代彈本身并不重視常規(guī)防空。Ka波段導(dǎo)引頭作用距離近、直接力的側(cè)向噴流在大攻角和低空對氣動舵干擾嚴(yán)重，這些對于攔截戰(zhàn)斗機(jī)都是不利因素。

1.2 俄羅斯

俄羅斯第四代中程防空導(dǎo)彈的典型代表主要有S-400中的9M96E/E2導(dǎo)彈（如圖2所示），這2型導(dǎo)彈的技術(shù)特征與ERINT/MSE有相似之處，但其應(yīng)用背景則有很大不同。與美國相比，俄羅斯的國力相對較弱，其沒有條件像美國一樣去搞全球擴(kuò)張，因此其四代彈的研制是以保衛(wèi)本土以及在中東等地區(qū)的利益為主，但由于其周邊環(huán)境復(fù)雜，作為戰(zhàn)斗民族對實戰(zhàn)非常看重。因此俄羅斯的四代彈發(fā)展在常規(guī)防空、復(fù)雜環(huán)境對抗方面下的功夫更多，不像美國一樣單純?yōu)榱朔磳?dǎo)。此外，與美國一樣，俄羅斯新研制的四代彈并不構(gòu)成新的武器系統(tǒng)，而是對原先S-300武器系統(tǒng)的能力補(bǔ)充。

S-400中的9M96E導(dǎo)彈和9M96E2導(dǎo)彈采用了彈族化的設(shè)計思想，有近似的氣動外形和技術(shù)特征。其均為小型化設(shè)計，彈徑為270 mm，9M96E彈長較短為4.3 m，9M96E2彈長較長為5.2 m。二者均采用軌控式直氣復(fù)合控制，發(fā)動機(jī)為包括24個微型噴管的軌控發(fā)動機(jī)。與PAC-3導(dǎo)彈追求的直接撞擊不同，俄羅斯的2款導(dǎo)彈均采用戰(zhàn)斗部破片殺傷，戰(zhàn)斗部為定向戰(zhàn)斗部，質(zhì)量24 kg。導(dǎo)引頭為Ku波段，精度較PAC-3的Ka波段低，反TBM能力較差。9M96導(dǎo)彈的特長是攔截超低空大機(jī)動的巡航導(dǎo)彈，軌控發(fā)動機(jī)可克服多路徑效應(yīng)，在最后看到真實目標(biāo)時，可在0.025 s內(nèi)出大過載，把導(dǎo)彈迅速拉到正確的位置上。導(dǎo)彈采用毫米波引信，具備一維成像能力，能識別出巡航導(dǎo)彈和反艦導(dǎo)彈彈頭，使定向戰(zhàn)斗部以高密度破片攻擊彈頭，同樣可實現(xiàn)對彈頭的高效毀傷。俄羅斯的四代彈導(dǎo)引頭精度比美國低，但快速修偏能力強(qiáng)，這是不同的作戰(zhàn)需求所致。

此外，9M96E和9M96E2均采用鴨式布局，由于鴨舵在姿軌控發(fā)動機(jī)之前，這樣可避免操縱舵受側(cè)噴干擾的影響；尾翼安裝在可旋轉(zhuǎn)的組合上，以避免舵面控制和燃?xì)饪刂茣r產(chǎn)生的附加滾動力矩。

歐洲Aster導(dǎo)彈的設(shè)計思想與9M96導(dǎo)彈十分相似，Aster-15近似于9M96E，Aster-30近似于9M96E2，所用配置均為Ku導(dǎo)引頭+軌控發(fā)動機(jī)。這與其近似的國家戰(zhàn)略有關(guān)，歐洲同樣是以追求保護(hù)地區(qū)利益為主，不搞戰(zhàn)略擴(kuò)張。而與俄羅斯不同的是，Aster導(dǎo)彈都是二級，加有一級助推。Aster-15和Aster-30的二級彈保持一致，區(qū)別在于助推器的長度，通過加長助推來提高射程。歐洲的做法，可降低導(dǎo)彈設(shè)計難度，由于二級彈的軌控都在導(dǎo)彈空載質(zhì)心附近，降低了控制難度。而俄羅斯的9M96E2是單級，軌控發(fā)動機(jī)在空載質(zhì)心之前，屬于姿軌控復(fù)合控制，控制難度較大。歐洲的做法降低了難度，但使裝載量受到影響，而且助推分離有擊傷其他艦艇的風(fēng)險，這一方案目前在國際上尚有爭議。

2 新一代中程防空導(dǎo)彈關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

從以上分析可以看出，中程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)任務(wù)主要是中程防空和末段低層反導(dǎo)，按技術(shù)配置可分為美式配置和歐式配置，其主要技術(shù)特點有以下幾點。

2.1 美式配置

美國四代彈經(jīng)典配置是Ka導(dǎo)引頭+姿控發(fā)動機(jī)。該種配置服務(wù)于末段低層反導(dǎo)。對TBM彈頭實現(xiàn)動能殺傷，需要導(dǎo)引頭精度足夠高，具備一維成像能力，同時噪聲濾波水平高，天線罩瞄準(zhǔn)誤差斜率低，保證足夠探測精度基礎(chǔ)上，再配合姿控發(fā)動機(jī)加快控制回路響應(yīng)速度，最終達(dá)到極高精度。美式配置的第一要點是導(dǎo)引頭，其次是姿控式直氣復(fù)合控制。由于導(dǎo)引頭精度高，硬件和材料的要求高，因此采用美式配置的導(dǎo)彈價格很昂貴，一發(fā)彈在300萬美元以上。

2.2 歐式配置

俄羅斯的四代彈經(jīng)典配置是Ku導(dǎo)引頭+軌控發(fā)動機(jī)+毫米波引信+定向戰(zhàn)斗部，歐洲與俄羅斯近似。該種配置同樣是注重反導(dǎo)彈類目標(biāo)，但卻是以反巡航導(dǎo)彈類目標(biāo)為主。反巡航導(dǎo)彈或空地導(dǎo)彈，同樣要求空中打爆彈頭，但可以不用直接撞擊，在保證極小脫靶量的前提下，采用毫米波引信實現(xiàn)一維成像，然后用定向戰(zhàn)斗部提高破片密度去擊毀目標(biāo)。歐式配置的精度沒有美式那么高，但同樣要求非常嚴(yán)格。歐式配置的導(dǎo)彈成本相對較低，一發(fā)彈在100萬美元左右。

3 結(jié)論

通過該文的分析，可以看出第四代中程防空導(dǎo)彈關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與國家戰(zhàn)略需求、作戰(zhàn)職能定位息息相關(guān)。技術(shù)雖然先進(jìn)，但也存在局限性，需要依據(jù)需求慎重選擇。四代導(dǎo)彈的研制，不是為了替代三代導(dǎo)彈，而是對原先三代防空系統(tǒng)的能力補(bǔ)充。同時，無論是美式還是歐式，四代彈的設(shè)計都以追求極高制導(dǎo)精度為目的，精度是第四代導(dǎo)彈設(shè)計的核心。

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