书城科普读物青少年应该知道的导弹
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第10章 只识弯弓射大雕——防空导弹

二战结束后,军事科技得到快速发展。飞机的各项指标,如高度、载弹量等得到了大幅度的提升,地面防空火炮却对此无能为力。因为当时最大口径的高炮射程不超过1.3万千米,但美国装备的高空侦察机飞行高度有2.5万千米。

因此,研发射程较远的防空导弹就势在必行。此后,美国和前苏联都快速研制出了自己的第一代防空导弹。在这其中,前苏联的SA-2地空导弹最具影响力。这种导弹不但性能优异,而且实战经验极为丰富。

1.愤怒的“萨姆”——前苏联的SA-2地空导弹系统

前苏联的地空导弹被称为“萨姆家族”,迄今为止已经从SA-1发展到SA-19,三代十几个型号。

SA-2是萨姆家族中第一个闻名于世的型号,这也是世界上第一次在实战中击落敌机的地空导弹。1959年新中国成立10周年之际,人民空军击落了台湾高空高速侦察机RB-57D,武器就是从前苏联进口的“萨姆-2”地空导弹。

在20世纪60年代,美国大量使用U-2高空侦察机侵犯中国、前苏联等社会主义国家领空,这种飞机飞行高度在2万米以上,可当时的战斗机飞行高度只有1.8万米以下。

当美国人洋洋得意之时,“萨姆”导弹狠狠教训了美国人。萨姆导弹最大射程54千米,最大射高3.4万米,正是高空侦察机的天敌。1960年,前苏联使用“萨姆-2”首次击落了U-2高空侦察机。1962年中国也用“萨姆-2”首次击落一架U-2,一共击落5架。

2.“萨姆-6”地空导弹

在越南战争中,北越军队用“萨姆-2”导弹击落了几十架美军的B-52轰炸机以及数量众多的战斗机,由此打响了“萨姆”导弹的威名。

但是,随着作战飞机性能的提升以及电子干扰技术的出现,“萨姆-2”导弹就逐渐显得有些力不从心。

因此,改进并提高导弹的各项性能就势在必行。前苏联在“萨姆-2”基础上研发的“萨姆-6”在中东战场打出了“萨姆导弹”的又一次风采。

在1999年科索沃战争中,美军引以为傲的隐形战机F117被南联盟一举击落,从而使不老战士“萨姆-6”再次震惊世界。

“萨姆-6”防空导弹(SA-6)是前苏联研制的机动式全天候近程防空导弹武器系统,苏军称为“立方”,用于师级野战防空作战,主要用于攻击中、低空亚音速和跨音速飞机。

该导弹射程为5~25千米,射高为0.06~10千米。SA-6的3联装发射架装在履带底盘上,机动性好,战场生存能力强。

这种导弹的主要缺点是制导系统技术不很先进,采用了大量电子管,使其具有一定的不足,例如体积大、耗电量惊人、维修不便和操作自动化低等。

此外,SA-6的发射车上没有制导雷达,只有整个导弹连才有一部雷达车。一旦雷达车被击毁,整个导弹连就丧失了战斗力。

在第五次中东战争中,以色列就是针对这个弱点,一举摧毁了叙利亚部署在贝卡谷地的19个萨姆导弹阵地。

即使到了20世纪90年代后期,“萨姆-6”也是宝刀不老。在波黑战争和科索沃战争中其都有出色的表现。在波黑战争中,一架F-16的飞行员刚看到雷达警告,飞机就中弹解体了。

3.俄罗斯S-300防空系统

1991年海湾战争中,以美军为首的多国部队持续进行了称为“沙漠风暴”的空袭。这场战争让人认识到了防空体系的强弱,对国家安全的重要影响。

20世纪90年代,俄罗斯经济衰退,使俄军工企业经费紧张。为了缓解这一困境,俄罗斯一些科技储量较高的军工产品开始出口,S-300就是其中之一。中国在当时较早引进了这一防空系统,从而有效地填补了中国远距离防空的空白。

S-300防空导弹系统被西方称为“怨言”,主要由研制了“萨姆”导弹家族的莫斯科火炬设计局研制,可谓名门之秀。S-300有多个型号,主要有陆军使用的S-300V,国土防空使用的S-300P。S-300P系列最引人注目的型号是S-300PMU2以及在S-300基础上发展的S-400.

俄罗斯人称S-300PMU2为“骄子”,它搭载的雷达射程增加到了200千米,具有拦截战术弹道导弹的能力。一套S-300PMU2系统一次可以发射48发导弹并攻击24个不同的目标。

俄军又在S-300基础上开发了S-400,S-400可以说是世界上射程最远的防空系统,它采用的新型导弹射程能达到400千米。

一个S-400型防空导弹系统的攻防能力能顶替三个S-300型防空导弹系统。与S-300型防空导弹系统相比,S-400型防空导弹系统在目标命中率、攻击速度、抗干扰能力方面都有显著的提高。

一套S-400系统一次可以发射96枚导弹,攻击48个不同的目标。它超过400千米的射程可以对敌人的远程预警飞机和电子干扰机构成极大的威胁。

S-400系统的最大特点之一,是可以发射低空、中空、高空以及近程、中程、远程的各类导弹。在首发导弹未命中的情况下,可发射后续导弹进行补射。用户可以选择装有多种先进导弹的标准发射装置,或装新型导弹,或新旧型导弹混装,每一种发射装置在待发射位置均可放置4枚导弹。

S-400首次采用了3种新型导弹和机动目标搜索系统,可以对付各种作战飞机、空中预警机、战役战术导弹及其他精确制导武器,既能承担传统的空中防御任务,又能执行非战略性的导弹防御任务。

此外针对S-200V,俄罗斯还发展出了安泰-2500防空系统,号称“快反杀手”,因为这种系统反应时间只需要7秒钟。它能够同时拦截24个飞机目标(包括隐身飞机)或16枚速度为每秒4500米、有效雷达面积有0.02平方米的弹道导弹。

4.美国“爱国者”防空导弹

在海湾战争中,美军的“爱国者”防空导弹大显威风,成为压制伊拉克“飞毛腿”导弹的法宝。它以救世主的姿态出现在以色列、沙特阿拉伯等国。

战争结束以后,“爱国者”导弹成为了战区防御系统的一部分。同时,由于战时的卓越表现,它成为了美军军火出口的热门产品。

下面我们来了解一下“爱国者”是怎样工作的?

同“毒刺”或者“响尾蛇”导弹差不多,“爱国者”也是一种制导导弹,只是它的制导方式不同而已。“响尾蛇”导弹内置的红外线探测器对发动机温度很敏感。它们首先是飞行员用肉眼寻找、识别目标并大致瞄准导弹,之后它们的温度探测器才能锁定目标,然后发射导弹。

但是“爱国者”导弹面对的是距离遥远的以数倍音速袭击的弹道导弹,要是人们用肉眼锁定的话,一切就已经太晚了。

“爱国者”采用的是雷达制导,“爱国者”导弹系统使用其地面雷达来寻找、识别和跟踪目标。来袭导弹在80.5千米之外就会被“爱国者”导弹的雷达锁定。这么远的距离人根本看不见来袭导弹,更不要说识别了。

来袭导弹以5马赫(即大约每秒1.6千米)的速度飞行,“爱国者”导弹系统的优点就进一步体现出来了。它的探测和发射甚至可以在全自动模式下运行而无需人的介入,因此导弹被探测到之后系统有足够的时间来做出反应。

“一个好汉三个帮”,“爱国者”导弹自己不能孤军奋战,是以连为单位来战斗的。一个“爱国者”发射连由五部分组成:导弹本身、导弹发射车、雷达天线、指挥中心和发电车。

“爱国者”导弹是一种单级固体火箭,目前有两种型号。一种是旧式的PAC-2导弹,另一种是2002年部署的新型PAC-3导弹,后者体积小,威力大。PAC-2重约900千克,飞行速度为5马赫,装有90千克的炸药。

PAC-2导弹的设计思想是:防空导弹直接飞向来袭导弹并在离它最近的一点爆炸。导弹利用爆炸产生的冲击波和带杀伤力的碎片破坏来袭导弹,或者打乱来袭导弹的预定路线,从而使其错失预定目标。

PAC-3导弹与PAC-2导弹一样长,但重量只有后者的1/3,即312千克,其直径仅25厘米。更小的体积意味着一辆发射车可以装备16枚PAC-3导弹。PAC-3导弹的弹头仅重73千克。

PAC-3导弹的设计思想是:直接击中来袭目标并爆炸以彻底销毁来袭导弹。这个优点使它在对付生化弹头时威力更大——在很远的距离它就能把生化弹头炸毁。

PAC-2导弹和PAC-3导弹的最大区别(这也是PAC-3导弹可以直接击中目标的原因)是:PAC-3导弹拥有它自己的内置雷达发射器和导航计算机。

下面我们了解一下具体的组成部分。

发射车:一个“爱国者”导弹连最多可以配备16辆发射车。导弹连中的所有发射车通过光纤或无线电与唯一的指控中心通讯。指控车向发射车下达发射导弹的命令。

发射车和一辆超大的卡车差不多。一辆发射车可以装备4枚PAC-2导弹或者16枚PAC-3导弹。导弹发射后,带有起重机的补给卡车开到发射车附近给它装备新导弹。不仅仅是发射导弹,发射车还有自己的电力系统。

雷达:雷达是导弹的眼睛,“爱国者”装备的相控阵雷达如同神话中的千里眼一般,能够扫描天空,搜索来袭目标;探测潜在目标;确定来袭目标的弹道、速度和航向;提供信息以识别目标;为发射后的“爱国者”导弹导航,帮助导弹瞄准目标。照亮目标,这对PAC-2导弹所使用的“通过导弹跟踪”导航系统是很重要的。

传统雷达天线的形象是我们在机场控制塔和航空母舰上看到的旋转的抛物面形的天线。而“爱国者”系统使用的却是一种相控阵天线。这种天线包含5000个移相器,它使得天线可以发射复合狭长且定位精确的雷达波来扫描天空。“爱国者”雷达通过这些雷达波可以跟踪100个潜在目标和9个已发射的“爱国者”导弹。这种雷达天线可以覆盖100千米的范围。

指控中心:如果说雷达是导弹的眼睛,那么指挥中心就是导弹的大脑。指控车是“爱国者”导弹连的命令中心。指控中心包括三位操作员的操作台及控制导弹连的计算机。导弹连的雷达天线和所有发射车都与指控中心相连,飞行中的爱国者导弹也要与指控中心进行通讯。

指控车里有两个雷达控制台。操作人员可以查看系统正在跟踪的所有目标的状态。操作人员可以使系统在全自动模式下运行,也可以介入来选择或放弃目标。还有一个通讯站使导弹连与其他导弹连及地区命令中心通讯。

雷达上的天线会不停地扫描天空中的可疑目标。一旦找到目标,雷达就会一面集中扫描,一面与指控中心联络通讯。操作人员通过雷达扫描,就可以确定目标的速度和航向,并识别目标是敌是友。

如果确认来袭目标是导弹,指控中心就会下达一系列指令信息并发射导弹。数秒之内,高速飞行的导弹就会飞向大致的目标方位。而此时,地面雷达天线的作用是:一方面引导已发射的导弹,另一方面是继续跟踪来袭的导弹。

雷达不断地发回目标和“爱国者”导弹的数据,指挥中心根据这些信息调整“爱国者”导弹的航向,等导弹接近目标时,战斗部爆炸摧毁目标。

与PAC-2导弹不同,PAC-3导弹有自己的雷达发射器和计算机,这使得它可以引导自己。它一旦发射就打开雷达,寻找目标并将其锁定。

这可以用子弹打中子弹来类比。区别是来袭导弹与已发射的“爱国者”导弹的飞行速度都要比一般的子弹快5倍,且以10马赫(每秒3.2千米)的速度互相靠近。在这一速度下,没有犯错误的机会——如果导弹算错了0.001秒,它就会飞错30.5米。

5.红旗漫天——中国红旗防空导弹

中国自己生产的防空导弹称为“红旗”系列导弹。同其他一些武器装备一样,早期的“红旗-1”型防空导弹也是仿制前苏联的“萨姆-2”导弹。

这种导弹的动力装置由固体火箭发动机和液体火箭发动机两级组成,拦截目标高度为3~22千米,斜距为12~29千米。作为20世纪50年代中期世界上较先进的防空导弹武器系统,“萨姆-2”主要用于攻击高空、高速飞机和飞航式导弹。

但是高空高速战机的陆续服役,使得“红旗-1”的抗干扰能力、射程、射高都显得明显落伍了。所以,我国科研人员在“红旗-1”的基础上,研制成功了各项性能比较好的“红旗-2”导弹。

“红旗-2”导弹作为我国的主力防空系统一直服役到了20世纪90年代,此后才被从俄罗斯进口的S-300所取代。

20世纪90年代我国又研制成功了“红旗-9”导弹,这是我国真正意义上划时代的防空导弹。

“红旗9”是我国在FT-2000型远程反辐射地空导弹的基础上自行研制的一款远程防空系统,是为了弥补我国引进的S-300远程防空导弹数量方面不足而研制的。

“红旗-9”在国内外都属于第三代防空导弹系统,其杀伤空域大、抗干扰和抗多目标饱和攻击能力强。但是由于研制时国内的导弹推进技术还不发达,所以导弹的性能相对较低,而导弹的雷达电子设备则相对比较先进。

针对“红旗-9”暴露出来的这些问题,我国又更换了高能燃料,同时又使用复合材料制作的外壳,使得导弹的性能有了很大的提升,称为“红旗-9A”。

在“红旗-9A”的基础上我国还发展了海军用的舰艇防空系统“海红9”,解决了海军长期没有远程防空武器的问题。目前,中国正在研制的有“红旗-15”,“红旗-16”和“红旗17”。

综观21世纪的中国二代“红旗”族谱,将有下列共同特点:采用垂直发射技术、能同时追踪和攻击多个目标、利用相控阵雷达、具备对抗有源和无源强烈电子干扰和饱和攻击能力、反应快、机动性强、维护保养方便、效费比高、适合大量生产、改良潜力大、可以一弹多用、涵盖广阔空域。