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日志

 
 

浅析俄罗斯S-500防空反导武器系统  

2016-03-27 14:53:02|  分类: 空天防御 |  标签: |举报 |字号 订阅

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文/郭衍莹

  从上世纪末以来,俄罗斯一直在大力发展新一代防空反导系统,从S-300-2到S-350、S-400,一直到最新的S-500。俄官方宣布,最新型的S-500已于2014年6月拦截成功1枚远程弹道导弹,并将于2020年前完成“全部最后期限的在研项目”。这一系列新型防空反导武器都是俄罗斯军队和人民的骄傲,他们把S-300-2称为“骄子”,把S-350称之为“勇士”,把S-400称之为“凯旋”,最近又把S-500称之为 “普罗米修斯”。按照俄官方的说法,S-400的拦击距离可至400千米,是第4代防空反导武器。而S-500,即“普罗米修斯”,可至500千米以上,是第5代武器。俄方宣称,S-400已有多套服役,而定型后的“普罗米修斯”可以同时拦截10个飞行速度达马赫数5的来袭导弹。2020年前俄罗斯政府计划至少要定购10套S-500,并将和S-400一起配套服役。有些俄媒体还宣称,射程达1000千米以上的第五代S-1000也在加紧研发中。
  可能出于保密和政治等方面的原因,俄罗斯媒体对这些新型武器的情况,尤其是其战术技术性能指标等问题很少作实质性介绍。公开公布的这些武器装备的指标和数据常有较大出入,且常含混不清,前后矛盾,使人倍感神秘。尤其是S-500,外界对它知之甚少。本文从俄官方公布的少量试验数据,以及国外某些资料透露情况,试图对这个神秘的武器装备做些初步的剖析。

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俄罗斯金刚石-安泰企业年历上发布的S-500发射车设想图

  取名“普罗米修斯”,寓意对决美国 “宙斯盾”

  美国现役的舰载防空反导系统,在1969年正式命名时的名称是“空中预警与地面整合系统”(Advanced Electronic Guidance Information System/Airborne Early-Warning Ground Integrated System)。美国文人玩弄文字游戏,取其前半部英文每一字头,碰巧能凑成希腊神话中宙斯之盾(AEGIS),所以就叫“宙斯盾”系统,寓意希腊神话中统治宇宙之王宙斯的盾牌,拥有无上权力和能力。美海军宣扬他的防空反导武器就像宙斯的盾牌,天下无敌。这个名称也很贴合美国政客和军界想称霸世界的意图。从上世纪80年代至今,美国先后有84艘“宙斯盾”战舰服役。
  本世纪初,美国对“宙斯盾”系统作了重大升级改进,主要是将拦截弹由“标准-2”改为用“标准-3”,使反导能力大大提高。因此新的系统就称之为“宙斯盾弹道导弹防御系统”。简称“宙斯盾反导系统”。近年来他还花大力气把“宙斯盾”搬至陆地,称之为“岸上宙斯盾”。
  自从原苏联解体后,美国和北约对俄罗斯的遏制、威慑、围堵,制裁从未停止过。2013年美国制定新的欧洲反导计划EPAA,名为防御伊朗,实际剑指俄罗斯。按照计划,美将在俄罗斯大门口的波兰和罗马尼亚部署“岸上宙斯盾”。连同海上舰载的“宙斯盾”和陆地上的“萨德”反导系统,组成一个庞大的、完全针对俄罗斯的大反导系统。俄罗斯的对策是针锋相对,近年来大力发展从S-400到S-500的一系列防空反导系统。2013年,特意将S-500取名为“普罗米修斯”,意思是要像古希腊神话中的普罗米修斯神那样,从宙斯那里偷取火种给人类,造福人类,并使宙斯灭绝人类的计划破产。普罗米修斯和宙斯是冤家对头,由此可看出,俄罗斯决心在防空反导领域要与美国一决高低。
  本文着重初步剖析俄罗斯的S-500武器设备的主要技术性能和特点,并与美国相应的反导系统作比较,从中看出它的技术优势和软肋,以及发展前景。作者认为结合具体设备来展开讨论,有助于读者从本质上来了解武器系统。
  新一代防空反导武器,无论是3代半或是第4代,其主要设备大体上有下列几大块:
  (1)导弹(拦截弹);
  (2)地面雷达;
  (3)指挥控制中心;
  (4)发射装置和其它设备。
  由于从第3代到第4代防空反导的升级换代,首先是从导弹的升级换代开始,所以下面的讨论也先从导弹开始。

  S-500系统中主要设备概况

  S-500系统中的拦截弹
  大家都知道,美欧第4代防空反导武器系统中的拦截弹都采用KKV技术—直接碰撞来袭的导弹,将其击毁。KKV技术也即“导弹推力的矢量控制”技术,该技术的出现大大提升了反导效果,其中最明显的就是减轻了拦截弹的发射重量(起飞重量)。因为拦截弹直接与目标碰撞,拦截弹本身就是战斗部,无需另外再装填炸药。战斗部没有了,导弹重量小了,发动机也不需那么大了;导弹重量的减小,自然提升了导弹的机动性和拦截概率。美国“标准-3”导弹的发射重量约1500千克;“萨德”反导系统的拦截弹仅800千克(另一手册数据为600千克)。但S-500不用KKV技术,其发射重量至少为1997千克。
  据作者目前掌握资料,俄罗斯S-400和S-500 的拦截弹,都是利用定向破片杀伤方式来增加杀伤力。俄罗斯为何不走效果更好的KKV道路呢?据有的文献透露,一些俄罗斯技术人员认为,定向爆破的效果已与KKV很接近了,而且在防空导弹中采用KKV技术,难度大,成本高。难度大,说明俄罗斯在微机电精密控制技术方面较之美国尚技低一筹。不过成本高倒是个值得考虑的因素。举个例子,美国1枚“爱国者”或者“标准-3” 拦截弹,售价都远在100万美元以上;而以色列为自己的“铁穹”反导系统配置的“塔米尔”拦截弹,成本仅10万美元。
  不过作为军事和航天大国的俄罗斯在发动机技术方面历来占有优势,所以其拦截弹也有不少亮点。S-400所用的40N6弹,作用距离(指防空)号称可达400千米,在当时被誉为射程最远的地空导弹。到了S-500,40N6弹又作了改进,改型型号为77N6N-1弹。防空作战时,其射程可达500千米以上,足以攻击北约或美国作为空袭指挥中心的预警机和电子战飞机。反导时其射程可达200千米。此外俄罗斯从S-300-2开始,就推出射程为40~120千米的9M96E/E2弹,再加上原有48N6E2弹及其改进型48N6E3,它的系统共有3种类型导弹可供选用,能在各个距离内最优化地对付来袭导弹,详见表1。表2则为最新俄美防空反导系统拦截弹主要性能对比。

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  有关40N6或77N6N弹,注意它有二级发动机,采用半主动雷达导引头。其详细情况我们至今知之甚少,也不清楚为何迟迟不用于S-400“凯旋”系统中(按有些文献说法,它在“凯旋-M”系统中才被采用,见本文第3节)。我们仅知道它的飞行高度可达70千米;采用二次或多次点火技术。至于地面武器系统如何发现超视距(250千米)以外目标,以及导弹飞行至大气外层的中段采用何种手段制导,俄罗斯方面一直讳莫如深。

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S-500所用弹种设想图

  S-500系统中的地面雷达
  在S-400系统中,配备3台地面雷达:1部是92N6E多功能相控阵制导雷达,工作于X波段;1部是96L6三坐标阵列搜索雷达,工作于C波段;以上2部雷达都配置于火力营。第3部是91N6E双面相控阵警戒雷达,工作于S波段,配置于导弹团。这3部雷达都是从S-300升级改进而来,其改进量不会很大。
  根据俄罗斯早期提供资料,在S-400系统中还配置1部米波数字化相控阵雷达,型号为55Zh6-1,即Nebo-U,兼作为系统远程超视距搜索和反隐身探测。因为由于地球曲率半径的影响,微波雷达无法搜索超视距的目标,需要另择探测手段,而米波雷达可以作为一个很好的选项。它的缺点是精度低,体积庞大。俄罗斯S-400的资料后来再没提及过这部雷达。但据最近媒体报道,俄罗斯当局同意向越南提供“东方-E”米波有源相控阵雷达,它与越南已有的S-300防空系统配套,以提高对隐身战斗机的探测能力。有资料分析,这部米波雷达具有较高水平,且便于装卸、运输,所以作者认为,该雷达不排除在S-400系统甚至S-500中作为配套设备。
  据资料报道,S-500系统配备有4部地面雷达:
  1部是96L6-TC三坐标阵列搜索雷达,仍工作于C波段;
  1部是91N6E双面相控阵预警和作战管理雷达,仍工作于S波段;
  1部是77T6反导火控雷达,是一部多功能X波段有源相控阵雷达,也是整个系统的主角,它兼作探测、搜索、跟踪和目标识别;
  此外还有1部76T6多功能火控雷达,根据作者和几位专家的推测,这也是1部多功能X波段相控阵雷达,功率和作用距离要比77T6小些。二者分工,可能前者覆盖中远程目标,而后者覆盖近程、低空目标。
  根据俄罗斯“继承中渐进创新发展”的准则,S-500的地面设备就是S-400的改进型,因此96L6-TC和91N6E雷达不大可能有重大改进。不过77T6反导火控雷达倒是一个亮点,是俄罗斯地面防空反导武器系统中首次采用有源相控阵雷达。俄罗斯大约从原苏联解体后就着手研制全固态有源相控阵雷达,型号为CCB-601。据报道,这部雷达采用砷化镓集成电路有源收发组件,成功采用了自适应波束形成和控制、自适应旁瓣抵消、自适应波形和极化、光纤传输等一系列先进技术(但天线冷却这一关键问题如何解决,未见有报道)。77T6应是在CCB-601基础上应用于具体武器装备,据报道其最大作用距离在700千米以上。
  可以与77T6雷达相比较的美国反导雷达应是“萨德”系统的AN/TPY-2相控阵雷达。这也是X波段有源多功能相控阵雷达,兼作探测、搜索、跟踪和目标识别。雷达天线有25344个辐射单元,孔径达9.2米, 总的平均功率约300千瓦,作用距离大于600千米。与俄罗斯的77T6虽有些差别,但二者大体相当。总所周知,有源相控阵雷达的功率取决于收发组件发射模块的水平。在当前,300千瓦、600千米这样的指标应该算是最高水平了。

  S-500系统中的控制指挥中心
  武器装备自动化控制指挥、作战的水平体现了军事大国信息化作战的能力。S-500的指控系统主要是团指挥站,它由指挥车55K6MA和85zh6构成。此两者应该是S-300系统中54K6E指挥通信车的改进型。据信设备的微电子技术水平(如计算机硬件)有很大提高。此外91N6E双面相控阵预警和作战管理雷达也配置在团指挥站,团部根据敌情向下属火力营分配拦截任务。俄罗斯的防空反导系统从S-400开始,就在每台雷达车和指挥车中配置“车载计算导航分系统”。该系统中有1台卫星导航接收机SHP-2,接收来自导航卫星 “格洛纳斯”的信息。还有1台通信解码器PM-900H,接收来自超短波通信网的信息。二者数据率均为345kb/s,遵循TCP/IP协议。

  S-500其它地面设备
  俄官方正式公布了S-500的自行发射车结构图和外形图。它是装载77N6N弹的发射控制车。每辆车装载导弹2枚。至于装载其它导弹的发射车,与S-400甚至S-300大同小异。

  S-500的定位——第5代?4代半?第4代?

  上面提到,可能出于保密和政治等方面的原因,俄罗斯媒体对它的新一代防空反导武器,很少作实质性介绍。公布的一些战术技术性能指标和数据常有较大出入,且常含混不清,前后矛盾,或者明显有水分,使人感到神秘。
  作者在本刊2014年10期上《解析S-300的更新换代及现役S-400的实际水平》一文中就指出:“根据公开披露的资料,俄罗斯尚未将射程能达400千米的40N6弹装备到现役的S-400中,没有达到他们原来的规划和设想,因此只能算是三代半防空反导武器。或者算是S-300-2的改进型,很可能是一款过渡型……不过作者相信,S-400正式型的推出只是时间问题。但到那时,不排除俄罗斯把它改称为S-400-1型,S-400-2型……“媒体最近报道的S-500或为真正的第四代防空反导武器”。
  作者最近查阅了一些国内外最新的资料刊物,发现有些观点基本上和作者是相符的。例如国内几位资深情报专家认为,近年来俄罗斯限于国力,发展防空反导采取的是 “继承中渐进创新发展”道路,而不是美欧的“全面创新突破式“的道路。仅这几年,其先后继承发展的型号至少有:S-300 “天之骄子”(第三代)→S-350“勇士”(第三代改进型) →S-400“凯旋”(三代半)→S-400“凯旋-M” (第四代)→S-500“普罗米修斯”(四代半)。有的专家还指出,S-400曾先后有过初型、-2型、-B1型、-B2型等。所以对某些媒体宣传它达到某某指标,还得加以分析是哪个型号,要小心谨慎地解读。
  其实防空反导武器属于第几代,目前并无国际统一说法。所谓四代半的S-500,也可理解为第四代S-400的改进型。或者说与美欧同类水平和分类相比,S-500就是属于第四代的范畴。不过尽管S-500尚处于试验阶段,而且透明度差,但根据作者以上初步剖析,S-500,即“普罗米修斯”,还是可以与美国相应的防空反导武器较量一番。它的总体水平大致与美国第四代防空反导武器系统(如“宙斯盾”,“萨德”等)相当,都算得上第四代防空反导武器。当然在某些方面,例如信息化作战能力,S-500可能又略逊一筹。俄罗斯军事工业的软肋是微电子技术和微机电精密控制技术水平较差,这不是一朝一夕所能解决的。
  但要看到,俄罗斯今天面对的是人口和经济实力高于其数倍的北约,而且对方几乎天天在其家门口叫板。面对这一巨大挑战,俄能应对并做出反击,且没有处于劣势,这似乎就有很多值得我们借鉴和参考之处。

《现代军事》2015年第5期
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