第二次世界大战后期,纳粹德国紧急组织力量开发防空导弹,主要包括“瀑布”单级液体防空导弹、“莱茵女儿”防空导弹等。由于制导控制系统的不完善和盟军的强大攻击,一个也没有研制成功,但德国防空导弹专家所积累的经验,为二次世界大战后美国和苏联防空导弹的发展打下了坚实的基础。从20世纪40年代初德国开始研究到目前为止,防空导弹已研制了三代,目前正在发展第四代。
纳粹德国“莱茵女儿”防空导弹
欧洲“紫苑”防空导弹
一、第一代——“50后”初涉江湖
美、苏在战败国德国的科研基础上,开始研制防空导弹,在20世纪50年代登上战争舞台,这一时期的防空导弹称为第一代。这一时期的防空目标重点是采用高空、高速突防的战略轰炸机和战略侦察机,代表型号为美国的“奈基”和苏联的C-75(SAM-2)。第一代的共同特点是属于中高空、中远程防空导弹,最大射程在30km~100km,推进系统多为液体火箭发动机,但导弹笨重,地面设备庞大(SAM-2的地面车辆多达50多辆),使用维护复杂,机动性差,抗干扰性差。目前这类导弹多数已退出现役。
在第一代防空导弹发展中,SAM-2防空导弹的出现是防空导弹发展历史上的一件大事,它是第一代防空导弹中最成功的型号,在越南战争和许多局部地区冲突中均发挥了重要作用。从20世纪50年代研制完成,经历了多次的改型,一直到21世纪初还在进行改进和装备。
越南战争期间,据不完全统计,在1964年8月至1968年11月间的4年时间里,美军损失了915架飞机,其中94.85%是被SAM-2等防空导弹击落的。
美国“奈基(胜利女神)”远程防空导弹
俄罗斯SAM-2防空导弹
n 典型代表——“红旗”2号导弹
“红旗”2号是我国研制的第一代防空导弹,1966年在“红旗”1号的基础上研制成功,其起步研制时间虽稍晚于西方国家,然而它是第一代防空导弹的典型代表。红旗2号重点是扩大了杀伤空域和提高了抗干扰能力,能够有效对抗U-2和B-52等。整个武器系统包括导弹、制导站、发射架和地面支援设备等,系统相当庞大,一套火力单元共有一百四十多辆配套车辆。红旗2号及其改进型在相当长时间内担任我国的国土防空主战型号,为我国的国土防空立下了汗马功劳。
“红旗-2”防空导弹
二、第二代——“60、70后”蓬勃发展
随着第一代防空导弹的应用,飞机高空突防变得越来越难,在越南战争中表现的尤为突出。据统计,在1969年~1972年期间平均每4.6发SAM-2导弹就可击落一架飞机,因此迫使空袭方改变战术。此时随着飞机材料、防热等技术的发展,空袭改为采用低空、超低空突袭,突袭高度不断降低,甚至可以达到几十米。
第一代防空导弹由于作战空域的低界较高,低空还要受到视距限制,加上设备笨重,快速反应能力不足,难以应对低空突防的飞机。
第二代防空导弹是在50年代末至70年代末发展起来的,此时期的防御重点转向了对付低空、超低空突防的目标,同时强调防空火力的快速反应能力,快速调转周期大多在3秒~4秒,代表型号有苏联的C-125(SAM-3)和SAM-6、法国的“响尾蛇”、美国的“霍克”等。这一代防空导弹型号只有极少数退役,大多数目前仍在服役,并经历了多次的改型。
法国“响尾蛇”防空导弹
第二代防空导弹在第四次中东战争中经受了考验。以色列被击落的114架飞机中,有62%是被埃及的苏制第二代防空导弹击落。而以色列发射22枚美制“霍克”导弹,击落阿拉伯国家20多架飞机,同样创造了一个奇迹。特别值得一提的是,在1999年的南斯拉夫战争中,击落美军隐身战机F-117的就是SAM-3导弹。
n 典型代表——“霍克”
“霍克”(Homing All the Way Killer, HAWK)是美国雷锡恩公司研制的一种全天候、超音速、中低空地空导弹武器系统,主要用于本土和要地防空,也可用于野战防空,既能拦截中低空飞机,又能拦截战术弹道导弹和巡航导弹。目前,仍有许多国家和地区拥有这种防空导弹系统。我国台湾地区拥有霍克地空导弹近1000枚和发射架约100部,是台湾地区目前现役主力中程地空导弹。
美国“霍克”导弹
“霍克”导弹武器系统由导弹、三联装发射架、低空目标搜索雷达车、大功率照射雷达车、测距雷达车、指挥控制中心车、信息协调中心车、运输装填车和发电机等组成。“霍克”导弹属于第二代防空导弹武器系统,采用半主动雷达寻的制导方式,无线电近炸或触发引信,发射方式为自行式牵引三联装倾斜发射。
三、第三代——“80、90后”中流砥柱
进入20世纪80年代,针对第一、二代防空导弹战术特征,特别是多为单目标通道的特点,空袭方式发生了重大变化,大幅度提高了空袭的密度。在干扰机的掩护下多波次、全高度的饱和攻击成为此阶段空袭的最主要特征,多架飞机从一个通道高密度突防,只需付出少量牺牲,即可形成多架飞机突防,进入防空武器所保卫目标上空,进行空袭。
例如,苏联可以一次出动上百甚至几百架飞机,其中40~50%为辅助作战飞机,每分钟能够达到16架次的流量,而一个机群的一个批次攻击可持续6分钟,并且作战区域覆盖了高空、中空、低空超低空等全方位高度。
美国“爱国者-2”导弹发射瞬间
空中威胁的新变化又促使防空导弹向着抗干扰、抗饱和攻击、对付多目标、实现全空域拦截的方向发展,既能反飞机,也能反战术弹道导弹和巡航导弹。于是,具备全空域、多目标拦截能力的第三代防空导弹出现了。第三代防空导弹最重要的技术特征是采用相控阵雷达和复合制导体制,典型代表为“爱国者”-2和C-300。
n 典型代表——C-300
C-300是苏联于20世纪70年代后期研制的中高空、中远程地空导弹武器系统,北约称之为“格龙布”(SA-10)。系统研制单位为“金刚石”科研生产联合体,导弹研制单位为“火炬”设计局,先后研制了C-300Π、C-300ΠМУ、C-300ΠМУ1、C-300ΠМУ2,分别于1980年、1985年、1993年、1996年装备部队。除装备俄罗斯和独联体国家军队外,还出口给保加利亚、克罗地亚、塞浦路斯、匈牙利、伊朗、斯洛文尼亚和叙利亚等。主要用于对付各类高速飞机和巡航导弹,其改进型具有一定的反战术弹道导弹的能力。
俄罗斯C-300武器系统
C-300ΠМУ(S-300PMU)1989年10月首次在莫斯科红场阅兵式中亮相。该系统可拦截现代作战飞机和巡航导弹,有一定的反战术弹道导弹能力,最多可同时制导12枚导弹拦截6个目标,制导方式采用末段TVM制导。基本火力单元由制导照射雷达、发射装置、筒装导弹组成,并配用了低空补盲雷达,独立作战时增配三坐标目标搜索雷达和雷达升高塔。
C-300ΠМУ1(S-300PMU1)增强了反导能力,增大了射程,增加了反战术弹道导弹的能力,系统的自主作战能力、训练的水平和标准也得到显著提高。导弹系统直接采用三坐标目标搜索雷达,全部使用主发射装置。该系统在1992年莫斯科航展首次亮相,并于同年装备部队。
C-300ΠМУ2(S-300PMU2)又称“骄子”,扩大了对空气动力目标的杀伤空域,增强了系统与其它地空导弹武器系统联网使用的能力。
C-300系列经过几十年的发展,已经由起初以反空气动力目标为主,发展成为反空气动力目标与反弹道式目标一体化的新一代地空导弹武器系统。C-300采用了先进的垂直发射技术,其低空性能和反战术弹道导弹能力突出,地面机动性强。正是由于采用了一系列先进技术,C-300成为第三代防空导弹武器中唯一能够和“爱国者”防空导弹系统相媲美的高手。
俄罗斯C-300垂直发射车
四、第四代——“21世纪新生代”方兴未艾
20世纪80年代中期到90年代初期,空袭体系的组成和作战方式发生了重大变化,其主要特点有:
1.空袭体系逐渐成形
体系组成中包括预警指挥机、侦察机、掩护干扰机、防空突击机、护航歼击机和对地攻击机(包括轰炸机、歼击轰炸机及各种对地面实施攻击的飞机),其中预警指挥机是空袭体系的指挥控制中心。
美国E-3A预警机
2.精确制导武器的大量应用
精确制导武器(包括空地反辐射导弹、巡航导弹、各种地/舰空导弹和制导炸弹等)获得了广泛使用,并且显示出巨大的潜在威胁。海湾战争中,8%的制导武器打击了42%的目标,伊拉克战争中精确制导武器的比例由海湾战争的8%上升到68%,毁伤目标数量上升了4.4倍,充分体现出精确制导武器的威力。利比亚战争中,北约除了大量使用巡航导弹和飞机投掷精确制导武器打击目标外,还大量的使用无人飞机进行情报搜集和精确打击,使之成为打击小型重点目标、特别是移动小型目标的最佳利器。
精确制导武器的投入比率对比
3.防区外攻击战术的应用
1991年海湾战争证明了这一战术的可行性。在1999年南斯拉夫战争、2001年阿富汗战争和2003年伊拉克战争中,美军所有的空对地攻击,无一例外地都采用了防区外攻击战术,并获得成功。
4.战术弹道导弹的应用
从海湾战争开始,战术弹道导弹(TBM)加入了空袭武器的序列,防空体系中必须加入反导武器已经成为人们的共识。
防区外攻击
美国陆军ATACMS战术弹道导弹
俄罗斯“伊斯坎德尔”战术弹道导弹
5.隐身飞机成为主要威胁之一
新一代作战飞机和无人机广泛采用隐身技术,美军F-22战机采用隐身技术后,现有对空搜索雷达对其探测距离仅为F-16战机的1/3左右。
美国F-22隐身飞机
在现代高科技条件下的空袭作战中,空袭方首先使用无人机、侦察机等大量收集敌方的防空雷达和指挥等信息。然后在强大干扰的配合下,使用远程巡航导弹和隐身飞机防区外发射精确制导武器对防空火力实施压制。在夺取制空权后立即进入大规模、多波次的临空轰炸。
在这样的空袭形势下,迫切需要防空导弹增大射程,能够将预警机纳入防区内,将防区外攻击的飞机归入防区内;迫切需要提高防空导弹的制导控制精度,减轻远射程防空导弹的发射重量,适应远程作战的需要。为了对付弹道导弹和近距离直接杀伤空袭武器,特别是对从地面和舰面发射的巡航导弹,也必须提高防空导弹制导控制精度,以便能有效摧毁这些空袭武器。在强大的需求牵引下,第四代防空导弹的关键支撑技术——精确制导与控制技术,首先在军事强国取得突破。防空导弹的制导控制精度比第三代防空导弹提高达一个数量级,可以在大气高层(高度40km以上)和大气层外(对TBM和军事卫星)的实现直接碰撞,这是防空导弹的一次革命性进步。第四代防空导弹的代表性型号是美国的“爱国者”-3、欧洲的“紫菀”系列等。
欧洲“紫菀”防空导弹
1991年海湾战争中,伊拉克共发射了88发“飞毛腿”导弹,美军共发射158发“爱国者”-2导弹(第三代防空导弹),包括86发对真实“飞毛腿”的拦截,50发对导弹碎片的拦截和22发对虚警目标的拦截。根据美国最新统计,“爱国者”在47次拦截中只有4次击落“飞毛腿”导弹,拦截成功率只有9%。
而在2003年伊拉克战争中,伊拉克向科威特发射了15发弹道导弹,其中9发被“爱国者”-3(第四代防空导弹)拦截,5发落在无害区,未进行拦截,1发落在科威特海港,无一人伤亡。
由此可以看出第四代防空导弹的性能得到了极大的提高。总的来说,新一代防空导弹的特点是:
(1)突出战术反导能力,发展分层拦截系统;
(2)采用命中概率高或具有直接命中目标(直接碰撞)的精确制导导弹;
(3)增强防空导弹系统的电子战能力,对抗空袭体系的光电侦察、干扰、隐身突防和反辐射导弹的硬杀伤威胁;
(4)更多的采用固态相控阵雷达,增强远距离探测能力;
(5)采用先进的推进技术和气动外形设计,提高导弹速度;
(6)采用毫米波和红外成像导引头,提高末制导精度。
典型代表——“爱国者”地空导弹
在当今世界的防空导弹中,名气最大、经历实战检验最多的当属“爱国者”导弹。海湾战争中,“爱国者”防空导弹大战“飞毛腿”导弹的场面依然让人记忆犹新。这次战争中,“爱国者”PAC-2型导弹首次投入使用,开创了现代战争史上用导弹击落导弹的先例,一时间名声大噪。
“爱国者”是美国研制的一种全天候、全空域防空导弹,1967年开始研制,1970年试射,1985年装备部队。能在电子干扰环境下拦截高、中、低空来袭的飞机或巡航导弹,也能拦截地对地战术导弹,属于中高空、中远程防空导弹武器系统。
“爱国者”导弹拦截“飞毛腿”场景
“爱国者”防空导弹系统先后经历了原型、PAC-1、PAC-2、PAC-3的系列化发展道路。PAC-1型改进了相控阵雷达的最大扫描仰角,于1988年12月完成,只能拦截飞机和巡航导弹。PAC-2型改进了弹上战斗部和引信,在海湾战争中得到了广泛运用。PAC-1和PAC-2均采用指令制导与半主动TVM制导的复合制导体制。
美国“爱国者”(PAC-2)地空导弹
美国“爱国者”(PAC-2)地空导弹雷达车
PAC-3是洛克希德·马丁公司在“爱国者”PAC-2系统的基础上,通过改进火控系统并换装新PAC-3导弹而成的全新防空系统,是美国已经装备的TMD系统重点项目之一,主要防御近程和中程弹道导弹、巡航导弹以及空气动力目标(如固定翼与旋转翼飞行器)。PAC-3选用了两种导弹,一种仍为PAC-2系统所用的破片杀伤型导弹,通过不断改进而提高性能;另一种则是由洛克希德·马丁公司研制的直接碰撞动能杀伤拦截弹,这是一种全新的导弹,称为“埃林特”(ERINT)增程拦截弹。
美国“爱国者”(PAC-3)地空导弹
PAC-3系统主要由四部分组成:多功能雷达站AN/MPQ-65、作战指挥车、导弹发射车和导弹,每辆发射车可装16发PAC-3导弹或4发PAC-2导弹。
美国“爱国者”(PAC-3)地空导弹雷达
美国“爱国者”(PAC-3)地空导弹发射车
PAC-3系统无疑是当今世界最先进的中高空中远程地空导弹系统之一,是第四代地空导弹的典型代表。PAC-3系统采用了惯性制导与主动毫米波雷达寻的末制导的复合制导体制,能够保证对目标的高精度拦截,具备同时打击多个目标的能力。采用的一架多弹技术、网络化作战技术更是值得借鉴。PAC-3系统仍在不断改进中。(来源:国防科技大学“科普中国”共建基地)