俄罗斯防空反导系统的现状和未来发展建议

来源:知远战略与防务研究所 时间:2018-04-16
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警报

发展新技术类型要以包括俄罗斯在内的世界上领先国家的经济发生重大变化和向数字经济转变为前提。同时,显然只有其经济掌握了新类型的国家未来才是强大而有活力的国家,更重要的是独立的国家,这也充分体现在所有现代化作战系统和武器的发展方向上。

但即使不依赖于技术类型的发展,空天袭击兵器也是一直作为先发制人的最重要武器发展的,并且在不断得到完善,类型和作战使用方法不断增加,作战能力不断提高。各种射程的无人机、精确制导武器在各种规模的军事冲突中的大规模使用变得司空见惯。

近年来,关于美国单方面退出中短程导弹条约的问题不断被大肆炒作,如同美国在反导防御条约问题上一样。平壤试射射程超过3000公里的弹道导弹(即中程导弹)导致国际社会十分紧张。联合国安理会对其每次发射都进行了研究和讨论。只是不知为什么美国发射射程超过6000公里的弹道导弹却被忽视了,而这令我们相当担忧。

所有这些情况都提高了在战区和前线对抗导弹威胁及保卫重要目标免受中短程弹道导弹和远程亚音速巡航导弹打击的重要性,包括在美国“全球快速打击”构想的框架内——该构想把巡航导弹视为主要的作战潜力运载工具。该构想还计划在未来把高超音速导弹和空天系统、非核中远程弹道导弹也用于“全球快速打击”。

巡航导弹飞行和反导防御武器部署的特点:为什么媒体的言论荒唐?

保卫重要目标免受弹道导弹的威胁是个非常专业和极为复杂的过程,但是根据电视和其他大众传媒报道的问题来看,远非所有人能想象其特点。因此就有了一些圆桌会议“专家”的荒谬解释——类似于:日本没有击落朝鲜发射的、溅落于距发射点大约3700公里的太平洋中瞄准点的弹道导弹。显然,为了下一步更清晰、更理性地接受关于完善我国反导防御装备的建议,需要就这些问题进行一些说明,这里说的弹道导弹沿被称作弹道和类似抛物线或一个正弦半波的特殊轨迹飞向目标。这种轨迹有上升段(导弹在此段达到最大飞行高度(顶点)和下降段(导弹通过轨迹拐点后飞向目标)。

导弹的最大飞行高度是与最大水平飞行距离及其他一些因素(轨迹与水平线的倾角)联系在一起的,通常是最大水平飞行距离的20-30%。因此,朝鲜在发射射程约3700公里的导弹时,其轨迹顶点高度大约是700千米。导弹正是以此高度即在太空中(空天系统的飞行高度一般是400千米)飞越日本。

当然,最先进的陆基和海基反导防御武器也不能全程拦截弹道导弹,只能在其上升段或下降段予以拦截,因此或者应该部署在导弹发射地区——这在大部分情况下不现实,或者部署在掩护目标地区。而且,使用大气层内拦截导弹的反导防御系统(例如美国的“爱国者”)只能在地球大气层内(高度小于30-35千米)拦截来袭的弹道导弹,而使用大气层外拦截导弹的反导防御系统(例如美国的海基“宙斯盾”系统或陆基“萨德”系统),拦截高度约为80-100千米。

因此,在日本境内部署上述反导防御武器不能击落飞过其上空的弹道导弹,因为它们只能拦截直接瞄准日本境内目标的导弹。这恰是在掩护目标区域内部署反导防御武器的必要性,并且是影响反导防御系统组成与配置的重要因素,在建立反导防御系统时必须考虑这个因素。还有一系列其他特点。

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图1.朝鲜中程弹道导弹发射与拦截示意图

例如,在组织拦截中短程弹道导弹时必须确保不仅命中导弹本身,还要命中有效散射面积小于0.01平方米、飞行速度达4500米/秒的分离弹头。此外,现代化反导防御武器应具有很高的自主性,并保证能在预定距离内独立发现上述类型的目标。同时,为了确保覆盖弹道目标的全部潜在飞行轨迹,在仰角面对弹道目标的探测扇区应为30-40度到70-80度,亦即处于空天半球上半部。

拦截导弹不仅应是高超音速导弹,还应有推力矢量操纵系统,亦即不是像大气层防空武器那样借助于空气动力舵,而是采用气体动力操纵法。从而能够对目标进行大气层外拦截,为增加拦截距离和掩护面积创造可能性。

所以这些都使得用于拦截中短程弹道导弹的反导防御系统与用于拦截空气动力目标的传统防空系统有很大的不同。只有掌握先进技术的国家才有能力研发和使用先进的反导防御武器。目前只有美国、俄罗斯、法国,某种程度上中国和以色列拥有这种武器,这绝非偶然。

俄罗斯防空导弹系统的优势和前景

俄罗斯的S-300V系列防空导弹系统是作为非战略反导防御武器研制的,完全能够胜任以上任务。目前,俄罗斯在2020年前国家装备计划框架内正在批量生产S-300V4防空导弹系统,这是S-300B系列系统的最新型别。它能确保全面对抗中短程弹道导弹及其分离弹头。其作战性能和作战能力甚至明显超过美国“爱国者”系统的最新改型(PAC-3)。“爱国者”系统能可靠地拦截射程小于1000公里、装备非分离式战斗部的弹道导弹。

目前S-300V4防空导弹系统装备空气动力操纵型导弹,后者只能在大气层内(高度小于30-35千米)拦截弹道目标。防空导弹的研制机构和生产厂主动开发了采用气体动力操纵法、能在高度100千米甚至更高的大气层外拦截弹道目标的拦截导弹改进方案(9M82MV型防空导弹)。为防空导弹系统配备这种导弹并对其战斗装备进行某些改进之后,能在短期内在花费最少的情况下使S-300B4成为能在大气层外拦截弹道导弹的防空导弹系统,并能显著提高其作战能力。目前,美国有两个防空导弹系统型号属于此类系统:海基“宙斯盾”和陆基“萨德”。

扩展防空系统的无线电地平线

在执行有效拦截“全球快速打击”中的作战潜力主要运载工具——远程巡航导弹——的任务时,在作战区域内和直接攻击目标时进行超低空飞行——能大大增加防空武器拦截难度——是决定性因素。因为任何空袭武器只有在无线电地平线范围内才可能被防空武器发现。

在防空武器雷达天线高度约为2-3米(制式配置)、巡航导弹飞行高度为15米(巡航导弹在一般起伏地形上空飞行高度不可能更低)的情况下,在遮蔽角为零度时无线电地平线距离为17-24公里。那么考虑到防空导弹系统的反应时间,其摧毁区域的远界不可能超过15-20公里,这不足以有效地拦截巡航导弹。可以通过升高防空雷达的天线来扩展无线电地平线。例如,把天线升高24米可将无线电地平线距离增加至35-37公里,从而将摧毁范围扩大40%甚至更多。

目前,只有“山毛榉-M2”中程防空导弹系统和S-300P系列远程防空导弹(S-300PM2“宠儿”)系统拥有可升高的天线系统,这两种系统可被视为拦截远程巡航导弹的主要武器。比较研究表明,“山毛榉-M2”中程防空导弹系统更好一些,其射击系统能够确保在距离30-35公里处摧毁飞行高度为15米的巡航导弹。这得益于为该系统配备了照射与制导雷达,后者的天线系统和接收、发射装置布置在能移动的伸缩式升高/回转装置上(能在2分钟内升高22米以上)。

认为“山毛榉-M2”更好还因为,该系统对超低空飞行的巡航导弹的摧毁距离只比S-300PM2小6%,但后者用于升高天线的塔架的展开时间几乎是前者的20倍,而价格是前者伸缩式升高/回转系统的7.8倍。“山毛榉-M2”系统一枚导弹对巡航导弹的摧毁概率不低于S-300P系列系统,尽管后者使用更重、更昂贵的导弹。这要归功于“山毛榉-M2”防空导弹的制导更精确,以及该系统采用了目标类型识别模式(自动确定),并改进了防空导弹的战斗装备,使其能最有效地摧毁所识别的目标。这种模式能够减少导弹击落一个目标的平均消耗。

1个“山毛榉-M2”防空导弹营在巡航导弹飞过其摧毁范围期间能击落24-36枚巡航导弹,能对付“全球快速打击”框架内预期规模的巡航导弹袭击。而拦截在全高度(从超低空到同温层)范围内行动的各种现代化空气动力目标最有效的是S-300P系列远程防空导弹系统。按效费比的标准,S-300PM2系统在世界上独一无二,S-400就更不用说了,因此在配置拦截空气动力目标的防空系统时它们应是首选。

对空天袭击兵器与反导防御/防空系统的对抗情况的分析表明,后者被进攻方视为特别重要的打击目标。因此它们需要自己的积极防御武器,首先是对抗反雷达导弹的攻击。通过在反导防御/防空兵器编成中编配“托尔-M2”防空导弹战车(每个目标编配2辆战车)就能最有效地完成这项任务。“托尔-M2”防空战车具备网络中心战能力,拥有数字电传密码信息交换设备。同时,“托尔-M2”防空战车不应被视为配属兵器,而是系统必不可少的组成部分。

总起来说,空天袭击兵器类型、使用战术、地面部队战斗行动遂行方法、战场和反导防御/防空兵器布置地区特点的显著增加,要求必须寻找非传统的空天防御集团配置方式和方法,并采用联入统一系统但能最有效地完成各自基本任务的各种武器。

关于研发模块化通用防空导弹系统的建议

图2是空天防御任务和战场综合反导防御/防空系统配置方案的一些特点。显然,单独一种通用反导防御/防空系统不可能有效完成所有这些任务,我们也没有这样的系统(说实话,也未必能研发出来)。被赋予这些任务的S-500跨军种反导防御/防空系统的研发工作大大延迟了,况且其成为跨军种系统的可能性也不大。

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图2.战区综合反导防御/防空系统的配置特点

与此同时,前面提到的俄罗斯的现代化反导防御/防空系统和兵器采用数字化配置,预计在对抗当前和未来空天袭击兵器的斗争中也相当有效。只是需要找到完善反导防御/防空系统和兵器及以其为基础建立集团的新的非传统方法,以最有效地完成既定任务。

在这方面,主要方向之一是关于以现有远程反导防御/防空系统为基础研制模块化中远程通用防空导弹系统的建议。这种模块化系统应适应所担负的任务和部署地区,并能成为未来反导防御/防空系统集团(下一步用S-500来加强)的基础。模块化通用防空导弹系统的意义在于,可以根据具体任务调整其组成,保持网络中心战能力,相互补充。

初步计算表明,以模块化中远程通用防空导弹系统为基础建立的典型的反导防御/防空集团和得到加强的“托尔-M2”防空导弹系统,在成本和作战武器数量相当的情况下,作战效能是正规编成的同类远程防空导弹系统集团的1.9倍,抗击反雷达导弹时的作战稳定性是8-12倍,能有效地在大气层内、外和近太空抗击中程弹道导弹,并抵消对掩护目标的“全球快速打击”。建议以已经掌握批量生产的装备为基础研发通用中远程防空导弹系统,这样似乎能在短时间内以最小成本建成这样的反导防御/防空系统。

采用创新方法改进装备

与此同时,当前国防工业部门生产和向军队供应所需数量的新反导防御/防空装备的能力有限。甚至在工业部门大规模完成国防订货的情况下,军队新装备的补充率也未必能达到预定的70%的目标。而且军工企业为向新的技术类型转变而换装新的机床技术设备也不会促进生产规模的快速扩大。例如,近两三年交付部队的S-400和S-300V4防空导弹系统的数量少得可怜。甚至“金刚石-安泰”防空公司位于下塔吉尔的新工厂的投产也不会使产量有很大提高。

因此,要解决研发现代化反导防御/防空武器的问题,不仅要通过向部队供应新装备,还要在大修过程中对现役第三代反导防御/防空武器进行深度创新改进。

防空武器装备有标准极限使用寿命——20-25年,还有所谓的过时时间——取决于空天袭击兵器的换装速度,目前是15-20年。对已经耗尽标准极限使用寿命,特别是过时期限的装备的状况的分析表明:通常老化过时的不是机械设备,而是无线电电子设备和系统。机械设备和部件(发射装置、电力和液压驱动装置、回转装置、底盘、供电系统等等)通常仍具备工作能力,并且拥有很长的剩余寿命(50-60%以上)。与此同时,就成本而言,机械设备占全系统成本的60-70%,在生产过程中最费力费时。

在把此类装备的无线电电子设备更换为先进设备和进行机械设备的延寿修理时,获得具有全新作战和使用性能的新武器装备是可能的。换言之,武器装备应被视为某种“基本平台”并根据实际状况评估其寿命。图3是基于“基本平台”构想(以“山毛榉”中程防空导弹系统为例)对反导防御/防空武器装备的创新改进方法。

在“平台”仍有寿命和更换无线电电子设备时,在大幅度节约经费(可节约高达70%的经费)和改造时间的情况下将装备升级为新一代装备(例如,从第2代或第3代升级为第4+代或第4++代)是可能的,而最主要的是使武器装备永远保持相应的发展水平。

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图3.基于“基本平台”构想的反导防御/防空武器装备的创新改进方法

此外,要在宏观水平上在正在改进和批量生产的装备上推广现有的科技储备,赋予其系统配置的信息开放架构,使其软件相互兼容并与各种侦察和作战指挥装备兼容,具备网络中心战能力。

这样就能保证不间断地完善我国武器装备的作战和技术性能,使所谓的老兵器和新兵器达到同代水平,这对于保持这种装备的战备状态极为重要。此外,这将在耗费资金最少、运用创新和现代化技术最多的情况下,使我们的装备在未来15-20年里保持对国外同类装备的优势或者平衡。(全文完)

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责任编辑:笋溪

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