反导系统看长短——浅谈美俄先进防空反导系统
反导系统看长短
——浅谈美俄先进防空反导系统
远望智库 金乌
本文发表于《半月谈》杂志
核心提示：导弹的速度、机动性和隐蔽性远强于普通飞行器，反导系统拦截导弹相当于“用子弹打子弹”，对防空导弹本身和引导系统要求极高，因此高技术含量的现代远程防空反导系统极大考验了一个国家的综合国防科研实力，它不但能够保卫该国的经济、军事中心，本身也是高价值目标。以下就由笔者来介绍美俄四款主流防空反导系统——S-400“凯旋”系统、“爱国者3”系统、“萨德”系统以及“标准3”系统。
S-400“凯旋”
苏/俄是野战防空、阵地防空理论的鼻祖，其最新的现役产品S-400“凯旋”系统（俄语：С-400 Триумф）又被称为S-300PMU3（SA-21），由著名的阿尔玛兹-安泰中央设计局设计，针对大气层内各种速度的弹道目标或飞行器，本质上仍然是成功且庞大的S-300家族中的一员渐进升级而成，不过由于S-400的探测雷达和导弹性能有了很大提升，作战单元也从S-300PMU1/2的六个增加到了八个，拦截能力增幅巨大，反隐身能力更是有质的突破，才获得了S-400这个新名字。
S-300/400家族发展脉络图，S-300PMU系列已经批量出口中国
与苏联时期构筑的庞大但臃肿的防空体系不同，俄罗斯已经无力负担过多的防空系统，那么加强S-400系统的作战效能和机动性就成为了最经济的选择。考虑到S-300系统在世界范围内巨大的存量，用户也到了更新换代的时刻，为了出口市场，阿尔玛兹-安泰设计局充分考虑到了导弹通用性和互补性，以及与现有S-300系统组网的功能，具体而言，用户稍加投入就能完成S-400系统和现有系统的融合，并且S-400系统的雷达可以引导其他组网S-300系统发射的导弹，意味着一部S-400系统就能够挖掘原有其他S-300系统的潜力，这展现了俄罗斯对新形势下防空系统发展的思路，对于用户而言也更能承受。
S-400仍旧以营为单位部署
一套S-400系统的核心为55K6E指挥中心，主要探测装置是一台91N6E多功能远程监视反隐身相控阵雷达和92N6E照射制导雷达，它的突破在于对低可探测性目标的算法，展现了俄罗斯在反隐身方面的最新科技：91N6E雷达对于RCS为0.4平方米的弹道目标的探测距离为230km，RCS为4平方米的探测距离为390km，普通战略轰炸机大小的目标探测距离为570km，最大探测距离为600km，并设置一台96L6E高空目标指示探测雷达，其具备捕捉最多一百个空中目标的能力，另外装备一台40V6MR低空补盲雷达，也可以选配弹炮合一系统应对超近程目标。
为了获得更好的机动性和越野能力，S-400系统选择了性能更好的特种牵引车，整个5P85TE2/5P85SE2发射装置被安装于俄罗斯布良斯克机械厂制造的BAZ-64022重型卡车或白俄罗斯明斯克机车厂制造的MAZ-543M重型卡车上，重载能力比起之前的S-300型号有了很大提升，运载装置的改进也让S-400更适用于野战防空的快速部署。
参与胜利日阅兵的S-400“凯旋”系统
S-400最大的特点在于导弹的通用和针对性，对于不同距离和威胁程度的目标，S-400系统有不同种类的导弹来应对，有一些S-300系统的导弹能够直接或是稍加改装后就应用于S-400系统上。目前已经形成战斗力的有三个级别共四款导弹，分别是近程的9M96E导弹（40km），中程的9M96E2导弹（120km）以及远程的48N6导弹（250km）和48N6E2导弹（200km）。
至于俄方一直鼓吹的“400公里拦截距离”的正主——400km的超远程防空导弹40N6，其在研发和使用上仍然存在着一定的问题。且不说对于导弹性能的超高要求，对于空中目标而言，如果能够维持一定高度，那么来自地面的雷达波的确能够在一定距离上直接照射到目标。但是，地面雷达无法在400km或是更远距离上直接照射到大气层内目标。受到地球物理特性的限制，S-400系统的最大卖点40N6导弹并不能发挥其最大的效能。
雷达探测距离受到地球曲率的影响（示意图）
当然，这个问题并不是无解的，如果防空系统能够融入空军的侦察预警体系中，在导弹发射后利用空中的节点来引导，甚至采用卫星制导的方式，就能够解决地面雷达无法直接探测的问题，对于打击敌方预警机、加油机等关键节点依然能起到重要作用，40N6的超远射程可以起到“拒敌于千里之外”的作用。
经过技术人员将近十年在本土的试验和磨合，S-400系统在实战部署和出口也开始初露锋芒。2016年叙利亚冲突加剧时，俄罗斯总统普京迅速下达了部署S-400系统的指示，避免了对手更大的挑衅；S-400的舰载版本“鲁道特”系统也即将装备在改装后的1144.1核动力巡洋舰“纳希莫夫海军上将”号上；中国也于近年签订了购买四套S-400系统的合同，一定对我国发展反隐身能力和远程防空导弹技术有着很大参考作用，印度、沙特等国也对俄罗斯表达了进口S-400的意向。如果俄罗斯能够持续对S-400进行改进，相信S-400一定能继承前辈S-300的主力出口创汇地位，帮助俄罗斯在防空反导领域继续维持世界领先的地位。
表1：S-400系统各型导弹
名称 | 有效射程 | 有效射高 | 最大速度 | 制导手段 |
40N6 | 400km | 185km | 12马赫 | 半主动雷达制导 |
48N6E2 | 200km | 暂无 | 6马赫 | 半主动雷达制导 |
48N6 | 250km | 暂无 | 6马赫 | 半主动雷达制导 |
9M96E | 40km | 20km | 5马赫 | 主动雷达制导 |
9M96 | 120km | 30km | 5马赫 | 主动雷达制导 |
“爱国者3”（PAC-3）
著名的“爱国者”全天候多用途防空系统（MIM-104）拥有绵长的历史，是美军为了取代体积庞大，且不利于机动运输的“奈基大力神”（MIM-14）和“鹰”（MIM-23）而开发的项目，从1970年开始首次试射开始，已经度过了将近半个世纪。80年代开始，冷战的天平逐渐向美国倾斜，美国为了追求单边优势，开始重视反导系统的建设，并计划由几个部分构成，而经过升级后的“爱国者”成为了美国战区导弹防御系统中负责末段中低层反导的主力，既然是负责中低空反导，就没必要太过追求射高和射程，因此洛马公司的“爱国者3”将重点放在了提升持续作战能力、效率和经济性上。
洛马公司试射“爱国者3”型防空系统
与S-300类似，“爱国者”也拥有一个庞大的家族，其中“爱国者1/2”（PAC-1/2）由雷神公司研制，而最新的“爱国者3”（PAC-3）系统则转由军火巨头洛克希德·马丁公司（下称洛马公司）承包，在综合效能上有了很大进步。“爱国者3”计划总共分成三个阶段，前两个阶段主要是针对雷达和通信传输部分的改进，第三阶段则采用了洛马公司重新设计的新拦截导弹，实际上完全是一个新的防空系统了。
PAC-3系统相对于前型的最大进步在于载弹量的扩充，之前的PAC-1/2的每辆发射车上装备四个发射筒，每个发射筒装备一颗导弹，而PAC-3的拦截弹却能在尺寸大幅缩小的前提下达到更高的拦截效率。这样，PAC-3的发射筒仅仅稍扩大尺寸，就能容纳四枚导弹（如上图），直接将载弹量从四枚提升到了十六枚，大大提升了防空系统在饱和攻击下的持续作战能力。
PAC-3之所以能用小尺寸的拦截弹却仍然拥有强大性能，是源于美国“星球大战”计划中美军投入巨资研制的“增程拦截器”项目，并于1994年被选为PAC-3系统的拦截弹。在保持最大速度为5马赫不变的前提下，PAC-3的拦截弹直径从PAC-2的41cm降低到了25.5cm，总重更是减到了将近PAC-2拦截弹的三分之一，由一级助推火箭驱动，飞行过程中保持一体。其作战距离30km，作战高度15km，满足了战术防空的需要（更远距离的防空反导由其他系统完成）。在毁伤机理上，因为有更精准的导引系统，PAC-3也采用了难度较大的动能杀伤（直接撞击），而并非PAC-2范围大却相对低效的破片杀伤。
鉴于一些用户对PAC-3的射程不满意，洛马公司在之后推出了PAC-3 MSE（导弹分段增强型）系统，增加了一段双脉冲发动机，其他仍然维持不变。洛马公司也为了PAC-2 MSE研制了新的12连装M903发射系统，可与PAC-3的发射装置通用其余设施，更便于灵活部署。在美军总体的防空反导战略中，PAC-3 MSE也能填补THAAD系统和PAC-3系统之间的空白。
洛马公司宣传的“爱国者3”系统简图
在编制上，PAC-3系统以导弹连为单位，每个连总共八台发射车，其核心是AN/MSQ-104火力控制站和AN/MPQ-53多功能相控阵雷达，可以同时探测一百个目标并引导最多八枚导弹攻击其中的三到五个目标，16或12联装导弹发射装置安装在M860型拖车上，另外每个导弹连还装备发电车和用于导弹连之间协同作战的天线。
当然，美国人也并没有停下改进的脚步，随着假想敌的能力发展和居高不下的成本压力，洛马公司联合以色列提出了“爱国者经济可承受先进能力”计划，通过更换更高性能的以色列“致昏者”拦截弹，强化了导弹的机动性和速度，并沿用已有的PAC-3雷达导引系统，计划能将成功拦截目标的单位成本大大减少至原本的五分之一。
“萨德”（THAAD）
“萨德”（THAAD）反导系统是英文Terminal High Altitude Area Defense（末段高空区域防御）的缩写，是美国战区导弹防御系统中负责战区末段高空区域拦截的部分。该计划一开始是以“星球大战”的一部分而发展的，后来考虑到美军在全球范围内遇到的类似于“飞毛腿”战术导弹的威胁越来越多，美国陆军在1990年提出了开发需求，1992年，洛马公司竞标成功，成为了该项目的主承包商。
“萨德”系统的主要假想敌是对方来袭的中短程弹道导弹，受定位和物理条件的限制，美国陆军对射程的要求并不算很高，但是却要求在最大180km的高度摧毁对方导弹，如此前所未有的技术指标让“萨德”在研制中遇到了很多困难，前六次试射均告失败，直到新世纪后性能才逐渐达到稳定的良好状态。
“飞毛腿”导弹被称为“战术导弹中的AK47”
“萨德”系统同时考虑到了拦截洲际弹道导弹上升段的应用，由于对导弹的射高要求很大，迫使洛马公司不能沿用PAC-3的基本设计，必须对拦截弹以及整个系统重起炉灶。该系统的拦截弹拥有一级固体助推火箭，采用动能杀伤方式，总重量达到了900kg，全长6.17m，直径34cm，高能固体燃料赋予了拦截弹最大8马赫的速度，并有红外线追热装置修正最后接近目标时的航线，其性能已经足够拦截“飞毛腿”级别的战术导弹。
“萨德”系统运行示意图
乍一看，“萨德”系统的300km射程仅仅算得上是战术级别，甚至比不上完全版的S-400系统，它虽然“打不远”，但却“打得高”、“看得远”——“萨德”的射高和探测范围绝对算得上战略级别：“萨德”系统配备一台AN/TPY-2 X波段有源相控阵雷达，是美国目前性能最强的机动式陆基探测雷达，探测范围达到了1200km，并且能够做到依靠美军的C-17、C-5运输机机动运输。这意味着，如果美国在韩国部署了“萨德”系统，就可以把我国东北和华北地区上空的非隐身目标一览无遗，在战时得到紧急增援的前提下，这个前出的导弹阵地也可以发射大量拦截弹拦截我国部署于华北、东北地区（华北、东北地区是我国距离美国本土最近的国土）处于上升段的弹道导弹。如果美国成功在韩国部署“萨德”系统，将对我国的国家安全和世界战略平衡构成重大威胁。
“萨德”系统发射拦截弹
世界的战略总是处于动态平衡中，作为回应，我国发展了种类繁多的各类高超音速武器，其中有一款美方称为WU-14的高超音速、高机动性再入式弹头具备了任意攻击美国所有国土的能力（俄罗斯也正在发展美方称为YU-71的高超音速弹头），它不仅拥有高达20马赫的再入速度，还能在某种程度上提高我国战略武器的射程，给了中国威慑美国本土更多新的航线选择。
“萨德”和计划中的“萨德”增程型
美国为了维持自己的单边优势，也想将“萨德”优异的雷达“物尽其用”，计划将原定于2018年开始的THAAD-ER（“萨德”增程型）项目提前研发，并已经得到了洛马公司副总裁的确认。THAAD-ER将通过增加弹体尺寸来覆盖更大的射程范围并继续加强射高，有机会拦截更多的上升段洲际弹道导弹。
“标准3”（SM-3）
美国是一个海权国家，在建设国家导弹防御系统时，也自然将海上弹道导弹防御系统和强大的美国海军囊括在内。“标准3”（SM-3）型导弹由雷神公司设计生产，最初是“标准2”增程型发展计划的补充，后逐步调整为SM-3计划，单枚造价950万美元，是未来美国海军战区弹道导弹防御系统（NTW-TBMD）中的重要组成部分，也是美国国家导弹防御体系的一员，它不仅仅拥有反导功能，也具备反近地轨道卫星的能力。
“标准3”从MK41中热发射
美国保有数量近百的“宙斯盾”舰队，清一色采用了MK41通用垂直发射装置，因此美国在设计舰载武器时需要考虑到MK41的尺寸限制和现有“宙斯盾”舰的装备条件，“标准3”也不例外，其长度为6.55m，直径34cm，射程500km，射高160km，最大速度八马赫，由美国舰载的AN/SPY-1“宙斯盾”雷达引导射击，采用动能杀伤方式。为了达到美国海军规定的射高和射程要求，“标准3”型并没有采取整体一体化的设计，一共由四级构成，尽管较复杂，但却赋予了导弹更好的性能，可以说美国海基反导系统拦截弹走了一条与陆基系统不同的技术路线：
第一级：MK72调压器，固态火箭发动机
第二级：MK104双推力火箭发动机，固态火箭发动机
第三级：MK136三级火箭发动机，固态火箭发动机
第四级：固体转向和高度控制系统
“标准3”型导弹的分阶段研制计划
雷神公司在发展“标准3”项目时采取了“小步快跑”的模式，第一批SM-3本质上是SM-2ER（“标准2”增程版）增加第三级火箭和“轻型太空动能拦截弹头”（LEAP）；第二和第三批SM-3完善了基本的设计，并升级了导引和姿态控制系统；在验证了推进系统后，雷神公司即将于2018年推出SM-3 Block2A，是一种新型的增程版“标准3”，其弹体结构有了很大改变（如图），并安装了“先进动能杀伤弹头”（KW）。未来，随着美国在海基反导技术上的发展，并将技术输出到日本海上自卫队的“宙斯盾”舰（日本的“金刚”号驱逐舰已经成功试射“标准3”），美日同盟一定会在西太平洋部署越来越多的具备反导功能的“宙斯盾”舰，客观上会压缩我国的战略空间，非常需要引起重视。
由于美国海军在“宙斯盾”上成熟的使用经验，美国在构筑欧洲的反导体系时选择直接将“宙斯盾”系统搬到了陆上。该系统拥有和“伯克”级驱逐舰相同的雷达和垂直发射装置，共享一套武器和后勤系统，有利于分摊成本。在2014年5月，北约首次在波兰的陆基“宙斯盾”系统成功试射“标准3”导弹，验证了这一概念和它在陆基的反导功能。
陆基“宙斯盾”概念图
如今，越来越多的陆基“宙斯盾”被建造于中欧、东欧地带，结合可以机动部署的“爱国者”和“萨德”系统，美国已经在欧洲构筑了完整的反导体系，美国的步步紧逼让俄罗斯如鲠在喉。无论是“爱国者”还是“萨德”，都是防御性的武器，但是由于MK41系统的通用性，搭载“标准3”导弹的模块随时可以像军舰一样被替换成纯粹的进攻性武器——“战斧”式巡航导弹，“战斧”的超大射程能够覆盖整个俄罗斯西部，这才是令俄罗斯最担心的。
结语
随着各国进攻性战力的快速更新迭代，防空反导系统作为各国经济、政治中心最后的“盾牌”也得到了极大的重视。
但是，研制先进远程防空反导系统的门槛非常高，并不比大推力军用涡扇发动机低，其门类涉及空气动力、雷达、通信传输、化学，更考验研制国的系统整合能力，在世界范围内能完成高性能反导系统研发的国家也仅有中国、美国、俄罗斯三家。
其中，处于国家战略收缩期的俄罗斯结合S-300系统的改进经验和相关领域的进步研制了兼顾多种目标的S-400防空系统，更为先进的S-500“普罗米修斯”系统也在研发之中；实力雄厚的美国为了追求绝对的单边安全，通过盟友的地理位置，在国家导弹防御系统战略的指导下，将不同种类却互补的反导系统推到了假想敌门前；而中国的第三代防空反导系统红旗-9B，第四代防空反导系统红旗-19和红旗-26也代表了我国在该领域的不俗成就，其中红旗-9外贸版在试射中的九射九中更是压制了其他竞争对手，令世界瞩目，并于最近赢得了伊拉克25亿美元的订单。总体而言，在先进防空反导系统的研发和部署方面，中美俄三大国可以说并驾齐驱。
有盾，也得有矛。现代战争是体系的对抗，进攻是最好的防守，只立足于防御、被动挨打是不够的，我们得在进攻和防御的力量分配上找到平衡点——针对假想敌防御体系暴露出的漏洞，必须要设法发展不对称的攻击手段，让对手在防御上消耗更多资源，相对而言投入进攻的资源就会减少，使总体战略维持均势。
他山之石，可以攻玉。美俄作为防空反导领域的先驱者和竞争者，它们的经验颇值得作为后来者的我们借鉴，希望中国能早日研发部署世界最先进行列的防空反导系统，让我国在军事上立于不败之地！
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