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大國之盾如何打造?俄羅斯防空反導系統的現狀和未來發展建議

原標題:大國之盾如何打造?俄羅斯防空反導系統的現狀和未來發展建議


本文介紹了反導防禦和對空防禦的不同技術特點,俄羅斯防空導彈系統的優勢和前景,提出了提高俄羅斯反導防禦和防空系統作戰能力的辦法和建議。



警報


發展新技術類型要以包括俄羅斯在內的世界上領先國家的經濟發生重大變化和向數字經濟轉變為前提。同時,顯然只有其經濟掌握了新類型的國家未來才是強大而有活力的國家,更重要的是獨立的國家,這也充分體現在所有現代化作戰系統和武器的發展方向上。

但即使不依賴於技術類型的發展,空天襲擊兵器也是一直作為先發制人的最重要武器發展的,並且在不斷得到完善,類型和作戰使用方法不斷增加,作戰能力不斷提高。各種射程的無人機、精確制導武器在各種規模的軍事衝突中的大規模使用變得司空見慣。



近年來,關於美國單方面退出中短程導彈條約的問題不斷被大肆炒作,如同美國在反導防禦條約問題上一樣。平壤試射射程超過3000公里的彈道導彈(即中程導彈)導致國際社會十分緊張。聯合國安理會對其每次發射都進行了研究和討論。只是不知為什麼美國發射射程超過6000公里的彈道導彈卻被忽視了,而這令我們相當擔憂。


所有這些情況都提高了在戰區和前線對抗導彈威脅及保衛重要目標免受中短程彈道導彈和遠程亞音速巡航導彈打擊的重要性,包括在美國「全球快速打擊」構想的框架內——該構想把巡航導彈視為主要的作戰潛力運載工具。該構想還計劃在未來把高超音速導彈和空天系統、非核中遠程彈道導彈也用於「全球快速打擊」。


巡航導彈飛行和反導防禦武器部署的特點:為什麼媒體的言論荒唐?


保衛重要目標免受彈道導彈的威脅是個非常專業和極為複雜的過程,但是根據電視和其他大眾傳媒報道的問題來看,遠非所有人能想像其特點。因此就有了一些圓桌會議「專家」的荒謬解釋——類似於:日本沒有擊落朝鮮發射的、濺落於距發射點大約3700公里的太平洋中瞄準點的彈道導彈。顯然,為了下一步更清晰、更理性地接受關於完善我國反導防禦裝備的建議,需要就這些問題進行一些說明,這裡說的彈道導彈沿被稱作彈道和類似拋物線或一個正弦半波的特殊軌跡飛向目標。這種軌跡有上升段(導彈在此段達到最大飛行高度(頂點)和下降段(導彈通過軌跡拐點後飛向目標)。


導彈的最大飛行高度是與最大水平飛行距離及其他一些因素(軌跡與水平線的傾角)聯繫在一起的,通常是最大水平飛行距離的20-30%。因此,朝鮮在發射射程約3700公里的導彈時,其軌跡頂點高度大約是700千米。導彈正是以此高度即在太空中(空天系統的飛行高度一般是400千米)飛越日本。



當然,最先進的陸基和海基反導防禦武器也不能全程攔截彈道導彈,只能在其上升段或下降段予以攔截,因此或者應該部署在導彈發射地區——這在大部分情況下不現實,或者部署在掩護目標地區。而且,使用大氣層內攔截導彈的反導防禦系統(例如美國的「愛國者」)只能在地球大氣層內(高度小於30-35千米)攔截來襲的彈道導彈,而使用大氣層外攔截導彈的反導防禦系統(例如美國的海基「宙斯盾」系統或陸基「薩德」系統),攔截高度約為80-100千米。


因此,在日本境內部署上述反導防禦武器不能擊落飛過其上空的彈道導彈,因為它們只能攔截直接瞄準日本境內目標的導彈。這恰是在掩護目標區域內部署反導防禦武器的必要性,並且是影響反導防禦系統組成與配置的重要因素,在建立反導防禦系統時必須考慮這個因素。還有一系列其他特點。


▲朝鮮中程彈道導彈發射與攔截示意圖


例如,在組織攔截中短程彈道導彈時必須確保不僅命中導彈本身,還要命中有效散射面積小於0.01平方米、飛行速度達4500米/秒的分離彈頭。此外,現代化反導防禦武器應具有很高的自主性,並保證能在預定距離內獨立發現上述類型的目標。同時,為了確保覆蓋彈道目標的全部潛在飛行軌跡,在仰角面對彈道目標的探測扇區應為30-40度到70-80度,亦即處於空天半球上半部。


攔截導彈不僅應是高超音速導彈,還應有推力矢量操縱系統,亦即不是像大氣層防空武器那樣藉助於空氣動力舵,而是採用氣體動力操縱法。從而能夠對目標進行大氣層外攔截,為增加攔截距離和掩護面積創造可能性。


所以這些都使得用於攔截中短程彈道導彈的反導防禦系統與用於攔截空氣動力目標的傳統防空系統有很大的不同。只有掌握先進技術的國家才有能力研發和使用先進的反導防禦武器。目前只有美國、俄羅斯、法國,某種程度上中國和以色列擁有這種武器,這絕非偶然。


俄羅斯防空導彈系統的優勢和前景


俄羅斯的S-300V系列防空導彈系統是作為非戰略反導防禦武器研製的,完全能夠勝任以上任務。目前,俄羅斯在2020年前國家裝備計劃框架內正在批量生產S-300V4防空導彈系統,這是S-300B系列系統的最新型別。它能確保全面對抗中短程彈道導彈及其分離彈頭。其作戰性能和作戰能力甚至明顯超過美國「愛國者」系統的最新改型(PAC-3)。「愛國者」系統能可靠地攔截射程小於1000公里、裝備非分離式戰鬥部的彈道導彈。



目前S-300V4防空導彈系統裝備空氣動力操縱型導彈,後者只能在大氣層內(高度小於30-35千米)攔截彈道目標。防空導彈的研製機構和生產廠主動開發了採用氣體動力操縱法、能在高度100千米甚至更高的大氣層外攔截彈道目標的攔截導彈改進方案(9M82MV型防空導彈)。為防空導彈系統配備這種導彈並對其戰鬥裝備進行某些改進之後,能在短期內在花費最少的情況下使S-300B4成為能在大氣層外攔截彈道導彈的防空導彈系統,並能顯著提高其作戰能力。目前,美國有兩個防空導彈系統型號屬於此類系統:海基「宙斯盾」和陸基「薩德」。


擴展防空系統的無線電地平線

在執行有效攔截「全球快速打擊」中的作戰潛力主要運載工具——遠程巡航導彈——的任務時,在作戰區域內和直接攻擊目標時進行超低空飛行——能大大增加防空武器攔截難度——是決定性因素。因為任何空襲武器只有在無線電地平線範圍內才可能被防空武器發現。


在防空武器雷達天線高度約為2-3米(制式配置)、巡航導彈飛行高度為15米(巡航導彈在一般起伏地形上空飛行高度不可能更低)的情況下,在遮蔽角為零度時無線電地平線距離為17-24公里。那麼考慮到防空導彈系統的反應時間,其摧毀區域的遠界不可能超過15-20公里,這不足以有效地攔截巡航導彈。可以通過升高防空雷達的天線來擴展無線電地平線。例如,把天線升高24米可將無線電地平線距離增加至35-37公里,從而將摧毀範圍擴大40%甚至更多。


目前,只有「山毛櫸-M2」中程防空導彈系統和S-300P系列遠程防空導彈(S-300PM2「寵兒」)系統擁有可升高的天線系統,這兩種系統可被視為攔截遠程巡航導彈的主要武器。比較研究表明,「山毛櫸-M2」中程防空導彈系統更好一些,其射擊系統能夠確保在距離30-35公里處摧毀飛行高度為15米的巡航導彈。這得益於為該系統配備了照射與制導雷達,後者的天線系統和接收、發射裝置布置在能移動的伸縮式升高/迴轉裝置上(能在2分鐘內升高22米以上)。



認為「山毛櫸-M2」更好還因為,該系統對超低空飛行的巡航導彈的摧毀距離只比S-300PM2小6%,但後者用於升高天線的塔架的展開時間幾乎是前者的20倍,而價格是前者伸縮式升高/迴轉系統的7.8倍。「山毛櫸-M2」系統一枚導彈對巡航導彈的摧毀概率不低於S-300P系列系統,儘管後者使用更重、更昂貴的導彈。這要歸功於「山毛櫸-M2」防空導彈的制導更精確,以及該系統採用了目標類型識別模式(自動確定),並改進了防空導彈的戰鬥裝備,使其能最有效地摧毀所識別的目標。這種模式能夠減少導彈擊落一個目標的平均消耗。


1個「山毛櫸-M2」防空導彈營在巡航導彈飛過其摧毀範圍期間能擊落24-36枚巡航導彈,能對付「全球快速打擊」框架內預期規模的巡航導彈襲擊。而攔截在全高度(從超低空到同溫層)範圍內行動的各種現代化空氣動力目標最有效的是S-300P系列遠程防空導彈系統。按效費比的標準,S-300PM2系統在世界上獨一無二,S-400就更不用說了,因此在配置攔截空氣動力目標的防空系統時它們應是首選。



對空天襲擊兵器與反導防禦/防空系統的對抗情況的分析表明,後者被進攻方視為特別重要的打擊目標。因此它們需要自己的積極防禦武器,首先是對抗反雷達導彈的攻擊。通過在反導防禦/防空兵器編成中編配「托爾-M2」防空導彈戰車(每個目標編配2輛戰車)就能最有效地完成這項任務。「托爾-M2」防空戰車具備網路中心戰能力,擁有數字電傳密碼信息交換設備。同時,「托爾-M2」防空戰車不應被視為配屬兵器,而是系統必不可少的組成部分。


總起來說,空天襲擊兵器類型、使用戰術、地面部隊戰鬥行動遂行方法、戰場和反導防禦/防空兵器布置地區特點的顯著增加,要求必須尋找非傳統的空天防禦集團配置方式和方法,並採用聯入統一系統但能最有效地完成各自基本任務的各種武器。


關於研發模塊化通用防空導彈系統的建議

下圖是空天防禦任務和戰場綜合反導防禦/防空系統配置方案的一些特點。顯然,單獨一種通用反導防禦/防空系統不可能有效完成所有這些任務,我們也沒有這樣的系統(說實話,也未必能研發出來)。被賦予這些任務的S-500跨軍種反導防禦/防空系統的研發工作大大延遲了,況且其成為跨軍種系統的可能性也不大。



▲戰區綜合反導防禦/防空系統的配置特點


與此同時,前面提到的俄羅斯的現代化反導防禦/防空系統和兵器採用數字化配置,預計在對抗當前和未來空天襲擊兵器的鬥爭中也相當有效。只是需要找到完善反導防禦/防空系統和兵器及以其為基礎建立集團的新的非傳統方法,以最有效地完成既定任務。


在這方面,主要方向之一是關於以現有遠程反導防禦/防空系統為基礎研製模塊化中遠程通用防空導彈系統的建議。這種模塊化系統應適應所擔負的任務和部署地區,並能成為未來反導防禦/防空系統集團(下一步用S-500來加強)的基礎。模塊化通用防空導彈系統的意義在於,可以根據具體任務調整其組成,保持網路中心戰能力,相互補充。



初步計算表明,以模塊化中遠程通用防空導彈系統為基礎建立的典型的反導防禦/防空集團和得到加強的「托爾-M2」防空導彈系統,在成本和作戰武器數量相當的情況下,作戰效能是正規編成的同類遠程防空導彈系統集團的1.9倍,抗擊反雷達導彈時的作戰穩定性是8-12倍,能有效地在大氣層內、外和近太空抗擊中程彈道導彈,並抵消對掩護目標的「全球快速打擊」。建議以已經掌握批量生產的裝備為基礎研發通用中遠程防空導彈系統,這樣似乎能在短時間內以最小成本建成這樣的反導防禦/防空系統。


採用創新方法改進裝備



與此同時,當前國防工業部門生產和向軍隊供應所需數量的新反導防禦/防空裝備的能力有限。甚至在工業部門大規模完成國防訂貨的情況下,軍隊新裝備的補充率也未必能達到預定的70%的目標。而且軍工企業為向新的技術類型轉變而換裝新的機床技術設備也不會促進生產規模的快速擴大。例如,近兩三年交付部隊的S-400和S-300V4防空導彈系統的數量少得可憐。甚至「金剛石-安泰」防空公司位於下塔吉爾的新工廠的投產也不會使產量有很大提高。

因此,要解決研發現代化反導防禦/防空武器的問題,不僅要通過向部隊供應新裝備,還要在大修過程中對現役第三代反導防禦/防空武器進行深度創新改進。



防空武器裝備有標準極限使用壽命——20-25年,還有所謂的過時時間——取決於空天襲擊兵器的換裝速度,目前是15-20年。對已經耗盡標準極限使用壽命,特別是過時期限的裝備的狀況的分析表明:通常老化過時的不是機械設備,而是無線電電子設備和系統。機械設備和部件(發射裝置、電力和液壓驅動裝置、迴轉裝置、底盤、供電系統等等)通常仍具備工作能力,並且擁有很長的剩餘壽命(50-60%以上)。與此同時,就成本而言,機械設備佔全系統成本的60-70%,在生產過程中最費力費時。


在把此類裝備的無線電電子設備更換為先進設備和進行機械設備的延壽修理時,獲得具有全新作戰和使用性能的新武器裝備是可能的。換言之,武器裝備應被視為某種「基本平台」並根據實際狀況評估其壽命。圖3是基於「基本平台」構想(以「山毛櫸」中程防空導彈系統為例)對反導防禦/防空武器裝備的創新改進方法。


在「平台」仍有壽命和更換無線電電子設備時,在大幅度節約經費(可節約高達70%的經費)和改造時間的情況下將裝備升級為新一代裝備(例如,從第2代或第3代升級為第4+代或第4++代)是可能的,而最主要的是使武器裝備永遠保持相應的發展水平。



▲基於「基本平台」構想的反導防禦/防空武器裝備的創新改進方法


此外,要在宏觀水平上在正在改進和批量生產的裝備上推廣現有的科技儲備,賦予其系統配置的信息開放架構,使其軟體相互兼容並與各種偵察和作戰指揮裝備兼容,具備網路中心戰能力。


這樣就能保證不間斷地完善我國武器裝備的作戰和技術性能,使所謂的老兵器和新兵器達到同代水平,這對於保持這種裝備的戰備狀態極為重要。此外,這將在耗費資金最少、運用創新和現代化技術最多的情況下,使我們的裝備在未來15-20年里保持對國外同類裝備的優勢或者平衡。


本文原載於俄羅斯《空天領域》雜誌2017年第4期,原標題АСИММЕТРИЧНЫЙ ОТВЕТ РАКЕТНЫМ УГРОЗАМ,作者是俄羅斯退役中將亞歷山大·盧贊。


來源:知遠戰略與防務研究所/藍山 編譯


編輯| 周君

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