艦空導彈是從艦艇上發射打擊空中目標的導彈。它與艦艇上的目標探測指示系統、水平穩定裝置、發射控制系統、發射設備和技術保障設備等組成了艦空導彈航空武器系統。艦空導彈大多用于裝備大型的水面艦艇。
世界上第一枚艦空導彈是在第二次世界大戰期間生產的,艦空導彈的發展一共經歷了三個階段發展。代表型號有美國的“標準”“AIM-7麻雀導彈”,蘇聯的“里夫”(SA-N-6)、“施基利”,英國的“海狼防空導彈”等。1982年,兩架阿根廷A-4型鷹式殲擊機被英艦發射的“海狼式”導彈擊落。1991年2月25日,配備改良型GWS-30系統的42(3)型導彈驅逐艦格洛斯特號(HMS Gloucester D-86)使用海標槍導彈擊落一枚陸基發射的伊拉克海鷹2型反艦導彈,成為世界上首種在實戰中擊落導彈的艦載防空導彈系統。
艦空導彈航空武器系統總體設計貫穿艦空導彈武器研制的全部過程,主要包括總體方案設計、系統分解、系統集成、系統仿真、系統試驗與系統鑒定等設計內容,以及作戰效能評估、研制過程管理等方面內容,這是新型艦空導彈武器系統研制或改裝成敗的關鍵。艦空導彈作為艦艇的一種重要的防空武器,其最大射程為100千米,最大射高為20千米,飛行速度為數倍音速。在動力設置上,其多數以固體火箭發動機為動力,也有的艦空導彈以沖壓噴氣發動機為動力。在制導方式上以遙控制導或者尋的制導為主,也有的采用復合制導。戰斗部大多裝填普通炸藥。
隨著未來海戰呈現作戰對象的種類與作戰模式多種多樣、戰術技術性能飛速提高、作戰環境復雜多變等新特點,艦空導彈呈現新的發展趨勢。
歷史沿革
產生背景
20世紀50、60年代,攜帶炸彈的各種飛機是水面艦艇的主要威脅,這些飛機受當時技術的限制,飛行高度均比較高,而且中、高空投彈攻擊是通常采用的戰術。20世紀70、80年代由于航空技術的發展,飛機低空、超低空作戰性能有了很大提高,其最小作戰高度可達40m。與此同時,飛行高度非常低的各型反艦導彈也已經裝備世界上許多國家的海軍,成為水面艦艇的重要威脅。低空、超低空突防,高、中、低空相結合的多層次、多批次,多方向同時飽和攻擊是通常采用的戰術。面對如此復雜的空中威脅,美國、蘇聯均建立了防空作戰能力很強的遠中、近,高、中、低三個空域多個層次的艦空導彈航空武器系統。
發展歷程
世界
第一代以20世紀 50、60年代美國的“3T”系統(“黃銅騎士”“小獵犬”“韃靼人”),蘇聯的“海浪”(SA-N-1)“奧薩”(SA-N-4),英國的“海蛇”,法國的“瑪舒卡”等最為典型。這一代艦空導彈武器系統最大的缺陷是體積、質量大,系統反應時間長,制導體制單一,抗干擾性能差,低空性能差,可靠性低,作戰范圍有限和火力不足等。
第二代則以 20世紀70、80年代年代美國的“標準”“北約輕型RIM-7M“海麻雀”艦空導彈”,蘇聯的“里夫”(SA-N-6)、“施基利”,英國的“海狼”,法國的“海響尾蛇”等最為典型。這一代艦空導彈航空武器系統的特點是:采用多種制導體制,導彈命中精度高,系統反應時間較短,低空性能好,具有一定的攔截多目標的能力,系統體積、質量相對較小,可靠性高。
第三代則以20世紀80年代中后期美國海軍大力發展的“宙斯盾”防空導彈武器系統最為典型,美國海軍裝備了遠程“標準”2增程、中程“標準”2、“標準”1、近程“AIM-7麻雀導彈”、末端“拉姆”四個層次的艦空導彈武器系統。俄羅斯海軍則裝備了遠程“里夫”、中程“施基利”、近程“克里諾克”(SA-N-9)、末端“嘎什坦”(SA-N-11)四個層次的艦空導彈航空武器系統。其中,遠程艦空導彈武器系統主要攔截中高空、中遠程各種飛機目標,兼顧對低空目標的攔截,屬區域防空型武器。中程艦空導彈武器系統主要攔截中低空、中近程飛機目標,兼顧對超低空飛機、反艦導彈目標的攔截,屬中程區域防空型武器。近程艦空導彈武器系統主要攔截低空、超低空、近程飛機和反艦導彈目標,兼顧對中空目標的攔截,屬點防御型武器。末端防御導彈武器主要攔截超低空來襲的反艦導彈目標,兼顧對低空目標的攔截,屬自衛型武器。它們采用多種制導手段,實現了對不同目標、不同作戰環境的適應能力,并提高了航空武器系統的抗干擾能力、全天候作戰能力、對付多目標和抗目標飽和攻擊的能力。
這一代艦空導彈武器系統除具有第二代的導彈命中精度高、低空性能好、可靠性高的特點外,還具有以下特點:
1.可同時進行360°全空域作戰;
2.火力強,具有抗目標飽和攻擊的能力;
3.系統反應時間短,導彈發射率高,從發現目標到導彈發射時間間隔為幾秒級,導彈采用垂直發射可達1枚/s;
4.裝彈量大,特別是采用垂直發射裝置,可使艦船攜載上百枚防空導彈。
21世紀以來,海上空襲作戰體系對抗特征凸顯,呈現規模大、強度高、信息化和超視距的態勢,要求艦空導彈航空武器系統具備防空打飛機、低空攔截巡航導彈、高空反彈道導彈、太空反衛星等“四位一體”的作戰能力,要求艦艇編隊將其多個艦艇平臺上的艦空導彈武器系統組建成網絡化的艦空導彈武器系統,實現超視距協同反導作戰能力。這就是第四代艦空導彈發展,與第三代艦空導彈相比,其突出特點是遠射程、高精度和高火力密度,即:①具有有效攔截各類飛航式導彈和戰術彈道導彈的能力;②艦空導彈的射程幅度大,可達400km或者更遠;③導彈平均飛行速度和目標通道數大大提高;④反干擾能力和反隱身能力大大增強。
中國
1965年,中國海軍計劃在65型艦基礎上發展053K型防空護衛艦(即“江東”級),基本任務是在中近海執行護漁護航任務,并在戰時掩護和支援022型導彈艇及魚雷快艇作戰。兩年后,決定將在研的“紅旗”一61地空導彈轉為艦空導彈,列為053K的預定主戰裝備。1975年3月,053K型首艦完成一期工程交船,同年,“海紅旗”-61開始上艦試驗,但直到1986年才進行海上設計定型飛行試驗,順利定型。
1985年中國與法國進行采購了兩套“海響尾蛇”導彈系統的談判,1987年簽訂協議,中國向法國采購了兩套“海響尾蛇”導彈系統,同時在國內自行開展了海紅旗-7的國產化項目。紅旗-7導彈是在法國海響尾蛇基礎上研制的國產第二代點防御艦空導彈,該導彈對飛機的最大射程13公里,可在8公里距離上攔截掠海飛行的反艦導彈,采用無線電指令制導,具有很好的攔截低空掠海導彈的性能,能夠抗擊攔截高度僅15米的掠海飛行反艦導彈,是當時亞洲性能最好的近程艦空導彈。
2002年中國從俄購買2套S-300F里夫艦空系統,中國通過吸收俄式S300F艦空導彈的技術,中國自主發展了更先進的紅旗-9型艦空導彈系統,采用主動雷達制導體制,具有大空域防空能力。
2012年起中國紅旗-10近程防空導彈導彈系統陸續裝艦,是中國的主要近程防空導彈,已經大規模列裝,普及于新一代艦艇上,包括:遼寧號航空母艦、052C/D型驅逐艦以及056型護衛艦上。
2019年,在新中國成立70周年閱兵式上改進型紅旗-9B地空導彈和海紅旗-9B艦空導彈公開展示。海紅旗-9艦空導彈最早配裝于052C型驅逐艦,形成水面艦艇編隊的區域防空作戰能力。中國人民解放軍海軍已經批量建造服役的052C型和052D型驅逐艦,以及055型大型驅逐艦,均配備新一代海紅旗-9B艦空導彈,且艦載導彈垂直發射系統的發射單元配置數量也明顯增多。海紅旗-9B艦空導彈攔截空中機動目標的射程更遠,與航母的艦載機形成有效銜接的對空攔截火力配系,為水面艦艇編隊提供遠距離對空掩護,同時具備一定的反彈道導彈攔截能力。
技術特點
總體結構
艦空導彈與艦艇上的目標探測指示系統、水平穩定裝置、發射控制系統、發射設備和技術保障設備等組成了艦空導彈航空武器系統。艦空導彈是在地空導彈的基礎上發展起來的,有一級艦空導彈和兩級艦空導彈,與地空導彈的結構相類似。
艦空導彈武器系統總體設計貫穿艦空導彈武器研制的全部過程,主要包括總體方案設計、系統分解、系統集成、系統仿真、系統試驗與系統鑒定等設計內容,以及作戰效能評估、研制過程管理等方面內容,這是新型艦空導彈武器系統研制或改裝成敗的關鍵。
目標探測系統
目標探測系統設計主要完成艦載預警雷達/紅外/電視/激光復合目標探測系統的一體化設計。其中,遠距離目標探測可以選用三坐標搜索雷達,也可以選用相控陣雷達;近距離目標探測可以選用寬視場被動紅外探測系統,也可以選用電視成像系統,它們均由激光測距儀完成距離測量。
艦空導彈
艦空導彈設計是整個航空武器系統設計的核心內容,包括彈體總體布局設飛行彈道和制導規律選擇、彈上設備設計、發射方案設計、保障性等“六性”設計,以及環境工程設計和電磁兼容性設計等內容。
動力系統
艦空導彈的動力裝置大多是固體火箭發動機,少數是沖壓噴氣發動機。海標槍(Sea Dart)GWS-30就是典型的沖壓發動機。
制導控制系統
制導控制系統設計是艦空導彈武器系統設計的難點之一,它既包括彈上制導控制系統設計,也包括艦面制導控制系統設計。制導控制系統設計主要有制導體制選擇、導引規律設計、導彈控制系統設計、制導精度分析、需用過載和可用過載分析等內容。
指揮控制系統
指揮控制系統設計包括空情態勢顯示、目標識別、威脅判斷與排序目標分配、發射決策等功能設計,以及顯示系統設計、作戰記錄與重演系統設計、模擬訓練系統設計和通信系統設計等內容。
火力控制系統
火力控制系統設計主要包括目標指示參數處理、導彈彈道運動參數計算、導彈的攔截條件和發射條件計算,發射裝置位置計算和調轉控制等功能模塊設計,以及確定艦空導彈的通道數、單/連射發射方式、自動發射和引導控制,直至擊毀目標的評估等功能設計。
射檢發控系統
射檢發控系統設計主要包括射前檢查程序設計、初始數據裝訂系統設計、發射指令傳遞系統設計、連續發射/轉火系統設計,以及導彈應急投放系統設計等內容。
導彈發射系統
導彈發射系統設計包括艦空導彈發射裝置結構設計及機械傳動系統設計,以及艦上導彈貯存/輸送系統設計等。傾斜/垂直發射方式不同,導彈發射系統設計內容也不同。
支援保障系統
支援保障系統設計包括艦空導彈保障系統設計和保障資源設計兩個方面。其中,保障系統設計包括技術準備系統、維修系統、岸基貯存系統設計等內容;保障資源設計包括人員、資料、備件、培訓等方面的籌劃設計。
分類
遠程艦空導彈
遠程艦空導彈航空武器系統主要攔截中高空、中遠程各種飛機目標,兼顧對低空目標的攔截,屬區域防空型武器。
中程艦空導彈
中程艦空導彈武器系統主要攔截中低空、中近程飛機目標,兼顧對超低空飛機,反艦導彈目標的攔截,屬中程區域防空型武器。
近程艦空導彈
近程艦空導彈武器系統主要攔截低空、超低空、近程飛機和反艦導彈目標,兼顧對中空目標的攔截,屬點防御型武器。
典型型號
海響尾蛇(Naval Crotale)TSE5500
海響尾蛇是法國湯姆遜-CSF公司研制的全天候、近程艦空導彈系統,它用于艦艇的自身對空防御,可對付低空、超低空戰斗機和武裝直升機的攻擊。在基本型(8B型)基礎上發展起來的改進型(8S型與8M型),具有反地效航空母艦導彈和反海面艦艇的能力。8B型采用響尾蛇R440導彈,8S與8M的導彈為R.460,兩種導彈布局與結構形式相同三種型號均采用R.440的動力裝置和彈上電源設備。但R.460導彈用無線電近炸引信替換了紅外近炸引信,并在尾部加裝上紅外輻射器。
高腳杯(Goblet)SA-N-3/4K60
高腳杯(北大西洋公約組織名稱)是蘇聯火炬設計局/阿爾泰科研生產聯合體研制的全天候型艦空導彈系統,代號為4K60,主要用于軍艦的自衛防空,對付高速飛行的飛機,也具有一定的反艦能力。
1967年開始投人使用。高腳杯導彈的蘇聯代號為B611。彈體呈圓柱形,頭部為尖卵形,無前翼,采用正常式氣動布局。后掠角很大的梯形彈翼位于彈體中后部,緊接在彈翼垂直后緣的是4個舵面,4個梯形尾翼安裝在彈體尾部,彈翼與尾翼按“X-X"形配置,并處在同一平面上。導彈采用無線電指令制導,雙推力固體火箭發動機和破片殺傷式戰斗部。
黃蜂-M(Oca-M)
黃蜂-M是蘇聯火炬設計局/阿爾泰科研生產聯合體研制的全天候低空近程艦空導彈航空武器系統,它由陸基防空導彈SA-8移植而來的,導彈代號為9M33。它主要用于攻擊直升機,也可以攻擊逼近的艦艇。整個系統結構比較緊湊,不需要占很大的空間,因此,適用于裝備不同類型的軍艦。
9M33導彈為一細長圓柱體,采用鴨式氣動布局,彈體前部有4片小的梯形控制舵,尾部有4片穩定尾翼,其后緣與發動機噴口齊平。舵面與尾翼呈“x-x"形配置,其尾翼是折疊式。
海標槍(Sea Dart)GWS-30
海標槍是由英國航空航天公司動力部研制的第二代艦載中、高空面防御艦空導彈系統,用于攔截高性能飛機和反艦導彈,也能攻擊水面目標,是英國第一代艦空導彈海蛇的后繼型。該系統分重型、輕型兩種類型,重型為基本型。導彈由兩級申聯組成。導彈由前彈體、中彈體、后彈體和控制環4部分組成,一級直徑大于二級。彈體中部安裝4片大后掠、小展弦比的彈翼,舵面位于控制環上。“x"形配置的矩形穩定尾翼位于一級尾部,非作戰時,成折疊狀態。導彈外殼采用可拆卸壁板結構,除沖壓噴氣發動機外,其余設備均固定在壁板內壁上。前彈體由進氣道、中心錐、雷達拋物面天線、多桿介質天線、導引頭、戰斗部和保險執行機構組成。
RIM-66A/B/E
標準導彈是雷神公司研制生產的全天候中遠程艦空導彈。40余年來,為滿足不斷發展的作戰使用要求,經過多次改進,逐步形成了由標準-1、標準-2、標準-3和標準-6組成的標準導彈系列。這些導彈可分別在韃靼人、小獵犬、宙斯盾等艦載武器系統中使用,是迄今為止世界上性能最先進且裝備數量最多的艦空導彈。標準-1(中程)導彈用于防御高性能飛機、反艦導彈和巡航導彈,裝備在驅逐艦、巡洋艦和護衛艦上,包括RIM-66A,RIM-66B和RIM-66E3個型號。RIM-66A是標準-1(中程)導彈的基本型,用于取代RIM-24韃人導彈,是現役標準導彈系列中裝備最早的導彈。1964年12月,通用動力防空導彈系統分公司開始研制RIM-66A,1969年裝備,1975年停產1977年,在RIM-66A的基礎上改進形成RIM-66B。1984年,在RIM-66B的基礎上改進形成RIM-66E。導彈的外形和氣動布局與韃靼人導彈相似,彈翼在彈體的中后部,為小展弦比的長脊鰭形彈翼。其后是切尖的三角形控制舵面,彈翼和舵面按“x-x”形配置,并處于同一平面上。
RIM-66C
標準-2(中程)導彈是目前主要的全天候艦載中程防空導彈,可用于韃靼人航空武器系統和宙斯盾武器系統。與標準-1(中程)導彈相比,標準-2(中程)導彈增強了火力,增加了射程,擴大了防御區域,提高了抗干擾能力,包括標準-2(中程)Blockl,Block2,Block3,Block3A和Block3B導彈。為使標準-1(中程)導彈能在宙斯盾武器系統中使用,滿足其火控系統的要求,1972年6月開始對RIM-66B標準-1(中程)導彈進行改進。RIM-66C標準2(中程)Blockl導彈的各組成部分與RIM-66B標準-1(中程)導彈基本相同。其改進包括采用慣性制導、無線電指令、半主動雷達尋的復合制導體制,彈上加裝INS,導彈飛行末段采用單脈沖雷達導引頭制導。
實戰事件
RIM-8G導彈改進了波束制導系統,并于1966年服役。最后的面對空型黃銅騎士是RIM-8J,它進一步改進了半主動雷達導引頭的性能并且于1968年服役。1968年,一艘美國海軍的長灘級巡洋艦用黃銅騎士導彈在很遠的距離上擊落一架越南人民軍空軍的米格戰斗機。在越南戰爭中,黃銅騎士艦空導彈總共擊落了3架米格戰斗機。
1982年5日,一架噴氣式戰斗機發射了一枚法國制造的AGM-84反艦導彈,擊毀英國“謝菲爾德”號驅逐艦,有大約30名英軍水兵死亡。在以后一周,兩架阿根廷A-4型鷹式殲擊機被英艦發射的“海狼式”導彈擊落。
1991年2月25日,配備改良型GWS-30系統的42(3)型導彈驅逐艦格洛斯特號(HMS Gloucester D-86)使用海標槍導彈擊落一枚陸基發射的伊拉克海鷹2型反艦導彈,成為世界上首種在實戰中擊落導彈的艦載防空導彈系統。
發展趨勢
隨著未來海戰呈現作戰對象的種類與作戰模式多種多樣、戰術技術性能飛速提高、作戰環境復雜多變等新特點,艦空導彈呈現新的發展趨勢。一是研制更為先進的雷達系統,發展相控陣雷達技術,提高對反艦導彈的探測識別能力;二是采用復合制導技術,提高艦空導彈抗電子干擾能力;三是采用先進的制導、控制、濾波技術以及目標運動參數估計的算法,發展捷聯慣性導航技術,提高艦空導彈的精確跟蹤能力和超低空地效航空母艦反彈道導彈性能;四是采用協同制導、垂直發射和“發射后不管”技術,提高艦空導彈航空武器系統攔截多目標的能力,有效對抗反艦導彈飽和攻擊;五是圍繞探測、制導、火控等技術,升級現有艦空導彈型號與性能,提高艦空導彈執行多任務能力,尤其是反蜂群空中機器人、高超聲速武器攻擊的能力。
參考資料 >
揭秘中國首代艦空導彈:海紅旗-61從未實戰過.新浪網.2024-03-05
1982年5月31日,英阿為爭奪福克蘭群島爆發大海戰.新浪閱讀.2024-03-06
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