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正確解讀俄羅斯S-400的二項世界第一

近年來俄羅斯S-400被譽為當今世界最先進的防空反導武器系統。尤其是二項關鍵指標號稱為世界第一:一是它的攔截目標的高度最低可至5米,是目前世界射高最低的防空系統。二是它的40H6攔截彈最遠可達400千米, 是目前世界射程最遠的防空系統。

莫斯科國際航展上展示的S-400設備(圖注為筆者所加)

實際上這二項指標都是有前提條件的。但經一些媒體的誤導和誤傳,使大家誤認為S-400有能力能攔截遠至400千米,高度5米以上來襲的任何類型的武器。從技術上講,這二項都是世界難題。那麼,目前它的真實水平如何?

我們先看看國內外媒體和專家學者有哪些質疑?

對於5米的射高,早在去年就有境外節目某主持人提出質疑:「5米高度?用竹竿就能挑下,S-400是吹牛不上稅!」接著一些軍迷也提出質疑。至於射程可達400千米的40H6攔截彈, 10幾年來俄官方在歷屆國際航展上多次聲稱它「尚未列入裝備」。直到今年上半年,俄媒還報道:國防部長紹伊古在電話會議上談到,40H6彈正在進行國家試驗。這就引起一些專家學者們懷疑,何時算正式服役?有的專家還進一步質疑,即使正式服役後,它能否在400千米範圍內攔截各種來襲的導彈?例如部署在敘的S-400,按俄軍方原來說法,敘利亞大部分領土都在它保護範圍內。但去年5月美國戰斧導彈襲擊敘利亞,還有以色列戰機屢屢轟炸大馬士革,S-400為何沒有任何動靜?

筆者認為首先還是一些俄媒體(指非官方和非製造廠商)在宣傳S-400一些重要性能指標時,常常含糊其辭,避而不談實質性的問題,從而誤導其他媒體和群眾。

例如有俄媒稱:它「用於攔截距離在400-600千米內的各種空襲目標」,有的稱「它具有攔截高度5米以上,30千米以下,速度4.8千米/小時以下包括飛機、巡航和彈道戰術導彈等各種來襲武器的能力;還具有攔截戰鬥部分離後重返大氣層的戰略彈道導彈的能力」等等。這些誤導再經國內一些媒體的誤解和誤傳,這就使讀者誤以為S-400有能力能攔截所有在400千米以內,高度5米以上,30千米以下範圍內任何來襲的各種導彈和飛行器了。

其實如果認真查閱俄官方的正式資料,包括俄生產廠商在國際航展上的資料,或者參閱國內外權威文獻,如國外的簡氏年鑒,航天科工情報資料研究所編的《世界防空反導導彈手冊》,就能發現S-400的真實水平並沒有一些媒體所說那麼神。無論是5米射高或400千米射程,都是有一定前提和條件的。例如5米射高並非指在你頭頂上5米,而是至少2.5千米以外。但最遠也只能幾十千米,更不能到400千米。而在雷達視距外,200-400千米的射程範圍內,S-400隻具有攔截飛機等速度和機動能力均較低的飛行物,不具擊落「任何來襲導彈和飛行物」的能力。當然如果40H6尚未正式服役和裝備部隊,那就是另外一回事了。

以下是筆者在參閱這些權威性資料,主要是簡氏年鑒和航天部手冊的基礎上,解讀當前S-400這二項世界第一的真實水平,探討這二項關鍵指標的難點以及S-400所採取的解決措施。

S-400攔截目標的高度最低可至5米?

「超低空目標的探測和攔截」從來就是世界性難題。這方面俄羅斯的防空系統和雷達,就要比美國類似系統的水平高多,當然美國不太關心提高低空攔截的能力。因為他自認為沒有哪個國家有能力用低空戰術武器來攻擊美國本土。S-400低空攔截確實有能達5米的能力。但是有前提和條件的,就是目標應在2.5千米以外,而最遠不超過120千米。

俄S-400既要對付遠程目標,又要對付近程低空目標,它解決的辦法就是選用三個系列的攔截彈,分別在近、中、遠三個區域攔截來襲的導彈。三類彈都能調整到最佳狀態,而且可實現無縫銜接。這就比美國用一種彈兼顧各個區域要來得優越。當然也增加了設備量和操作複雜性。

S-400在近程低空攔截時,採用新型的機動性很強的9M96系列彈。9M96系列彈採用鴨式氣動布局,體積重量較小,機動靈活,且具有推力矢量控制,可在35千米高空作變軌飛行。其中9M96E2用於中程120千米內攔截。而體積重量更小的9M96E,機動靈活性更好。雖然攔截範圍只40千米,但攔截成功率高,對付低空目標這40千米是最佳攔截區。9M96系列彈都採用定向破片爆炸方式,比起傳統的全向爆破,可增加殺傷力。攔截彈導引頭的末制導則都採用主動雷達尋的方式。下表是筆者根據上述二份權威文獻歸納的俄S-400系統三類攔截彈基本數據和特點。

當前一些空襲武器在進攻時大都採用低空(離地十幾米至幾十米)甚至超低空(離地幾米)飛行模式,以躲避對方雷達發現。防空系統和雷達要探測和攔截低空目標,有很大難度。首先由於地球是圓的,地球曲率半徑使稍遠一些的低空目標就難以發現。其次雷達天線發射波束幾乎要貼著地面掃描;由於地面對電磁波的反射,雷達在接收目標信號的同時還收到很強的地雜波。這種地雜波往往要比目標回波強幾十分貝,甚至100多分貝。如何從如此強的雜波背景中檢測出目標信號,幾十年來一直是雷達一項重大的難題。三是來襲武器在將接近時常常作些機動飛行,飛行路線既低又刁,以迷惑對方的雷達(軍事上稱突防技術),這就要求攔截導彈具有很大機動靈活性,很強的過載能力和變軌能力。所以攔截低空目標一直是世界性難題。

某國際航展上展出的S-400攔截彈。圖中自左至右為:48H6E3,48H6E2,9M93E2,9M93E。

我們來看看S-400對付低空目標採取哪些措施:一是雷達採用「脈衝多普勒」體制,就是靠運動目標的信號與地雜波的多普勒頻率不同,而將二者分開。這可能是現在對付地雜波最先進的雷達體制了。二是將雷達天線架高。如圖,將天線升高,架在30-40米的桅杆上,以增加雷達視距。它的道理和城市中電視塔一樣,天線每升高4倍,雷達發現低空目標的距離就增加2倍。第三,專門設計對付低空目標的攔截彈,體積重量小,發動機採用矢量控制,機動性強,具有變軌能力;另外導引頭採用先進的紅外成像制導等等。按當今雷達技術水平而言,S-400這樣做已經接近極限了。

據外媒報道,美戰斧導彈襲敘,S-400坐視不動,對此最為困惑或不滿的還是俄羅斯本國人民:他們在網上紛紛質疑:「我們自誇的S-400到底去哪兒了?」據最近俄媒報道,莫斯科一位著名軍事分析專家費爾根高爾在記者和群眾追問下說了實話:「所謂S-400能保護整個敘利亞領空的一切說法都是藝術渲染;它的真正有效防禦半徑約為40千米。」這一40千米和本文上面所述最佳攔截範圍40千米是吻合的。但此言一出,群眾嘩然,什麼時候400千米縮水成40千米?另一位專家則坦言:對付低空目標,S-400已沒有多大潛力了。需要從體制上想辦法,例如用預警機來配合等。

一些讀者和網友在比較俄美二家導彈性能時還產生一個感興趣的問題:為什麼美國導彈採用先進的「直接碰創殺傷技術」(簡稱「KKV」技術)擊毀對方來襲武器,而俄羅斯採用「定向破片殺傷」?是不是俄羅斯在這方面技術上不過關?KKV技術確實是美國率先推出的,它可使攔擊彈直接碰撞來襲的導彈(零制導誤差),將其擊毀。KKV的技術關鍵是如何控制導彈的發動機或推進器,使導彈在向前飛行時還能同時作快速、機動的橫向運動;直至碰撞到對方武器,技術術語叫「導彈推力的矢量控制」。例如美國的愛國者PAC-3系統。前端有一系列微型脈衝發動機,它能控制燃氣舵,實現矢量飛行。

將S-400雷達天線架設在30-40米高的桅杆上,以提高對超低空目標探測能力。圖注為筆者所翻譯。

KKV技術另一優點是不用裝填戰鬥部(炸藥),導彈的彈體就是炸藥。從而減輕導彈總重量,增加機動性。所以這項技術代表了當今地面防空領域精製導技術應用的國際最高水平 。

俄羅斯當時為何不走KKV道路?據有的文獻透露,在當時俄科技人員認為防空導彈中採用KKV技術,難度大,費用太高。而且他們認為,定向爆破的效果已與KKV很接近,但經費要少得多。而且俄羅斯空氣動力學的水平先進,他不太在乎導彈的重量稍大些。據信俄羅斯科技人員後來也掌握了KKV技術,但至今仍沒見到用於現役的防空反導武器系統。

S-400攔截目標的最遠射程可至400千米?

S-400系統中射程可達400千米的攔截彈40H6,從本世紀初就名聲在外。但俄官方和廠商從未正式公布過它的具體性能指標,技術途徑,乃至一張實物照片。僅在初期,國外曾有報道: 說來自俄羅斯官方消息:40H6主要是攔截視距外至400千米區域內敵方的預警機和電子戰飛機等大、中型目標;用以瓦解敵方的「戰區外攻擊戰術」(即「雷達視距外攻擊戰術」。就是預警機和指揮機作為空襲的指揮中心,待在200千米以外,400千米以內一般雷達探測不到的地方)。

國內有一些專家認為,這一說法是合理的,有道理的,而且在技術上能實現的。但俄某些官員和一些媒體用含糊其辭的說法有意或無意誤導用戶。如俄羅斯之聲中文網2015年7月10日消息,「俄羅斯總統辦公廳主任謝爾蓋·伊萬諾夫介紹,每套S-400系統都能夠在400公里範圍以內同時對抗36個目標,發射72枚攔截彈。」。至於是什麼目標?是彈道導彈還是飛機?(二者差別很大),似乎故意混淆。而有的媒體在報道時乾脆聲稱可「用於攔截距離在400-600千米內的各種空襲目標」,這就使國內一些媒體和讀者誤解為,S-400在400千米範圍內,能攔各種來襲飛行器(包括飛機和各種導彈)的能力。

2016年12月6日俄國防部發布部署在敘的S-400陣地(沒有發現40H6彈)

正因為俄方高度保密,一些專家學者們只能憑猜測來估計40H6的性能。大家知道,雷達的作用距離限於視距。超過視距不僅探測不到目標,更無法制導攔截彈進行攔截。所以防空導彈作用距離如何超過200-250千米(超視距)也是個世界難題。尤其是200千米以外的中段制導如何實現?縱觀世界各國解決措施無非二個,一是仿美國類似系統,即宙斯盾系統中標準-3攔截彈的做法。標準-3的射程可達500千米。它用三台固體發動機,二次脈衝點火;他的初制導是SPY-1相控陣雷達制導,中段是GPS導航和數據鏈修正數據。它靠裝在導引頭上的姿態軌道控制系統(用固體推進劑)控制導彈實現矢量飛行,變軌能力可達3千米,可在500千米範圍內實現對來襲目標的直接碰撞殺傷。一些專家猜測,40H6彈中段制導也是GP導航。但也有專家認為S-400可能是採用了米波雷達。大家知道,米波雷達既能超視距探測,又能反隱身。只是測量精度較低。俄羅斯研製的米波相控陣雷達,一直水平較高,曾與S-300配套出口至越南等國。一些俄羅斯和中國的軍迷在分析俄國防部提供的照片時發現, S-400在敘基地中就在92H6E制導雷達附近有二部米波雷達,更證實了這一推斷。

說到這裡,國內有些家認為,宙斯盾系統和標準-3才是當今世界上射程最遠的防空武器。它的射程500千米,超過了S-400和40H6彈,何況40H6是否已正式服役還是個未知數。當然這裡面有個歷史原因。本世紀初S-400就已名聲在外,2014年俄就宣布部署了第一套S-400。而標準-3是2016年才正式開始裝備部隊,晚於S-400。不過據航天部編的《世界防空反導導彈手冊》上所言,直至2010年,S-400尚未裝備40H6(所以該手冊把S-400列為第三代或三代半防空武器,而美國的愛國者PAC-3、薩德等則是第四代)。當然現在大家關心的是技術上究竟誰家領先,這還待40H6正式亮相後,用事實來說話了。

結  語

儘管S-400存在這樣那樣的軟肋和局限性,以及俄方在宣傳上有一些不實之處。但實事求是地說,即使沒有40H6彈,S-400仍是世界一流的防空反導系統。它攔截低空目標的性能雖有局限性,但比其他很多防空反導系統要強得多。一旦40H6正式定型過關,S-400完全可以立足於世界最先進導彈之列。

(作者單位: 中國航天科工二院)

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總 策 劃:顏 軍

責任編輯:李斌琦

視覺設計:扈 碩

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