详解中国防空新锐
防空导弹系统历来是珠海航展上国内企业的重点展品。上届珠海航展就展出了多型地空导弹武器系统，可以说展示了近十年来中国在防空导弹系统上的新成就。令人略感惊讶的是，仅隔一年，中国的防空导弹系统又增添了众多新锐面孔，其中有些是换代的先进产品，有些则是进行了大幅度升级的型号。这让中国防空导弹家族枝繁叶茂。
第四代防空导弹低调现身
自从上届珠海航展以来，FD-2000作为中国公开的防空系统中的最高端的产品，加之“曾赢得”土耳其防空导弹合同，一直国人关注的防空导弹明星。不过，在FM-3000出现后，FD-2000至少在技术上，就有些“过气”了。本届航展，航天科工集团公司推出的FM-3000颇为低调，仅仅从其公布的有限的参数来看，并无太多出众之处，该系统的最大射程30千米，可同时对付8个目标。由于导弹外形很像“道尔”，还被扣上了“仿道尔”的帽子。但实际上，FM-3000防空导弹系统是航天科工推出的中国首款第四代防空系统，“道尔”和它根本不在一个层次上，说它是中国的“小迈兹”（”迈兹“为欧洲多国合作推出的先进中程防空导弹）或许更为恰当些。
FM-3000，也就是“飞蠓”3000防空系统，听上去似乎是属于近程的“飞蠓”系列。不过，按照展方讲解人员的说法，这是中国公开的第一种第四代防空导弹武器系统，在世界范围内，同类型的防空系统中也堪称引领潮流。其最明显的标志在于采用了有源相控阵雷达。它是国内公开的第一种采用有源相控阵雷达的防空导弹系统。可以说，这部集全方位搜索和火控功能于一身的有源相控阵雷达，奠定了整套防空系统的优势。
按照研制方的资料，这也是世界上第一种只使用单一的一部雷达，同时完成目标全向搜索和火力控制两种功能的防空系统。当然，笔者认为这一说法是有待商榷的。中俄大型防空系统大多是采用一部搜索雷达（或者叫目标指示雷达）外加一部火控雷达的配置方式，但是美国的“爱国者”实际上就只是用一部AN/APG-53同时完成搜索和跟踪。S-300的30N6E，也能同时进行搜索和跟踪。只不过其搜索功能较弱，因为其波束角窄，完成一次扫描所需时间太长，无法进行圆周搜索。而FM-3000的这部雷达在工作中一直高速旋转，一边进行机械扫描，一边进行电子扫描，波束控制极为复杂。而且在火控模式中，同样在进行旋转。
多位工作人员向笔者确认，该套防空系统可同时全向攻击360度范围内的8个目标，哪怕这些目标在方位上相差180度。而以往的防空系统，例如FD-2000，虽然也能同时对付8个目标，但是这8个目标必须在某一角度内。因为相控阵雷达阵面最多只能在方位上探测120度，进行火力控制的角度会更窄。如果要同时来自各个方向的目标同时攻击，一般至少需要4个阵面。而FM-3000的突破在于则是通过高速旋转的方式，通过机械扫描与电子扫描结合的方式，来对付不同方向的目标的。FM-3000能够在旋转中实现制导，这种功能也只有欧洲的“迈兹”系统刚刚演示过。
雷达制导的防空导弹最大的问题在于如何抗干扰。如今的干扰手段、干扰模式日趋多样，特别是拖曳式有源诱饵的广泛使用，给雷达制导防空导弹带来极大挑战。这种有源诱饵可由飞机在感知到雷达威胁时抛出，拖在尾部几百米处。雷达制导导弹攻击目标时，往往攻击的是目标反射的雷达波与诱饵的功率中心点，结果是谁也打不上。传统的雷达制导导弹还没有找到很好的办法对付这种诱饵。而固态有源相控阵技术为对付这类目标带来了可能。有源相控阵雷达可以将占空比（也就是平均功率和峰值功率的比值）做得较大。平均功率在一定程度上决定着雷达的探测距离。平均功率一定的情况下，占空比越大，峰值功率小。传统真空管的雷达占空比大多是个位数，而固态有源相控阵雷达可以达到30%以上，也就是说可以大大降低峰值功率，减小被发现概率。而且有源相控阵雷达的信噪比较高，再加上雷达采用功率控制技术，可以根据需要逐步扩大功率搜索目标，进一步减小被发现概率。
通常而言，三代机雷达告警器的灵敏度要低于雷达接收机
灵敏度几个数量级（并非不能做得太灵敏，而是因为如果做得太灵敏了，将充满噪声，导致虚警率过高）。固态有源阵可以做到用恰到好处的功率照射目标，雷达恰好接收到回波，而敌方的雷达告警器却无法察觉。因此，在实战中可能会出现这种情况，有源相控阵雷达已经锁定敌机并发射导弹，而敌机却全然不知，这时自然也无法释放干扰或有源诱饵。只有导弹逼近告警器告警时，才会漫无目标的进行无用的机动。当然，以上还只是理论分析，FM-3000能否达到这种水平，还很难说。但是毕竟有源相控阵雷达提供了这种可能。
FM-3000的导弹采用了鸭式布局，弹翼可折叠，而且发射箱为长方体。由于这些特征与俄罗斯的“道尔”很相似，很多人认为这种导弹甚至这套系统也是仿制“道尔”。不过，“道尔”是无法和FM-3000相提并论的。尽管都采用了折叠鸭翼，但两者的外形细节差别很大，而且根本就不是一个量级的导弹。“道尔”射程只有12千米，而FM-3000达到了30千米。实际上，俄罗斯新一代的9M96E和9M96E2中程防空系统都采用了鸭式布局的导弹。这种布局具有良好的响应特征，机动性好。不过较少用于高速的远程防空导弹中。FM-3000的导弹性能还有提升空间。“紫菀”导弹通过气动控制和矢量发动机控制，达到了60g过载，其中40g来自于空气舵面，而20g来自于横向轨控发动机。俄罗斯的9M96E的过载据接近60g，更适合对付大过载机动目标和弹道目标。而目前来看，FM-3000的导弹似乎并未采用微型轨控发动机，这也可能和它射击空气动力目标的定位有关。
FM-3000和“道尔”更重要的不同点在于，FM-3000制导方式采用了惯性初制导+指令修正+末端主动雷达指导的方式。而“道尔”则是全程无线电指令制导。一般而言，由地面雷达控制的，射程10多千米的近程导弹，都采用无线电指令制导。因为在这个射程范围内，雷达指令制导能提供相当好的精度，指令通道本身由于方向性很强，抗干扰能力也很高。而如果主动雷达制导用在最大射程10千米左右的导弹上，那就还会让地面雷达和弹载雷达“倒一把手”，弹载雷达截获目标也需要一定时间，射击近距离目标就有些麻烦，优势不明显，而且成本相对较高。所以，俄罗斯在改进“道尔”时，导弹采用了全新的气动外形，但仍然采用了指令制导方式，尽管俄罗斯已经拥有成熟的小型雷达导引头。
中远程防空系统添新丁
除了第四代的FM-3000以外，航天科工还推出了一款新型中远程防空导弹——FK-3。根据航天科工的资料，FK-3地空导弹武器系统是全天候中远程地空导弹武器系统，可在复杂的电磁环境下进行防空作战，主要用于区域、要地和野战防空，拦截各类固定翼飞机、巡航导弹、战术空地导弹、武装直升机等目标。杀伤区斜距5千米～100千米，高度0.05千米～27千米。制导体制为指令+半主动雷达寻的复合制导体制，全程指令双模制导体制，多目标能力为同时制导12发导弹拦截6个目标。
从制导体制来看，指令+半主动雷达寻的复合制导外，还增加了全程指令双模制导体制。笔者分析，这种双模制导有两个好处：第一，在目标处于较近的距离内，可以以指令为主，省去了一个环节。第二，在对付远距离目标时，弹上计算机可对半主动雷达导引头获得的信息和地面指令进行数据融合，提高了制导精度和抗干扰能力。实际上，这种方式和TVM制导方式有些类似。只不过TVM制导方式是由导弹将目标信息下传到地面制导雷达，由后者进行信息融合，再通过指令控制导弹。计算机技术的发展，使弹载计算机已经能够完成数据融合，所以也就无需下传目标信息了。
FK-3这次只展出了一部发射装置。该系统仍然使用了倾斜发射，发射装置呈55度定角发射，在方位上可进行随动。人们或许会质疑，中国早就突破了垂直发射技术，为什么在新型防空导弹上，却仍然使用倾斜发射。其实，正所谓“尺有所短，寸有所长”。垂直发射一大优点在于360度全向发射。而倾斜发射实现这一点也不难，也就是让发射架360度全向旋转就是了。从车辆驾驶室后部的弧形导焰板判断，该发射装置应该具备向车体后部发射的能力。当然，垂直发射相对于这种随动的发射架，另外一大优点在于发射装置可靠性较高，用不着精确的随动装置。不过，随动控制系统属于传统的自动控制技术，已经相当成熟。而倾斜热发射则有自己的优点。第一，可以尽量提高导弹的射程。垂直发射的导弹，在发射后都要通过推力矢量系统进行剧烈拐弯，这个拐弯的过程就会损失一定的能量，从而降低导弹的最大射程，大概会少4%～6%左右。而倾斜发射则没有这个问题。第二，导弹的成本相对较低。垂直发射在发射的初始阶段，速度比较慢，空气舵很难形成足够的控制力，所以通常使用燃气舵，燃气舵在导弹被动飞行段是不起作用的。而且低速状态下通常要采用捷联惯导，这都会增加导弹的成本。而倾斜发射则可以省去（为提高性能增加这些设备也未必不可）。另外，相对于垂直发射，倾斜发射的发射筒结构简单、重量轻，不必像冷发射那样安装复杂的燃气发生器和抛射装置，也不用像热垂直发射那样使用耐高温的材料和复杂的导焰通道。所以，美国的“爱国者”、“萨德”以及欧洲的“迈兹”都是倾斜发射。从上述廉价的技术来看，FK-3似乎仍然是以射击空气动力目标为主，主打性价比的产品，应该是“凯山”的接班人。
“凯山”1防空导弹武器系统的发射车再次出现在珠海航展上，但是性能已经得到大幅提升。上届展出的“凯山”1A射程为50千米，而本届航展展出的“凯山”1C射程猛增40%，达到了70千米。而且多目标攻击能力由原来的同时制导6枚导弹攻击3个目标，提高到制导6枚导弹攻击3～6个目标，也就是说可同时控制两枚导弹攻击3个目标，或者控制6枚导弹分别攻击6个目标。可以说，“凯山”1C从导弹到雷达硬件以及算法都得到了大幅升级。它还创造了两个新的记录：采用全程无线电指令制导的防空导弹中，它的多目标处理能力是最高的。当然，虽然和FD-2000的同时攻击8个目标有差距，但是FD-2000采用了末端主动雷达制导，地面雷达只需要将导弹导引到一定范围内，就能“交班”了，由弹上的主动导引头进行导引，而且前面的指令制导可以不那么精确。而无线电指令制导要求地面雷达全程对导弹提供高数据率的精确制导信息，地面雷达的工作负担更大。能同时攻击6个目标，说明雷达在算法上也进行了大量优化，大概也是达到极限了。
其第二个记录是创造了雷达指令制导的防空导弹的最远射程记录。这之前，苏联曾经把C-75（SA-2）改进型的射程增加到了接近60千米。要知道，指令制导防空导弹的射程是不能无限增加的，因为在雷达角度误差一定的情况下（角度误差不可能无限减小），线误差会随着距离增加而增加，如果线误差增大到一定程度，战斗部就无法以规定的概率杀伤目标了。因此，提高射程更要全面考虑。首先，导弹本身要进行改进，增加弹上仪器工作时间，增加固体燃料或更换新型燃料；增加战斗部重量，或者优化引信，或者采用先进的定向破片战斗部，使得战斗部能量朝着相对较窄的范围内喷发，增加战斗部的破坏半径。
“凯山”1设计中规中矩，无论在导弹还是雷达以及体制设计上，都略显保守。尽管严格意义上来讲，“凯山”1还算不上第三代防空导弹，但其为中国的第三代乃至第四代防空导弹的发展奠定了基础。正是通过研制“凯山”防空导弹系统，中国在防空导弹总体设计、雷达、引导率方面实现了一系列突破，才让中国的防空导弹设计渐入佳境。
航天科技集团仍然展出了“猎鹰”80中程防空系统。这次披露的一个技术细节很有意思。一般而言，半主动雷达制导的防空系统中，照射雷达只发雷达波而不收，因此，照射雷达一般无跟踪功能。“猎鹰”80的雷达既能搜索跟踪，也能实施照射，其奥妙在于采用了一部“双波段雷达”。其雷达车虽然看着是一部天线，但实际上是将两个阵面“合二为一”，阵面下部有两个馈源。跟踪阵面和照射阵面大致是按照6：4的比例布置的，而且两个阵面是不同波段的。通常，照射阵面通常为X波段，而搜索跟踪阵面为S波段。可以说，这一部典型的“双波段雷达”，DDG-1000的双波段雷达，美国炒作了好多年，其实早被中国实现了。这应该也是中国防空导弹系统的一个创举。
中国兵器工业集团公司并非传统的大型防空导弹研制企业，不过在这次航展上，展出了“天龙”50和“天龙”12两型防空导弹系统，试图在这一市场上与航天科工、航天科技两大集团“三分天下”。
“天龙”50防空系统是一种射程50千米的中程防空导弹系统。根据参展商公开的资料，该系统由一步IBIS-150目标指示雷达、一部火力分配车、多部发射车和一套保障装置组成。这一点令笔者感到疑惑。通常来说，目标指示雷达是给制导雷达指示目标的，而该系统中竟然没有制导雷达。难道和航天科工的FM-3000一样，目标指示雷达同时兼职制导？目前尚不能确定。值得注意的是，一起展出的还有一部S波段的探测距离250千米的IBIS-200目标指示雷达，依此判断IBIS-150似乎也应该是S波段，但S波段并不适合作为制导雷达使用，通常制导雷达多为X波段。另外一种可能是火力分配车携带有制导雷达。对此，参展商的保密工作做得相当成功，尽管没有迹象表明中国军方打算采购这种防空系统，但工作人员基本上是“一问三不知”。
根据简氏信息集团网站的报道称，一个“天龙”50防空连包括一部IBIS-150三坐标目标指示雷达，一部火力分配车和3到6部发射车，每部发射车携带4枚导弹。在这种构型下，“天龙”50能够发射12枚导弹同时攻击12个不同目标。而IBIS-150三坐标雷达搜索距离130千米，可以同时搜索144批目标。发射车能够在距离火力分配车5千米范围内部署。“天龙”50能在15分钟内完成行军状态转战斗状态。“天龙”50防空导弹系统能摧毁距离在3千米～50千米之内、30米～21000米高度的目标，并且能同时攻击12个目标。速度超过1000米/秒，最大过载达到38g。它使用的导弹系在“闪电”10A中距空空导弹的基础上改进而来，上届和本届航展上，中航工业展示了其导弹，其第一级火箭加大、加粗，改动量不小，主要是为了提高射程。相比之下，世界其它国家利用空空导弹改地空导弹，基本是原封不动，如改动也是直接加一个第一级火箭。
该防空系统能够使用12枚防空导弹对12个目标实施攻击。如果这个报道无误的话，意味着这套系统是地面防空系统中同时攻击目标数最多的。为何这套看上去很简陋的系统能同时攻击12个目标呢？也许可以从以下几个角度来考虑。第一，导弹射程较小，加之导弹采用主动雷达导引头。一般而言，这类导弹的导引头对战斗机大小目标的探测距离可以达到15～20千米。如果目标处于这个距离内，那么导弹发射之后，其导引头便可很快探测到目标，在这种情况下，地面雷达基本上不需要做什么工作，攻击12个目标自然不在话下。第二，不排除这12个目标是“虚指标”或者说有水分。也就是前边附加了一系列苛刻的条件，比如说目标之间的角度、距离、机动等等。当然，所有防空系统的多目标能力都不是无条件的，而“天龙”50的条件可能要更苛刻一些。雷达的时间资源就那么多，雷达控制导弹打击12个目标不可能和打击8个目标的数据更新率相同。打得目标越多，它接收到的目标的数据更新率就越小，在这种情况，导弹可能就更容易被摆脱掉。
“天龙”12防空导弹系统是一种近程防空系统，每部“天龙”12防空导弹系统能够攻击4批距离2～12千米的目标。客观而言，在航天科工的FM-90、FK-1000以及航天科技采用红外成像制导的“飞豹”系列防空导弹的夹击之下，“天龙”12并无任何优势。特别是相对于FK-1000，采用几乎相同布局的“天龙”12射程只有12千米，相当于“通古斯卡”早期水平，远不及FK-1000，后者最大射程达到了22千米。
其实，兵器工业公司要想在防空系统领域有所建树，还可以在底盘上做做文章。迄今为止，中国展出的各种防空系统，均为轮式底盘，越野能力有限。而野战防空系统，则需要伴随机械化部队实施防空作战，对其越野能力提出相当高的要求。俄罗斯的“山毛榉”、“通古斯卡”就以履带式底盘为主。而在这方面，兵器工业集团有着得天独厚的优势。为上述系统提供履带式底盘，并无困难。当然，这也会造成价格提升，又不太利于主攻的低端市场。
总体而言，此次航展展出的防空导弹数量很多，上述只是一些新型的大型防空系统。由此来看，在防空系统方面，中国已经具备了相当强大的研发能力。但是型号太多，也要两面来看。国内市场几近饱和，而国外市场的盘子也就那么大。很多类型相似、功能相当的产品难免造成国内企业之间的相互内部竞争、压价。而且造成资源的浪费，毕竟研制一种防空系统耗资不菲。[编辑/秦蓁]
作者：张亦驰
来源：《兵器知识》2015年第01期
