红旗九远程地空导弹-中国区域防空的真正中坚(组图)

xiyangwuxian 收藏 0 2419
导读: [img]http://pic.tiexue.net/pics/2008_2_9_71211_6871211.jpg[/img] 中国红旗-9防空弹发射瞬间 HQ-9的故乡,是在北京的长峰机电技术研究设计院,也就是著名的航天机电集团二院,中国国产的防空导弹和战略导弹都出于此,它与海鹰机电技术研究所(航天部三院)互相辉映。后者的拳头产品是鹰击系列反舰导弹和红鸟系列巡航导弹,包揽了除上游系列外其他中国所有反舰导弹的研制。 二院成立于1957年,1979年国防科委研究二院主要负责潜对
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中国红旗-9防空弹发射瞬间

HQ-9的故乡,是在北京的长峰机电技术研究设计院,也就是著名的航天机电集团二院,中国国产的防空导弹和战略导弹都出于此,它与海鹰机电技术研究所(航天部三院)互相辉映。后者的拳头产品是鹰击系列反舰导弹和红鸟系列巡航导弹,包揽了除上游系列外其他中国所有反舰导弹的研制。


二院成立于1957年,1979年国防科委研究二院主要负责潜对地(巨浪一型)导弹及其陆基型(指东风21型)的研制工作,翌年4月国务院及中央军委决定由二院承制红旗7号低空防空导弹的研发工作。


1981年底二院开始负责红旗61地/舰防空导弹系统的总体技术工作,该院经调查研究后,建议未来的地/空型号发展规划按中高空、中低空、低空超低空3个空域发展4个系列型号,即以HQ-2为基本型的中高空系列,以HQ-61为基本型的中低空系列,以HQ-7为基本型的低空系列和HN-5为基本型的单兵便携式系列。从此二院迅速成为中国地/舰空型号开发、研制和少量生产的重要基地。二院从1980年开始研制HQ-7,1988年顺利完成设计定型试验,并取了中国防空导弹史上4项重大突破:一、五发五中,5枚导弹击落4种5架靶机;二、首次双发齐射同时命中两架靶机;三、飞行高度仅几十公尺的长空一戊(CK-1E)超低空靶机首次被直接命中摧毁;四、首次通过战术性能使用考核。


90年代二院形成以潜对地战略导弹和地空战术导弹两大类型为主体的多种类导弹研发生产体系,按照战略进攻系列、战略防御系列(即TMD和NMD)、中空高防空系列、低空超低空防空四大系列发展。从50年代末期开始近半个世纪,二院先后研发完成HQ-1、2、3、4、HN-5等5个型号并量产服役,HQ-7、HQ-9、HQ-15、FT-2000、QW-1、WQ-2、FN-6等7个型号则正在量产,有3个型号正在设计,另有3个型号已在预研并争取早日立项研制。设计中的型号包括中俄合作的下一代中近程、中低空垂直发射防空导弹16号工程(红旗16),如果发展顺利这种采用相控阵雷达的海陆通用型导弹系统将会在2005年左右量产服役,最晚亦不会晚于2010年。


二院曾获得发明奖和进步奖两千多项,在精确导引、光电、目标与环境特性、模拟等高科技领域保有全国领先地位,并有不少项目具有世界水准,但在系统整合和综合实力上仍与美俄有差距。根据90年代两场以空袭为主的局部战争和未来高科技条件下局部战争的趋势,二院仍将巩固发展战略战术两大体系,中高空、低空超低空防空导弹、太空防御武器和战略进攻武器四大系列齐头并进的研发策略,并提升基本型“四化”(标准化、系列化、模块化、通用化)和“四反”(反干扰、反隐形、反突防、反导弹包括弹道和巡航导弹)能力,围绕着以中高空远程防空导弹为核心主体,构建多层次远近结合的“双全双反”(全空域、全天候、反飞机、反导弹)的现代化防空体系。


高层战略指示


HQ-9是中国真正在防空导弹技术上的飞跃性型号,初期参考的就是家喻户晓的爱国者导弹,考虑到十多年前中国的科技水准和技术能量,其困难实在超出想象。


爱国者从1972年开始研发到服役总共花了13年;1967年开始研发的S-300P也花了13年才正式服役;台湾的天弓一型1981年开始设计到服役则花了12年的光景。HQ-9号大约在1980年开始研制,到去年经过重大技术修改后完成定型,随即少量生产交付实验部队试用。以中国当时的科技实力研制这类导弹,而时间上与美俄相若,可见其投注的苦工实在非比寻常。

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事实上北京当局对这个跨世纪的国家重点工程一向极为重视,即使决定引进S-300PMU1也没有终止发展HQ-9,可见其地位之特殊。这种情况就好像SU-27与歼10之间的关系,既有竞争也有合作(吸收其技术),维持中国尽最大可能保护民族兵器工业的一贯国策,一面自力更生一面引进技术。由此可知HQ-9是北京高层大开绿灯下的产品,对其投资也未曾间断;高层的态度往往关系到武器装备的命运,HQ-9的例子对台湾当局正是一个启示。


对HQ-9的发展进度北京一直高度关注,邓小平、.、刘华清、曹刚川、李鹏等人都曾直接过问并做出指示,因为它对于国土防空和日后导弹技术的进步至关重要,故此不容有失。1995年6月李鹏曾亲临二院了解HQ-9的发展情况,并表示:“进行国防建设的时候,应该是有所为,有所不为……从我国的经济实力来看,用于国防的开支不可能很多,所以要集中力量把几件东西搞上去……真正下功夫的,我看这个型号应该算一个。不论从它的战略意义来讲,还是从它的研究成果成熟程度来讲,都是有很大作用,因为我们是积极防御的战略方针。”由此可以反映HQ-9的重要性,和北京高层对21世纪初期的武器发展战略取向。


在.中央关于国民经济和社会发展的“九五”计划等文件中,都有类似的说法,把武器装备的发展放在依靠自己力量的基点上。有重点的加强新型武器装备研制及其研制手段的更新改造,优先发展高技术条件下防卫作战所需的新型武器装备。简而言之,就是以我为主,坚持引进与自制结合的两条腿走路武器发展战略方针,而这也是列强发展军备的潮流。


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解构9号工程


HQ-9简称红9(H-9)工程代号10号工程,与10号工程(歼10)是辅助SU-27(11号工程/歼11)一样,HQ-9也是辅助S-300PMU1(15号工程/红旗15)的产物,当然在引进SU-27和S-300之前,歼10和HQ-9本来是地位更崇高的天之骄子。不过由于歼10较为轻盈,在技术上还稍微领先SU-27约半代,若是研发失败将损失惨重;因此歼10所受到的冲击较HQ-9少,也受到外界更大的关注。


反之HQ-9的性能与HQ-15相比并没有什么优势,主角地位也已经让给HQ-15,重要性相对较低,因此主要着重在提高科研水准、打好基础和储备人才技术;但是在吸收了S-300的优点后HQ-9也并非一无是处,也许到第四代防空导弹才会显现其贡献。如果以战斗机做比喻,今天HQ-9的作用应该稍微大于歼8C、D型,但已经不能与歼10相提并论,不过其潜力、后续发展、生产和部署的数量,尤其是对台湾的威胁依然不能忽视。


HQ-9无论在国内外都属于第三代防空导弹系统,杀伤空域大、抗干扰和抗多目标饱和攻击能力强,导引系统先进(有两级指挥管制体制),足以适应现代战争的需要;特别它是中国第一种具备有限反战术导弹的国产武器系统,技术层次跨度颇大,因此曾经倍受重视和寄予厚望。在研制过程中二院方面承认面对许多无法想象的困难与压力,中国发觉自己与美俄两国仍存在着大半代的技术差距(1995年),但也同时了解到HQ-9能突破技术瓶颈量产,将能大幅接近赶上美俄两国的科技水准。故HQ-9在S-300系列的竞争压力下,依然是航天系统万众瞩止与期待的技术火车头。



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解放军红旗-9防空导弹发射瞬间


HQ-9由二院第二设计部负责总体设计,其他各厂专责弹体设计、发动机、雷达导引系统等,防空导弹工业的精华都倾巢而出。HQ-9的发动机由航天部四院(向阳公司)设计生产,由下面的数字可以知道这种导弹是何等庞大;采用两级固体结构发动机,一级助推器直径700毫米,二级主发动机直径560毫米,均采用聚醚聚氨脂推进剂,最高速度4.2马赫,主要攻击高空敌机或导弹。如果读者仍难以想象它大的程度,请看附表弹径数据。


从表中可知,历史上的量产型防空导弹中,HQ-9的体积仅次于SA-4、SA-200、S-300V和胜利女神名列第五(以色列的箭式反弹导导弹属于TMD性质不同,未列入统计),甚至接近M-11弹道导弹的800毫米和长征一号火箭第3级发动机的767毫米,可见其体型之大在现役新锐防空导弹中仅次于S-300V的9M82和Antey-2500的9M82M;长度方面更超过9M82的8.5公尺。


由于体型惊人,所以每辆轮式重型牵引车只能拖弋两枚置于充满惰性气体储运发射筒内的导弹,与9A82履带发射车上的9M82导弹类似,不过由于笨重的外型使其战略战术机动性都受到影响,难以和S-300V相提并论。


HQ-9的最大射程200公里,射高0.5至30公里,从这些性能表现和诸元可以发现的发动机技术和推进效率都并非一流,固体发动机的成熟程度、高速性能皆逊于S-300PMU,比S-400、S-300V、爱国者二型PLUS(PAC-2+)和PAC3的差距更大,其体积与最大射程、射高都不成正比,不过这几年中国的固体发动机科技已经取得飞跃性进步。根据四院的资料指出,他们已经试制出相当于S-300V、S-400、PAC-3、THAAD的固体发动机,想必已经吸收了俄罗斯的先进技术;此外还独力抓紧试制用于中国THAAD上的动能拦截弹小型阵列式固体发动机机组,并已取得较大突破。


虽然HQ-9的总体结构和推进剂暂时没有大幅改良,但在1994年底还是针对试射情况和技术进展做了一些效果较为理想的小部份修改。例如:复合热结构长尾喷管、防静电防射频的安全点火技术,为了减少发动机喷焰对导弹导引信号的衰减和干扰作用,专门改良出一种少烟推进剂,大幅提高了导弹的控制精度和生存能力,因而大受好评。从这些新技术中可以轻易发现,HQ-9与KS-1、S-300PMU1、PAC-2+、天弓一型同样沿用TVM(Track Via Missle)这种特殊的半主动导引模式控制,因为它们都需要通过下行链路接收弹上信号,其阵列雷达也都具备这种功能。由此可知HQ-9的确如二院所言仍与外国有几年技术差距,因为在S-400、PAC-3、天弓二型等导弹上,已经采用末段主动雷达导引头追踪目标。中国这项研究虽然早在80年代末起步,但至今只用于MR2000(中程2000)空对空导弹上,改良HQ-9则是下一步的事了。


值得补充的是,HQ-9和KS-1无论导引方式和相控阵雷达结构都非常相似,与爱国者的MPQ-53雷达像是异族兄弟。据说KS-1就是HQ-8,而HQ-9的出口编号为KD-1(凯雕一号?),同属凯字号导弹。有中国科研人员指KS-1就是HQ-9的缩小版,带有验证的性质,原用意是因应经费大幅削减而一项技术两弹共用,以前者辅助后者,似乎一语中的。


据了解,HQ-9在最初设计时与爱国者、天弓一型同样采用倾斜发射箱设计,一方面是较简单易行,另一方面当时仍未流行垂直发射方式,故此导弹的外型看起来像是KS-1的放大版。但随着科技的进步和S-300PMU的引进,使二院认为有很大必要在设计定案前修改原来方案,决定采用垂直发射技术是最大的改良点。


与此相对的是导弹气动外型的改变,助推器喷管也由原设计时的固定式改为目前流行的燃气舵(Gas Vane)式,发射一以矢量控制(TVC)转弯,并取消了阻力较大的X形弹翼,重心跟着后移。经过大幅修改结构后HQ-9的重量减轻、气动阻力减少、受横侧风影响下降、机动性和速度都提升,外型也跟上了国外导弹。目前HQ-9的弹体呈圆柱形,弹头呈圆锥形,外部光滑只有4片梯形尾舵,弹体中部有4条细小的长条状弹翼延伸至尾舵前,同时有加强肋的作用,原理与标准导弹一样可以增加机动性,全弹外型与FT2000大同小异,只是放大了近3公尺。导弹的导引方式采用初段惯性+中段无线电指令+末段TVM复合导引模式。


航天部26所自60年代中期研制反击系列反弹道导弹开始,就一直是中国唯一研发这类武器的单位。虽然80年代因为发展经济而停止反导弹系统,但仍保留一部分从事预研工作,波湾战争结束后26所又迎来了第二个春天,他们重组后参与的第一个型号就是HQ-9。


由于战术弹道导弹的威胁有限,当时除了S-300系列全世界对此都未予重视,HQ-9自然也不例外;加上中国的空战能力薄弱无法有效防御掌握空优,拒敌于防区之外的以地制空战术遂成为可行之道,因此HQ-9研发初期只要求打击远程的带主翼气动飞行器,拦截弹道导弹的功能可有可无,这正是发展HQ-9的时代背景。


从HQ-9的推进剂和最大速度看来足以执行上述任务,但是用来进行反导弹作战则效果不佳。直到波湾战争结束后设计人员才如梦初醒察觉到新时代的来临,只有痛下决心大幅修改已具雏型的样品,同时强调反导弹与反飞机的功能,26所也在此时正式加入设计团队。但是因为HQ-2即将开始大量淘汰,时间紧迫的情况下无法全部重来,只好一方面谈判引进S-300PMU做参考,另一方面自行着手以国内最新科技尽量修改设计。


1992年采购了3套S-300PMU后,中国科学家立即进行全面深入研究指出,中俄两国的防空导弹技术差距甚大,建议引进具反导弹能力的最新改良型PMU1(PMU仍未有此能力),同时组织人力结合中俄技术大幅改造HQ-9以挽回损失。改良工作在1994年开始进行,主要修改了弹体布局、弹头设计、采用垂直发射技术、引进更高速的电脑和先进专用软件,自动化和反应速度、命中率和杀伤概率等随之大幅提高。但受制于原始设计的局限,其反导弹能力依然无法与S-300相提并论。


HQ-9的最高速度与HQ-2B、KS-1、天弓二型相若,对扩大反导弹的防御范围、缩小接敌时间、增加杀伤威力都不足,特别是迎头拦截时效果更差。与台湾ATBM一样,它只适合做侧翼的截杀,反导弹能力不能与美俄并提。不过HQ-9拥有世界上最大的180公斤级弹头,为其综合战力增加不少分数,相比之下S-300PMU1、S-300V、PAC-2的弹头分别重143公斤、150公斤、80公斤。新设计的弹头采用半主动无线电近炸引信,定向杀伤预制破片式,有上万块破片,静态飞散角50度左右。虽然设计较传统,但因为重量大,其破坏力公次于特殊设计起爆装置的S-300V2,整体而言比台湾改良自天弓二型,实际反导弹能力敬陷末座的ATBM性能略佳。


HQ-9的综合性能虽然无法超过HQ-15,反导弹能力也未见突出,但是它的C4I作战系统及微电子科技能力却叫人眼前一亮,充满西方的外型风格和性能,比导弹本身更教人惊叹。电子技术领域是HQ-9少数领先S-300的单项,其精密程度直逼欧美同类产品,这正是90年代以来融合欧俄体系的中国特色兵器发展之路,也因此HQ-9未来改衣潜力仍应看好。


不过中国和欧美在系统工程整合上的确逊于俄罗斯,以S-300和SU-27为例,许多零组件欧美都能制造,俄罗斯只是运用大量成熟技术加上少量创新独特科技将之组合成新武器,但是西方就是无法在成本效益以至性能上全面超越俄罗斯,由此亦不难明白北京为何要耗费大量金钱引进生产S-300了。


今年6月在北京举行的第二届中国国际国防电子展览会(CIDEX 2000)上,HQ-9的上述部份设备首次曝光。湖南计算机股份有限公司生产的军用加固显示设备是新一代双彩色液晶显示屏幕多功能显控装置,可防眩光、防潮抗震、可抗强电磁脉冲,耗电量低,在恶劣环境下皆能工作,采用美式1553B(中国军标为GJB289)总线连接。他们出品的电脑设备已用于很多重大系统中,如HQ-9的超大规模集成电路(VLSIC)射控电脑,长空3J空军机动指挥站管制电脑,039柴电潜艇和093攻击型核潜艇的鱼雷导弹射控系统都有使用,涵盖了海陆空三军的用户。


继续飘扬的红旗


根据零碎的资料评估,HQ-9的性能大致如下:弹长大于9公尺,弹径0.7公尺;长径比约12.9,接近爱国者的12.6;如果去除助推器,以第二级弹径0.56公尺计算,长径比12.5,其高速性能比体积略少但同样带助推器的S-300V(9M82)要好。弹重约2吨,弹头重大于180公斤,运载系数为11,优于S-300V和PAC-2+,但逊于S-300PMU1。弹头类型与其他导弹一样是无线电近炸引信触发的预制破片高爆式。


导弹最高速度4.2马赫,远低于天弓二型以外的其他第三代防空导弹;最大飞行时间超过两分钟,之所以取得这个马拉松时间冠军,原因是使用较落伍的聚醚聚氨燃料的导弹,受限于推进效率低,被迫多装载燃料才能达到最大射程,如此飞行时间和弹体奇大无比的恶性循环就出现了。


HQ-9的最小射程估计达6公里,最大射程200公里,最小射高0.5公里,最大射高30公里,最小射程和射高稍微偏大。对弹道导弹拦截时的最大射程小于30公里,较S-300系列的40公里要差。对飞机单发杀伤率0.7至0.9;受限于最高速度不足和飞行包线范围较小,在对M-9之类的弹道目标进行拦截时,采取非迎头的T形战法扇面拦截,单发杀伤概率也不太可能高于30%,这个情况同样出现在台湾的ATBM身上。


导弹导引方式采取惯性+指令+TVM,与S-300PMU1和PAC-2+类似,但异于S-300V(惯性+半主动雷达)、PAC3和S-400(惯性+指令+主动雷达)。导引头装有一副平板天线,估计工作在C波段,导弹以预测命中点的比例导引法控制。发射方式是双隘装筒式垂直发射,每个营有12辆发射车,24枚导弹,能一次控制6枚导弹同时拦截3至6个不同方向的目标,对飞机目标一次使用1至2枚导弹,对弹道目标则加倍,发射间隔约5秒。全系统展开时间约6分钟,反应速度12至15秒,这些都是可媲美S-300系列的数据。导弹机动能力最大22G,再装填时间2分钟,车辆载具的最高时速60公里。


SJ系列相控阵搜索/导引雷达是KS-1的SJ-202改良放大型,与爱国者的MPQ-53较相似但异于S-300系列,因此也很可能同样采用C波段操作。方位扫描角120度,俯仰角0至90度,波束宽2度,有极强的抗干扰能力,发射机峰值功率1000千瓦,平均功率约60千瓦,雷达精度高于S-300V的9S32相位导引雷达,能同时跟踪300公里内、7马赫以下的100个空中目标,并自动进行威胁评估选出6个威胁最大的目标分配给发射车,综合性能不下于S-300PMV1的64N6远程搜索雷达,主天线阵为圆形,抗干扰旁瓣对消阵列为多个矩形,敌我识别(IFF)天线工作在L波段。


该雷达采用全相参脉冲间频率捷变(FA)技术排除瞄准式干扰,针对主波束和旁瓣对消天线具有极佳的空间选择能力;具有抗杂波干扰、欺骗式干扰、消除消极干扰、诱骗反辐射导弹能能力;另外由于发射机功率异常强大,具有国外雷达少有的“烧穿能力”,能够完全压制美式小功率干扰机,综合电子反反制(ECCM)能力极强。


防空指挥管制中心内有多个相同的液晶显控台,每个显控台有两具20英寸彩色液晶多功能平面位置显示器(PPI)。武器控制电脑(WCC)是全新的超大规模集成(VLSIC)32K并行数字电脑,具有定点和浮点运算功能,有3个储存器、两个输入输出装置和一个外接设备接口,一名军官和两名士兵就能完成整个接战过程,并可通过预编程序进行机内自检。主机板等都是插件式,维修与更换十分方便,改良潜力大,自动化程度优于S-300系列。


HQ-9在1997年少量服役于实验部队,曾在国土防空作战中参与警戒和战备值班任务,并击落于高空侦察气球和无人侦察机。1999年7月,经过进一步改良的另一先锋批次首次在西北靶场试射成功;8月下旬,防空兵另一实验部队首次在高海拔地区举行实弹打靶试验,当相控阵雷达在远距离发现目标后立即跟踪锁定,导弹随即升空击碎靶机。随后HQ-9在乌云密布和强风中把来自高、中、低空不同类型、不同方向的靶机击碎,在场观看的空军司令刘顺尧上将和其他将领对HQ-9的优异高原作战性能和雷达电子系统快速反应能力留下深刻印象,并给予高度评价。


从上述细部技术和性能可知,HQ-9导弹本身性能普通,但是雷达电子设备相当先进可靠,发展潜力很大。这主要是导弹推进技术尚未成熟,但80至90年论著军用微电子工业的高速发展,使HQ-9电子设备反而水准较佳,单就这一部份S-300系列实在落后不少,光是显控台技术就有大约一代或5至10年的差距。不过如果比较综合性能和系统整合能力欧美和俄式先进防空导弹系统还是略占上风。


为弥补软硬件之间的差距,使综合性能接近外国水准,在少量生产HQ-9并成军试用后,二院早已制定针对弹体本身的改良方案,尤其是推进系统的技术革新,包括:建立战术导弹HTPB高能燃料生产线;采用高质量纤维/环氧复合材料发动机壳体,满足各种复杂载荷条件下,对壳体强度和刚度的严苛要求;把高质冲比喷管技术实用化,采用新产品全面减轻结构重量。


经过上述改良措施后,真正量产的HQ-9A性能将不可同日而语,特别是在反导弹作战的性能和优势会相当突出,配合适当改良的电子设备和升级软件,将一跃成为世界先进的双重用途先进防空导弹系统,一改目前的颓势。未来自行开发的新红旗系列将结合欧俄先进技术融为一体,成为独立于美、俄、欧系防空导弹家族的另一极。


在两岸军力比较方面,HQ-9强大的抗干扰能力、远大的杀伤空域、巨大的弹头威力和潜在的后续发展,对台湾而言都不是好消息。特别是以IDF搭配新式天剑2A(TJ-2A)反辐射导弹进行防空压制的野鼬小组,面对HQ-9时就要十分小心。


首先二代战机现有的电子干扰能力都不能有效压制HQ-9雷达,使IDF必须面对对其远程火力威胁,进入它的火力范围内一半以上方能发射剑2A;又或者避开中高空威胁,冒着绵密火网进行风险更大的低空渗透,但这都尚未考虑弹头威力小的剑2A要多少枚才能使HQ-9的大型相控阵雷达彻底瘫痪。如果连最理想的单挑局面都无法应付,在同时面对HQ-2B、HQ-61A、HQ7/7A、HQ-15/15A、HQ-17、FT-2000等导弹群殴和歼10、歼11的层层拦截时,投资报酬率如何可想而知。如此一来,以空袭为主的决战境外新战略只不过是一厢情愿的理想主义空谈,故HQ-9是很值得深入研究的一种武器系统。


海红--9的真正意义在于整合了相控阵雷达解决了中国海军舰艇的区域防空问题.红旗--9系列防空导弹的反弹道导弹能力应该还是比较弱的,但它的研制成功标志着中国防空导弹的研制取得了巨大的进步,真正的具有反弹道导弹能力的新型导弹的研制相信已经在进行之中。




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