陳友龍
據(jù)韓聯(lián)社2016年4月1日報道,韓軍聯(lián)合參謀本部稱,當天中午12時45分許,朝鮮從咸鏡南道宣德一帶向半島東部海域發(fā)射了一枚短程地對空導(dǎo)彈,這枚導(dǎo)彈飛行了約100千米。起初被懷疑為彈道導(dǎo)彈,但韓國軍方對雷達軌跡進行分析后確認為地對空導(dǎo)彈。4月2日,朝鮮公開了此次防空導(dǎo)彈試射的畫面,外界據(jù)此確認朝鮮發(fā)射的是KN-06防空導(dǎo)彈。
朝鮮閃電系列防空導(dǎo)彈發(fā)展概況
從上世紀60年代開始,朝鮮就從前蘇聯(lián)引進了防空導(dǎo)彈。最早的“閃電”-1其實就是前蘇聯(lián)的S-75(SA-2)防空導(dǎo)彈。SA-2地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)以營建制編成:包括6部發(fā)射架、24枚導(dǎo)彈、一個制導(dǎo)站。制導(dǎo)站:由雷達車、顯示車、指令車、配電車、3輛電源車組成。SA-2仍然是朝鮮中遠程防空導(dǎo)彈的主力,共裝備約270部發(fā)射架,編為29個營,配有29至35套制導(dǎo)雷達。
SA-2發(fā)射營裝備六部導(dǎo)彈發(fā)射架,成六邊形布置。相關(guān)數(shù)據(jù)在各軍刊中都反復(fù)刊載過,這里不贅述。當然,朝鮮的SA-2導(dǎo)彈并非都是上世紀五六十年代的老裝備。朝鮮紀錄片中曾出現(xiàn)“伏爾加”M防空導(dǎo)彈,這是俄羅斯在1995年推出的SA-2改進型。朝鮮也在努力將SA-2搭載在機動式發(fā)射車上,以提高導(dǎo)彈的生存能力。
“閃電”-2可能是S-75(SA-2)的改進版?!伴W電”-3是S-125(SA-3)防空導(dǎo)彈,SA-3(果阿)導(dǎo)彈是朝鮮中短程防空導(dǎo)彈的主力,裝備128部,編為32個營,擁有32至35部制導(dǎo)雷達。原版的導(dǎo)彈發(fā)射架為固定式,4聯(lián)裝,作戰(zhàn)中一般采取2發(fā)射擊一個目標,制導(dǎo)系統(tǒng)可同時跟蹤2個目標,朝鮮最新的改進版SA-3則可以實現(xiàn)機動發(fā)射。
“閃電”-4指的就是朝鮮裝備的S-200(SA-5)防空導(dǎo)彈。朝鮮裝備的SA-5屬于S-200VE(SA-5的出口型。與蘇軍自用版相比,除了最大射高降低了一萬米以外,主要區(qū)別在于蘇軍自用版SA-5可以搭載戰(zhàn)術(shù)核彈頭,而S-200VE不能),導(dǎo)彈最大射程250千米,最大射高29千米。目前朝鮮裝備有9個營的SA-5地空導(dǎo)彈。 這是朝鮮最大的地空導(dǎo)彈,作戰(zhàn)距離:17至300千米,主要用于對付速度馬赫數(shù)3的飛機和巡航導(dǎo)彈,也可截擊戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈。上世紀80年代,朝鮮在蘇聯(lián)專家的幫助下,曾用它擊傷過美軍 SR-71“黑鳥”高空高速偵察機。
早在2011年,時任韓國國防部長金寬鎮(zhèn)就確認朝鮮在西海成功試射了KN-06(即“閃電”-5)地對空導(dǎo)彈,這是該導(dǎo)彈在2010年10月10日首次公開后的首次試射。2010年該導(dǎo)彈首次亮相時,外界普遍認為朝鮮不可能開發(fā)出這么先進的防空導(dǎo)彈。今年4月2日,朝鮮公開導(dǎo)彈的試射畫面。與朝鮮以往的導(dǎo)彈不同,KN-06/“閃電”-5平時放置在發(fā)射管內(nèi),發(fā)射時發(fā)射管豎起,采用垂直冷發(fā)射方式。該導(dǎo)彈與俄羅斯S-300導(dǎo)彈很相似。據(jù)推測,朝鮮有可能通過俄羅斯或其他國家,暗地里引進S-300技術(shù),并開發(fā)了該導(dǎo)彈。舊型S-300的射程是 75至90千米,但KN-06的射程距離為100至150千米,一輛卡車可裝載3個發(fā)射管,可對付巡航導(dǎo)彈及各類高速飛機等空襲目標。此外,據(jù)韓國專家透露,朝鮮還有更先進的“閃電”-6防空導(dǎo)彈,從朝鮮媒體透露的圖片來看,該導(dǎo)彈的發(fā)射筒直徑比KN-06/“閃電”-5更大,射程更遠,采用兩聯(lián)裝式的發(fā)射車,具體性能數(shù)據(jù)不祥。
“閃電”-5防空導(dǎo)彈系統(tǒng)性能淺析
據(jù)2013年7月應(yīng)邀參觀朝鮮人民軍武器裝備館的韓國專家介紹,所謂的KN-06導(dǎo)彈在朝鮮內(nèi)部的正式名稱是“閃電”-5防空導(dǎo)彈。所謂的KN-06防空導(dǎo)彈是美韓媒體給該導(dǎo)彈貼的標簽。
在朝鮮武器館中,這種三聯(lián)裝防空導(dǎo)彈的解說牌上注明:“彈體長7.5米,飛行速度馬赫數(shù)7,360度打擊范圍,準備時間5分鐘,(雷達)可以同時跟蹤100個飛行物體。”以這些數(shù)據(jù)結(jié)合韓國有關(guān)該導(dǎo)彈的射程在100-150千米的報道,可以推測該型導(dǎo)彈是模仿俄羅斯S-300PMU1改造而來的新型防空導(dǎo)彈,俄制S-300PMU1曾大量出口國外,朝鮮可能從秘密渠道獲得了樣品進行國產(chǎn)化改造。朝鮮最近公開的新聞圖片也證實該導(dǎo)彈的氣動布局與S-300如出一轍,韓國專家推測該彈單發(fā)命中率為70% 。
◎氣動布局
朝鮮“閃電”-5防空導(dǎo)彈的氣動外形與S-300使用的5V55系列和48N6E系列導(dǎo)彈相同。S-300使用的48N6E系列導(dǎo)彈采用無主翼式氣動布局,彈體光滑,尾部有4片空氣舵。導(dǎo)彈采用燃氣舵和尾翼控制飛行。這樣,就可以將導(dǎo)彈的氣動操縱面設(shè)置在導(dǎo)彈的尾部,使導(dǎo)彈的機動性更強。導(dǎo)彈的火箭發(fā)動機工作時間一般很短,火箭發(fā)動機里的藥柱燃燒完后,導(dǎo)彈的重心前移到前部,這樣將氣動操縱面設(shè)置在導(dǎo)彈尾部就可以為導(dǎo)彈提供更大的操縱力矩,提高導(dǎo)彈的機動性。由于舵面離導(dǎo)彈質(zhì)心較遠,舵面的面積可小一些,舵面的受力情況(載荷和力矩)也相應(yīng)較小?!伴W電”-5防空導(dǎo)彈的小型尾翼可轉(zhuǎn)動,既可起翼面作用,又可起舵面作用,因此取消了較大的中彈翼。導(dǎo)彈采用的HTPB高能燃料,可以在十幾秒內(nèi)把導(dǎo)彈加速到馬赫數(shù)7的最快速度。在如此快的速度下,加裝大型翼面會產(chǎn)生很大阻力,因此“閃電”-5取消了中彈翼。導(dǎo)彈的空氣動力面沿彈身配置為X字形,其特點是在各個方向都可產(chǎn)生相同的機動過載,且具有在各個方向機動的快速響應(yīng)能力。因此導(dǎo)彈在空間任何一個方向機動時,控制系統(tǒng)的滾動通道只要穩(wěn)定滾動角或滾動角速度即可,從而簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計。
◎基本性能
早期型號的S-300防空導(dǎo)彈的長度為7米,彈徑450毫米,重1450千克,射程在90千米左右。朝鮮“閃電”-5防空導(dǎo)彈的彈體比早期型號的S-300導(dǎo)彈明顯更長,射程與俄羅斯1992年列裝的48N6/Ye導(dǎo)彈相似,根據(jù)導(dǎo)彈長徑比可以推算出導(dǎo)彈直徑也是500毫米,重約1780千克,戰(zhàn)斗部重約143千克(觸發(fā)或近炸引信),采用復(fù)合制導(dǎo)(初段慣導(dǎo)+中段無線電指令修正+末端TVM)體制制導(dǎo)。導(dǎo)彈主要由帶固體燃料火箭發(fā)動機的彈體、飛行控制設(shè)備、戰(zhàn)斗部、電源、電氣系統(tǒng)組成,平時存放于運輸發(fā)射筒內(nèi),貯存壽命為10年,不用維護。導(dǎo)彈采用垂直冷發(fā)射,由燃氣發(fā)生器將導(dǎo)彈吹出發(fā)射筒,發(fā)射20米后主發(fā)動機點火。其射擊死角遠小于傾斜發(fā)射。導(dǎo)彈封裝在發(fā)射管中,發(fā)射加速度達100g。使用氣動舵與矢量推進舵復(fù)合轉(zhuǎn)向?!伴W電”-5防空導(dǎo)彈的相控陣雷達可同時引導(dǎo)12枚導(dǎo)彈攻擊6個目標,機動控制中心可以同時控制12部發(fā)射車。S-300PMU1使用的F波段或C波段相控陣目標搜索雷達,帶敵我識別器,其作用距離可達300千米,搭載在自行底盤上,朝鮮國產(chǎn)相控陣雷達的性能可能與之相似。它采用了新一代火控計算機。這種雷達有三種掃描方式,用于探測低空目標、中高空目標和來襲的彈道導(dǎo)彈。一旦目標被捕獲,該雷達就可以實施對目標的自動跟蹤和輔助對導(dǎo)彈的制導(dǎo)。作戰(zhàn)期間,發(fā)射車通過地面電纜和無線電數(shù)據(jù)鏈與該雷達連接。
◎固體火箭發(fā)動機
與SA-2和SA-5液體燃料防空導(dǎo)彈相比,采用固體發(fā)動機的“閃電”-5導(dǎo)彈具有工作可靠、貯存維護方便、發(fā)射迅速等優(yōu)點,這對于提升朝鮮防空導(dǎo)彈部隊的生存力至關(guān)重要。高能固體推進劑、高強度、低密度材料的應(yīng)用,使“閃電”-5的射程超過100千米。韓國軍方雷達的探測結(jié)果也證實了這點。導(dǎo)彈的固體火箭發(fā)動機由連接底、燃燒室、固體推進劑裝藥、裝藥支撐裝置、噴管及點火具等組成。在發(fā)射火箭彈時,發(fā)火控制系統(tǒng)給予點火具發(fā)火信號后,點火具工作產(chǎn)生的高溫、高壓點火氣體流經(jīng)固體推進劑裝藥表面時,點燃主裝藥。主裝藥燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體流經(jīng)拉瓦爾噴管時,燃氣的壓強、溫度及密度下降,流速增大,在噴管出口截面上形成高速氣流向后噴出,從而產(chǎn)生推力推動火箭彈向前運動。
與K N - 0 2 / K N - 1 0(“火星”-11改進型)固體戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈(俄制SS-21導(dǎo)彈的朝鮮改進版)相似,朝鮮“閃電”-5防空導(dǎo)彈的固體發(fā)動機采用石墨-鎢合金噴管,燃料為APAL-HTPB復(fù)合推進劑,它由含氧量較高的高氯酸銨(又稱過氯酸銨的氧化劑)和端羥基聚丁二烯(燃料)組成,為提高能量和密度還加入鋁粉作為可燃劑。這種復(fù)合固體推進劑是以高聚物粘合劑的彈性基體為燃料,其中均勻混合著固體氧化劑高氯酸銨,金屬能量添加劑鋁粉以及調(diào)節(jié)燃速、力學(xué)、老化、工藝等性能的少量添加劑,按設(shè)計要求的物理和化學(xué)性能優(yōu)化組合,并以藥柱的形式與燃燒室殼體粘接為一個整體,成為固體發(fā)動機結(jié)構(gòu)中的一個組成部分。推進體與絕緣體之間有襯墊結(jié)構(gòu),“閃電”-5防空導(dǎo)彈采用的復(fù)合推進劑使用澆鑄法制造而成。
澆鑄成型工藝,就是在殼體與隔熱層固化后噴涂上包覆層(通常是與推進劑的粘合劑為同一體系),然后把推進劑配方的混合物裝到放置有芯模的殼體內(nèi),在真空條件下固化成型,再拔除芯模(有的芯模是可消融芯模),這時藥柱已與殼體緊密粘接在一起。這種工藝比較簡單,適宜于制造各種尺寸的藥柱,綜合性能良好,而且使用溫度范圍較寬,能量較高,力學(xué)性能較好。
其發(fā)動機燃料柱采用內(nèi)孔燃燒藥柱,特點是:空心藥柱,端面包覆,整個內(nèi)孔燃面同時由內(nèi)向外燃燒。藥柱橫截面可制成各種幾何形狀,比如星型結(jié)構(gòu),燃面較大,能產(chǎn)生較大的推力。內(nèi)側(cè)面燃燒藥形,尤其是內(nèi)孔組合藥形使復(fù)合固體推進劑藥柱的幾何形狀變得復(fù)雜,而藥柱在其全壽命周期內(nèi)會受到多種應(yīng)力的作用,包括制造、長期貯存及運輸中的溫度循環(huán)引起的收縮和膨脹、沖擊和振動,點火和飛行過程中發(fā)動機急劇增壓或高壓強。在這些應(yīng)力作用下,推進劑藥柱結(jié)構(gòu)的任何破壞,都會引起發(fā)動機性能的嚴重下降,甚至整個發(fā)動機的炸毀。所以,固體推進劑藥柱必須具有良好的機械或力學(xué)性能,以承受各種復(fù)雜應(yīng)力的作用而不至被破壞。
“閃電”-5防空導(dǎo)彈的復(fù)合固體推進劑以高聚物粘合劑為基體,呈彈性的橡膠態(tài),具有良好的力學(xué)性能,同時還具有良好的抗老化性能,其使用壽命一般超過10年。最近朝鮮公開了直徑達1.25米的新型固體導(dǎo)彈發(fā)動機的燃燒畫面,這表明朝鮮已經(jīng)攻克了大型固體導(dǎo)彈發(fā)動機的技術(shù)難題,相關(guān)技術(shù)有助于朝鮮開發(fā)“閃電”-6等彈體直徑更大,射程更遠的固體防空導(dǎo)彈。
◎相控陣雷達
“閃電”-5防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的抗干擾性能,反導(dǎo)性能以及超低空攔截性能,都離不開照射制導(dǎo)雷達。其安裝在輪式底盤上,車上還裝載電源系統(tǒng)、天線高頻艙和指揮控制艙。相控陣雷達主要由雷達/指揮控制車接口裝置、控制器組合、發(fā)射機組合、射頻激勵器、接收機組合、信號處理機組合、敵我識別器組合、環(huán)境控制器組合以及天線組合等組成。該雷達能保證在嚴重的雜波干擾和電子對抗的條件下,對目標的跟蹤和對導(dǎo)彈的制導(dǎo)。在行軍狀態(tài)時,雷達折疊下降在車廂的頂棚上。作戰(zhàn)指揮控制艙內(nèi)裝有操作手的控制臺、多功能計算機、信號處理設(shè)備以及機內(nèi)測試設(shè)備?!伴W電”-5的雷達和S-300的照射制導(dǎo)雷達有幾個共同點:第一,都有一個陣元數(shù)量龐大的主陣面。這個主陣面就是反導(dǎo)防空系統(tǒng)的主要傳感器,通過上千個陣元的劃分和疊加生成多個波束去完成搜索、跟蹤、照射目標和制導(dǎo)導(dǎo)彈等多種任務(wù)。第二,都需要一定數(shù)量的輔助陣面。其多功能相控陣雷達需要TVM天線陣、敵我識別天線和電子反干擾天線陣面。照射制導(dǎo)雷達需要輔助截獲陣面和干擾對消陣面。其導(dǎo)彈輔助截獲小陣,用作導(dǎo)彈起飛時截獲跟蹤,采用與主陣相同的單元;干擾對消陣,用于抗干擾的旁瓣抑制。
◎制導(dǎo)方式
與S-300PMU一樣,朝鮮“閃電”-5防空導(dǎo)彈系統(tǒng)也是采用復(fù)合制導(dǎo)(初段慣導(dǎo)+中段無線電指令修正+末端TVM)體制。TVM即“經(jīng)由導(dǎo)彈的制導(dǎo)”,又稱指令-尋的制導(dǎo),為一種變形的半主動尋的和指令制導(dǎo)結(jié)合的制導(dǎo)體制。TVM通過地面站測量目標和導(dǎo)彈的坐標,當導(dǎo)彈接近目標時,導(dǎo)彈上的測向儀接受目標散射的照射信號以測量目標相對于導(dǎo)彈的精確角度,再將測量的坐標數(shù)據(jù)通過下行通道發(fā)回地面,由地面站進行處理,得出導(dǎo)彈的控制指令,再由地面指令發(fā)射機發(fā)射導(dǎo)彈控制指令控制導(dǎo)彈飛行。其與半主動雷達尋的的不同是:導(dǎo)彈控制指令由地面制導(dǎo)站產(chǎn)生而不是由導(dǎo)彈自身產(chǎn)生,這一點更像是指令制導(dǎo),實際上可以認為將半主動尋的制導(dǎo)的導(dǎo)引頭分置,探測部分放在彈上,數(shù)據(jù)處理在地面制導(dǎo)站上。與純粹的指令制導(dǎo)不同之處在于導(dǎo)彈自身也測量目標坐標,并下傳給制導(dǎo)站。這種制導(dǎo)體制實際上是尋的制導(dǎo)技術(shù)不成熟的情況下一種替代的制導(dǎo)方法。TVM制導(dǎo)具有尋的制導(dǎo)精度高的特點,并且制導(dǎo)精度不隨武器系統(tǒng)作用距離的增加而降低,導(dǎo)彈越接近目標,精度越高。這是由于TVM制導(dǎo)中,角度測量是由彈上的無線電測向儀完成的,隨著導(dǎo)彈越來越接近目標,其測定的方位角就越準確,進而可以精確攻擊遠距離目標,有助于增加防空導(dǎo)彈的有效射程。
◎編制情況和作戰(zhàn)運用
參考俄制S-300PMU-1的編制情況,可以推測朝鮮“閃電”-5防空導(dǎo)彈的最小作戰(zhàn)單元是營,包括6個發(fā)射連,每連有2-3輛發(fā)射車,包括一輛有主指揮室的發(fā)射車和1-2輛沒有控制室的發(fā)射車。發(fā)射車由卡車牽引,行軍轉(zhuǎn)戰(zhàn)斗時間減少到5分鐘,每輛可裝3枚導(dǎo)彈。導(dǎo)彈營裝備一輛指揮車,低空補盲雷達和照射制導(dǎo)雷達。2-4個營組成一個旅,旅裝備有自動化指揮裝備,技術(shù)保障裝備,機械維修和數(shù)字維修裝備、備份器材等。營可獨立作戰(zhàn),也可在旅指揮下作戰(zhàn)。“閃電”-5防空導(dǎo)彈營包括8-12部三聯(lián)裝發(fā)射車和一部照射制導(dǎo)雷達、一部低空補盲雷達,一部目標指示雷達。
“閃電”-5系統(tǒng)的意義
朝鮮“閃電”-5/KN-06防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的出現(xiàn),表明朝鮮已經(jīng)突破了防空導(dǎo)彈垂直發(fā)射方式需要解決的諸多問題,包括:導(dǎo)彈過載大、初制導(dǎo)、推力矢量控制和大攻角情況下的氣動特性、氣動耦合等問題,代表了朝鮮防空導(dǎo)彈系統(tǒng)發(fā)射技術(shù)的發(fā)展方向,說明朝鮮已經(jīng)具有較大的導(dǎo)彈發(fā)展?jié)摿Α_@種使用相控陣雷達實現(xiàn)多批次、多目標跟蹤和引導(dǎo)攔射的防空導(dǎo)彈系統(tǒng),可以在單位時間內(nèi)攔截更多的目標,抗飽和攻擊的能力比以前的防空導(dǎo)彈更為強大。據(jù)日本媒體報道,朝鮮至少擁有三套以上的“閃電”-5防空導(dǎo)彈系統(tǒng),隨著其裝備數(shù)量的增多,朝鮮防空軍的作戰(zhàn)能力將得到大幅度提升。