导弹的本质与表征——面空导弹时空特性的概述

    面空导弹是地空导弹和舰空导弹的总称。

    面空导弹的战斗部重量、发射重量、平均速度、导弹成本、可用过载均为面空导弹设计中的顶层指标，同时其对装填密度和机动对抗性要求极高，因此面空导弹时空特性既具有导弹时空特性的一般属性，也具有特殊的规律和特点。

    本章重点介绍面空导弹的概念、分类和发展概况，着重研究面空导弹的时空特性，并对其固有规律和特点进行分析。

    目的是通过时空特性的研究，掌握面空导弹的时空特性的规律和特点。

    （一）定义和其它类型导弹相比，面空导弹的最大特点在于所攻击目标的多样性、快速性和机动性。

    面空导弹所攻击的目标包括作战飞机、直升飞机、无人驾驶飞行器、巡航导弹、反舰导弹、空地导弹、战术弹道式导弹和弹头等。

    这些目标一般具有高速、高机动、几何尺寸小和突防能力强等特点。

    面空导弹从概念范畴由小到大可分为面空导弹、面空导弹武器系统、防空体系三个层次，下面分为三个层次分别介绍。

    1.定义面空导弹是指由地面、舰船或者潜艇发射，拦截敌来袭飞机、导弹等空中目标的一种导弹。

    面空导弹在欧、美统称为面对空导弹，在俄罗斯等俄语国家称为高射导弹，在中国也称其为地(舰)空导弹。

    面空导弹是指防御来自大气层内外的各种威胁目标的导弹，除防御传统的进攻武器外，还包括战术弹道导弹、临近空间进攻武器、战略弹道导弹、空天武器等新型威胁。

    2.组成面空导弹由弹体结构系统、推进系统、稳定控制系统、制导控制系统、引战系统和能源系统等组成，但各个导弹具体组成的布局安排都不尽相同。

    3.特点高加速性。

    由于拦截高速目标和保证杀伤区近界作战的需要，要求面空导弹具有高加速性。

    目前面空导弹轴向最大加速度可达50g。

    高机动过载。

    考虑到目标的机动能力越来越强，飞机的机动过载可达9g，要求面空导弹具有更高的机动能力。

    目前面空导弹的最大机动过载已达到25～50g。

    制导精度高。

    考虑到面空导弹小型化要求和战斗部的有限杀伤半径，且对付的目标具有高速、高机动的特点，要求导弹具有很高的制导精度，因而要求导弹具有良好的操纵性和稳定性。

    引战系统效率高。

    由于面空导弹所拦截的目标的几何尺寸和要害面积小，要求战斗部具有很高的摧毁能力并和引信能保证良好的配合效率。

    （二）分类面空导弹有多种分类方法，每种分类方法均反映了面空导弹某一方面的特点。

    根据面空导弹的载体类型分类，可分为陆基面空导弹、空基面空导弹和海基面空导弹(含舰空导弹和潜空导弹)；根据其射程，可分为远程、中远程、中程、近程/末端等；根据面空导弹的作战目标类型分类，可分为反飞机导弹和反导弹导弹等，此外还有多用途面空导弹，如反低空超低空目标和反坦克兼用的面空导弹等。

    本书研究的导弹时空特性对导弹作战空域十分敏感，因此主要介绍按作战空域进行分类的面空导弹分类方法1.远程面空导弹地面远程面空导弹最大拦截斜距不小于400千米，主要任务是在当地水平面上方杀伤敌方飞机，以美国的标准-6导弹和俄罗斯C-400系统中的40N6最为知名。

    2.中远程面空导弹中远程面空导弹主要用于拦截飞机类目标，最大拦截斜距200千米，就是在空袭武器投弹圈之外将携带空袭武器的载机予以拦截，同时兼顾拦截远程发射的空面精确制导武器。

    近年来，很多专家认为，对西方军事强国的防空作战中，如果在投弹圈之外，即目标“繁殖点”之前杀伤携带空袭武器的载机数量的10％～15％，就能以很大的概率使空袭中断。

    因此，现代防御的重点是杀伤携带空袭武器的载机。

    3.中程面空导弹中程面空导弹主要用于拦截飞机和各类空面精确制导武器，最大拦截斜距100千米，但与中远程面空导弹的区别在于其重点要把大多数携带制导炸弹的载机杀伤在投弹圈之外。

    这是因为精确制导炸弹一般最大射程在70千米~100千米左右，且精确制导炸弹具备体积小、成本低等特点，能够大量投放，所以中程面空导弹的最重要任务就是杀伤携带精确制导炸弹的载机，避免空袭武器的大量“繁殖”。

    其次，中程面空导弹还需要对远程投放的空地导弹、巡航导弹等实施拦截，对保卫的要地实施区域防御。

    4.近程/末端面空导弹用于拦截飞临保护对象的各类空袭兵器，最大拦截斜距30千米。

    在大规模使用精确制导武器的条件下，现代空袭体系强大的电子干扰能力，加上隐身能力、超低空飞行技术，以及高强度的来袭目标流，使得防空作战不能保证在中远程防线和中程防线上杀伤所有空袭武器和载机。

    此外，地(舰)基发射的巡航导弹，飞行高度更低，发现距离更近。

    因此，为了可靠防护要保卫的对象，必须有近程防线。

    对近程防线面空导弹的要求是以加强的火力强度、密度来杀伤目标的能力，包括杀伤超低空飞行目标和击毁高速精确制导导弹的能力。

    （三）起源和发展1.起源第二次世界大战，盟军与纳粹德国的空战空前惨烈，纳粹德国空军既需要远征他国，又需要防守自己的领空，难以支撑，这构成了面空导弹诞生的外因需求。

    另一方面，纳粹德国的V-2导弹此时已成功应用于实战，导弹技术取得了突破性的进展，V-2导弹的空气动力技术、发动机技术、控制技术均可直接被对空攻击导弹直接借鉴，这形成了面空导弹诞生的内因驱动。

    在内外因联合催化下，面空导弹这型新型的防空武器就首先在纳粹德国诞生了。

    在第二次世界大战中，早期的防空体系是以战斗机为拦截核心的。

    攻防双方的飞行员更多的是在空中进行激战。

    客观的说，以战斗机为拦截核心，同时配以探测雷达和指挥调度系统的辅助，构成的早期防空系统，终结了战斗机在地面机场就被炸毁的命运，使得纳粹德国可以很好的调动德军空中资源进行对盟军轰炸的反制。

    但是，由于其主要拦截手段为战斗机，一方面，德军的战斗机除了需要守卫本土领空，还需要执行进攻性的任务，攻防两端难以兼顾，另一方面，二战时期的战斗大多数属于消耗战，战斗机本身价值昂贵，并且一名优秀的空军飞行员更是相当宝贵的资源，培养周期缓慢，德军有限的飞行员储备难以为继长时间的消耗。

    因此，德国空军本土防空部队对当时盟军B-17重型轰炸机群的拦截效率始终都是低下的。

    同时，作为战斗机的辅助手段，当时防空高炮对高空飞行的轰炸机群起到的弹幕阻碍作用也十分有限，据统计，在二战后期，德军平均需要消耗16000枚88毫米口径高射炮弹或3000枚128毫米口径高射炮弹才能击落1架盟军战机。

    所以考虑到防御战斗机昂贵的造价以及精英飞行员的损耗，在长期的本土防空作战中，以战斗机作为主要拦截手段早期防空系统效率逐渐下降。

    此时，一部分德国空军高层意识到这一问题，因此一种具备真正高作战效率(与有人驾驶防空截击机的作战效率持平甚至超出)，但同时造价又相对低廉(能够最大限度的节省战略物资)的拦截手段成为急需。

    最早的面空导弹概念就在这样的背景下被提出了。

    可以看出，面空导弹最初的梦想在于用一种简单专一而且低成本的方法代替防空战斗机赢取空中消耗战的胜利，当我们现在还纠结于武器装备是应该朝“大而全”还是“小而专”方向发展时，面空导弹的设计先人已经为我们提供了很好的建议。

    二战期间，德国人提出过多型面空导弹的设想，其中以一型代号为“瀑布”的面空导弹最为著名。

    在现代各国主流面空导弹武器中，我们都或多或少的能看到“瀑布”面空导弹的痕迹。

    例如火箭发动机、空气舵控制、燃气舵转弯、战斗部毁伤等。

    “瀑布”最终没有走上战场，但其取得的技术成果却作为战利品成为了战胜国导弹发展的铺路石。

    第二次世界大战刚一结束，美国人便将布伦瑞克空军研究所和布劳恩等从事导弹研制的专家、成套仪器设备以及重达1500吨的科研资料全部弄到了自己手中。

    当然苏联也不示弱，苏军于1945年攻占了这个遭英军多次轰炸而千疮百孔的导弹试验基地。

    为了尽快将掌握德国研制“V”型导弹的技术，前苏联组织被俘的科技人员和基地工人先将残破不堪的基地按原样进行修复，然后再将修复好的基地连人带设备一并搬往前苏联内地。

    就这样，“瀑布”的血脉在美苏得到了不同程度的延续。

    1946年，在冯•布劳恩博士的亲自主持下，美国新墨西哥沙漠白沙试验场，一款新型面空导弹悄悄露出了峥嵘，这便是“瀑布”的嫡传血脉延续——“奈基”。

    2.发展第二次世界大战后，随着空袭目标的升级和导弹技术的不断进步，面空导弹已完成了四代发展。

    从世界范围来看，美国与前苏联（俄罗斯）各自发展，成为世界面空导弹发展的代表，同时，中国、德国、法国、以色列等多国也都建立了自己的面空导弹工业体系。

    面空导弹发展至今，已形成了100多型面空导弹，成为了各国防空反导的主要装备。

    面空导弹划代有多种方法，通常有按年代划分法、按技术水平划分法和按年代与技术综合划分法三种。

    但上述划代方法，由于没有准确统一的静态技术标准，目前仍然是仁者见仁、智者见智，没有统一的划代标准。

    物质、能量、信息从来就是战争中的基本要素，为此，我们借鉴复杂巨系统物质流、能量流和信息流的理论方法，依据不同历史时期导弹技术和使用的特点，分析了不同代导弹的信息流、物质流、能量流、控制流特征，形成了按“四流”为导弹划代的新方法。

    面空导弹作为武器装备发挥作用主要是依靠包括对于目标的发现、跟踪、发射、拦截、评估等环节的任务链闭合来实现的。

    纵观面空导弹的发展，若抛开拦截作战的具体环节，从更高层次来看，它实质是在防空体系、平台与目标之间建立起物质流、能量流、控制流、信息流的过程。

    物质流是面空导弹武器系统发挥作战功能的物质基础，其特征主要体现在面空导弹发射平台机动能力和持续作战能力；能量流是作战的打击要素，是作战功能发挥的直接承担者，它将武器系统的能量运送至目标并形成拦截毁伤目标的目的，能量流特征主要体现在用于杀伤目标的战斗部与用于运送防空导的动力装置；为了确保能量精确投送，需要控制流的调整与控制，控制流是能量流的控制者，是能量流能否发挥作战功能的决定因素；为了确保能量的高效运送，需要信息流的监督与管控，信息流是控制流和能量流的支援者，对于面空导弹来说信息流的演进可以从目标及导弹飞行信息的获取和传递方式窥见端倪。

    由于不同时期的技术水平限制，面空导弹作战任务各环节的闭合程度和各环节的响应快慢程度存在差异，其表现在体系、平台和目标之间的物质流、能量流、控制流、信息流也不完全相同。

    按照信息流、物质流、能量流、控制流及其相互关系，并依据不同历史时期导弹技术特征，对面空导弹了划代分析。

    面空导弹作为武器装备发挥作用主要是依靠包括对于目标的发现、跟踪、发射、拦截、评估等环节的任务链闭合来实现的。

    纵观面空导弹的发展，若抛开拦截作战的具体环节，从更高层次来看，它实质是在防空体系、平台与目标之间建立起物质流、能量流、控制流、信息流的过程。

    各代面空导弹的“四流”特征指标第一代第二代第三代第四代物质流笨重复杂发射车；回转式发射装置；倾斜发射履带式和轮式车地面发射车；箱（管）式发射装置；倾斜发射越野型发射车；通用发射装置；垂直发射越野型发射车；通用发射装置；厢式或者筒式发射；垂直发射能量流大飞散角小破片烈性炸药战斗部；固体火箭助推、液体发动机小破片复合炸药战斗部；单级固体发动机；单室双推力聚焦定向战斗部；双脉冲固体火箭发动机；复合高能推进剂直接碰撞；杀伤增强装置；高能、钝感固体发动机；多脉冲、变推力控制流雷达指令制导；空气舵气动控制；模拟电路；电子管被动/半主动雷达寻的、光学被动寻的制导；空气舵气动控制；晶体管器件主动寻的制导；相控阵雷达；目标拦截能力；大攻角非线性气动控制协同制导、网络化作战；直接侧向力/气动力复合控制信息流人工电话通告人工观察信息指引初步体系化的预警探测能力；以火力单元为主的信息交换网络化协同制导；以指挥控制车为中心的动态作战信息交互物质流是面空导弹武器系统发挥作战功能的物质基础，其特征主要体现在面空导弹发射平台机动能力和持续作战能力；能量流是作战的打击要素，是作战功能发挥的直接承担者，它将武器系统的能量运送至目标并形成拦截毁伤目标的目的，能量流特征主要体现在用于杀伤目标的战斗部与用于运送防空导的动力装置；为了确保能量精确投送，需要控制流的调整与控制，控制流是能量流的控制者，是能量流能否发挥作战功能的决定因素；为了确保能量的高效运送，需要信息流的监督与管控，信息流是控制流和能量流的支援者，对于面空导弹来说信息流的演进可以从目标及导弹飞行信息的获取和传递方式窥见端倪。

    由于不同时期的技术水平限制，面空导弹作战任务各环节的闭合程度和各环节的响应快慢程度存在差异，其表现在体系、平台和目标之间的物质流、能量流、控制流、信息流也不完全相同。

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