解析S—300的更新換代及現役S—400的實際水平

郭衍瑩

S-300、S-400等是俄羅斯政府和軍隊的驕傲，光從其愛稱，如S-300-2被稱為“天之驕子”，S-400被稱為“凱旋”等，就知道俄羅斯軍人對它們的鐘愛。尤其是S-400從上世紀末試驗成功和問世后，備受全世界輿論和媒體的追捧。它與美國的“愛國者-3”（PAC-3）一樣，被稱為新一代（第4代）防空反導武器。為之嘔心瀝血的總設計師，被譽為俄羅斯“防空導彈系統之父”或“凱旋之父”的列曼斯基卻不幸于2007年9月27日在S-400靶場因突發心梗猝死。他把一生奉獻給航天事業，值得后人緬懷。

以前俄羅斯曾宣稱，S-400是不容許出口的。但最近國際形勢的變化，普京總統特批S-400可以向中國出口，這就引起國內外媒體的熱議，且眾說紛紜。多數媒體表示贊許，并且熱情宣揚S-400的優勢，如可攔截距離在400～600千米內的各種空襲目標，引進后可覆蓋釣魚島海域，是當今世界上性能最好的防空導彈系統等等。也有少數文章（如中國航天報上的署名文章）對俄羅斯現役的S-400的先進性提出質疑，認為現役的裝備與俄原來規劃設想的，也就是宣傳的相差甚遠，不能算是第四代防空反導武器，是否引進不能只聽俄方一家之言。有的專家還猜測，不久前俄羅斯宣布再次試驗成功的S-500才是真正的第4代防空反導武器。筆者認為要解讀這些問題，還得先從俄S-300歷次更新換代的指導思想和改進情況說起，并認真剖析現役S-400裝備的真實水平。

S-300歷次更新換代的指導思想

俄羅斯的防空導彈武器，從第2代發展到第3代的S-300，其技術上有了重大突破：就是能全空域地攔截來襲的飛機，并兼有一定反導能力。美國有幾位著名的世界級雷達專家，如斯科爾尼克、巴登等人對俄羅斯的防空導彈武器，尤其是它的火控雷達（相控陣雷達）做過很深入的研究，并寫出一些卓有見解的論文或著作，詳細分析了俄羅斯第3代防空導彈系統及其相控陣雷達的設計思想、系統特點、性能指標、關鍵技術等。甚至有些中國工程技術人員也常從這些著作中查找所需數據（如射頻損耗為4dB等）。美國這些資深專家認為，俄羅斯首先非常重視雷達的總體設計，擁有一支優秀的總體設計師隊伍，有非常明確的系統設計指導思想：就是利用系統的觀念，立足國內，把本國各個研發部門提供的性能并不算高的部件，組合成主要性能突出，綜合技術水平一流的防空導彈武器系統。

具體到S-300，美國專家們認為，其相控陣雷達的特點可概括為“高性能、低成本，低損耗，即“Hi Performance， Low cost， Low RF loss”。要做到高性能，就必須提倡在總體設計上盡量采用新體制，新技術，甚至打破一些經典理論的框框，另辟蹊徑。但不強調具體設備一定也要采用新技術和新元器件。俄羅斯微電子技術和數字技術相對比較落后，所以S-300的有些具體設備大量采用分立元件和模擬電路（當然微波部分除外，因為俄羅斯有非常堅實的微波技術基礎）。譬如一個信號處理FFT組合，用分立元件需要一個機柜，如改用專用芯片，只需一塊電路板。但俄羅斯認為只要原來設備可靠、可用，則在系統更新換代時不強求各設備也要隨之改進。據說還有個潛規定，系統升級時，設備的更換不得超過30%，而系統只要有新思維，新需求時就要更新換代，這種情況從S-300到-1，到-2，直至S-400，一直貫穿其中。

S-300總體設計上有很多重大的構思巧妙的首創，譬如導彈垂直發射，將搜索與制導任務分別由2部雷達承擔（費用比1部綜合型雷達還少），以及相控陣天線采用空間饋電方式等等。而在雷達體制上，美國專家們認為，S-300最突出的特點就是大膽采用了高脈沖重復頻率（PRF）的脈沖多普勒體制，重復頻率高達幾百千赫茲，可稱為準連續波雷達。這樣可使其雷達具有在大空域內對付高速機動目標的良好性能，而且也在實踐中獲得成功。但歐美很多雷達專家一向不贊成地面雷達采用高PRF的脈沖多普勒體制，并在他們一些經典著作中作了詳細的闡述（中國的雷達教科書也持類似觀點）。但在1999年國際雷達年會上，當俄羅斯安泰設計局總師埃弗雷莫夫（Efremov）報告S-300已成功采用這種體制時，美國專家表示祝賀，巴登還公開申明收回他們的舊論點，而中國與會專家也目睹此一情景。埃弗雷莫夫還報告了因采用高PRF脈沖多普勒體制而帶來的一系列技術問題，如天線收發隔離，抑制地雜波和相位噪聲等，都得到很好的解決。當然俄羅斯的雷達絕非十全十美。高PRF的脈沖多普勒體制不能與頻率捷變兼容，就是一個明顯缺陷；因為它少了一個電子對抗的有力手段。

S-300經歷過幾次改進升級。從埃弗雷莫夫的報告以及簡氏年鑒等文獻可以粗略知道一些情況：從S-300到S-300-1，技術改進較大，其PRF由100千赫茲提高至200千赫茲。收發機方面，發射平均功率提高3分貝。接收機靈敏度提高8dBkm，使系統殺傷區由原來90千米提高至150千米。導彈由原來的5V55改為機動過載更大的48N6，處理目標速度可自1200米/秒提高至2800米/秒，這樣它就在一定程度上有了反彈道導彈的能力。

從S-300-1到S-300-2的改進主要包括：主要是將原三坐標雷達和低空補盲雷達合為一部先進的C波段三坐標雷達96L6（注：原三坐標雷達ST68UM系烏克蘭生產）；導彈用改進型48N6E2，使殺傷區增至200千米。俄羅斯還把出口至希臘的設備稱S-300-3。但從資料上和圖片上看，和S-300-2似無太大差別。

新一代（第4代）防空反導武器應具有的主要特征

防空反導武器第幾代如何劃分，國際上并無統一見解和嚴格的標準。按國內外大多數專家學者的見解，像俄羅斯著名的S-300及其改進型-1、-2，美國的“愛國者”PAC-1、PAC-2等地空導彈，還有“宙斯盾”艦空導彈（用SPY-1火控雷達加“標準-2”導彈）都屬于第3代防空武器，而將S-400，S-500與美國的PAC-3等歸于第4代防空反導武器。第3代與第4代區別主要標志是前者只有較小的反導（反彈道導彈）能力，而后者則以反導為主要特征。不過也有些專家學者不用第幾代來稱呼，而對以反導為主的新一代系統直接稱呼為反導武器系統。endprint

第四代防空反導武器系統極其關鍵的一點，就是有攔截來襲的高速、機動飛行的彈道導彈和巡航導彈的能力。這方面首先是導彈的革新和更新換代起到至關重要的作用。美國首先推出導彈的KKV技術，能做到直接碰撞來襲的導彈（零制導誤差），將其擊毀。KKV的技術關鍵是導彈前端有一系列微型脈沖發動機，它能控制燃氣舵，使導彈在向前飛行時還能作快速、機動地側向運動；技術術語稱“導彈推力的矢量控制”。

圖2就是具有KKV功能的美“愛國者”PAC-3導彈前部剖視圖，它的前端有180個小型側向微型脈沖發動機，可提供末端修正，機動能力比之只有舵面控制的導彈大大提高，所以PAC-3型導彈能以很大的角度進行側向攔截。這項技術代表了當今地面防空領域精確制導技術應用的國際最高水平，然后再加上主動導引頭技術（主動尋找目標，基本上“發射后不管”，雷達僅在開始一段制導）。之后美歐還對KKV技術進一步做了很多改進。因而第4代攔截彈的水平比起第3代就上了好幾個臺階。

美國之所以大力發展KKV技術，是接受了海灣戰爭等局部戰爭的經驗教訓。大家記得，在1991年第一次海灣戰爭時，美國開始時宣稱用PAC-2成功攔擊伊拉克“飛毛腿”導彈50余枚，攔擊成功率50%以上。一時名聲大噪。后經不斷落實，至1993年又改稱攔擊成功率還不到9%。因為經調研后發現，攔截彈的戰斗部引爆后的碎片有的雖也擊中“飛毛腿”，但威力不夠，不影響對方導彈繼續按原定軌道飛行；或只稍作改變，仍能擊中原定目標區。這使美國人認識到，只有設法讓攔截彈直接碰撞來襲的導彈，迎頭痛擊地將其徹底摧毀，才能真正解決問題。

KKV技術除了在美國的“愛國者”PAC-3系統中應用外，還用于“宙斯盾”艦的艦空導彈。美海軍在本世紀初將同樣具有直接碰撞殺傷能力的“標準-3”彈來代替原來的“標準-2”彈，盡管系統中的相控陣雷達SPY-1沒做實質性的改進，但整個系統已具有較強反導能力，稱之為“宙斯盾彈道導彈防御系統”。不過PAC-3彈和“標準-3”彈，作用距離仍為原來的200千米，也即雷達的視距之內。

俄羅斯原來規劃和設想的S-400

俄羅斯在研發第4代防空反導武器系統時自然明白攔截彈要升級換代的重要性，所以推出2款新型導彈—射程達400千米的40N6彈和射程40～120千米的9M96E/E2彈。再加上原有48N6E2/E彈，總共可以有3種彈供選用。另外俄羅斯也認識到加強系統電子對抗能力的重要性。因為美國北約在過去幾次局部戰爭中大量采用隱身、反輻射、施放干擾等措施，使對方武器系統迅速癱瘓。可以設想，在未來的戰爭中，電磁環境會更加嚴酷。至于地面設備包括雷達，估計不會花太大力氣。當然原有的一些技術優勢還會保留、繼承和發揚，如高PRF的脈沖多普勒體制、96L6新型搜索雷達等。俄羅斯的媒體還曾聲稱：S-400將與S-300共用相同的雷達探測與制導系統。

國內外介紹S-400性能指標的資料甚多，使人眼花繚亂，且具體數據有較大出入。但按俄羅斯官方資料介紹，S-400最精彩和最吸引人們眼球的地方就是下面3條：

其一是射程達400千米以上的40N6導彈，為當今地空導彈射程之最，也是國內外媒體贊譽S-400時的頭一條依據。俄羅斯媒體還特地介紹，它引進中國后可以覆蓋釣魚島海域。

其二是中近程用的9M96E/E2彈，采用主動雷達尋的制導體制。其戰斗部為具有定向爆破式殺傷功能，對中近程目標的殺傷力很接近“愛國者”的動能碰撞殺傷。再加上原S-300用的48N6彈（半主動尋的體制，具有全向破片式殺傷功能），對彈道導彈的最大攔截距離至少要比PAC-3大10～20千米。

三是抗干擾性能強，尤其是配備有米波雷達，抗隱身能力強；是世界上首先用于抗隱身目標的雷達。

不過后來人們發現，上述3種至關重要的新部件實際上并未裝備在俄羅斯現役的S-400中。因而至少現役的S-400算不得是新一代（第4代）防空反導武器。所以國內外有些專家和文獻仍把它算作第三代。

現在先來解讀40N6彈的情況。它的飛行高度可達70千米，采用二次點火技術，使作戰距離可達400千米。當然地面還得有1部超視距雷達，以便探測到超視距外目標和為導彈制導。它是當今射程最遠的地空導彈。不過大家要注意，俄羅斯說的是，40N6能攔截從視距外至400千米敵方的預警機和電子戰飛機等大中型目標，因此不能誤讀為在此范圍內它有攔截各種彈道導彈的能力，因為視距以外，系統中的相控陣雷達已無制導能力了。當然這還是很有意義的，因為幾次局部戰爭，美國和北約采用“戰區外攻擊戰術”也即“雷達視距外攻擊戰術”，而預警機常是空襲體系的指揮中心，S-400就能有效瓦解這種戰術。但并非能在此400千米范圍內直接攔截彈道導彈等目標。

但俄方有些官員還有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400千米范圍以內同時對抗36個目標，發射72枚攔截彈。實際上，這36個目標只是對機動能力較小的飛機而言。有的媒體干脆宣稱“用于攔截距離在400～600千米內的各種空襲目標”，這樣當然就會誤導群眾。

S-400在中近程攔截則用機動性極好的9M96系列彈；它的彈體為鴨式布局，具有推力矢量控制，可在35千米高空作變軌飛行，最大機動過載20g。其中9M96E用于近程40千米內攔截；9M96E2用于中程120千米內攔截。40N6和9M96系列這兩種彈的戰斗部都是定向破片爆炸以增加殺傷力，兩者也都用主動導引頭。除了這兩種彈外，原S-300系統所用的48N6彈仍能使用。因此俄美二家各有絕招，大致旗鼓相當，都算得上第4代防空反導武器，甚至不少媒體還認為，S-400是當今世界上性能最好的防空導彈系統。

俄羅斯當時為何不走KKV道路？據有的文獻透露，當時俄羅斯科技人員認為在防空導彈中采用KKV技術難度大、費用高。而且他們認為，定向爆破的效果已與KKV很接近了。據信，俄羅斯科技人員后來也掌握了KKV技術，不過至今還沒見到用于現役的防空反導武器系統。endprint

至于電子對抗能力方面。在俄原規劃設想的S-400方案中，最大亮點是配備1部米波數字化相控陣雷達，型號為55Zh6-1Nebo-U，以探測遠程的隱身目標。這是因為現有很多隱身材料在米波波段會失去或降低其隱身特性。雷達采用龐大的二維對數周期天線陣，據報道可探測600千米外雷達反射面積小于0.0065平米的隱身目標（如美國的F-22，注意這個雷達反射面積是對微波頻率而言）。這將是現今世界上唯一用于地空導彈系統的米波反隱身雷達。而且俄羅斯資料宣稱，米波、微波雷達配合使用，將成為俄反導系統的基本格局。

為什么說俄現役的S-400只能算是三代半防空反導武器

S-400采用了如此眾多的先進措施，所以俄官方媒體一再宣稱：“1套S-400能替代3套S-300；在目標命中率和攻擊速度方面比S-300提高1倍；抗干擾能力提高4倍……它裝備40N6遠程導彈，作戰距離400千米以上，是當今射程最遠的防空導彈。同時還可裝備9M96E/E2和原來S-300使用的48N6E2/E3系列的中近程導彈，以便在近距離（40～100千米以內）進行中低層反導。因此它具有攔截高度30千米以下，速度4800米/秒以下包括飛機、巡航和戰術彈道導彈等各種來襲武器的能力；還具有攔截戰斗部分離后重返大氣層的戰略彈道導彈的能力”，“可與美國最先進的愛國者PAC-3相媲美”等。

俄羅斯于2007年開始在莫斯科部署第1套S-400系統。至今已在加里寧格勒、遠東的納霍德卡等地部署了4～5套S-400系統，并開始值守服役。但后來從各種媒體、資料和歷屆國際航展會上（如2013年莫斯科航展）大家了解到，原來規劃的S-400的一些關鍵設備，最主要的是兩種新型導彈—上述射程能達400千米的40N6導彈和中近程反導導彈9M96E2/E3至今并未應用在現役的裝備中。這究竟是這些關鍵設備技術還不過關，還是尚在試驗中，或是需要保密？其實際情況俄羅斯一直秘而不宣。

在歷次國際航展上40N6彈從沒露過面；而且9M96E2彈雖曾展出過，但為什么仍沒用于現役裝備，很使人不解。而俄官方媒體（包括2013年莫斯科航展上）只是輕描淡寫地說“……目前‘凱旋導彈系統中40N6和9M96導彈尚未列入裝備”。實際上，這一“未列入”就使現役裝備的性能指標較之原來的規劃設想大打折扣。至于曾在開始階段大力宣傳過的米波雷達以及應與40N6配套超視距雷達，后來既沒見露面，也沒有了下文。因此有些專家學者就把現役的S-400稱之為過渡型。至于俄羅斯準備出口的S-400，按一些軍事大國一貫做法，肯定不會超過俄軍現役S-400的性能指標。

為什么說俄現役的S-400可能就是S-300-2（S-300-3）的改進型

S-300-2是S-300系列第2個—也許是最后1個正式的改進型號，我們將它與出口希臘的S-300-3的裝備相比（據說該裝備原擬出口塞浦路斯，因土耳其反對而改為部署于希臘），沒見到有多少大變化。例如導彈仍都用48N6E2/E3型導彈（仍為半主動體制，戰斗部全向破片爆炸，無矢量控制能力）；自主式搜索仍都用96L6E雷達等等。只不過從外形上看，S-400用的96L6E，其陣列天線上端多了一塊小天線陣，估計是為了壓低波束，以改善雷達低空性能。S-300原配有自主搜索雷達和低空補盲雷達，后者原系烏克蘭生產。俄羅斯后將二部雷達合一，改用新型C波段的平板陣列三坐標雷達96L6兼作搜索和低空探測。當然其它各臺設備比起S-300-2也會有不同程度的提高，如元器件微電子化，尤其是指揮系統信息化和自動化程度有很大提高。但總體說來沒有重大的體制性改進。因此，現役的S-400可能只是S-300-2的改進型。

其實，這一觀點過去就有專家提出過。如我國地面防空武器情報專家孫亞力就曾著文指出；“俄羅斯將S-300-2的改進型稱為S-400，更多是為了戰略宣傳的需要，也在某種程度上掩飾俄羅斯第四代地空導彈裝備遲遲未定型的被動局面……俄羅斯對其現役S-400的宣傳在國際上產生一定迷惑性，這種迷惑性經過國內外各種媒體的大量非專業性報道容易使人誤讀……”；這雖是這位專家在4年前的論斷，至今看來仍有效，因為這種“戰略宣傳”和“迷惑性宣傳”至今仍誤導國內一些媒體和讀者。

媒體最近報道的S-500或為真正的第四代防空反導武器

筆者在本文開頭，以及其他多個場合和文章中曾說過，俄羅斯在研發防空導彈武器方面實力很強，因此相信S-400正式型的推出只是時間問題。但到那時，不排斥俄羅斯把它改稱S-400-1型，S-400-2型……等，因為這是一些軍事大國習慣做法。尤其俄羅斯對地面雷達設備的升級換代，非常講求繼承性、可靠性和經濟性，只要有了30%左右的改進或更少，就可宣布一個新型號問世。

今年7月7日，俄羅斯媒體報道，S-500又一次試射成功，作用距離達500千米以上。這就使人猜測，這或是俄羅斯真正的第四代防空反導武器。習近平主席在今年二院院士全體大會上講話中指出：“我們不能總拿別人昨天的東西來打扮自已的明天”，我認為習主席這句話應該成為我軍現代化，以及軍事科研，裝備引進等工作的重要指導方針。因此我非常同意某些媒體上一些專家們意見，S-400要不要引進，如何引進，何時引進，看來似乎不能只聽俄羅斯一家之言。endprint