本文原载于《兵器》杂志2011年05月刊,转载时重新进行了二次内容完善及编辑、补充部分插图,以与同好共同分享。个人认为《兵器》是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事及政治知识。将家中杂志数字化保存同时进行转载的文章,虽多年份较久,但一是已经足够为普通网友提供专业的军事基础知识,二是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。
我国台湾除了防空阵地上的“爱国者”导弹之外,另外一个主力远程防空导弹系列叫做“天弓”,迄今已经发展了三代。其性能比较出色,系统构成很有特点。本文将予详细介绍。
图示:中国台湾在1993年向美国采购3套“爱国者”PAC-2 GEM和200枚导弹,价值10亿美元,1996年9月开始交付,略早于解放军装备红旗-9的时间。2007年美国售台3套性能升级套件用于改进PAC-2,价值9.39亿美元。图为2014年6月7日,“黄埔建军90周年纪念大会”在台北两厅院门前展示的PAC-2
“天弓”-I、“天弓”-lI的由来
“天弓”防空导弹系统是台湾在美国帮助下发展起来的,目前有3个型号。其中第一代的“天弓”-I、第二代的“天弓”-II已服役,第三代的“天弓”-III(2011年当时)在研。
“天弓”系统的起源可以追溯到1970年代中期。当时台湾当局对人民解放军军力发展进行了预测,认为台湾有必要研制新型高空远程防空导弹,用来替换当时台军装备的美制“奈基”和改进“霍克”防空导弹系统。
中国台湾装备的美制“奈基”防空导弹
中国台湾装备的“霍克”防空导弹系统。
受技术实力限制,台湾方面最初提出的方案是以改进“霍克”为基础,换装火箭发动机、改良气动外形,并为之研制新型制导雷达。1975年,台湾中山科学院以“霍克”弹体为基础研制出“先进防空导弹”,这是“天弓”-I系统的前身。美国随即介入该项目,允诺为台提供技术支持和合作。
中山科学院于1982年正式成立“天弓防空导弹计划室”。最初发展的“天弓”-I射程70千米,导弹采用半主动雷达导引头。1986年,首枚具备完全作战能力的战备弹试射成功。1993年9月,第一套“天弓”-I系统达到战备水平。
陈列在台中成功岭营区的“天弓-1”弹体,侧面的导管用于容纳向尾舵传输控制信号的电缆
图示:“天弓”-I导弹早期地面固定发射装置,图中还可见MPQ-25连续波照射雷达。据综合推测,记者应是从北向南拍摄。照片中可能是台北三芝阵地。
“天弓”-II系统2001年投产,据说其射程增加到200千米,导弹改用主动雷达导引头。“天弓”-导弹可部署在地下发射井,也可使用类似“爱国者”系统的半挂拖车机动式发射架。根据美国和台湾1992年6月达成的一项为期5年、耗资1.2亿美元的合作协议,美国雷声公司为“天弓”-II提供制导系统和技术,由台湾生产火箭发动机、控制系统及战斗部等。
“天弓”-II导弹的主动雷达导引头
“天弓”-I型导弹采用的四联装机动式发射车
该协议同时对“天弓”-l实施改进,使其射程达到100千米。“天弓”-II采用单级火箭,解决了“天弓”-I的二级火箭在发射时的弹体滚转和一级火箭脱落等问题。其体积没有比“天弓”-I增加多少,但射程提高很大,超过了“爱国者”PAC-2的160千米。
采用两级火箭的“天弓”-l型导弹
从严格意义上说,“天弓”并不是仿自美国某个单一型号防空导弹,实际上是“奈基”、“霍克”和“爱国者”技术的混合体。其中的主要原因有二。
首先,“天弓”-l和“天弓”-II都使用“长白”无源相控阵雷达控制、制导。有人认为它仿自“爱国者”的AN/MPQ-53雷达,但从波长和制导体制上看,更像美海军AN/SPY-1“宙斯盾”系统的陆用机动版。当初美国不愿向台湾提供指令-寻的(TVM)制导技术,中山科学院在美国洛-马公司帮助下,以“宙斯盾”相控阵雷达系统为母版,开发了自己的制导雷达。
移动式“长白”雷达,后面两部是CS/MPG-25照射雷达
固定式“长白”雷达
笔者推测,这主要是因为“宙斯盾”系统用相控阵雷达负责目标搜索和导弹截获引导,用照射雷达跟踪目标并对导弹进行末制导。这一技术体制与“霍克”类似,可以避开复杂的TVM技术难关。而“天弓”-I的MPQ-25连续波照射雷达从技术体制到外形,都与“霍克”防空导弹配用的AN/MPQ-46照射雷达十分相似。
后来随着美国转让技术的提高和台湾电子技术的进步,“天弓”-II摆脱了半主动制导模式,成为当时亚洲第一种主动雷达制导体制的远程高空防空导弹系统,但为保持与“天弓”-I导弹的兼容,仍需保留照射雷达。
图示:图为当时部署在海堤上的两联装“天弓-II”靶弹发射架,液压支架位于两个发射筒中间,和“天弓-I”发射架的支撑方式不同,但发射筒本身是完全一样的。
其二,“天弓”采用固定式准垂直发射架和地下发射井,制导雷达系统天线不能转动,安放在固定掩体中,实属罕见。这在很大程度上与国民党的军事思想有关。无论是在大陆还是去台以后,国民党都十分推崇坚固工事,将其作为提高生存能力、发扬战斗力的重要依托,小到密布全岛重要地域的反空降堡、地堡、炮堡,大到花莲、石子山的佳山、志航洞库基地,均体现了这一思想。
估计中山科学院在进行作战需求分析和总体方案论证时,也以坚固工事为出发点。而台湾军方早就为“天弓”所要取代的“奈基”修建了永备坑道掩体。因此,“天弓”采用这种方式是合情合理的,也适应台湾地形和作战思想。
图示:台湾媒体公布的澎湖岛原“奈基”阵地改建的新“天弓”阵地。图中的掩体和“奈基”导弹,则是台湾《中国的空军》杂志宣传照中常见的。根据其注释以及阵地周边开阔程度,也可推断其是在澎湖。
“天弓”系统的核心——“长白”雷达
“天弓”导弹系统的核心是“长白”相控阵制导雷达。最初,中山科学院提出的方案是将1个四面都有相控阵天线的舱体布置在1台方舱车上。但这一设计使得整车高度达到6米以上,受道路、桥梁、涵洞限制较多;且重心太高,不便于越野,因此放弃。
另一种早期方案将MPG-25连续波照射雷达置于“长白”雷达顶部,发射架的牵引车为长头式。该方案也因高度过大、不便机动而遭淘汰。
早期的“长白”相控阵制导雷达概念样车,方舱车的车顶上布置了一个四面都有相控阵天线的舱体。
图示:另一种“天弓”系统雷达早期方案,其将MPG-25连续波照射雷达置于“长白”雷达方舱的顶部,发射架的牵引车为长头式。该方案因高度过大、不便机动也遭淘汰。
后来的方案改为半挂拖车加集装箱式方舱方案。相控阵天线整体镶嵌在长12米、宽3米、高4米的方舱左侧舱壁,阵面与垂直面略有夹角。天线主阵面为矩形,尺寸为4.5×3.0米,另有1具尺寸为2.8×0.8米的敌我识别天线位于拖车左前部。方舱内为雷达发射/接收机和信号处理设备。
“长白”相控阵雷达机动方舱车侧视图
“长白”相控阵制导雷达天线阵列
指控中心由两台带方舱的“悍马”高机动车组成,方舱内有计算机、通信、显示、控制等设备,可与相控阵雷达、照射雷达、发射架等通过电缆连接,操纵人员在此可完成威胁判断、拦截计算、发射架选择、发射控制、导弹制导和战果评估。
“天弓”-I、“天弓”-II导弹发射架上未见类似“爱国者”发射架上的数据链天线,估计“天弓”不具备指控中心与其它作战单元间的无线通联和控制能力。
由于“长白”雷达放弃了机动性,所以使用S波段大型天线。其采用固态收发单元、电子扫描技术,可覆盖方位120°、高低70°的空间范围,对高度20000米的目标跟踪距离高达450千米,高于“爱国者”系统的AN/MPQ-53雷达。由于没有机械转动装置,扫描时没有机械惯性,波束可在瞬间改变在空间的位置,有利于同时跟踪多个目标。
此外,“长白”雷达还具有跳频能力,可在受到干扰时自动转换工作频率点。在C3I系统支援下,长白雷达还可并入台湾空军“强网”自动化指挥控制系统,将所探测的空情态势提供给指挥中心,供其进行态势监视或空中管制。
“天弓”系统如何作战
“天弓”系统以连为独立作战单元,每个连配有2辆战术指挥车、1辆“长白”雷达车、2辆照射雷达车、至少4辆发射车、1辆电源车和1辆导弹运输车、1辆导弹装填车。
“天弓”防空系统导弹连作战布置示意图
作战时,指挥控制中心先按照“强网”系统提供的指示,操纵“长白”雷达在指定空域搜索发现目标,进行敌我识别、威胁判断和目标分配,将发射前需要的数据和程序送给导弹。导弹起飞到某一高度后,初制导系统控制导弹朝目标方位按程序转弯。当导弹转向目标平面后,惯导系统测出导弹的实际姿态、速度和位置,将数据交给指令修正系统与地面雷达进行交联,建立通信联系,形成闭环控制回路。“长白”雷达确定导弹的实时位置,得出导弹的偏移量,校正因气象和其它干扰因素引起的横向偏差。
“天弓”-I导弹发射
在末制导阶段,MPG-25雷达持续照射目标,弹上导引头根据目标反射信号,产生制导信息控制导弹飞向目标。当导弹进入杀伤区后,照射雷达按程序向导弹发出打开引信指令,引信截获目标后,按照程序选择起爆时机和方式,杀伤目标。而“天弓”-II导弹,则由“长白”雷达发出启动导引头指令,由弹上导引头自行寻找的、攻击。“长白”雷达可转向下一个目标。
“天弓”-III的展望
“天弓”-III是中山科学院在“天弓”-II基础上发展的,主要发展其拦截战术弹道导弹的能力,并提高机动能力。台军方曾先后发布2005、2007、2009年投产等多个版本的消息。但目前未见有关“天弓”-II入役的公开报道。只是在2007年台湾“双十节”阅兵式上,“天弓”-III发射架出现在分列式队伍中,并将导弹装在平板拖车上向公众展示。
2007年台湾“双十节”阅兵式上展示的“天弓”-III系统四联装机动式发射车
其新闻通稿称其为“维护台海安全不可或缺的新一代防卫性武器”。中山科学院称,“天弓”-III发射具为四联装,采用拖车牵引,垂直发射。其相控阵雷达能同时跟踪不同类型的空中目标,能连续发射多枚导弹。
同期台湾《尖端科技》等军事刊物刊发了“天弓”-III系统制导雷达照片。从照片上看,其制导雷达与AN/MPQ-53雷达十分相似,说明中山科学院最终还是放弃了极富个性的“长白”雷达模式。这可能与解放军空中力量不断增强,以及美军在科索沃、伊拉克等局部战争中的经验有关。在威力越来越大的精确制导弹药和时效性越来越强的侦察情报体系面前,雷达必须做到能跑能藏,才有可能躲过几乎无时不在的监视与打击。
图示:“天弓”-III系统构成模型。此模型为2001年前后出现的,与后来的“天弓”-III系统生产型号有一定的差异。图中①为牵引固定方舱式“长白”雷达,2007年后换为牵引旋转方舱、小型化的相控阵制导雷达车;②为相控阵制导雷达,后与机动式制导雷达合并,相当于将1和2相加;③为导弹运输装填车,用于为固定阵地的地下发射井装填,也可伴随发射架行动;④为机动式发射架,图中为垂直发射,但从后来公布的情况看,这一方案没有实施。固定阵地部署的“长白”雷达可能保留下来提供空情态势,必要时通过“合作攻击能力系统”(CEC)协同作战能力,控制机动发射架发射的导弹。另增加配属1部先进的高机动制导雷达,与发射架一起机动,既可与“长白”雷达配合作战,也可自成体系独立作战。
从“天弓”-III雷达天线舱顶部的空间馈电发射口等细节可以判断,“天弓”-III仍然采用无源相控阵雷达技术。从参加阅兵的“天弓”-III发射架看,无法确定其是否具备“紫苑”那样的垂直发射能力,估计仍采用“天弓”-1、“天弓”-II的倾斜发射方式。而新闻通稿的“垂直发射”,也许只是一种宣传手段。
从展示的“天弓”-III导弹外形看,其直径较“天弓”-II导弹更大,长度基本未见变化。这显然是为了进一步提高射程、射高,同时提高最大速度和加速性能以适应反导拦截的需要,采用了直径更大的火箭发动机。这可以使导弹可在尽可能短的时间内,以尽可能大的加速度爬升到高空,积蓄足够的能量来调整姿态,迎向要拦截的弹道导弹。
图示:“天弓”-III导弹沿用了“天弓”-I、“天弓”-II弹体侧面的控制电缆保形罩,无翼布局、气动舵面系统等总体技术方案,未见矢量推力、直接气动力系统等。
从外形上看,“天弓”-III仍采用破片杀伤战斗部,与C-300B、C-300ПМУ2、“爱国者”PAC-2等处于同一水平。
台湾地域狭小,很难进行远程武器的实弹射击测试和训练。因此,台湾军方和中山科学院均将位于屏东县牡丹乡与满洲乡靠东海岸交界处的九鹏基地作为新导弹测试试验基地。这也为九鹏基地蒙上了神秘面纱,直到1998年4月22日才首度公开报道。
图示:台军最近试射“天弓”-II导弹的画面。从阵地布局和发射井构造情况看,发射井高于地面,且左侧有更高的建筑物和护栏、扶梯,因此这应是在台湾东南部九鹏导弹试验基地,而非战斗值班的“天弓”阵地发射井。
九鹏基地于1973年10月筹建,至1975年5月初步完成,此后不断扩建,目前是台军各式导弹和火箭武器系统的综合性试验、组装及研制基地。基地南北长6500米,东西宽3000米,占地达1600公顷。由于占地宽广,所以基地内虽有300余栋建筑,看起来还是稀稀疏疏。
九鹏基地至今已完成“工蜂”、“雷霆”-2000型多管火箭炮、“雄风”-I/II型反舰导弹、“天弓”-I/II型防空导弹、“天剑”-I/II型空空导弹、“天剑”-I/II地空导弹的性能验证及飞行试验。而外购的“小槲树”防空导弹、“标准”防空导弹、“鱼叉”反舰导弹,“麻雀”、“米卡”空空导弹也是在九鹏基地飞行测试后再移交作战部队。
“雷霆”-2000型多管火箭炮
天剑二型空对空导弹
“天弓”的部署
“天弓”阵地可能是在以往“奈基”阵地基础上进行改建的。“奈基”导弹体积庞大,要构筑全向覆盖的阵地必须占用很大面积。而随着台湾经济发展,台北地区变得寸土寸金,很难为“天弓”开设新的阵地。而且由于上世纪六七十年代解放军空军缺乏防区外打击手段,“奈基”阵地将主要射界固定指向海峡方向,等到改建“天弓”阵地时,也只好萧规曹随了。
台湾高雄一处以“奈基”导弹阵地改造的“天弓”导弹基地卫星照片
图示:台湾外岛部署的2座“天弓”导弹阵地,南北互为犄角,火力范围基本覆盖了台湾海峡,本岛的4座“天弓”导弹阵地则掩护了台岛西部大部份人口密集地区。台湾军方认为,“天弓”导弹可保持24小时战备值班,可同时迎战上百个目标。
“天弓”系统雷达阵地和导弹发射阵地、技术维护阵地三者通常分开,彼此相隔1~4千米,有的阵地受地形限制,甚至会出现雷达阵地在山头上,发射阵地在山下的情况。而苏/俄防空导弹一向对制导雷达、发射车(架)水平距离和高度差要求严格。这也可以反映出“天弓”整体性能还是不错的。
固定式“天弓”系统发射基地布置示意图
从台湾东森电视台2008年初公布的新闻节目看,MPQ-25照射雷达外部还有防护罩,平时封闭,使用时打开。发射阵地前方还部署有2部机动式MPQ-25雷达,主要在紧急转移阵地情况下临时使用。在本阵地作战时,也可协助固定式MPQ-25照射目标,相当于增加火力通道数量。
发射阵地内通常有沿道路布置有5组地下发射井,每井由4个四联装垂直发射装置组成,通常是“天弓”-I、“天弓”-II导弹混合配置。因此,1个天弓发射阵地通常有80枚待发导弹,这在世界中远程防空导弹系统中应属翘楚。此外,从机动式MPQ-25雷达数量看,应该还有2~4部四联装机动式发射架位于隐蔽位置。
台湾高雄“天弓”导弹基地卫星照片
从卫星照片上看,台军“天弓”导弹阵地均隐藏于山间,且阵地上植被覆盖率较高。部分制导阵地上的“长白”雷达掩体外覆土,并种有各类藤蔓植物。地下发射井则藏于田间地头,技术保障阵地更是无从寻觅。这种阵地布置显示出台湾特殊的战场建设理念,体现了相当高的水平。在以常规弹药和早期电视制导弹药为主,必须临空、近程突击的年代,进攻方很难准确找到目标位置并区分出重点目标。
图示:2008年初台湾媒体公布的台北三芝天弓阵地,并特别介绍其连长(相当于苏/俄防空军的防空导弹营营长)为女性。请注意图中①为“长白”雷达的固定掩体,②为反辐射导弹诱饵天线塔,③为机动式发射架。
图示:位于台北三芝的“天弓”导弹基地卫星照片(上两图)。上图为发射阵地,下图为雷达阵地。因位于繁华都市,阵地构成比较紧凑。
但自从有了卫星制导的远程空地导弹和复合制导的反辐射导弹,这种被动隐藏的方式已难以抵挡进攻之矛。只要雷达开机辐射电磁波,电子侦察机就能确定阵地的精确位置,并引导精确打击。这也应该是台湾急于开发具备较强机动作战能力的“天弓”-III系统的重要原因——再不能跑,就真的跑不掉了。
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