研製背景
50年代後期，中國開始建立以面空飛彈和高射炮組成的防空體系。飛彈主要是“紅旗”-1、2，其中“紅旗”-1為“薩姆”-2飛彈的國內組裝型號，“紅旗”-2為仿製型號，高射炮口徑主要為25至100毫米。在這樣的防空體系中，面空飛彈主要構成2000米以上高度的垂直殺傷空域，高炮垂直殺傷空域高度為10至6000米，而2000米至6000米之間高度為飛彈和高炮的複合殺傷區。這種防空體系主要是為抗擊高空高速突防的轟炸機空襲而設計的模式，是以噴氣式機群採取二戰期間那樣的大編隊、用常規航彈摧毀目標的作戰樣式為前提的。然而，到了50年代中後期，空襲和入侵樣式的改變使得這種體系出現了漏洞。
“紅旗”-2（HQ-2）屬於中高空防空飛彈，1964年開始研製，1967年7月定型。其性能突出，曾多次擊落過美制U-2高空偵察機。“紅旗”-2曾出口國個國家，還改裝成戰術飛彈用於出口（外軍代號CSS-8，出口型稱M-7）
50年代空襲目標的突防方式轉向低空和超低空。理論上，這個垂直空域處於高炮殺傷界限以內，但是高炮的火力局限導致作戰效率低下。高炮是依靠發射大量彈丸，在目標附近形成近炸和破片殺傷區域來毀傷目標的，因此除射高和射程外，用有效射擊斜距描述高炮殺傷範圍更為準確。57毫米高炮射擊斜距約7000米，因此在“紅旗”-2飛彈50千米最大射程到高炮7000米殺傷界限之間，存在近40千米的區域不是複合殺
傷區，完全要依靠“紅旗”-2飛彈獨立進行攔截作戰。在空襲目標突防轉向低空和超低空後，可以接近到“紅旗”-2飛彈陣地7千米左右而不受威脅。前來空襲的飛機有機會先用射程超過7000米的武器摧毀高炮陣地，然後從撕開的缺口直接攻擊核心的地空飛彈陣地。當時，對付低空突防空襲主要在“紅旗”-2飛彈正面部署各種高炮，形成交疊的火力殺傷區，同時部分高炮前移部署，延伸殺傷區。這種部署方式受限很大，因為靠前部署需要考慮後方火力殺傷區造成的地面殺傷，高炮彈丸爆炸摧毀低空目標的同時，會對地面造成殺傷。尤其高炮採取層層阻攔射擊或者追蹤射擊，對地面殺傷程度非常嚴重，甚至可能超過空襲造成的傷亡。因此，防空體系中需要一種射程在10至20千米左右的武器，彌補中低空火力殺傷區。
中國的防空體系不僅是遂行要地防空，還擔負野戰防空使命。作戰部隊的野戰防空當時都是在沿途部署防空部隊，主要裝備為高射炮。這些體系在當時以防禦為主的作戰樣式中可保障部隊在兩個要地防空區域之間獲得防空掩護，但同樣面臨低空飛行目標襲擊的問題。抗擊低空襲擊最大的困難在於飛機都是藉助地形地物飛行，接近後突然拉起或直接投彈，高炮難以及時做出反應。對空射擊作戰表明，只有採用射擊指揮儀組織射擊，才能有效殺傷低空或超低空突防的目標。一些戰鬥機在低空進攻時，往往採取反指揮儀機動，破壞指揮儀測量條件和精度，造成指揮儀在高炮射擊時誤差增大，高炮命中率急劇降低。而且低空突防射擊時機非常短暫，稍縱即逝，高炮卻要靠多輪射擊才能提高命中率，飛機往往能取得成功，造成地面損失慘重。對此最為有效的辦法就是採用打擊低空目標的飛彈武器。
60年代初期，中國開始發展半主動雷達制導的中程空空飛彈。這種飛彈的設計宗旨就是利用雷達制導，使戰鬥機具備全向攻擊能力。當時紅外空空飛彈只能跟蹤飛機尾部噴管信號，因此必須從目標後方進入攻擊。由於當時雷達裝置體積較大，因此通常只在空空飛彈上安裝被動接收和測向裝置，由機載雷達提供照射燒穿波束，彈上無線電尋標器只要確定反射信號的空間方位，就可控制飛彈對準信號飛行。與此同時，中國也在發展半主動雷達制導飛彈的面空型號，稱其為“紅旗”-41型飛彈，準備用於海軍護衛艦和地面機動發射平台。後來有人提出要體現該型飛彈採用了60年代的技術，因而改稱為“紅旗”-61。
技術特點
在半主動雷達制導面空飛彈的研製中，中國存在很多技術空白。其中半主動雷達信號處理當時就是很前沿的研究。由於沒有濾除雜波的相關技術，“紅旗”-61飛彈初期型號並沒有下視和低空攔截能力，當時飛行器載雷達濾除地面雜波是各已開發國家嚴格保密和控制的技術。後來，中國從南海美國海軍墜毀的F-4B戰鬥機上撈獲了AIM-7C飛彈，獲得了半主動無線電尋標器裝置，但只能從元件和電路結構上獲得原理性的技術，整機設計還需要自行研究和探索。
1972年中美關係改善後，中國和歐洲的關係也有了改善，很多領域進行了合作。當時美國出於冷戰全球戰略的需要，對歐洲與中國的軍事技術合作視而不見。1981年，中國與義大利簽署了第一個科技合作協定，這個協定的很多相關技術可以填補中國在一些領域的空白。1984年中意簽署空間技術合作協定後，中國獲得很多與軍事關聯的技術。在諸多軍事技術領域，中國非常注重半主動雷達制導技術的合作，因為中國為此已經摸索了近20年依舊沒有掌握成熟技術。當時義大利阿萊尼亞公司正在研製和生產“腹蛇”半主動雷達制導空空飛彈（美國1962年設計的AIM-7E空空飛彈的歐洲版本），其成熟的半主動雷達制導技術正是中國所急需的。此外，阿萊尼亞公司還在“腹蛇”飛彈的基礎上發展半機動的面對空飛彈系統，這兩種系統的技術完全能夠彌補改進研製中的“紅旗”-61系統的欠缺。
“紅旗”-61型飛彈儘管是採用60年代技術和理念設計的飛彈武器，但由於缺乏國際交流，既沒有失敗的教訓作為前車之鑑，也沒有成功的經驗可以參考，這種獨自摸索是非常有限的。整個系統在設計上不能應對複雜的作戰環境，而且已經具有的功能也很不穩定。早期的“紅旗”-61僅僅是完成了半主動雷達制導功能的系統，抗干擾能力和對目標成批處理能力，以及各種綜合性能幾乎缺失。與義大利的軍事技術合作最大的收穫是開拓了思路，使中國了解了處理雷達信號的可靠方法及處理技術，第一次了解了多目標作戰和先進系統的設計思想。
80年代初期，通過“紅旗”-61型飛彈的研製，中國已經逐漸完善了半主動雷達制導的協同體制，但仍缺乏複雜信號環境的處理技術，因此半主動雷達制導在複雜環境下容易丟失目標，飛彈無線電尋標器在干擾情況下不能正確分辨目標，容易被干擾和欺騙。當時“腹蛇”飛彈抗干擾和雜波背景處理方面已經較為成功，中國飛彈研製幾乎可以完全借用。與當時中國設計理念不同的是，西方非常注重系統的功能和維護性，地面制導雷達和目標指示雷達採用方艙和機架結構，抗干擾措施靈活多變。中國的“紅旗”-61面空飛彈系統沒有重視操作和維護的簡捷設計，採用導軌發射和彈體吊裝，而歐洲飛彈採用一次性的密封包裝發射箱，飛彈採用摺疊彈翼。中國摺疊彈翼裝置直到80年代末還沒有實際採用。
歐洲飛彈系統的作戰模式是對中國影響最大的設計思想。中國早期的“紅旗”-61並沒有完全擺脫“紅旗”-2飛彈的射擊單元組成，採用一個跟蹤照射雷達帶2至3個雙聯裝發射裝置，也就是通常所說的單目標通道配備多個火力通道的模式。在“紅旗”-2飛彈系統中，一個制導站配備6個發射裝置。這種模式看來似乎能夠很靈活地射擊各個方向進攻的目標，而實際上對空射擊時，一個目標通道雖然能控制多個火力通道，但是每次只能打擊一個目標。在低空中近程的反空襲作戰中，多方向多批次是主要形式。尤其60年代發展起來的直升機作戰模式，抗擊樹頂高度直升機編隊襲擊成為對低空防空飛彈的作戰要求，因此在系統中增加多目標通道和單目標通道打擊多目標的能力非常重要。在中意合作後，中國方面初次了解到目標指示雷達如何分配目標，以及目標通道的對空射擊組織與分配的系統設計思想。
中國最初引進了少量“腹蛇”MK1A型空空飛彈以及部分相關技術，用於改進自行研製的“霹靂”-10和“霹靂”-11空空飛彈。義大利阿萊尼亞公司最早研製的是“腹蛇”MK1面對空型及相關係統，後來的MK1A在MK1型基礎上改進了導引頭低空性能，具備一定的俯射能力。因此將MK-1A技術用於面空飛彈，能夠獲得更好的低空殺傷包線。80年代末期，中國開始研製基於“腹蛇”飛彈技術的新型中低空面空飛彈系統，命名為“紅旗”-64。在80年代中意軍事技術合作之初，中法之間也在進行軍事技術合作。這種政策主要是基於對歐洲軍事技術不至於完全依賴一個國家，使武器裝備技術來源多樣化。在中法合作項目中，有引進法國“響尾蛇”地空飛彈系統的協定，國內仿製型號為“紅旗”-7。
這兩種系統都是中低空面空飛彈，實際上是為武器來源多樣化目的而同時引進的。1989年西方再次對中國實行武器禁運，冷戰時期的戰略夥伴關係不復存在，中國武器技術發展的合作關係開始轉向。中國此時已經具備成熟的系統技術，相比之下，“紅旗”-7系統更加穩定和成熟，因此被確定在90年代大量列裝。而“紅旗”-64飛彈少量列裝試用後開始轉向出口。按照中國的命名習慣，“紅旗”-64的出口型命名為“獵鷹”-60。
作戰過程
“獵鷹”-60飛彈系統是中國90年代用於出口的型號。按照公開資料介紹為全天候面空飛彈系統，並具有一定的反水面目標能力。系統組成主要有目標指示雷達、跟蹤照射雷達、箱式發射裝置和檢測維護系統。“獵鷹”系統通常以營為最小作戰單位，雖然沒有公開資料表明營系統配置，但在展覽模型中每個營通常配備1輛目標指示雷達車，2至3輛跟蹤和制導雷達車，4至6輛飛彈發射車。
作戰時，“獵鷹”飛彈營通常承擔近程低空防禦任務，配備在保護目標附近，構成帶狀攔截或環形殺傷區。帶狀部署主要是承擔一個方向的防禦，通常是大區域防空體系內的一個環節，整個近程防空體系由多個“獵鷹”營分別警戒整個威脅方向。環形防空主要指單個“獵鷹”營的環形部署，主要用於警戒較小的區域。目標指示雷達通常部署在發射陣地附近，但是必須在安全禁射界限之內，防止飛彈擊中雷達。由於目標指示雷達轉速很高，數據刷新率較大，因此可以通過計算機系統連續描跡的方式跟蹤整個警戒區域內的目標情況。資料指出的“獵鷹”跟蹤40個目標的能力，主要是指目標指示雷達的描跡處理能力。在目標指示雷達40千米的作用範圍內，很少有可能出現20個以上的目標，因此“獵鷹”系統的監視能力足以應對實戰情況。在防空區域內，遠程雷達保障遠程空情，而且部署在前方的對空警戒系統同樣可以提供“獵鷹”飛彈營警戒空域外的情報，這些情報通常通過防空指揮系統分發給“獵鷹”飛彈營。
當目標指示雷達截獲目標並選定射擊順序後，火控系統會自動向跟蹤雷達分配各自目標。跟蹤雷達採用單脈衝跟蹤體制對目標進行測角，然後根據測量偏差將天線電軸對準目標，此時，天線俯仰角和方位角感測器測量的位置就是目標空間位置指向。在跟蹤天線一側，小型喇叭照射天線採用等幅連續波照射目標。由於飛彈發射裝置是傾斜發射裝置，發射前需要對準目標方向，因此在雷達跟蹤目標時，相應的飛彈發射架也隨天線方向轉動。一旦按下發射按鈕，飛彈即點火起飛，爆炸索炸開箱體密封蓋板，飛彈飛向空中。發射裝置隨動於雷達天線，而且火控系統不用對準目標現在點，而是對準計算出來的目標前置點，因此飛彈向目標前方預定點飛行。飛彈馬上就會掠過跟蹤和照射雷達波束，同時雷達波束也在向前置點方向移動，飛彈、目標和雷達迅速處於大致的直線上，這樣飛彈容易捕捉照射雷達在目標上形成的燒穿信號。
由於“獵鷹”-60近程飛彈的射程只有18千米，雷達燒穿信號在飛彈起飛時就能被彈載無線電尋標器收到，因此飛彈從一開始就能進入半主動雷達制導模式。在接近目標過程中，如果敵方採取角度和距離欺騙，那么地面可以採用指令制導進行校正，使飛彈依舊能向目標攻擊。遭遇段通常指飛彈與目標遭遇的瞬間，此時飛彈已經來不及調整，此時的脫靶量是否滿足近炸機構動作以及近炸毀傷效果，都取決於此前的制導過程精度。半主動雷達制導飛彈的近炸感測器通常也是半主動導引頭的無線電尋標器，依靠接近目標的燒穿信號都卜勒效應準確地控制近炸起爆距離。此時目標反射的燒穿信號會因為急劇接近而產生都卜勒頻率和幅度躍變，可採用這些信號特徵啟動近炸引信。在與義大利阿萊利亞公司合作前，中國為解決這個關鍵技術探索了多年，但仍然不能準確控制近炸距離。這是“腹蛇”飛彈系統全部技術中，對中國幫助最大的關鍵技術之一。飛彈在近炸機構動作數毫秒後起爆，以保證戰鬥部處於目標的中部爆炸，最大限度地摧毀目標。
與美國的“麻雀”飛彈類似，“腹蛇”飛彈採用連續桿破片式戰鬥部，內裝大量高爆裝藥。近炸引信起爆後，摺疊的鋼條首先被以數十倍音速像手風琴被拉開那樣形成擴張的鋼環，拉到極限時，鋼條從預製破口斷開，形成滿天四射的條狀彈片撲向目標。越南戰爭的經驗表明，目標位置對連續桿式破片戰鬥部的起爆毀傷效果很重要，因此控制飛彈接近目標的方向非常關鍵。中國的“獵鷹”-60沒有採用連續桿戰鬥部，而是採用破片戰鬥部，很可能是採用預製立方體破片，這種破片穿透目標後能夠翻滾，破壞結構效應好。立方體破片的缺點是速度衰減很快，導致殺傷範圍較小。但對於打擊中低空飛行目標的飛彈來說，立方體破片的缺點很可能是優點，因為可以減小地面安全界限，而且18千米以內的射擊脫靶量通常不會很大。近炸引信動作的脫靶量通常就使目標處於破片毀傷範圍以內，而且避免了控制戰鬥部毀傷方向性問題。
問題與局限
60年代的半主動雷達制導技術是當時全向攻擊空中目標的重要技術之一。半主動雷達制導的優點是對跟蹤雷達的要求不象指令制導的跟蹤雷達高，而且制導精度在全射程內一致，不會隨射程增加而降低。但缺點是飛彈造價較高，而且飛彈有效載荷會減小。中國發展半主動雷達制導面空飛彈是希望從空空飛彈衍生出一種中低空面空飛彈，彌補57毫米高炮和“紅旗”-2飛彈之間的殺傷區火力不足的狀況。此舉使得中國踏上了需要不斷填補相關技術空白的征程，當80年代逐漸解決了技術瓶頸後，世界中低空飛彈技術以及空襲作戰也發生了革命性的變化。
70年代，由於高精度雷達技術以及雜波處理技術的發展，中低空飛彈制導技術逐漸趨向採用指令制導，同時紅外和主動雷達制導技術也走向成熟。這些技術的套用使得近程低空飛彈成本大大降低，而且精度和抗干擾能力大大提高。這使得“獵鷹”-60飛彈的效費比在某種程度上難以與指令制導的中低空飛彈相比，使得出口受到一定的影響。在現代防空襲作戰中，中低空飛彈攔截的通常是巡航飛彈這類低造價目標，而且射擊批次很大。很多開發中國家需要更為廉價的飛彈武器，造價成為了關鍵的制約因素。
“獵鷹”-60飛彈對付多目標的機制不能完全滿足今後的發展趨勢，由於採用半主動制導，照射雷達需要持續保持對目標燒穿，直到飛彈命中目標後才能轉向另外的目標。美國海軍宙斯盾系統雖然同樣採用類似半主動的制導方式，但是有射擊控制和決策系統支持，能夠很好地調度照射天線打擊多目標，而且艦上同時配備了遠射程的區域艦空飛彈，能夠在遠方消滅部分目標，減輕中低空飛彈系統的壓力。“獵鷹”-60飛彈卻只是類似體系中的一個環節，只能採取空間分離部署方式，對抗多目標能力受到限制。
儘管半主動雷達制導已經不是中低空面空飛彈的主流發展方向，但是“獵鷹”-60飛彈武器系統有較大的改進餘地，很多技術中國已經完全掌握，經過改進後將比目前的系統性能有很大的提高。
