SA-N-6飛彈垂直發射系統簡介
SA-N-6“雷聲”艦對空飛彈系統 ( 蘇聯名稱“里夫”) 是蘇聯20世紀70年代初開始研製,70年代末裝艦的遠程艦載區域防空飛彈系統,採用與陸用型S - 300系統相同的飛彈。該系統在蘇聯和俄羅斯有幾種名稱,起初稱為Fort系統。採用5B55飛彈;改進後稱為Fort—M系統,採用48N6E飛彈,最後改名為“里夫”(SA-N-6)系統。艦載“SA-N-6”系統主要用於打擊各種來襲的飛機和亞音速飛彈,可同時對付多個目標。蘇聯防空飛彈武器的發展規律一般都是先有陸上型。再通過改造移植到艦上。陸上型S-300於1972年完成最初的飛行試驗後 。立即著手發展海軍型,即“SA-N-6”。作為當時即將發展的“基洛夫”級飛彈巡洋艦的標準配置。由於“SA-N-6”飛彈系統的尺寸較大,且裝彈數量較多,蘇聯海軍主要將它裝備7000噸級以上的大型水面艦艇。該飛彈於1977年首先裝備在“喀拉”級“亞佐夫”號飛彈巡洋艦上進行試驗,1979年裝備2艘“基洛夫”級核動力彈巡洋艦。1983年又裝備了1艘“光榮”級飛彈巡洋艦。總共裝備了4艘“基洛夫”級和3艘“光榮”級。但前2艘“基洛夫”級飛彈巡洋艦現已退役,因此俄羅斯現在只剩下 5艘裝備了“SA-N-6”系統的飛彈巡洋艦。
據俄北方艦隊介紹。“SA-N-6”飛彈系統於1991年、1992年均在海上打過靶,一般每年發射6~7枚。所選用的靶機為超音速PB一1飛機,靶彈為亞音速超低空飛行的P一15飛彈。
系統結構
“SA-N-6”飛彈發射裝置總共有12個,分3列布置,每列4個,垂直安裝在軍艦前甲板下面。甲板上只能看到12個長 2.5米、寬1.5米的巨型發射艙口蓋,每個發射艙口蓋下面有8個垂直放置在可鏇轉彈鼓上的飛彈貯運發射筒,共96枚飛彈。此外還有軍艦把該系統安裝在在後甲板下,分2列布置,每列4個,共備彈64枚。比如“光榮”級飛彈巡洋艦就是採用這種方式布置安裝的。系統組成
制導雷達
“SA-N-6”飛彈系統所配置的制導雷達是一個單面鏇轉相控陣雷達,西方稱之為“頂罩”。它由五部天線和高頻艙組成一個雷達天線座,長6.2米,寬5.6米,高7.65米,共重26.5噸。該雷達主要依靠艦上的三坐標搜尋雷達提供目標指示。制導雷達最上方大圓罩內裝有一個單面鏇轉相控陣天線,是主雷達,天線直徑為3.5米。其下方是3個並排安裝的柱形天線。在大天線罩和柱形天線之間有一個小的圓形天線罩,內裝一個0.5米直徑的小型相控陣天線陣面。主天線陣面(主雷達)用來跟蹤、照射目標並跟蹤飛彈,接收飛彈返回的目標坐標信息並傳送飛彈控制指令。小天線陣面(小雷達)用來在飛彈發射初段時截獲發射後的飛彈,將飛彈的坐標信息送到主雷達,引導主雷達截獲飛彈。3個柱形天線用於電子對抗時旁瓣對消。
主雷達的發射機是由三級速調管組成。發射機只能工作在一個頻率點上,更換頻率必須更換速調管。制導雷達天線所在部位,由於船體搖擺,會出現較大的隨機測量誤差,為此在天線座上配有一個雙軸穩定的陀螺平台來校正此誤差,對波束進行穩定控制。
中央控制艙
中央控制艙包括雷達發射機的激勵器、接收機的中頻和視頻部分、火控計算機、飛彈控制台、目標指示設備、數據交換設備、機內檢測設備以及模/數(A/D)變換等22個機櫃。中央控制艙負責與外部日的信息交換、信息處理和顯示、系統的工作方式和功能控制以及飛彈發射控制,並完成系統的檢查及操作訓練等。飛彈控制台
飛彈控制台是中央控制艙的核心設備,它的任務是完成“SA-N-6”系統所要攻擊目標的錄取,射擊諸元的計算,飛彈射前參數裝定,飛彈的發射控制以及飛彈飛行制導指令形成。飛彈控制台上有P型顯示器和A型顯示器。P型顯示器顯示威脅目標的方位、距離,A型顯示器顯示目標、飛彈的信息以及它們的遭遇點。
火控計算機
火控計算機由兩台計算機組成,每台計算機有3個CPU,構成多處理機,其中1個CPU作為備份。每台計算機完成3個目標和6枚飛彈的跟蹤照射處理,此外還可以完成目標參數的模擬,機內檢測以及故障定位等。機內檢測設備完成系統的功能檢查和故障檢測、隔離以及目標模擬等。系統作戰軟體
系統作戰軟體包括兩部分,功能軟體和控制軟體。功能軟體負責系統的檢測和模擬操作。控制軟體的主要任務包括控制接收目標指示的工作方式,控制天線在某一位置自由搜尋的工作方式,控制按時序對飛彈和目標交替跟蹤照射,計算飛彈與目標的遭遇點、最佳攔截彈道、控制指令,選定待發射飛彈艙位、計算飛彈的初始拐彎點。自動發射裝置
自動發射裝置主要控制彈庫中的轉柱轉動、飛彈發射準備、射前檢查、參數裝定,並將飛彈射前的狀態信息反饋到中央控制艙。1台自動發射裝置可控制4個發射井。飛彈
“SA-N-6”系統可配備5B55和48N6E兩型飛彈,與陸上型通用。5B55型飛彈彈體為單級、固體、無翼式,尾部有4個全動式空氣舵,在尾噴管擴張段安裝了4個燃氣舵。該型號主要結構如下:
——天線罩艙內有雷達測角儀的拋物面天線及天線背面的陀螺穩定裝置,在拋物面天線上有2個引信小天線。
——電子儀器艙內裝有自動駕駛儀、無線電引信、雷達測角儀、無線電控制儀、電源。在艙表面兩側各有一對無線電控制儀的收發天線。
——戰鬥部艙內裝有戰鬥部和保險機構。戰鬥部採用預製破片式,重133千克,裝藥58.5千克,總的破片數20500片,單枚破片重量為2.5克,破片初速為1 900米/秒,靜態飛散角為60°。
——發動機艙和尾艙裝有固體火箭發動機,噴氣處有燃氣舵,尾艙外面有可摺疊的4個空氣舵。
48N6E型飛彈主要是為了提高攔截戰術彈道飛彈的能力而裝備的。該型飛彈裝艦後,可有效提高最大射程。和5B55型飛彈相比較,採用改進後的發動機,加長了250毫米裝藥量,估計該彈長度達7.6米左右,貯運發射筒也長達8.0米左右。另外,該飛彈採用了液壓舵機系統,取消了原來用於5B55型飛彈的燃氣舵機系統,因此最大射程可達150千米。
發射系統
發射系統包括飛彈貯運發射筒、發射井及彈庫。 飛彈的貯存、運輸和發射都由貯運發射筒完成。貯運發射筒頭部有較厚的易碎蓋,背面刻有預製溝槽,在3個大氣壓的作用下即可破碎。底部有固定飛彈機構、飛彈彈射器、2個燃氣發生器,沿發射筒水平方向的兩側有活塞筒及推桿,下部有電纜及導軌。貯運發射筒在飛彈發射後,經過一定修復如更換頂蓋等,可重複使用3>4次。
在每個發射井內都設有一個大的轉柱,是圓筒形。轉柱上掛有帶貯運發射筒的飛彈8枚,彈筒圍繞著轉柱分布,掛彈後轉柱直徑為3.8米,轉柱下面還有轉動機構。待發射飛彈轉至發射井口後,這枚待發飛彈被加電並裝定參數,其它飛彈可進行射前檢測。
彈庫是一個大通艙,由4個、6個或8個發射井組成,高約9米,四周有裝甲保護。
優勢與缺陷
優勢
“SA-N-6”150千米的有效射程和25米的低界使該系統能攔截各種攜帶中程空艦飛彈的飛機和大、中型如“冥河”類反艦飛彈,具有遠程區域防空作戰能力。由於採用了垂直發射技術、相控陣制導技術,“SA-N-6”系統在90°方位角範圍內能同時發射12枚飛彈攔截6個目標,因此該系統具有一定的抗飽和攻擊能力。
該系統採用了TVM制導體制以及相控陣雷達制導技術,抗干擾措施多,因而抗干擾能力較強。
此外該系統可靠性好,飛彈的貯存、運輸、發射都用同一個筒,使用維護方便,筒內飛彈可10年不用檢測,飛彈第10年時的發射飛行可靠度還大於0.75。
缺陷
“SA-N-6”系統也存在一些如系統設備重、體積大等缺點,只能裝備於類似“基洛夫”、“光榮級”級巡洋艦等7000噸級以上的艦隻,適裝性較差。還有飛彈發射速度慢,採用彈鼓式的鏇轉發射裝置,8枚飛彈共用一個發射口,每發射一枚飛彈必須鏇轉一次,因此增加了飛彈發射時間,影響了發射速度,這對於防空作戰極為不利。作戰使用
“SA-N-6”系統有兩種工作方式:一種是接收艦上指控的目標指示工作方式,另一種是在某一位置制導雷達自主搜尋、跟蹤目標工作方式。通常,“SA-N-6”系統工作在前一種方式下。艦上三坐標雷達給出目標信息,經艦上作戰情報指揮系統進行目標識別、威脅判斷,再分配到“SA-N-6”系統,由中央控制艙內的目標指示設備接收,並送到飛彈控制台,控制制導雷達天線調轉到目標指示方向,雷達截獲目標後轉入自動跟蹤狀態,計算機根據飛彈控制台送來的目標參數計算目標射擊諸元。與此同時,自動發射裝置進行飛彈選取、加電,並對待發飛彈進行射前參數裝定。
飛彈發射後離艦面25>30米高度時,主發動機點火。當飛彈穿過制導雷達的小雷達(截獲雷達)截獲屏時,小雷達將飛彈的坐標參數送至制導雷達的主雷達。當主雷達截獲飛彈後,制導雷達對飛彈、目標進行跟蹤,並對目標照射。艦上計算機根據目標、飛彈的信息計算飛彈偏離彈道數據,以此形成指令,並傳送給空中的飛彈,指令周期為0.1秒。制導雷達對目標的照射是脈衝式的。當飛彈的導引頭搜尋、捕獲到艦面照射經目標反射回來的信號後,就由中段指令制導轉換到TVM(track-via-missile,經由飛彈制導)末段制導。在TVM制導體制中,目標反射的雷達信號被飛彈接收,飛彈把信號數據下傳到軍艦上的制導站上,通過其大型計算機來處理,形成制導指令再傳送回飛彈。
與其它同類系統的對比
目前世界上與俄羅斯“SA-N-6”系統類似的艦載防空飛彈系統還包括法國、英國、義大利三國聯合研製的“主防空飛彈系統”(PAAMS)和美國的“宙斯盾”系統。PAAMS系統使用“紫菀”30飛彈用於中程防空。三國採用不同的雷達制導:法國和義大利的“地平線”級護衛艦採用EMPAR單面鏇轉相控陣雷達,英國的45型驅逐艦採用“桑普森”雙面鏇轉相控陣雷達。美國的“宙斯盾”系統使用“標準”2飛彈和SPY-1D固定四面陣多功能相控陣雷達。飛彈發射裝置對比
“紫菀”30飛彈採用法國研製的“席爾瓦”八單元垂直發射裝置,“標準”2增程型飛彈採用MK41八單元垂直發射裝置。這兩種發射裝置每個單元內放置1枚飛彈,固定結構,打開艙口蓋飛彈即能發射,與“里夫”系統的鏇轉發射裝置相比,沒有機械運動,飛彈發射速率高,可達到1枚/秒,這是“SA-N-6”系統無法比擬的。飛彈發射方式對比
“SA-N-6”系統的48N6E型飛彈採用冷發射方式,發射時先由發射筒內的燃氣發生器產生高壓氣體,將飛彈彈射到離甲板20>30米的高度,然後飛彈發動機才點火。“紫菀”30和“標準”2增程型飛彈都採用熱發射技術,飛彈發動機直接在發射裝置內點火發射。採用冷發射技術對發射裝置能起到保護作用,延長其使用壽命,其維護、保養也相對簡便。而採用熱發射技術,由於飛彈點火產生高溫、高壓燃氣流,發射裝置必須配備燃氣排導系統和冷卻系統,結構變得複雜,不可避免地要增加成本,同時對維護、保養工作也提出了更高的要求。因此,“SA-N-6”系統的冷發射方式相對來說更先進一些。
飛彈戰技性能對比
48N6E型飛彈射程為5>150千米,射高25>25 000米,最大飛行速度5.1>5.7馬赫,單發殺傷機率0.7,能對付超音速飛機和亞音速大、中型反艦飛彈。“紫菀”30飛彈最大射程為70千米,射高10>20 000米,最大飛行速度4馬赫,不僅能有效對付高度在10米、距離15>17千米的一般亞音速飛機和反艦飛彈,還能有效抗擊高度在10米、距離8>10千米、飛行速度高達2.5馬赫、過載15g的超音速大型反艦飛彈,且能在30>70千米距離內攔截偵察機和預警飛機。
“標準”2Ⅲ增程型飛彈最大射程120千米,射高15>24 000米,最大飛行速度2.5馬赫,能攔截超音速飛機和掠海飛行反艦飛彈。
對比結論
從上述性能對比中可以看出,48N6E型飛彈的射程最遠,速度最快,對大型目標攔截性能好,但不能對付超音速反艦飛彈和掠海飛行的反艦飛彈。“紫菀”30飛彈在3種飛彈中射程最近,但機動能力最強,在有效攔截距離內(不小於40千米)的綜合性能最好,特別是在打擊超音速、雷達反射截面小、機動性好的低空目標時優勢更明顯,但要對付60>70千米外的目標時,就顯得有點力不從心了。“標準”2增程型飛彈與48N6E型飛彈性能接近,但在對付超低空目標時比48N6E型飛彈要強,能攔截掠海飛行的反艦飛彈。制導雷達的性能這3種防空飛彈系統都採用相控陣雷達。“SA-N-6”的“頂罩”雷達能同時制導12枚飛彈,攔截6個目標。PAAMS的EMPAR雷達能同時引導24枚飛彈,攻擊12個目標。“桑普森”雷達能同時攻擊12個目標,SPY-1D雷達能同時對付分批來襲的12>16個目標。從中可以看出,“里夫”系統同時對付的目標數最少,而其它系統同時對付的目標數在12個以上。另外,“頂罩”雷達的綜合性能也是最弱的,這可能是由於俄羅斯在電子技術方面一直落後於西方造成的。