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2021/08/02 

武備巡禮

【武備巡禮】俄羅斯野戰防空系統 雙數位化抗干擾 發射與偵察並行
由S-300VM發展而成的S-400系統,俄羅斯2016年完成在遠東地區部署,對東北亞的美、日軍機造成極大壓力。(俄羅斯陸軍網站)
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文:吳明鴻

 現代化防空系統包含多功能戰鬥機、地面雷達管制站台、空中預警機、防空飛彈陣地、野戰防空火砲、反彈道高空攔截飛彈、海面反彈道飛彈軍艦、多功率多波段加密資料鏈路等單元,共同組合的防空作戰編制,均為當今世界各國第一線最重要裝備。本文以近期俄羅斯發展現代化防空系統,從「陸基防空系統」主力裝備之發展軌跡,介紹俄製防空系統未來對亞洲以至全球軍備部署的影響層面,與其發展之可能趨勢。

 雙數位化防空飛彈系統

 多年以來,歐美軍備工程界所討論的「雙數位化防空飛彈系統」,亦即北約組織對俄製防空系統所頒布的型號,是以「SA-10」作為新一代的起步。

 第一代SA-2導引式防空飛彈系統搭配Fan Song脈波雷達, 到SA-5 (北約代號:Gammon)則改以搭配Square Pair脈波雷達,這2款系統都是1950年代產物,被前蘇聯延用至冷戰前半期。進入1970年代後,全新概念的S-300系列研發成功,增強蘇聯長程防空戰力,S-300系列所搭配的各款雷達與飛彈,都已比SA-2射程明顯增長,雷達也比前一代的2款系統大幅改良,所有新系統均增加電子(制電磁與反干擾)防護性能,包括對目標的歸向反干擾性能、側旁瓣信號壓制和消隱等功能,以提升導引精確度,也加裝脈波都卜勒和脈波壓縮雷達,組合成S-300系統的基本架構。

 「雙數位化防空飛彈系統」在電子戰的實作層面也產生幾項影響:

 1.較長程的攔截使距外干擾能力也必須增加。因為干擾與信號的比率與探測範圍的平方成反比,干擾的效果也明顯減低。

 2.歸向干擾技術讓飛彈搭載的自衛干擾器自動化,可有效反制較遠的距外干擾器。

 3.側旁瓣壓制與消隱也衝擊距外干擾,因為這些干擾信號必須經由目標雷達(信號源)的側旁瓣傳遞。

 4.脈波都卜勒雷達可辨析不連貫干擾信號,也能實施機械干擾,但卻減低干擾器所產生的干擾與信號的比率。

 5.脈波壓縮雷達不僅提供更佳的辨析距離,也能減低前述的干擾與信號的比率。

 S-300系統發射與偵察並行

 S-300系列設計動機是要擔任多重防空任務,尤其是要攔截美製(F-15、F-16、F-18、F-35、JAS-39),英國「颱風Eurofighter Typhoon」、法國「飆風Rafale」等高性能戰機,因此,射程外干擾器就補充較早期防空飛彈系統不足。而採取新技術的S-300系統,是從垂直發射筒中射出,以無線電鏈路連接各發射模組單元,具備精確的電子防護性能,以降低對手的干擾。無線電信號的連接,讓己方分散部署的防空射控單元,能使反防空系統有更高的生存性。模組化的發射筒也大幅縮短重新裝彈時間,這些對於現代化俄製防空系統採用「發射與偵察並行」至為重要。

 在現役S-300系列中,可概分為4項基本衍生系統:SA-10(S-300P)、SA-12(S-300V)、SA-20(S-300PMU1/2)、SA-23(S-300VM)。

 這些衍生型號又各自有更新改良款,以北約代號Grumble的SA-10為代表,採用 30N6系列目標追蹤雷達與36D6系列觀測雷達,還搭配76N6系列低空探測雷達。SA-10C所搭配5V55R飛彈有效攔截距離,經過升級改良能夠達到90公里,還能接戰從25公里到30公里內的近距離中、低空目標 。

 各型搭配雷達功能強大

 30N6系列目標追蹤雷達是款被動式相位陣列雷達,能迅速鎖定多個空中目標,該系統還包括64N6系列目標獲得(鎖定)雷達,與美國海軍SPY-1A「神盾艦」系統性能近似。SA-10的運輸及發射載具,搭載4具密封發射筒,將發射筒垂直豎立後,以高壓氣體將飛彈彈體彈出,亦即「冷發射」技術。飛彈射出後,由追蹤雷達導引,一路向目標旋轉飛近,再行啟動火箭,以避免飛彈尾焰損及發射載具。飛彈由追蹤雷達採用中程導引,接近目標時,再以終端導引技術接手,此時,飛彈搭載的雷達,所傳遞給原模組追蹤雷達的信號,可被飛彈本身追蹤(簡稱TVM),飛彈再根據追蹤雷達和自身信號的綜合資訊飛向目標。其他多種終端導引技術也可運用,包括半主動導引和歸向雷達與干擾源等。30N6B型鎖定雷達和S-300系列飛彈,可在5分鐘內發射,並在發射飛彈後,迅速規避美國空軍的衛星偵察。

 30N6系列目標追蹤雷達的外型,採用大面積的相位陣列天線,藉以追蹤多目標,相位陣列天線安裝在載具上,可提供360度全方位角覆蓋。2個飛彈容器安裝在機械箱的背面。30N6雷達的天線呈矩形,固定在車廂驅動器後面飛彈容器上。在普通道路的站位上,天線置放於第一個容器的車頂上。在箱形天線安裝和支援系統載具上,裝有一具2.75平方公尺的平面矩形陣列天線。在行進時,陣列是水平放置,在展開時,陣列會升高到載具上方約60度。

 相位天線所附帶的每具信號發射/接收單元都能各自接收信號源,還可修改接收的信號為波束,進而由前端的相位天線重新放大相位傳遞信號,整個30N6迴旋到適合的預設發射角度,信號波束也以電子驅動轉向成發射模組想要的天線掃描模式,與理想的發射角度和探測高度。此外,在30N6的側方還裝設4具更小的天線,這些天線能運行包括電子防護等電戰功能。 

 具備多種抗干擾功能

 在另一款搭配SA-10的36D6系列觀測雷達,採用S波段(2000至4000 MHz)三維雷達,主要作用在於為30N6系列目標追蹤雷達提供空中目標。至於76N6 系列低空探測雷達本身的桅桿長達30公尺,能探測到各種低空目標(包括無人機)與低雷達截面目標,辨析地面雜波,同時還具備抗機械干擾、抗金屬干擾的性能,製造商Almaz Antey公司宣稱甚至可在100公尺內,探測到 0.02平方公尺的目標。

 由S-300VM發展而成的S-400系統,俄羅斯2016年完成在遠東地區部署,對東北亞的美、日軍機造成極大壓力。中共、印度、土耳其亦採購S-400系統,越南也表達購買意願。 2021年5月,俄羅斯S-500「普羅米修斯」防空系統完成測試,則是最新一代長程防空飛彈系統。作戰半徑達600公里,能夠攔截速度為每秒7公里的彈道飛彈及極音速飛彈。

 俄羅斯從新世紀起,極力振興國力,企圖由目前的地區強權,恢復至昔日全球霸權地位,其最重要的憑藉,仍在於得力承襲自前蘇聯時代的軍工基礎,透過持續軍備外銷與發展現代化軍事裝備,達到與美國相抗衡的目的。

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