俄罗斯-“卡什坦”近防武器系统 俄罗斯防空导弹系统

技术介绍
　　在设计之初，考虑到要能很好地适应各种不同舰艇的装舰要求，“卡什坦”近防武器系统采用了“模块化”的设计思路，整个系统按功能分为指挥单元和战斗单元两大部分，其中指挥单元由搜索雷达、火控计算机、显控台、电源等组成；战斗单元由弹炮装置转塔、9M31l导弹、30毫米6管机炮、控制站、跟踪雷达系统、光电系统、计算机和电源组成，每个指挥单元最多可控制6个战斗单元。根据舰艇的排水量和担负的任务不同，指挥单元和战斗单元可灵活组成多种配置方案。对于防空压力较大的大型水面舰艇可配置多个战斗单元，并可在战斗单元的转塔下安装一个备弹32枚的导弹再装填系统，以提高舰艇抗击敌方持续高强度攻击的能力，如“库兹涅佐夫”号航母上就装有8个战斗单元和2个指挥单元。对于防空压力不是很大的小型舰艇，可以只配置一个指挥单元和一至二个战斗单元，并根据甲板下空间的实际情况决定是否配置导弹再装填系统。

　　“卡什坦”近防武器系统参数简介：
　　系统精度：2.3～2.97毫弧度
　　战斗单元：“卡什坦”战斗单元最引人注目之处就是其弹炮装置转塔，转塔上安装有两门RⅢ30K型内能源六管30毫米机炮，两门火炮的上方各装有四具9M3ll导弹发射装置，随火炮一起旋同和俯仰，在转塔的顶部装有跟踪雷达天线及光电系统。转塔重3800千克(不包括弹药)，射角为方向±150度、高低-l7～+90度，调舷速度方向和高低均为120度／秒。
　　9M311导弹：图拉仪表设计局的技术人员分析了武器系统的战技术要求后，认为掠海突袭的反舰导弹在跃出海天线后，目标舰艇上的雷达火控系统需要一定的时间来截获目标并解算出目标的矢量运动轨迹等必须的参数，才能发射导弹进行拦截，因此留给反导拦截系统的拦截距离并不充裕。所以，为了能将反舰导弹拦截在尽可能远的距离，防空导弹的飞行速度就要尽可能快，才能将弹目交会点尽量外推，达到扩展有效拦截区远端的目的；而从适装性的角度来看，“卡什坦”系统的弹炮装置转塔因为采用了两机炮的设计，体积、重量已经很大，再加上对空导弹及其发射装置的重量，必然会加重弹炮武器转塔伺服系统的负载，因此也要求对空导弹的体积和重母尽可能小，以减小弹炮装置转塔的外形尺寸和重箭，利于小吨位的舰艇安装，并减少转塔的转动惯量以降低伺服系统的负载和提高伺服精度。但是，对空导弹如要飞行速度快，就必须采用体积和重量大的大推力发动机，这就与导弹的体积重量尽可能小的要求相矛盾。经过大量的分析对比后，技术人员最终选中了陆军“通古斯卡”野战防空系统的9M311导弹。该导弹为鸭式气动布局，无线/激光指令制导，弹头部为整流罩和激光近炸引信，再后面是舵机舱和两对气动舵面，舵机舱后部是战斗部舱段。二级弹体内很大一部分空间都是战斗部舱段。二级弹体的尾部舱段内是指令接收机、光学信标(曳光管)和电源等电子设备，无线指令接收天线设在二级弹体尾部的四片固定弹翼后沿处。为控制鸭式布局的“滚转效应”，9M3ll导弹采用了与R-73空空导弹相同设计的阻尼随动副翼。一级弹体的前端由可分离机构与二级弹体的尾端相连，发射后约2.6秒，一级弹体(发动机)脱落，二级弹体继续向目标飞行。9M31l导弹长2563毫米，发射重量42千克，贮运状态重量(包括贮运／发射简)60千克，战斗部重9千克，近炸引信作用半径在3～6米内自动调节，有效射程1.5～8千米，有效射高0.005～3.5千米，最大机动过载35G。
　　9M3ll导弹设计为发动机可抛离式二级弹体结构，它不同于“海狼”、RBS-23等二级助推式弹体结构的导弹，其二级弹体内没有续航发动机，完全靠可抛离的一级弹体内的固体火箭发动机提供推力。这种设计最显著的特点是一级弹体可设计为推力很大的发动机，因此导弹的最大速度高，其最大速度为900米/秒，平均飞行速度为685米/秒。9M311的一级弹体弹径为170毫米，二级弹体就明显“纤细”得多，其弹径为76毫米，重18.5千克，仅与“毒刺”、“针”-S等便携式防空导弹的弹径相近。一级弹体(发动机)工作完毕抛掉后，继续向目标飞行的二级弹体因为气动阻力远小于单级弹体设计的导弹，即使在弹道末段仍有足够的速度来保证气动舵面的舵效，这对于攻击有效杀伤区远端的高机动目标特别有利。另外，因为发动机在极短的时间内将导弹加速到最大速度后就抛掉了，所以也就不存在以往单级和两级助推式结构导弹尾后羽烟干扰制导站对导弹和目标观测与控制的问题。与当前正热的“拉姆”防空导弹(弹重73.6千克，战斗部重9.09千克，最大飞行速度2.5马赫，最大射程9.6千米)相比，9M3ll的弹重仅相当于其57％，但战斗部重嚣和有效射程却基本相当，且飞行速度远远超出，充分体现了前苏联扎实的对空导弹设计能力。但是，9M3ll也和绝大部分二级助推式结构的导弹一样存在一个相同的问题，在一级弹体未抛掉之前不能做大过载机动，因此其有效杀伤区近界比单级弹体导弹要远不少(9M3ll的射程近界为1500米)，这对拦截近界区的目标不利。但9M3ll导弹丰要负责远端拦截，而近端的拦截交由机炮来负责，所以整个”卡什坦”近防系统并不存在拦截“死区”的问题。
　　由于采用了独特的发动机可抛离式二级弹体结构，9M311导弹的二级弹体不存在续航发动机挤占宝贵的弹内空间而难于协调各种弹上设备的问题。得益于此，9M311的战斗部有充裕的空间安置当时首创性的长杆式战斗部。众所周知，以往的连续杆式战斗部爆炸时杆件分散开，形成一连续的环对目标进行“剪切”。但连续杆式战斗部的不足是静态杀伤区通常只是垂直于弹轴的一个平面，即飞散角近似为零度，这就对引战配合提出了特别严格的要求，因此这种战斗部只宜用于脱靶量较小、目标尺寸较大的情况。9M311所采用的长杆式战斗部其实就是解决连续杆式战斗部这种弱点的一种发展型，其长达600毫米的杆长远远大于通常的连续杆式战斗部，爆炸后杆件分开不是一个“环”，而是一个有效杀伤范围更大的“圆桶”状区域，大大提高了对小型高机动目标的杀伤能力，这也在一定程度上降低了引战配合的难度以及制导系统的精度要求。另外，9M311导弹的长杆战斗部对脱靶率不太敏感，有效杀伤半径外沿与内沿对目标的毁伤效能差别不大。在杀伤效能更佳的定向战斗部实用化之前，这种长杆式战斗部是对付高机动目标最仃效的一种对空导弹战斗部。
　　跟踪制导雷达：9M3ll导弹为无线/激光指令制导，配用于“通古斯卡”野战防空系统时，主要目标足对地攻击机和武装直升机等，此时，只要导弹的脱靶误差小于其长杆战斗部的有效杀伤半径，都会对敌机造成严重的毁伤。而9M311导弹移植于“卡什坦”舰载近防系统后要攻击的H标是反舰导弹，要求最好是能将其击毁(直接命中)或严重击伤，使其不能继续飞行原有的弹道，从而无法对舰艇造成威胁。这样，原“通古斯卡”系统的跟踪制导雷达精度显然不能满足技战术要求。因此．设计人员专门为“卡什坦”系统研制了全新的跟踪制导雷达。
　　“卡什坦”系统的跟踪制导雷达与“通古斯卡”系统完全不同，它由雷达天线、发射和接收等多个功能机柜、计算机和电源等组成，工作波段为肌米波和毫米波，具有很强的抗海面杂波干扰和抗电子干扰能力。此外，还采用了“自锁技术”，专门解决跟踪雷达在跟踪掠海H标时出现的“点头”现象。为了提高制导精度，技术人员独出心裁地设计出一种由1部跟踪雷达天线和3部制导雷达天线组合而成的复合型天线，安装在与弹炮装置转塔无刚性联接但同心的一个转盘上，“转盘”与转塔之间无刚性联接，这样就减少了复合控制带来的困难、陀螺杆臂效应的影响以及抗冲震的披术难度。在9M3ll导弹的弹道初始段，首先使用一个天线直径为100毫米、波束宽6度的宽波束雷达制导，然后在弹道中段自动转交给另一部波束宽4度的中波束雷达继续制导，最后由一部天线尺寸为0.7×0.4平方米、波束宽度的窄波束雷达进行末段制导。
　　此外，技术人员还为“卡什坦”配置了光电(电视)系统，由光学摄像机、监视器、操作控制盒、坐标定位器和手控面板等设备组成。跟踪雷达工作时，电视光学系统与跟踪雷达同步跟踪，以便观察目标。在气候条件允许或在雷达受电子干扰的情况下，系统便自动切换为光电制导模式，以提高制导精度和抗电子干扰能力，此时光电系统对日标进行角跟踪，跟踪雷达进行距离跟踪，激光传输制导指令(激光工作波段0.8～0.16微米)，制导精度为0.05毫弧度。

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