山毛榉防空导弹
山毛防空导弹(英文:Buk Missile System,俄语:Зенитно-ракетный комплекс “Бук”)是苏联研制的一种中低空、中近程机动式防空武器系统,系统代号9K37,北约命名为SA-11“牛虻”(Gadfly),是俄罗斯第三代防空导弹系统,是BUK中程地对空导弹家族中最早的成员。
1972年1月3日,代号为“山毛榉”的防空武器开发项目开启。1974年9月,首套“山毛榉”1系统在埃姆博靶场展开测试。1976年底,“山毛榉”的设计工作基本结束。1979年,乌里扬诺夫斯克机械工厂开始用9K37“山毛榉”代替已服役的过时导弹系统并装备部队。1983年,苏联推出9K37M1“山毛榉”M1防空系统。1990年,苏联军工综合体又推出升级版“山毛榉”M2E系统。苏联解体后,俄罗斯对BUK系统进行几次重大更新,分别是1998年的BUK-M1-2和2007年的BUK-M2E。2006年,俄罗斯公布“山毛榉”-M2的现代版“山毛榉”-M3。
“山毛榉”防空导弹系统由指挥车、目标搜索雷达车、照射和导弹制导雷达车、导弹发射车、自行式装填发射车和导弹等部分组成,其总体构型、低展弦比的弹翼和十字形尾翼均与美国标准导弹相似,它的弹径为400mm,最大弹径为860mm,导弹最大飞行速度为Ma=3,最大过载系数是20g。SA-11“山毛榉”的底盘为ZSU-23-4自行高炮的改进型,战斗全重为16吨,乘员4人。“山毛榉”系统采用的是由一台固体火箭发动机推进、半主动单脉冲雷达制导的导弹9M38M11。它用相控阵雷达天线取代装置在发射架上的跟踪雷达天线。此外,山毛榉防空导弹采用杀伤爆破式战斗部,配无线电脉冲近炸引信。
发展历程
研制背景
1967年,苏联陆军开始以莫斯科信号旗机械制造设计局与提霍米罗夫仪器科学研究院(NIIP)联合研制的2K12“立方”机动中程地空导弹承担师级野战防空任务,并开始以“支援民族解放斗争”的民意批量出口中东阿拉伯国家,在1973年“第四次中东战争”中大显神威。在历时18天的战争中,以色列空军被击落114架飞机,其中41架是被“立方”系统击落的。然而,苏联早在“赎罪日战争”前就已发现“立方”存在诸多弊端,必须针对美国和北约战术空军,未雨绸缪发展下一代师属机动低空导弹系统。“山毛榉”防空导弹系统就是在这种历史背景下诞生的,它的原型是传奇的苏制“立方”防空导弹系统,后者曾在1999年春北大西洋公约组织入侵南斯拉夫的战争中击落一架美国军队F-117A攻击机,举世轰动。
研制历程
20世纪70年代末,为了应对美国的威胁,苏联在“萨姆-6”的基础上加以改进,开始研制性能和威力更强的第三代中低空、中近程机动式防空武器系统,即为SA-11“山毛榉”(北约称为“牛虻”)。1972年1月3日,代号为“山毛榉”的防空武器开发项目由NIIP领衔,总设计师为A·A·拉斯托夫,同时为海军开发M-22“飓风”舰空导弹。针对“立方”系统在“第四次中东战争”中的表现,“山毛榉”的开发分为两个阶段。第一阶段要求开发出地空导弹和发射车,车上包括发射装置和可拆卸式模块(便于兼容“立方”系统已有的3M9M3导弹和开发中的9M38导弹)。
编号为9K37-1的“山毛榉”1防空系统除了少数新部件外,主要延用原“立方”M3导弹系统的设备,特别是“立方”M3导弹连使用的9A38发射车。受“立方”系统重创以空军的辉煌战绩影响,再加上“立方”家族迅速更新到“立方”M4的水平,由于引入现代侦察与智慧设备,加上国外用户也认为“立方”M4符合“以最低资金换取较强武器”的原则,因此“立方”的订单激增,这也导致“山毛榉”列装的紧迫性被淡化。
“山毛榉”第二阶段的开发任务在1974年进入快车道。科研团队意识到,“立方”系统在战争展现出良好的战术性能,但存在三大致命弱点。因此,进入初步样车试制阶段的“山毛榉”科研团队将火控雷达集成到履带式导弹发射车上,这样发射车分别部署在防区或防御设施周围,间隔10千米,便可构成一个有效的防御体系,为扩大目标发现距离、缩短射击指令下达时间,完整的“山毛榉”作战单位还包括专门的9S18“穹顶”目标搜索雷达车。1974年9月,首套“山毛榉”1系统在埃姆博靶场展开测试,子系统包括制导雷达车、导弹发射车、3M9M3与9M38地空导弹、9V881技术保障车等。1976年底,“山毛榉”的设计工作基本结束,通过1977年11月至1979年3月间的联合靶场测试,该系统证明可满足国家与军方订购单位提出的战术技术任务要求,是一种全天候、可24小时作战的中程防空武器,能在主动式电子对抗条件下打击有人驾驶或无人驾驶中低空目标。
1979年,苏联国防部正式发出订货,无线电工业部所属乌里扬诺夫斯克机械厂负责制造9A38发射车,多尔格鲁德宁机械造厂负责生产9M38地空导弹,此前该厂生产国3M9M3导弹。“山毛榉”新型防空导弹系统主要用于摧毁30千米距离以内的各种空中目标,如歼击机、导弹等,也能攻击25千米以内的地面目标,如机场上的飞机、地面发射装置、指挥所等。它是俄罗斯新的防空体系中的一个成员,填补托耳雷神(Top)和C-300nmy防空系统之间的空白,其出口用户包括印度、叙利亚和前那斯拉夫。1983年,苏联推出9K37M1“山毛榉”M1防空系统。与9K37-1“山毛榉”1基本型相比,该系统的战斗班组与技术保障分队编制保持不变,但指挥和作战平台有了重大提升,而且所有战斗平台全部统一采用GM-569履带式底盘。
1990年,苏联军工综合体又推出升级版“山毛榉”M2E系统。因时值苏联解体前夕,国家财政非常紧张,作为新产品的“山毛榉”M2E当时没有下发部队,直到2009年才开始大批量装备俄陆军防空部队。苏联解体之后,俄罗斯对BUK系统进行了几次重大更新,分别是1998年的BUK-M1-2和2007年的BUK-M2E。20世纪90年代中期,俄罗斯又推出了一种新型防空导弹系统,即为改进型“山毛榉”-M1-2,又称SA-17。改进型“山毛榉”-M1-2将目标通道的数量提高好几倍,因而可对抗大规模现代武器的空中袭击和导弹攻击。此外,由于它是在SA-11“山毛榉”的基础上改装的,因而也称为“山毛榉”2M地空导弹系统。1997年,俄罗斯金刚石-安泰科研联合体曾基于成本与技术的综合考虑,在“山毛榉”M2E基础上又推出9K37M1-2“山毛榉”M1-2系统,它在国际市场上被赋予“乌拉尔”的名字进行外销。
2005年,俄罗斯“玛瑙”国家科研生产联合体又与白俄罗斯“方位”公司合作,推出“山毛榉”MB系统,这是专为满足白俄罗斯开发的。“山毛榉”MB的技术性能较原系统有大幅提高,自动处理目标的数量已达255个,发射车发现目标的距离也超过95千米,实际拦截距离则不低于80千米。2006年,俄罗斯公布“山毛榉”-M2的现代版“山毛榉”-M3。据称该系统采用了先进的电子部件和杀伤力更强的新型9M317M导弹。2007年,新型山毛榉-М2Э防空导弹开始研制,金刚石\u0002安泰公司的三个子公司负责系统的研制工作,分别为:季霍米罗夫机械设计局科研中心(简称НИИП)、乌鲁阿诺夫斯克机械厂(简称УМЗ)和多尔戈普鲁德尼研制企业(简称ДНПП)。2015年11月,俄罗斯国防部长绍伊古宣布俄罗斯武装部队计划在2016年接收第一套最新款的“山毛榉”M3中程防空导弹系统。2016年6月,俄罗斯金刚石-安泰公司的专家在卡普斯京亚尔发射“山毛榉”M3中程防空导弹成功拦截了一枚弹道导弹目标,据称该系统可以拦截3000米/秒的弹道目标。
基本设计
系统组成
“山毛榉”防空导弹系统由指挥车、目标搜索雷达车、照射和导弹制导雷达车、导弹发射车、自行式装填发射车和导弹等几部分组成。这些车辆有轮式和履式两个类型。
装备9K37“山毛榉”的每个导弹营包括一辆指挥车,一辆搜索雷达车,六辆运输-起竖-发射-雷达车,三辆装填车。每个导弹连包括两部运输-起竖-发射-雷达车,一辆装填车。攻击时先快速爬升,再俯冲瞄准目标,导弹系统进入战斗状态需要5分钟,从目标跟踪到发射导弹需要22秒。
参考资料:
外形
山毛榉防空导弹的总体构型、低展弦比的弹翼和十字形尾翼均与美国的标准导弹相似。但山毛榉防空导弹比标准导弹略长(前者为5.55m,后者为4.7m),质量大(前者为690kg,后者为608kg)。它的弹径为400mm,最大弹径为860mm,导弹最大飞行速度为Ma=3,最大过载系数是20g。山毛榉防空导弹系统主要由9C470M1指挥(CP)、9C18M1搜索雷达车(TAR)、9A310M1发射车(SPM)、9M39M1发射/再装填单元(LL)组成。一个基本火力单元(导弹连)由一辆指挥车、一部搜索雷达、六辆发射车和三辆再装填车组成。一个团有4个导弹连,可以应付24架飞机的饱和攻击,向每架进攻飞机发射2枚导弹,导弹团所属各个导弹连通常与一部远程警戒雷达对接。
机动性
SA-11“山毛榉”的底盘为ZSU-23-4自行高炮的改进型,战斗全重为16吨,乘员4人。“山毛榉”M3导弹和“山毛榉”M2一样,均搭载于通用汽车569A履带式装甲车底盘上。这种通用底盘是由Metrovagonmash制造的,重24吨,最大载荷11.5吨,轴距4.605米,离地间隙450毫米,最大公路速度65~70千米/小时,最大行程达500千米,可在-50~+50摄氏度的环境中作战。发动机为710马力(2000转/分,可升级为840马力)的V-46型柴油机,可使用多种燃料。GM-569A履带式装甲车的传动系统采用双流液力机械传动,变速器有4个前进档和1个倒档,它由带锁止器的液力变矩器和行星齿轮变速器,以及二级锥齿轮圆柱齿轮减速器、液压泵控制系统、液压转向装置等组成。因液力变矩器的涡轮与泵轮之间存在速度差和液力损失,变矩器的效率不如机械变速器高,因此采用变矩器的车辆在正常行驶时的燃油经济性较差。为提高变矩器在高传动比工况下的效率,通用汽车569A履带式装甲车采用了带锁止离合器的液力变矩器。锁止离合器的主动部分是传力盘和操纵液压缸活塞,它们与泵轮一道旋转,从动部分是装在涡轮轮毂花键上的离合器从动盘。压力油经油道进入后,推动活塞右移,压紧从动盘,即锁止离合器结合,于是泵轮和涡轮接合成一体旋转,此时变矩器不起作用。当撤除油压时,二者分离,变矩器恢复正常工作。当车辆起步或在坏路面上行驶时,可将锁止离合器分离,使变矩器起作用,以充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的特点。当车辆在良好道路上行驶时,则接合锁止离合器,使变矩器的输入轴和输出轴成为刚性连接,即为直接机械传动,此时就提高了车辆行驶速度和燃油经济性。
通用汽车569A的液力变矩器虽然能在一定范围内自动地改变转矩和传动比,但存在变矩能力与效率之间的矛盾,因此采用了液力变矩器先和二自由度行星齿轮机构并联,而后再与手动变速器串联的液力机械式变速器。发动机功率的一部分经变矩器传递,其余部分经行星齿轮机构传递,因而兼有两种传动的优点。这种有并联部分的液力机械传动称为双流液力机械传动或称为液力机械分流传动,其中并联部分可称为液力机械变矩器。GM-569A履带式装甲车的液力机械传动系统的操纵为电控-液压式。发动机和传动系统的冷却系统是废气引射式,可以省掉风扇及其传动装置,减小了冷却消耗的功率。冷却系统所需的功率不超过15马力,可使该车不受限制地在55度高温下长时间行驶。冷却系统还包括发动机散热器冷却和润滑系统、变速器油冷却系统和悬挂减震器冷却系统等。底盘两侧各有六个双轮缘挂胶负重轮,主动轮在后,诱导轮在前,每侧各有4个托带轮。
制导
“山毛榉”系统采用的是由一台固体火箭发动机推进、半主动单脉冲雷达制导的导弹9M38M11。“山毛榉”系统采用半主动雷达制导方式——当跟踪雷达发现目标后,会引导指示雷达对目标进行定位,然后由指示雷达指引导弹攻击目标。根据公开数据显示,“山毛榉”-M1型的指示雷达发射车可以同时对两个不同的目标进行制导,而“山毛榉”-M1-2型则可以同时对四个不同目标进行制导,后续改进型号毫无疑问拥有着更强大的多目标打击能力,防御敌方饱和攻击的能力及对敌方实施饱和攻击的能力都大为增强。即使在没有指挥车和跟踪雷达的环境下,指示雷达发射车也可以单独执行作战任务,只是雷达的侦测距离较近,也无法同其他发射车协同作战。
“山毛榉”-M1-2用相控阵雷达天线取代装置在发射架上的跟踪雷达天线。每部发射架都能同时制导4枚导弹对付不同目标。它的作战目标为战略和战术飞机、战术弹道导弹、巡航导弹、战术空射型导弹、直升机和无人机。它还具备有限的反战术弹道导弹的能力,并能对付20公里距离内的反辐射导弹。“山毛榉”-M1-2防空导弹很有可能担负S-400防空导弹多层防空系统的中程防御任务。
战斗部
山毛榉防空导弹采用杀伤爆破式战斗部,配无线电脉冲近炸引信,携带-70kg高能/破片战斗部,杀伤距离为17m。导弹系统发射车装载4枚9M38型导弹,最大射程30千米,最大射高14000米。9K37“山毛榉”导弹主要用来对付美国的反辐射导弹、巡航导弹以及30-15000米高度上的超、亚音速飞机,可同时制导三枚导弹攻击一个目标。采用“雪堆”搜索雷达和“火罩”H/1波段跟踪制导雷达等,其中“火罩”最大工作距离达30千米。
技术参数
参考资料:
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服役情况
采用国家
除了俄罗斯军队大量装备外,“山毛榉”防空导弹系统还出口到10多个国家,如白俄罗斯、阿塞拜疆、格鲁吉亚、委内瑞拉、埃及、塞尔维亚、叙利亚、芬兰、沙特阿拉伯、朝鲜和乌克兰等。
实战运用
1979年,乌里扬诺夫斯克机械工厂开始用9K37“山毛榉”代替已服役的过时导弹系统并装备部队。1980年,苏联陆军开始用9K37型“山毛榉”1系统陆续取代旧版S-125和2K12防空系统。入役的“山毛榉”由战斗部分与保障部分组成,战斗部分包括指挥车、目标搜索雷达车、地空导弹、发射车、发射装弹车,保障部分则包括技术保障设备与教学训练设备。9K37是俄罗斯国防部授予的正式系统型号。起初,它与“萨姆-6”防空导弹系统混编,后来编成独立的防空导弹团,每团辖5个发射连,作为坦克师和摩步师的建制单位,全团装备20部发射车。1984年,射程扩大的升级版本山毛榉防空导弹服役。1992年10月,俄罗斯举行了代号为92国防的军事演习,“山毛榉”防空导弹连续成功拦截了大量模拟的目标;用俄罗斯自己的8k14导弹模拟美国的长矛导弹;用星辰-2导弹模拟美国潘兴2战术导弹;用旋风导弹模拟多管火箭发射的末制导炮弹。改进型“山毛榉”-M1-2于1995年进入俄陆军服役,SA-N-12“无风-1”是其舰载型(也被称为“施基利1”)。在2008年的2008年南奥塞梯战争中,俄罗斯和格鲁吉亚两军的“山毛榉”导弹发生对战,双方均有战机被击落。
2015年,俄罗斯国防部消息人士称,俄最新型的中程防空导弹系统“山毛榉 -M3”年底前计划加入陆军防空部队服役。2017年12月4日,俄罗斯西部军区驻扎在库尔斯克州的联合武装部队第53防空导弹旅开始接收“山毛榉”-M3。2021年9,俄罗斯中部军区新闻服务部门发布消息称,该军区配备最新型Buk-M3(山毛榉-M3)导弹系统的防空旅部队在阿斯特拉罕地区卡普斯京亚尔靶场(Kapustin Yar)实弹演习中展示了100%精准打击能力。这是俄罗斯中部军区的这个防空旅自装备Buk-M3新型防空系统以来的第一次实弹演练。此外,在2022俄乌冲突的战场上,双方的“山毛榉”防空导弹均发挥了重要作用。俄方运用“山毛榉”防空导弹构建了自己的野战防空装备体系,特别是在切尔尼戈夫地区的战斗中,击落了乌方2架苏-35,有效阻止了乌方的空中支援行动;乌方则运用23个“山毛榉”防空导弹营构建国土防空体系,以应对俄方的威胁。
延伸型号
山毛榉防空导弹属于萨姆系列,主要有山毛榉基本型(SA-11)和山毛榉-M1-2(SA-17)两种型号。再俄罗斯的国土防空和野战防空系列防空导弹中,只有它是以植物命名的。
9K37为最原始版本,采用半主动雷达制导,其外形酷似“标准”防空导弹,弹体中端安装4片长弦短翼展控制翼面,尾端安装4片截短三角翼形的活动控制舵面。“山毛榉”改进型是“山毛榉”-M1和“山毛榉”-M1-2(北约代号SA-17,绰号“灰熊”)。“山毛榉”-M1的外贸版被称为“恒河”,是服役最多的型号;“山毛榉”-M1-2,较之“山毛榉”-M1,其采用了新型的9M38M1型导弹,射程增加到35千米,射高增加到22000米。2007年以来,俄罗斯对BUK系统进行了几次重大更新,改进型号主要包括“山毛榉”-M2/M2E、“山毛榉”-M3和“山毛榉”-MB等。这些改进型号的导弹系统具有在敌方电子干扰和火力拦截条件下打击现代化高机动战机和巡航导弹的能力,能在复杂的电子对抗条件下为作战部队提供可靠的防空掩护。2015年11月,俄罗斯国防部长谢尔盖·绍伊古宣布俄罗斯武装部队计划在2016年接收第一套最新款的“山毛榉”M3中程防空导弹系统。
参考资料:
山毛榉-M1-2
改进型“山毛榉”-M1-2于20世纪90年代中期推出,又称SA-17、“山毛榉”2M地空导弹系统。导弹长为5.5米,弹径为400毫米,发射质量为710~720千克,射程为2.5~50千米,射高为15米至25千米,最大飞行速度为1200米/秒,末段采用雷达半主动寻的制导。发射方式为地面四联装倾斜发射,无发射筒为其特点。整个航空武器系统由导弹发射车、目标搜索雷达、照射制导雷达等组成。俄罗斯陆军的一个SA-17防空导弹团,一般可同时攻击12~24个空中目标。
山毛榉-М2Э
山毛榉-М2Э为轮式改型,采用МЗКТ公司设计并生产的МЗКТ-6922车辆,配备了功率更大的辅助动力装置(APU)和两种液压千斤顶。基型МЗКТ-6922车辆的底盘长度为9.55m,宽度为3.05m,高度为2.35m,离地高度400mm。为装载山毛榉\u0002М2Э,车辆的承载质量已从每轴10t增加到每轴11.35t。最大装载质量为12t,总质量达34.05t。新型山毛榉-М2Э防空导系统将采用9М317Э导弹。其最新配置除导弹外,还包括1个KP指挥所,1部SOTs目标捕获雷达,6个SOU自行火力单元、SPN目标照射与制导雷达,还有12个PZU装填与发射装置。该系统可覆盖360°范围,制导通道共24个。
山毛榉-M3
“山毛榉”M3防空导弹系统是“山毛榉”M2导弹的现代化改进型,具有先进的电子元件和一种更为致命的导弹,可以看作是一个全新的系统。该系统由俄罗斯金刚石-安泰(Almaz-Antey)公司负责设计、开发和制造。“山毛榉”M3防空导弹系统采用全新数字计算机、高速数据交换系统和远距离热成像目标指示器,后者取代了之前“山毛榉”防空系统所使用的远距离光学跟踪器。该系统可以同时跟踪并攻击36个以上的目标。“山毛榉”M3防空导弹系统保持了早期“山毛榉”系列导弹结构体系的主要特点,将目标通道的数量提高了好几倍,因而可对抗大规模现代武器的空中袭击和导弹攻击。其先进的9R31M拦截弹能够击落包括高机动性能的战斗机在内的几乎所有现役的各类飞行器,即使遇到有源电子干扰,也能发挥作用。得益于导弹的垂直发射能力,“山毛榉”M3导弹也可以打击海上或陆上目标,俄罗斯也开发了该导弹系统的舰载发射版本。
相关事件
2014年7月17日,马来西亚航空公司的一架波音777型客机在乌克兰靠近俄罗斯边境地区被地面防空导弹击落,机上298人全部遇难,其中包括196名荷兰人。这是马航有史以来发生的四次空难中死亡人数最多的一次,同时也是21世纪以来死亡人数最多的一次空难。空难发生后的第四天,俄罗斯曾称MH17是被乌克兰政府击落的,并提供了乌克兰军队将BUK-M1防空导弹系统运进乌东的证据,不过这些证据并没有被西方所接受。2015年10月13日,荷兰安全委员会提交空难原因报告。根据调查得出的结论,飞机被“山毛榉”防空导弹击中。报告中没有回答向飞机发射导弹的地区由谁控制的问题。荷兰专家认为,飞机因9N314M型弹头爆炸坠毁,这一型号的弹头装载于9M38系列导弹,也就是后来的改进型9М38М1。
2015年10月,俄罗斯金刚石-安泰集团发布了自己对空难的调查报告,称空难发生时导弹发射地区被基辅控制。此外,关于荷兰专家所称飞机因9N314M型弹头爆炸坠毁,这一型号的弹头装载于9M38系列导弹,俄方表示,俄武装力量没有装备9M38型导弹。7·17马航MH17客机坠毁事件客机空难联合调查组于2016年9月公布发布中期调查结果,MH17航班是被一枚“山毛榉”9M38型导弹击中的,导弹来自俄罗斯。导弹发射地点是乌克兰东部一个村庄,事发时该地区在亲俄反政府武装控制之下。调查团还发现,导弹的发射系统由俄罗斯境内运至发射地点,在MH17航班被击落后,这一发射系统又被运回了俄罗斯。国际联合调查组(JIT)2018年5月公布的中期调查结论称,击落马航MH17航班客机的是BUK-M1防空导弹,来自俄罗斯库尔斯克州第53防空导弹旅。但俄罗斯坚决否认与这起空难有关,指出国际联合调查组的调查存在偏见。
参考资料
【科普中国军事科技】聚焦俄乌冲突:屡建奇功的“山毛榉”系列防空导弹究竟有何特长?.科普中国-军事科技前沿.2023-12-15
Зенитно-ракетный комплекс «Бук».Military Arms.2023-12-16
Зенитный ракетный комплекс 9К37 " Бук-М1".Missilery.2023-12-16
俄乌冲突带来四个重大启示.环球时报.2023-12-16
击落马航MH17真凶揭秘:并非SA-11而是SA-17.科普中国.2023-12-15
俄最新“山毛榉”地空导弹展示精准打击.环球网.2023-12-16
298人遇难,马航MH17坠机案宣判:山毛榉导弹击落飞机.澎湃新闻.2023-12-15