生活小常识简述地面防空武器系统的发展

作者:奇正兵机小编轻虹

1.前言

自人类历史上第一次以棍棒相交开始。战争、战场便以层出不穷的方式出现在我们所能够涉足的每一寸角落。而自年莱特兄弟首次驾机飞上天空的那一刻起,也正式宣告了飞行器终于摆脱稚嫩,踏入了可应用阶段。空军也由此成为了战争中最为先进的技术兵器,并拉开了人类新的战争角逐区域。

正如年肯尼迪在美国空军学院对毕业生所做的演讲那般“Forsomeofyouwilltravelwherenomanhasevertraveledbefore.Someofyouwillflythefastestplanesthathaveeverbeenbuilt,reachthehighestaltitudesthatmanhasevergoneto,andlifttheheaviestpayloadsofanyaviatorinhistory.Someofyouwillholdinyourhandsthemostawesomedestructivepowerwhichanynationoranymanhasconceived.”

驾驶战机剑指长空成了多少有志青年的追求,历史上无数次经典战例也说明了飘逸灵活来去自如的空中力量对战争形式造成了多大的影响。然而兵器的发展始终是攻防两面,压力催生动力,地面部队不可能就这样引颈受戮,各类专职防空武器在空中压力的土壤下破土而出,百花齐放,百年间逐渐形成了今日远中近全面覆盖,从气动目标到近空间弹道目标全面锁定的复杂体系。本文旨在以粗略的时间线为线索,简单梳理地空武器系统的发展历史。

注:防空炮,高射炮同义,有混用;

注:苏制武器系统名,弹药名,单武器名等命名规则复杂,混用

2.长弓初试——地面防空武器的初期应用

2.1.两次大战前

虽然在大多数人们的印象里,防空武器用于对付飞机为主,但最早的防空武器出现却比飞机还要早了那么几十年。在美国南北战争时期,南军便开始组织各类轻重武器对北方使用的侦察气球进行集中防空射击;年普法战争时期,普方为了打击法军使用的通信气球,将1磅(37mm)的气球防御炮安装在马车底座上专职使用,这也是第一次专职防空武器得到应用。

在此后的几十年里,各国为了对应飞艇和热气球等空中目标,都开发了自己的专用防空火炮。由于目标体积大,机动性差,此时的防空火炮大多数射速低,灵活性差,同期英国QF1磅速射炮[1]便已经是超前设计了。

2.2.两次大战期间的地面防空武器发展

两次大战期间,速度更快,体积更小的飞机主宰天空,早期使用各类野战炮改进的防空炮效能极低,地面防空武器开始朝着高射速,高初速方向发展,旨在短时间内大量发射弹药增加对飞机的命中率,或者减少对射手提前量预判的要求。

这一时期的防空武器总体上来说大同小异。主要可以分为两个大类,其一是中小口径的防空机枪/炮,其二是大口径防空炮。

防空机枪方面主要以现有的轻重机枪加装高射枪架以及高射瞄具进行改进而来,德军的MG34,美军M2重机枪,乃至英军布轮轻机枪都有类似的改装,由于这一类轻重机枪对于空中目标来说射程近,杀伤力小,射高和射程斜距都不过数百近千米,实属聊胜于无的产品。

与防空机枪相类似,但是杀伤效率要高得多的便是中小口径的速射机炮了,从制造数量和对战机的威胁程度上来说,高射机炮是这一时期防空力量的绝对中坚。常见的有前苏联37mm61-K[2]高炮,25mm72-K[3]高炮,德国20mmFlak38[4]高炮,37mmFlak36[5],美国/瑞典博福斯40mm[6]高炮等.

这些火炮相对比防空机枪来说,射程远,射高和射程斜距能够达到两三千米,对飞机的毁伤效果也好,同时也可以根据战场具体的需要将多门火炮并联增加火力密度,或者拆分开灵活使用,德军由于一直缺乏合适的大口径重机枪,就将大量的20mm炮来填补部队中重机枪的火力位置,也起到了很好的效果。

空中威胁并不只有轻小的战斗机,也有体型较大,比较笨重的轰炸机。两次大战期间,轰炸机已经开发出了高空投弹的战术,中小口径高炮两三千米的射高远远够不到,同时为了提高对敌人战机的拦截距离,各类射速较慢,但是威力大射程远的大口径高炮便是另一支防空中坚了。

常见型号有德国88mmFlak36[7]高炮,前苏联85mm52-k[8]高炮等。这类大口径高炮由于射速慢,所以通常不会使用直接命中敌人飞机的方式来进行杀伤,而是先经过测距判定和敌人机群的位置,然后使用延时引信让炮弹飞到预定高度的时候空炸,集中射击靠破片和冲击波杀伤敌人。

总体来说,一二战时期的各类高炮由于技术水平不高,防空效率是比较低下的。这段时间里,高配一点的高炮阵地(通常是大口径高炮)配备有早期雷达或者光学测距仪,在获取目标距离方位之后,模拟式计算机计算出射击诸元,直接电控炮群统一转向,甚至一步到位设置好延时引信然后射击。

低配的嘛,就只有靠射手自己强大的经验和信仰来增加命中率了。战争后期美国开发出了无线电近炸引信,既大名鼎鼎的VT(variabletime)引信[9],让炮弹在接近敌机时自行爆炸,极大地增加了高炮的作战效率,可惜受限制于当时技术水平,只能在大口径高炮上使用。

此外,由于牵引式高炮射击前必须提前展开布置阵地,在部队进攻以及行军期间没有办法掩护地面单位,各国在二战期间均开始了自行防空武器的初次尝试.此时的自行防空炮基本可以理解为将一门现有的牵引炮固定到卡车,半履带车或者是坦克底盘上来使用,少数有专门设计的炮塔,典型如德国“旋风”20mm自行高炮[11]。

然而这一时期的自行高炮作战效率约等于普通高炮长了腿,勉强能够达到伴随机械化部队的效果,而真正伴随防空的出现,则是几十年之后的事情了。

3.暴风雨下的穹顶——冷战时期的空地交锋

3.1.火炮退居二线,导弹时代来临

纵观人类历史,冷战毫无疑问是武器发展变革最快的时期之一。二战结束后,更新更快的喷气式战斗机逐渐装备部队,老式的防空炮技战术指标已然显得落后,必须要有新一代武器系统来对抗空中威胁。

对于地空导弹的探索其实早在二战时期就已经开始,起初是为了应对高射炮面对高空轰炸时无力的表现,由于技术限制没有出现什么可靠的成品。战后的年,前苏联著名的S-75防空导弹[12]进入服役,我国也有所引进,就是多次击落U2战机的红旗2导弹。

S-75进入服役之后暴露出一系列问题,虽然其射高足以威胁两万米飞行的高空侦察机,射程也有约50km非常不错。可是整个作战系统比较复杂,同样需要提前展开布置阵地才能够发射,而且搜索雷达,火控雷达,导弹运载车,发射架,等等机动起来拖家带口一大堆,作为长期布置的要地防空还好,使用灵活性相对较差。

年,苏军服役了机动性更强的2K12Kub[13]防空导弹系统,采用履带式底盘,三联装发射架,有能力跟着坦克装甲部队一路推进,虽然展开射击还是慢,但是相比大洋彼岸此刻的美国,MIM-23“猎鹰”防空导弹[14]的机动底盘计划却已经被中止(年),对比之下还是好了不少的。

3.2.机动,机动,还是机动!

早期主流防空导弹都存在一个问题,那就是机动性和使用灵活性相对比较差,冷战时期的地面部队已经开始往全军机械化方向发展,对防空武器的技战术指标提出了新的要求,也就是必须要有灵活的机动性,独立作战能力,在伴随装甲部队集群突击的同时提供防空火力掩护,像S-75和猎鹰这样拖家带口一大堆折腾半天才能发射的用起来浑身难受。

年,苏军9K33Osa防空导弹系统[15]进入服役,该系统实现了搜索,火控,发射一体整合在同一个底盘上,单车就是一套可独立作战的完整系统,机动——发射转换迅速,只要停车就可以立即转为作战状态,使用灵活,直到现在还在服役当中。同时期法德合作研发的“罗兰”防空导弹系统[16]也具备有同样的单车作战能力。

年,具有跨时代意义的9KTor“道尔”防空导弹系统[17]进入苏军服役,该车为了快速打击多个空中目标,采用了地空导弹当中较为罕见的垂直发射模式,8枚导弹竖直排列在车体中部。该系统具有在行进当中进行搜索射击的能力,相比前辈们还要停车测地再攻击,道尔完全做到了可以为苏军的装甲集群提供不间断防空火力掩护的能力。

3.3.更高,更快,更远

冷战中后期,战斗机与轰炸机所能携带的武器射程越来越远,而且由于飞机的灵活性,其使用远程打击武器的效率非常高,这就逼迫地面防空武器也不得不提高自己的射程来面对威胁,同时还要有能力承担起一部分反弹道导弹的任务。

这一时期前苏联开发了S-系列防空导弹系统[18],S系列是一个庞大的家族,很难单一作为一种防空武器来讨论,其适配的导弹射程涵盖了75Km~km之大的范围,作为方面军一级的防空导弹使用,兼职末端反导的职能。

美国方面与其职能近似,提供远程防空以及部分反导职能的则是因拦截飞毛腿弹道导弹而出名的爱国者系列防空导弹系统[19]。

3.4.导弹阴影下悄然生长的防空火炮

虽然这一时期总体上导弹是防空主力,但是高炮由于其特有的优势并没有消亡,而是逐渐发展起自己的体系来填补导弹的空缺。导弹作为一种动力飞行器,其机动能力来源于其气动舵面产生的控制力,因此导弹只有加速到自己的设计速度时才有相对应的机动能力,越大的导弹越是如此,这就是导弹的“射击近界”。

越战早期美军的野鼬鼠反辐射小队就是利用这一点,在探知到北越防空导弹阵地的位置之后,迅速低空接近,使用火箭弹和炸弹进行攻击,面对极近距离的空中打击,北越的S-75防空导弹完全反应不过来。

同时,冷战时期武装直升机发展成熟,这一盘旋在树梢高度的低空慢速目标给早期的防空导弹带来了很大的挑战。各国都不约而同地使用具备独立火控的自行高炮来填补当时导弹对近距离低空目标的空白。比较著名的有前苏联ZSU-23-4“石勒喀河”自行高炮[20],美国M火神自行高炮[21],德国猎豹自行高炮[22]等。

和他们的前辈们一样,这些高炮同样大同小异,都是采用小口径高射速机炮,配合雷达火控,可以在数千米内对付各种敌人空中单位,部分具有行进间射击能力。区别无非是口径大点小点,火炮中置,边置,底盘性能等等,使用起来定位都是相似的。苏联还在其2K22“通古斯卡”自行防空系统[23]上整合了防空导弹和高炮。

作为弹炮一体防空系统,虽然平时大家都把它当高炮看,但是由于它配备的导弹射程达8~10km,远高于高炮射程,所以实际上可以视为在导弹旁边加了一套备用高炮。

3.5.单兵防空导弹,最隐蔽的威胁

除开这些重型装备以外,还有一支防空武器家族不得不提。步兵作为最古老也是最为常见的兵种有着完全不可替代的作用,毕竟飞机轰炸后,坦克突击后,最终还是需要步兵来下场进行占领和控制,再加上重型装备总有上不去,顾不到的地方。因此在技术成熟之后,研发单兵可以携带使用的防空导弹作为防空火力的补充是必然的。

苏联入侵阿富汗时期,美国为阿富汗抵抗组织提供了数量不小的“毒刺”便携式防空导弹[24],毒刺导弹采用红外制导,战斗全重15kg,射高和斜距与一般小口径高炮类似,都在数千米内。

使用毒刺导弹的游击队在阿富汗多山复杂的地形下为苏联直升机造成了很大的威胁和伤亡。不过由于美国提供的量过大,导致战争结束之后这些导弹流入各类恐怖分子手中,反过来又袭击了美军很多次,也算自己酿成苦果。

4.决战无声——信息化条件下的现当代防空武器发展方向

4.1.反隐身能力,低慢小目标

自F-隐身战机在实战中成功运用以来,隐身/低可探测能力便成了新一代战机设计与老战机改造时的重要指标,提高对隐身目标的发现效率显得至关重要。目前常见的反隐身雷达设计有米波雷达,多基地雷达等,主要依靠目前隐身技术主要针对微波频段进行优化,以及侧后隐身效果较差等弱点进行探测。

小型无人机等低慢小空中单位实用效果在去年的纳卡冲突中已经得到了广泛的认可,相较于传统的低空目标比如直升机来说,小型无人机目标更小,数量更大,更加适合利用地形作为掩护。

面对这一新的威胁,一方面是需要加强防空系统的抗饱和打击能力,在短时间内击落多个目标;其二是软硬杀伤相结合,通过电磁干扰手段让无人机群失的,或者引导降落就地俘虏等。

4.2.复杂电磁环境下的作战需求

随着海湾战争的打响,美军在全世界军人的瞩目之下展示了新时代战争应该怎样打。在冷战当中,人类战争的脚步涉及陆海空天,而在世纪交替之际,战争又进入了一个新的领域——电磁领域。

与制空权制海权一样,制电磁权是信息化战争当中兵家必争所在,虽然其看不见摸不着,可交锋无处不在,使用武器弹药进行打击只是对抗的最后一步罢了。

在这样的大背景下,必须使自己的武器能够正确地识别,追踪目标,不要被敌人的干扰所迷惑,乃至变成一块废铁。如今多模制导的引导模式应用已经成熟,可有效增强导弹抗干扰能力,同时搜索雷达进一步降低自身可探测特征,避免敌方逆向定位打击,增强自身生存率。

4.3.反导,反卫星,激光武器

对于无核国家来说,反导的意义不好说有多大,但是在有核国家之间,谁先掌握了完善可靠的反导能力,谁就在未来可能的核讹诈当中立于不败之地。试想,对方的核武器有能力掉在自己头上的十不存一,而我方却能够精准打击对方的战略要地,在这样的技术差距之下谁还敢提核这件事,岂不是自找不快?

目前美国已经建立了比较实用的反导体系,此前部署在韩国引发热议的THAAD萨德末端高空反导系统[25]就是陆基单位中的重要一环,用于对抗刚再入大气层,还处于高空段的弹道导弹,俄罗斯目前也有类似的单位部署。

反卫星武器和反导武器其实系出同源,都是对抗非气动目标,只是二者作战高度有差异罢了,反卫星难度理论上还要更低不少,年美国就使用舰载的标准3导弹击落了一枚失控卫星.

理论上只要能稳定跟踪打击对象,有卫星发射能力的国家都可以进行反卫星打击,这在战时是相当有意义的,毕竟如今卫星侦察已经成了整个侦察体系当中不可或缺的部分,各国其实都体会到了这一点,目前有能力的国家早就为自己准备好了可快速整备补射卫星的火箭。

和动能武器还有化学能武器相比,激光最大的优势就是精准,迅速,不存在提前量,控制率等让人头疼的问题,激光的特性还非常适合用来进行多目标打击,比如前文提到的反无人机。

不过目前激光武器受限于功率,有效射程不够远,还只能在天气状态较好时使用,沙尘,烟雾等都会极大降低激光的有效性,距离实用阶段还比较远。

5.结语

武器系统的发展史就是一部矛与盾携手并进的历史,同时也是一部需求与能力爱恨纠葛,最终变成妥协的艺术的历史。从武器的发展当中我们可以管中窥豹地理解各国,人类在不同历史时期所面对的政治,经济状态。

比如本文当中冷战时期的导弹发展史四舍五入就是苏联防空导弹发展,那是因为苏联的防空武器发展实在是太有代表性了,别人有的他都有,别人没有的他也有。

因为全世界只有苏联曾经这么特殊,需要自己的部队拥有短时间内以大纵深突击踏平东起柏林墙西至英吉利海峡每一寸土地的需求,因此也就只有苏联的装甲单位需要面对全世界最完整,最多样化的空中打击,还无法保证时刻得到航空兵的掩护,特殊的需求造就了苏联完善强大且独特的防空力量建设。

或许,通过这些雨打风吹去的历史碎片拼凑出当年金戈铁马,气吞万里如虎的意气风光,就是乐趣所在吧。

References

JOHNF.KENNEDYPRESIDENTIALLIBRARYANDMUSEUM.().REMARKSATU.S.AIRFORCEACADEMY,COLORADOSPRINGS,COLORADO,5JUNE.

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