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[图文]法国防空系统:米卡导弹家族

热度162票  浏览376次 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年1月03日 23:04

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地空型“米卡”防空导弹系统的发射单元,可以看到四联装发射模块已经竖起。

航空型“米卡”防空导弹系统作战示意图。

2000年在新加坡亚洲航空展上进行公开展示的地空型“米卡”防空导弹垂直发射系统(VL Mica Air Defence System)。

法国特色的三军防空系统――

玛特拉的弓弩从天空回到了地面  

★ 研制背景

  由于长期以来与欧洲各国不尽相同的国防指导方针,法国建立了完整的国防工业体系,海陆空三军主战装备基本自给,即使在冷战高峰美式装备泛滥欧洲时,法国也不为所动。20世纪末,随着欧洲一体化进程的加快,法国国防工业与其他欧洲国家之间的联系开始加强,联合研制成为这一时期欧洲武器生产的主流。“米卡”导弹从独立研制到合作发展充分体现了这一历史过程。

  “米卡”空空导弹堪称法国导弹科技的招牌,它不仅是法国空军和海军航空兵的主力装备,还随着幻影-2000战斗机出口到阿联酋、希腊和中国台湾。“米卡”以其独特的设计思想、优良的性能成为各国现役第四代空空导弹中的佼佼者。

  “米卡”空空导弹的全称为“'米卡'拦截与格斗导弹”(Missile d'Interception et de Combat Aerien),从它独特的名字就可看出它的多用途特征。1979年,法国著名的导弹生产商玛特拉公司研制成功超玛特拉-530D并改进发展R-550魔术近距空空导弹时,法国国防部希望发展一种能适应90年代和乃至21世纪初空战环境的空空导弹。同时,出于节省国防预算,减轻后勤供应负担的考虑,法国国防部希望能得到一种兼顾中距拦截和近距格斗的导弹。玛特拉公司经过一年多的技术论证,确定了可更换的模块化导引头、推力矢量控制等基本技术特征。为“米卡”导弹研制了两种导引头――主动雷达型和被动红外成像型,其中前者用于中距拦截,而后者用于近距格斗,通过两种导引头的更换即可使同一空中平台兼具中距拦射和近距格斗能力。1981年底,“米卡”拦截与空战导弹的研制工作正式铺开,几乎与此同时,法国国防部正式宣布退出根据1980年美、英、德、法四国签订的新型空空导弹系列谅解备忘录实施的联合研制计划。

  玛特拉公司的研制计划进展的相当顺利,1982年10月在法国西南部的朗德试验中心首次进行了推力矢量喷气偏转控制系统地面试验,1983年10月进行导弹无制导地面试射,1985年初便完成了可行性验证,进入工程发展阶段。1987年5月,法国国防部批准全面工程研制并与玛特拉公司签订了价值3.27亿美元的采购合同。1989年1月,在朗德试验中心首次进行了主动雷达型样弹地面试射并成功命中CT-20靶机,1990年春开始用幻影-2000战斗机进行载飞和试射,到1992年1月共进行20多次地面和空中试射。1992年1月9日,幻影-2000战斗机上搭载“米卡”主动雷达型首次进行中距拦射获得成功。与此同时,“米卡”红外制导型的研制也进入关键阶段,同年底,“米卡”红外制导型开始进行地面试验,1994年幻影-2000战斗机开始搭载“米卡”红外制导型进行空中试验。1995年,“米卡”红外制导型空中试射成功。1997年,“米卡”红外制导型弹通过定型。

  “米卡”空空导弹的雷达型和红外型分别于1996和2000年开始大批量生产,法国空/海军总共订购3000枚,两种型号各1500枚。此外,中国台湾空军订购400枚装备法制幻影-2000-5战斗机,中东的卡塔尔也订购了“米卡”主动雷达制导型。截止2003年,“米卡”导弹的出口数量已经突破3000枚。

  ★ 结构和性能特点

  “米卡”空空导弹最主要特点就是首次将中距拦截与近距格斗双重任务集于一身。中距拦截和近距格斗对于导弹要求是完全不同的,也就在很大程度上决定了它的优点和缺点。“米卡”的优点在于模块化的结构,较强的通用性,同时也减轻了后勤供应系统的负担,一型两用还节省了研制经费。但同时,也正因为它是一种两头兼顾的导弹,凡是兼顾的东西,经常两头都丢。为了确保格斗性能,“米卡”的重量才112公斤,比一些格斗导弹都轻。由于重量限制,“米卡”能装的燃料一定不多,射程也必然不远。法国玛特拉公司给出的数据是最大射程50公里,和“米卡”同时代的两种典型中距拦截导弹――美国AIM-120和俄罗斯R-77在射程上都比“米卡”强,前者是75公里,而R-77的改进型达到150公里。“米卡”的射程和超玛特拉-530D的47公里差不多,勉强算得上中距拦截。

  “米卡”空空导弹全重112公斤,采用正常式气动外形布局,沿弹体配置带矩形边条翼的长弹翼和尾舵。从前到后分别为制导舱、战斗部和动力舱。装一台普拉塔克公司研制的两级动力固体火箭发动机(主发动机和助推器)。“米卡”空空导弹采用了推力矢量控制技术,火箭发动机尾喷口处有4片气流偏转片,它们被集成在一个金属圆盘上,通过计算机控制偏转角度,从而调节飞行姿态。4片L型全动式弹翼加上推力矢量控制技术可使“米卡”导弹最大过载达到惊人的50G。这对于近距格斗有着非凡的意义,第三代战斗机的最大过载都在9-10G上下。换句话说,“米卡”导弹可以做出战斗机无论如何也做不出来的机动动作,只要导引头锁定了目标并且顶得住电子干扰,飞机想靠机动来摆脱“米卡”是基本不可能的。而±90度的离轴发射角使“米卡”拥有更大的杀伤区域和不可逃区域。

  “米卡”空空导弹采用预制破片高爆战斗部,重12公斤,由TDA武器装备公司、泰利斯公司和EADS公司联合研制。引信可选择触发型和雷达近炸型。

  根据制导方式的不同,“米卡”导弹分为两种型号――“米卡”主动雷达制导型(“米卡”RF)和被动红外制导型(“米卡”IR)。两者在外形上的主要区别是头部整流罩形状,“米卡”RF型装有尖锐的陶瓷制雷达天线罩,“米卡”IR的则是钝头的玻璃整流罩。“米卡”主动雷达制导型在1996年开始生产,而红外制导型在2000年才投产。两种导引头都具备一定抗干扰能力。“米卡”RF的主动雷达导引头采用了由泰利斯公司和阿莱尼亚马可尼公司(以生产电子设备而闻名的意大利公司)联合研制的AD-4A J波段脉冲多普勒雷达,工作频率为10-20GHz。其制导体制为惯性制导、中段载机指令修正、末段主动雷达制导,可以同时攻击6-8个目标。“米卡”RF型的导引头作用距离据外界估计为15公里左右,在这之前,“米卡”需要靠弹上的惯性陀螺和载机的无线电信号修正。因此,玛特拉公司宣传的“发射后不管”是有条件的,只有在与目标距离小于15公里时,“米卡”导弹才可以实现完全的“发射后不管”。而AD-4A导引头的15公里作用距离在世界各国中距拦截导弹里也只能算是中等。值得注意的是,担负着欧洲好几个国家海军舰队区域防空任务的紫苑-15/30导弹也采用了同样的导引头。

  “米卡”IR的被动红外导引头是由法国SAT公司研制的双频段红外成像导引头,采用双频段机电扫瞄方案和完善的信号处理技术,具有较远的作用距离和较好的抗干扰能力。

法国特色的三军防空系统――“米卡”导弹家族

“米卡”导弹的两种不同体制的导引头,左为主动雷达导引头,右为被动红外导引头。

“米卡”导弹logo

  ★ 垂直发射“米卡”近程防空系统

  2000年7月,法国宇航-玛特拉公司(“米卡”空空导弹的制造商)、西班牙航空制造公司(CASA)和德国戴姆勒-克莱斯勒航宇公司(DASA)合并,组成欧洲航空防务和空间公司(EADS)公司。“米卡”导弹也就转归EADS公司的控股子公司欧洲导弹集团(MBDA)门下。随后,MBDA接手了“米卡”导弹的后续发展工作。2000年,在新加坡举行的亚洲航空展上,MBDA首次公开展示了他们新研制的垂直发射型“米卡”防空导弹系统(VL Mica Air Defence System)。MBDA公司的市场销售经理当时称,垂直发射型“米卡”防空导弹系统已经在进行了一系列成功的地面试验,将在3年内完成研制。根据MBDA公司的研究,6年内,垂直发射型“米卡”导弹能赢得10亿美元的销售市场。2001年,在法国朗德试验中心,垂直发射型“米卡”防空导弹进行了首次地面发射试验并获得了成功。

  MBDA公司认为,自90年代中期以来,空中威胁日渐增加,突出表现在空军饱和攻击能力的强化上。只要协调的好,在同一空域内大量不同类型的空中平台(固定翼飞机、直升机、巡航导弹和无人机)可以从不同高度、不同方向同时临空。而且这些空中平台的雷达反射截面积普遍减小,尤其是各种精确制导炸弹、无人机和巡航导弹更是成为地面防空系统的噩梦。地面防空系统要想适应变化了的战场情况、传统的和新显现出来的威胁就必须具备以下性能:1.同时接战多个目标的能力;2.强大的电子战和抗干扰能力;3.发射、控制、探测系统分散部署能力;4.无射界死角。而且,它还应具备较低的全寿命费用以适应全球防务经费缩减的趋势;训练、使用和维护都相对简单化,降低对后勤供应系统的依赖,操纵人员也应减少。这些要求是传统地面防空导弹系统难以达到的,尤其是让它们对付低可探测目标更显得力不从心。

  基于以上判断,MBDA公司认为在未来十年内将会有一批地空导弹系统因不适应战争的需要而退出现役。而MBDA公司选中“米卡”作为改进和重点推出的对象主要原因在于:中远程防空导弹技术难度较大,开发风险高,而且美国的爱国者PAC-3以及俄罗斯的S-300/400系列的地位短期内难以撼动。相对而言,近程防空导弹技术难度低,而在未来数年内一批20世纪80年代技术水平的系统将会被淘汰,这将会给市场留下空洞。

  从这些原因出发,MBDA选中技术先进的“米卡”空空导弹作为改进对象,融合了垂直发射、分散部署、模块化结构等概念,推出了垂直发射型“米卡”防空导弹系统。而野心勃勃的MBDA还将垂直发射型“米卡”防空导弹系统分成了陆基和海基两种变型,试图从陆到海,一网打尽。垂直发射是新“米卡”导弹最大的卖点,MBDA公司此前已开发了英国海军装备的海狼防空导弹垂直发射系统(具体研制工作由英国BAe系统公司承担),此番移植可谓轻车熟路。

  垂直发射型“米卡”防空导弹系统的地空型是一个开放式、分散部署的模块集合体,每个作战单元(MBDA公司称之为战术行动中心,TOC)包括以下模块:1. 4个导弹发射模块 以5吨卡车为底盘(该底盘还是法国陆军恺撒自行榴弹炮的底盘),装有4联装标准发射箱,乘员2人。平时,发射箱水平放置于底盘上,发射准备时通过液压系统完成起竖工作;2. 雷达探测模块 一座安装在汽车底盘上的三坐标雷达,最大跟踪距离50公里,最大探测高度9000米,装有自动敌我识别系统;3. 战术指挥中心 对发射和探测模块实施遥控指挥,执行威胁分析、目标分配、系统监控等任务。由于采用分散式的系统布局,探测模块、发射模块和战术指挥中心都是各自独立的,不会因为某个模块被击毁而使整个作战单元瘫痪。保证了整个系统较高的战场生存概率。与此同时,MBDA公司在新“米卡”系统内引入了网络化作战的理念,强化了车际间、作战单元间的数字通讯体系,传感器(雷达、红外探测器)得到的数据可以在作战单元内部乃至不同单元间自由流动。这样一来,整个防空网内部结构就不再是分层的树形,而是一个网络,每个模块都变成了网络内的一个节点,打掉一个节点可能会削弱整个网络的作战能力,但绝不会出现传统指挥结构里打掉一环就全面瘫痪的结果。这种作战能力的代差尤其体现在探测/指挥模块在战斗中被击毁的时候,传统作战架构遇到这种情况时必然会有作战单元瘫痪,而在网络式作战结构里,即使某个探测/指挥模块被击毁,发射单元仍然可以从网络内获得分享信息,保持作战能力。

  地空型“米卡”发射的导弹基本与“米卡”空空型相同。也具备被动红外、主动雷达两种制导模式和推力矢量控制能力。可对固定翼飞机、直升机、无人机和空地导弹实施全方位攻击。系统具备发射后不管能力,可全天候作战,可同时拦截多个目标。垂直发射型“米卡”导弹的最大速度超过3马赫,最大射高为9000米,最大射程10-12公里(这比“米卡”空空型要小了很多)。垂直发射型“米卡”防空导弹系统具有快速反应能力,其爆发射速时可在12秒内发射8枚导弹,而平均发射间隔为2秒。

  如果说地空型“米卡”导弹系统突出了垂直发射、网络化作战的特点,那么舰空型“米卡”导弹就充分体现了MBDA公司在成本计算和揣摩潜在客户心理上的能力。

  舰空型“米卡”导弹的基本作战性能与地空型没有区别。它的侧重点在于与现有平台及作战系统的有机整和上。由于舰空型“米卡”也是模块化的垂直发射单元,因此其数量可以任意增减以适应不同吨位的平台,而且可以整体加装在甲板或舰艇的上层建筑上。MBDA公司声称:加装垂直发射的舰空型“米卡”导弹系统不会破坏舰船原有的整体隐身能力,并且能与舰上现成的传感器系统有效整合,无须为“米卡”设计专门的火控系统,甚至无须设计专门的控制台。这就极大的降低了舰空型“米卡”的改装费用,对许多经费有限而有急切希望提升舰艇点防空能力的国家具有很强的吸引力。

  ★ 垂直发射型“米卡”导弹的评估

  MBDA公司将一种射程50公里的空空导弹改进为射程10公里的近程防空导弹一举消除了空空型“米卡”两头兼顾但两头都没兼顾好的弱点。而且在防空导弹系统中首次出现主动雷达和被动红外两种制导模式混装,极大的拓展了其战术运用,也使防空系统在强电子干扰的作战环境里有了更多的应对之策。

  从商业角度讲,MBDA公司开发垂直发射型“米卡”防空导弹系统是非常成功的,首先由于使用大量成熟技术、部件,研制风险接近于零;其次由于垂直发射型“米卡”的三个主要组成部分――导弹、轮式车底盘和垂直发射系统都已经批量生产,因此固定成本低,加上低研制费用,垂直发射型“米卡”的售价应该比较有优势。这一点在当前各国紧缩国防预算的背景下对销售业绩有很大影响;由于“米卡”空空型导弹已经卖出了数千枚,已经形成了比较稳定的用户群,而且空空型“米卡”的成功出口使国际市场上的买家对“米卡”的性能、售后服务都比较有底,垂直发射型“米卡”完全可以搭个顺风车。

  “米卡”家族资料

“米卡”空空型

弹  重: 112公斤

弹  长: 3.10米

弹  径: 165毫米

最大射程: 50公里

最大拦截高度: /

最大速度: 3马赫

最大过载: 35-50g

战 斗 部: 12公斤预制破片高爆战斗部

动力装置: 1台两级推力 固体火箭发动机

引  信: 主动雷达/触发引信

制导系统: 惯导+无线电指令修正+末段主动雷达或红外成像

“米卡”地空/舰空型

弹  重: 112公斤

弹  长: 3.10米

弹  径: 160毫米

最大射程: 12公里

最大拦截高度: 9000米

最大速度: 3马赫

最大过载: 35-50g

战 斗 部: 13公斤预制破片高爆战斗部

动力装置: 1台两级推力 (推力矢量控制)

引  信: 主动雷达/触发引信

制导系统: 惯导+末段主动雷达或红外成像

海狼垂直发射型

弹  重: 140公斤

弹  长: 3.0米

弹  径: 180毫米

最大射程: /

最大拦截高度: 10000米

最大速度: 2马赫

最大过载: >50g

战 斗 部: 预制破片高爆战斗部

动力装置: 1固体火箭发动机(推力矢量控制)

引  信: /

制导系统: 瞄准线制导

紫苑-15

弹  重: 300公斤

弹  长: 4.0米

弹  径: 180毫米

最大射程: 30公里

最大拦截高度: /

最大速度: 3马赫

最大过载: /

战 斗 部: /

动力装置: 1台两级推力固体火箭发动机

引  信: /

制导系统: 无线电指令修正+主动雷达末制导

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