S-300：世界上谱系最庞大的防空反导导弹
微信号：小火箭
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小火箭出品
本文作者：邢强博士
本文共6448字，87图。预计阅读时间：50分钟。
本文是小火箭经典导弹与火箭系列文章第4季的第4篇。在本季，小火箭以固体火箭发动机的综述文章开篇，继续咱们的导弹与火箭之旅。本季第2篇，小火箭讲述了民兵洲际弹道导弹的诞生背景与总体设计特点，给出了民兵I、II、III共3型弹道导弹固体火箭发动机的装药配方并计算了民兵III洲际弹道导弹的典型弹道。在本季第3篇，小火箭分析了美国唯一一款现役陆基战略核导弹的部署、运输与防护特点。
本文，小火箭将要与大家一起讨论的，是苏联/俄罗斯的经典防空反导导弹S-300。
诞生
任何一款武器系统的诞生都有其特定的历史背景。武器系统的战术技术指标本身也就反应了设计部门和军方对未来战争形态的理解。S-300导弹当然也不能例外。
1963年8月20日，在美国新墨西哥州的白沙导弹靶场（美国陆军弹道导弹的摇篮），潘兴弹道导弹成功发射。这段时期，美国军方对于弹道导弹越来越重视，无论是战术弹道导弹还是战略弹道导弹，都在蓬勃发展中。
1966年6月8日，在一场为了拍摄空中定装照而进行的紧密编队飞行中，美国XB-70A“战神婢女”二号机与一架隶属于NASA，编号为N813NA的F-104N伴飞战斗机意外发生了空中相撞事故，坠毁在加利福尼亚巴斯托北部的沙漠里。
当时驾驶F-104N的飞行员是赫赫有名的NASA总试飞官乔·沃克，他当场丧生。XB-70A二号机的副驾驶卡尔·克罗斯没来得及跳伞，也在意外中丧生。正在驾驶XB-70A飞行的艾尔·怀特非常幸运地弹射跳伞成功。
这场事故引发了美国军工相关的科研单位的大讨论。在弹道导弹技术蒸蒸日上的情况下，到底还有没有必要发展基于高速突防理论的轰炸机呢？
这场辩论进行地轰轰烈烈。熟悉科技发展史的好友或许能够记起，在讨论中，突然另外一个派别杀入：巡航导弹派。
1952年，美国自行研发的第一款巡航导弹“斗牛士”正式入役。在上世纪50年代，美国空军认为这种导弹本质上是一种无人驾驶的轰炸机，因此赋予其B-61的轰炸机编号。
但是，进入上世纪60年代，学术领域和军方的巡航导弹派迅速崛起。1963年，斗牛士巡航导弹获得新的编号：MGM-1。这标志着巡航导弹开始正式成为一种独立的武器装备。
随着地形匹配导航制导技术、核弹头小型化和小型涡喷与涡扇发动机的出现，现代巡航导弹呼之欲出。上图为美国冥王星计划中能够携带氢弹以3马赫速度进行跨越洲际飞行的巡航导弹。
潘兴导弹、战神婢女轰炸机、新型巡航导弹（其实就是后来在上世纪70年代立项的战斧导弹）这3种改变战争形态的武器在上世纪60年代中期的大讨论中，谁也没能占据绝对的优势。
最终，美国军方给出的结论是：全面发展，争取在各个方面都能够有所突破。
一直在密切关注相关动向的苏联人一下子醒悟了：原来战争的玩法变了！以往那种仅仅是用来拦截B-52轰炸机的地空导弹在面临高空高速突防的飞机、数量庞大的战术弹道核导弹、低空突防的巡航导弹这3类目标同时袭击的时候，显得弱爆了。
1967年，在苏联莫斯科召开了一场气氛凝重的学术会议。苏联军方提出了对美国轰炸机、战术弹道导弹和巡航导弹3种类型的打击武器的担忧。
然后，军方提出了需求：需要一款射程能够超过150公里，射高能够涵盖2.5万米到3万米高空，同时还能具备打击巡航导弹和战术弹道导弹能力的防空导弹。
当时，会上有人直接指出“打轰炸机、打战术弹道导弹、打巡航导弹，这实际上是3款完全不同的导弹啊！”
而会议上，金刚石设计局的老总师拉斯普列京博士则接下了这个难题。上图为金刚石设计局的老办公楼。
拉斯普列京当时已经59岁了，早已过了一名导弹设计师的黄金年龄（25岁到35岁），但是他在金刚石设计局主持大局的那段日子里研发的S-75（也就是萨姆-2）防空导弹，是在那个年代唯一有过击落RB-57D和U-2高空侦察机的实际战例的导弹。
幼年丧父的拉斯普列京坚韧的性格不容许他知难而退，设计局的其他设计师也都跃跃欲试。于是，S-300导弹系列开始正式立项并开启了她的传奇之旅。
谱系
小火箭在本文的标题中提到了，S-300是谱系最庞大的一款防空反导导弹，实际上这是一个导弹大家族。
S-300导弹家族从1978年入役以来到现在，已经发展出了20多个型号，本文不准备一一介绍，仅按照不同的用途，来分大类进行介绍。
小火箭认为，对于这种谱系庞杂的导弹武器系统，不妨按照博物学家的门纲科属种的分类学的思路来进行分析。
总体来说，S-300导弹实际上可以分为以防空为主的S-300P和以反导为主的S-300V还有舰载版本的S-300F这三大类。
S-300P
S-300这个名字，实际上是С-300П按照西里尔字母和拉丁字母对应关系转过来的。S-300符合以英语为代表的拉丁字母习惯，C-300则是对俄语西里尔字母的直接搬运。西里尔字母的C、P和П分别对应拉丁字母的S、R和P。因此俄文的С-300П对应到英文就是S-300P。俄文的P-73导弹对应到英文就是R-73导弹。
S-300P导弹是苏联装备的S-300导弹家族的最早的一员。P这个后缀是西里尔字母П的转写。而П是ПВО страны的首字母，这是“国土防空”的意思。
因此，S-300P的研制目的也就很明确了：国土防空，用于打击入侵的轰炸机和巡航导弹。
S-300P的最大识别特征就是拖车了。该系统的拦截弹是由KrAZ-260卡车拖拽的。
有关KrAZ-260卡车，小火箭争取在后续文章中详细叙述。
为什么用这种拖车的方式运输，为什么又非得选用KrAZ-260卡车呢？
没有什么特殊的原因。因为就像上图展示的那样，当年的S-200防空导弹也是这么运输的。因此，这是苏联国土防空部队的装备由S-200导弹向S-300导弹过渡的一种遗留配置。
为了增强发射过程中的运输-起竖-发射拖车的稳定性，拖车设有液压支撑机构。注意支撑腿的底盘上有3个便于在紧急情况下快速收放的抓手。
这种冲入氮气密封保存导弹的发射筒成为了S-300导弹家族的特征。
密封的导弹发射筒使得S-300导弹可以省掉大部分的检修保障环节，从而大幅提升导弹的贮存期。（详见小火箭的公号文章《导弹的“保质期”有多长？》）
如果大家手里也有S-300导弹的技术手册的话，可以看到这样一句暖心的话：
“本弹贮存期为10年，在10年内无需进行任何检测。在第10年年底检测可靠性为0.90，发射成功率为0.80。允许每年进行5次检测。”
能够做到这一点，非常不易。
1978年，最早装备的80套S-300P防空导弹武器系统部署在了莫斯科周边，开始肩负起保卫莫斯科的使命。
这是S-300P家族装备的早期版本的5N63S雷达。
有趣的是，美国实际上也在上世纪60年代开始研发类似的防空导弹武器系统。
1967年5月，雷神公司被选为主承包商，1969年11月，当时叫做SAM-D的防空导弹进行了首次试射。这就是后来大名鼎鼎的“爱国者”防空反导导弹的前身。
苏联的S-300导弹和美国的爱国者导弹都是在1967年开始发展的，可谓是同时起步。
而如果看得更仔细一点的话，我们可以发现，S-300导弹系统使用的5N63S雷达与爱国者导弹的AN/MPQ-53雷达也都不约而同地选用了相控阵雷达的方案，注重对多个目标的探测和跟踪的能力。
不过，S-300导弹采用的是垂直冷发射方案。导弹由燃气发生器将导弹吹出发射筒，在导弹质心升到20米后，主发动机点火。因此，S-300导弹的射击死角远小于倾斜发射的爱国者导弹，从这个方面来说，S-300的设计优于爱国者导弹。
不过，早期S-300P的射程比较尴尬，只有47公里。这个和当年会议中期望的150公里射程差距太大。因此，S-300P导弹不可避免地开始走向了增程的漫漫长路。
继1978年基础版的S-300P之后，苏联/俄罗斯又陆续在1982年装备了S-300PM，在1985年装备了S-300PMU，在1993年装备了S-300PMU1，在1998年装备了S-300PMU2，在1999年装备了S-300PMU3。
在维持原导弹0.5米弹径和1.8吨的发射重量不变的前提下，S-300P的各种改型将射程推向一个又一个高峰，从47公里增加到75公里，然后继续增程到90公里、120公里和200公里。这主要是由不断改进S-300导弹的固体火箭发动机的配方和优化导弹的弹道来实现的。（有关固体火箭发动机不断升级改进的技术发展史，详见小火箭的公号文章《聊聊固体火箭发动机的推进剂》。）
在不断升级改进的过程中，S-300P导弹也在不断开拓着海外市场。上图为斯洛伐克防空部队装备的S-300P系列导弹（采用比较特别的双联装方式）。
除导弹本身的性能有了大幅改进之外，S-300P导弹家族的制导控制体系也在不断进步。上图为S-300PMU2武器系统中的64N6E2雷达。
S-300PMU2拦截弹的最小射程为3公里，最大作战高度27公里，最小作战高度10米，目标最大速度10000公里/小时，可同时拦截36个目标，同时制导72枚导弹，导弹发射间隔3秒。
上图是S-300PMU2武器系统的3个重要组成部分，从左到右依次为：64N6E2搜索雷达、54K6E2作战指挥车和5P85运输-起竖-发射系统。
（苏联/俄罗斯的武器装备系统的编号是数字+字母+数字的形式，比较复杂。小火箭仅稍微说明，比如，第一位阿拉伯数字5，代表的是防空武器系统，字母P则是导弹或者火箭的发射装置。那么5P85就代表型号为85的防空武器发射系统。）
后期型号的S-300P导弹家族的比较大的识别特征就是对MAZ 7910系列越野车底盘的大量应用。这大幅提升了S-300P防空导弹家族的越野机动能力。
这些平平的大板子是S-300PMU2导弹武器系统采用的目标照射雷达。
正在进行吊装作业的S-300P导弹。吊车和运输拖车的拖头都是KrAZ-260B卡车。
正在起竖过程中的S-300P防空导弹。MAZ系列的越野车辆看起来比之前的拖车要给力一些。
乌克兰军队装备的S-300P系列防空导弹。
后期版本的S-300P导弹的装弹吊装作业也充分考虑了野外环境，针对大风和暴雨环境进行了优化。比起之前的传统吊车，稳定多了。
S-300P防空导弹武器系统采用的5V55防空拦截弹。
实际上，S-300P导弹系统还能够采用48N6系列和9M96系列的防空导弹。
比起5V55和48N6系列的导弹来说，9M96系列要小得多。
9M96系列防空导弹的发射筒也比5V55导弹小得多。
覆盖较远射程的导弹与兼顾导弹数量的四联装9M96系列导弹混装后的效果。
大个头的40N6导弹的射程为400公里，稍小一些的48N6导弹的射程为250公里。
而小个子9M96E2导弹的射程为120公里，更小的9M96E导弹的射程为40公里。这些都可以集中在S-300P导弹武器系统的发射装置中。
这张2013年发行的纪念邮票上，S-300P家族的导弹成为了主角。
邮票中的150是什么意思呢？
这是纪念奥布霍夫国营兵工厂成立150周年的意思。这家兵工厂早期是生产火炮的，有着与英国阿姆斯特朗和德国克虏伯进行角逐，问鼎火炮工业界老大的雄心。后来，该兵工厂成为生产S-300系列导弹的主力。
MAZ越野车辆的引入增强了S-300P导弹的机动部署能力。
S-300P系列导弹出筒瞬间。
以冷发射的方式垂直出筒的S-300P导弹的发动机尚未点火的瞬间。
（以这样的方式弹射出筒，万一主发动机没能点火成功，岂不是要把发射筒给砸了？是的，这个猜测是合理的。而且在靶试过程中的确出过这样的事情。小火箭找到了在靶场出现这种情况的录像，与发射成功的录像一并放在了本文末尾的视频中。）
S-300P导弹点火的场景。
S-300PMU防空拦截弹继续向后发展，就诞生了S-400导弹。
S-400导弹也好认。看，齐头儿的10轮拖车，而且看起来比较新，那就是S-400导弹了。
S-300V
S-300V这个名字看起来和S-300P比较像，但实际上这是安泰设计局而不是金刚石设计局的产品（两个设计局在2002年4月份合并了，成立了俄罗斯“金刚石-安泰”防空集团责任有限公司。）
1973年，美国开始研制拥有末端机动能力的潘兴II型弹道导弹。
苏联方面猜测，这种射程超过1770公里，命中精度为30米的核导弹很有可能会部署在苏联周边。
而到了上世纪80年代，还真的有108枚潘兴II型弹道导弹准备部署在西德。
这下子，苏联的很多大城市都在美国核导弹的威慑之下了。为此，专门为战区反导而设计的S-300V应运而生。
1983年，S-300V开始小量装备，通过测试证明系统后效后，开始大量装备。
比起S-300P来说，S-300V可谓是画风突变（其实本来就是两个不同的设计局，针对不同的目标而研发的两个不同的导弹武器系统）。
S-300V采用9A83系列履带式装甲车辆来进行机动。
（小火箭在这里多说两句吧。9A83里的9代表的是陆军导弹与陆军无人机相关装备，A代表发射装置。咦？前面不是说P代表发射装置么？别着急，P在5后面才表示防空导弹的发射装置。比如5P85就是S-300P防空导弹的轮式越野发射车辆。为什么不统一？哈，苏联/俄罗斯的武器装备命名就是这个风格的，习惯了就好了。）
9A代表陆军导弹或者火箭的发射装置。9A83是S-300V反导导弹的发射车（发射的是S-300V反导系统的9M83反导拦截弹。M跟在9后面，表示这是陆军的导弹。）
这是9A52，也就是龙卷风多管火箭炮的发射装置。
啥？9A83就是履带车，而9A52又是MAZ系列的轮式越野车辆了。
嗯，就是这么乱的。
同样是明斯克的MAZ越野车辆系列，在S-300P防空导弹这里，得到的编号是5P85。
没事儿，以后看到轮式越野车辆带着几个并联的发射筒，那基本上就是S-300PMU，看见履带车辆带着几个大大的发射筒，那就是S-300V了，好认。
9A83、9A82与S-300V反导导弹系统的指挥车。
9M82反导拦截弹和9M83反导拦截弹的主要差别就是个头儿。因此，对于同样型号的发射车而言，装备大个子9M82导弹时，只能双联装。
这就给我们提供了通过数发射筒来辨识S-300V导弹具体型号的机会：
一看，哈！9A83履带式装甲发射车，S-300V无疑了。咦？四联装，4个发射筒，好了，八成是9M83反导拦截弹。
9M82反导拦截弹的多角度近照。（展示火箭和导弹系统的各个细节，符合小火箭风格。）
9M83反导拦截弹的多角度近照。
哈！原来发射筒里神神秘秘的俄式反导拦截弹长这个样子啊！
能够提供S-300V反导拦截弹的更多细节么？
可以的，小火箭在这里把相关图纸放出来，方便感兴趣的工程师计算使用。近期小火箭遇到一些变故，就暂且不对此进行气动计算和弹道计算了。
注意S-300V反导拦截弹在发射筒内的情况
注意S-300V反导拦截弹的固体火箭发动机的设计细节。
后来，S-300P与S-300V导弹两大家族之间的竞争的火药味开始变浓。
使用了新型雷达的S-300PMU1、PMU2导弹系统逐渐跳出了防空导弹的范畴，开始拥有一定程度的反导能力（单发拦截中近程弹道导弹的成功率为0.7）。
上图为30N6E2雷达，这种雷达赋予了S-300P家族的新型防空导弹侦测再入大气层的中程弹道导弹的能力。
S-300V当然不甘落后！S-300P这种原本用来防空的导弹开始向反导能力拓展，那S-300V家族向下拓展，具备打击飞机和巡航导弹的能力也不是不可能的。上图为S-300V家族反导拦截弹系统为拓展能力而采用的新型9S15M雷达。
从9S15M这个名字就能看出S-300V家族的野心。
9，代表陆军导弹系统，而S不是随便叫的。带S的，通常是指挥中心。这家伙要成长为拥有全空域全目标拦截能力且能够协调指挥整个战区的作战系统。
这种指挥系统可在遭遇强烈的主动干扰和被动干扰的情况下，跟踪300公里范围内的200个目标，并指挥多种导弹对其中的70多个目标实施打击。
这就是S-300VM系统（出口型叫做 安泰-2500）
安泰-2500的安泰二字好理解，向金刚石设计局叫板，缅怀曾经的安泰设计局。而2500则是指这种导弹能力打击和拦截在2500公里范围内起飞的多种飞行器（包括飞机和导弹）。当然，2500公里指的是目标飞行器的起飞位置到拦截弹的发射位置之间的距离，不代表拦截弹的最大射程。
实际上，安泰-2500系统拦截飞机类目标的最大射程为200公里，拦截弹道导弹类目标的最大拦截高度为30公里。
按设计指标，安泰-2500（S-300VM）对飞毛腿导弹的拦截成功率为0.96（一定得高于0.7，否则就真的败给了原本是为了防空而设计的S-300P了）。这个指标相当高，要知道，爱国者导弹拦截飞毛腿导弹的成功率也不过仅仅是0.36。
S-300F
一款优秀的导弹武器系统的显著特征是什么呢？
那就是往往会在多个平台与多个场合得到大量应用。
S-300家族当然也不会例外。上图为基洛夫级导弹巡洋舰。该型巡洋舰是俄罗斯乃至全世界仅次于航空母舰的最大军舰，是目前世界上唯一一款排水量超过两万吨并且使用核动力的现役巡洋舰。
基洛夫级核动力巡洋舰上装载了500多枚各型导弹，是典型的“武库舰”。
从基洛夫级核动力巡洋舰甲板上做运动的光膀子水兵中间，可以看到导弹垂直发射系统的口盖。
在这里，我们能找到S-300导弹的身影么？
4座 AK-630 六管30mm近防炮
2座 SA-N-4 防空导弹发射装置
20座 SS-N-19 反舰导弹垂发
12座 S-300F导弹垂发
2具 SS-N-14 反潜导弹发射装置
在卡拉级导弹巡洋舰上也能找到S-300的身影么？
在光荣级导弹巡洋舰上能找到S-300么？
答案是肯定的。在这样的垂直发射装置中，就藏着S-300大家族的第3个分支S-300F舰载防空导弹家族。（不过，在其他地方，这款导弹通常被按照北约代号重新命名为SA-N-6。）
这是俄罗斯光荣级导弹巡洋舰乌斯季诺夫元帅号上的S-300F舰载防空导弹的垂直发射系统。每艘光荣级导弹巡航舰上面配备64枚S-300F导弹。
打开口盖，探头看下去，或者干脆下到甲板下面来看一看。哈！终于看到了熟悉的发射筒！
感谢大家与小火箭一起探究了S-300导弹庞大的家族谱系：S-300P防空导弹、S-300V反导导弹、S-300F舰载导弹。如今，防空与反导之间的界限已经模糊，导弹的陆基与海基使用也趋于通用化。
S-300导弹大家族在世界各国的发展，也将继续下去。
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