俄军伊尔-20侦察机疑遭以色列F-16战机利用而被叙利亚军方S-200防空导弹击落后，叙利亚上空剑拔弩张，火药味渐浓。俄罗斯短时间内向叙利亚交付了3套S-300地空导弹武器系统，而以色列则宣称可能动用F-35摧毁叙利亚的S-300。双方都号称要戳破对方武器的神话，对此也有很多纸面上的分析。实际上，现实交战中，防空作战和压制防空作战十分复杂，一个细微的技术差异或者战术运用的不同，都可能导致截然不同的结果。鉴于S-300和F-35的很多技术和战术细节尚未公开，我们根据公开的资料，通过俄罗斯“立方体”防空系统和苏-27系列战机之间的对抗，一窥防空作战和压制防空的细节。

性能不俗的“立方体”

2K12“立方体”（北约代号：SA-6）是一种履带式机动的全天候近程、中低空野战防空导弹武器系统，主要用于攻击亚音速和跨音速飞机。该系统研制于上世纪50年代末，60年代中期装备部队，1967年11月在苏联阅兵式上首次公开亮相。根据俄方资料，迄今为止该导弹系统生产了600套以上，导弹产量超过10000枚，在演习和测试中发射了4000枚导弹。

苏军的地空导弹部队基本火力单元为营（西方为连），一营套的“立方体”最核心的装备除了1部1S91系列制导雷达以外，就是4部3联装P25系列履带式发射车，配备3M9系列导弹。

苏联时代先后研制了多个“立方体”改进型，先后发展了出口型“立方体”E（对外称为“正方形”），2K12M“立方体”M、2K12M1“立方体”M1、2K12M3“立方体”M3、2K12M3S“立方体”M3S（未服役）、2K1 2M3A“立方体”M3A（未服役）和2K1 2M4“立方体”M4。当然，俄罗斯时代对“立方體”还提出了多个升级方案。

上述改进型中，1971年研制成功的出口型提高了在热带条件下工作的可靠性，但是抗干扰能力略有下降，算是人们常说的“猴版”。1968年开始研制的“立方体”M提高了抗机动目标能力，可击中5～6g过载的机动目标，杀伤区低界从100米降低到50米。

1973年服役的“立方体”M1增大了杀伤区范围和雷达抗干扰性能，为了对付“百舌乌”反辐射导弹，其雷达具备“间断操作能力”。俄方资料未说明这种间断操作具体是什么意思，但并非是用于对付多目标的“间断照射”技术。

1976年底服役的“立方体”M3使用的导弹得到改进，速度由600米/秒提高到700米/秒，能够抗击8g机动的目标，并可尾追射击300米/秒的目标。同时伤区近界减小，单发杀伤率提高了10%～15%

1978年2K12M4“立方体”M4服役。该防空系统又被称为“山毛榉-1”，它使用了与“立方体”M3相同的1S91M3雷达系统，能够控制4辆P25M3和1辆“山毛榉”系列防空导弹使用的9A38发射车并且制导3M9和“山毛榉”的9M38导弹。9A38发射车也能携带3M9导弹，并且由其携带的9S35照射雷达提供照射。由于增加了一部照射雷达，其能够同时对付2个目标。

“立方体”系列防空系统的性能如附表。除了射程外，另外一个与距离有关的参数也要清楚，即防空系统的最大航路捷径。航路捷径是目标飞行速度在地面的投影与阵地（制导雷达）的距离。比如说，目标航线延长线直接穿越雷达阵地上空，其航路捷径就是零。根据不同型号，“立方体”系统的最大航路捷径是15～18公里。

有的资料，例如英文版的维基百科称“立方体”的制导方式为中段指令加末段半主动雷达制导的复合制导方式，其实这是一个谬误。“立方体”作为第一代半主动雷达制导的防空导弹系统，它采用的是典型的全程半主动雷达制导方式。同时代的基本型“霍克”同样采用全程半主动雷达制导。“霍克”的英文“HAWK”（港台地区译为“鹰”式）实际上是“全程自导引杀伤弹（HomingAll the Way Kiler）”的缩写。

关于半主动雷达制导，其基本原理并不复杂：地面连续波照射雷达照射目标，装在导弹上的接收机（半主动雷达导引头）接收目标反射电磁波，用以确定目标的坐标和运动参数，形成控制信号并送给自动驾驶仪，操纵导弹按照一定的导引规律飞向目标。

可能很多人并不了解的是，除了接收目标的反射波以外，导弹本身还要接受来自照射雷达的基准信号。目标反射信号由导弹的圆锥扫描天线接收，地面发射机直达信号则由导弹尾部的天线接收，两路信号分别经过混频中放，由差频得到多普勒频率，送到速度门。半主动雷达制导的导弹尾部天线接受的通常是来自旁瓣的雷达信号，由于只是一个用于获取多普勒信息的基准信号，所以不像早期指令制导雷达那样专门配备指令天线。尽管旁瓣电平较低，由于是尾部天线直接接受，其信号强度也足够了。

当然，导弹接收机向远离发射机的方向运动，其后部接收的信号频率与发射信号频率之间有一个与导弹速度相对应的多普勒频移，但由于并不需要导弹接收机速度门得到代表目标真实速度的绝对多普勒信号，采用相对参考信号对系统的工作没有影响。

采用连续波雷达照射的优点是，设备很简单，发射频谱很窄。由于发射频谱很窄，使得信号的微波预选、滤波等都简单了，信号处理也容易了。第二个优点是发射机的峰值功率一般和平均功率相当，不需要承受太大的峰值功率，更容易实现大功率照射。

另外，1978年服役的“立方体”M4能同时对付两个空中目标，有分析据此认为它采用了“间断照射技术”。实际上，正如上面介绍的，“立方体”M4型的制导雷达是与“立方体”M3相同的1S91M3，其照射制导能力并无大的提高。不同的是发射装置，除了配备4部2P25M3发射车以外，还配备一辆为“山毛榉”研制的9A38发射车，而9A38发射车是自带照射雷达的。这种设计是俄罗斯技术人员考察了贝卡谷地之战后做出的应对措施。技术人员发现一旦1S91被击毁，整个导弹连就成了“废铁”，于是为“山毛榉”的每部发射装置安装了照射雷达，这就大大提高了同时对付目标数量。而“立方体”M4实际上是“山毛榉”（BUK、北约SA-11）研制遇到困难后的应急方案，所以这个型号又被称为“山毛榉”-1。要知道采用了无源相控阵雷达的苏35以间断照射模式也只具备同时发射制导2枚半主动雷达型的R-27攻击2个目标的能力。

战果方面，该系统可谓有喜有忧。成名战是1973年的第四次中东战争，在18天的战争中，“立方体”击落了41架以色列战机，此外还有数十架己方战机（因为敌我识别不太好使）。成也中东，败也中东。1982年的贝卡谷地之战，19个叙利亚的萨姆-6导弹营被团灭，而且一架以色列有人驾驶飞机也没击落。

不过，“立方体”并未就此一蹶不振。1981年西撒哈拉战争，“立方体”击落了2架摩洛哥皇家空军的“幻影”F1。1983年8月，利比亚1架图-22轰炸机被乍得军队的“立方体”伏击击落。1991年1月19日，一架美空军F-16在空袭巴格达时被击落。科索沃战场中“立方体”再展雄风。有资料显示，该防空系统击落多枚“战斧”巡航导弹。另外，北约一架“狂风”和美国空军一架F-16被“立方体”击毁。

从血淋林的战果来看，对“立方体”确实不能轻敌，无论是美式、俄制或者是欧版，无论是空优战机还是对地攻击机，一旦落了单被伏击，都是极其危险的。

充满奇思妙想的雷达

讨论一套大中型防空导弹系统，必须要了解其制导雷达，这从很大程度上决定了其能力。

“立方体”采用一部1S91制导雷达。现在很多人都在炒作“双波段”的概念，1S91实际上就是一部“双波段”雷达。这是一部“二合一”的机械扫描雷达，实现了同时进行搜索、跟踪、照射的功能。正是设计师把一系列奇思妙想和简单粗暴的技术综合在一起，才成就了这样一部伟大的雷达。

这套制导雷达由两大部分组成。一部分是位于下层的1S11圆周搜索雷达，采用了矩形抛物面天线。它采用了上下两套溃源，以产生两个波束，覆盖较宽的俯仰角。两个溃源分别工作在4.9～5Ghz（下溃源，位于C波段）和6.5～6.75GHz（上溃源，位于c波段）。上溃源是一个单独的喇叭形溃源，形成低仰角垂直极化波束，用来搜索低空目标;下溃源由三个喇叭组成，形成高仰角垂直极化波束，用以搜索中、高空目标。在下溃源下方还有一个敌我识别器的偶极天线，与探测天线共用一个反射体。1S11的天线波束宽度为1度（方位角）X20度（高低角），所以测高能力较差。天线转速最快为20转/分，也就是每3秒一圈更新一次目标数据。

另外一部雷达是位于1S11搜索雷达上方的1S31跟踪照射雷达。这部雷达设计上也很讲究。它拥有两个波道，一个是单脉冲跟踪波道，一个连续波照射波道，两个波道共用一个天线，采用直径2.06米的圆形的抛物面卡塞格伦天线。兩个波道的频率略有不同，连续波照射波道频率较高，但都在X波段范围内。

为什么要设计两个波道呢？这还要从连续波雷达的特性说起。

连续波雷达的一个重要特点就是通常发、收各用一个天线。雷达的发、收时分工作就和中国相声里说的“吃葡萄不吐葡萄皮，不吃葡萄倒吐葡萄皮”是一个道理，嘴只能同时进行一个动作，要么吃，要么吐。雷达也一样，同一时刻要么发出电磁波，要么接收电磁波。脉冲雷达通过发出脉冲的间隔来利用同一个天线接收回波。而连续波是不停地发射信号，这个天线自然无法同时接收信号了。

那从哪里接收呢？照射雷达和导弹上的半主动雷达导引头形成一个闭合的回路，可以看成一部完整的雷达。但是，地面的连续波照射器由于只发不收，所以并不知道目标的任何参数。那地面的照射器怎么才能对准目标照射呢？能不能用那部1S11搜索雷达控制照射雷达照射目标的呢？答案是不行，因为其数据更新率不够。

那就要另辟蹊径。不同国家的设计人员就各显神通了。

同样是连续波半主动雷达制导的“霍克”防空导弹，配备的AN/MPQ-46型连续波照射雷达就使用了“双碟型天线”，简单说就是两个碟型天线，一个专门发射连续波，一个接收连续波，用两个天线实现对目标的跟踪，这是最直接的办法。还有一些半主动雷达制导的防空系统设有专门的跟踪雷达，利用数据率较高的跟踪雷达指挥照射器照射目标，这是最省脑子的办法。后来还有一些系统使用了相控阵雷达和分时照射及间断照射技术，那就更复杂了。

而萨姆-6的巧妙之处在于，用一个雷达天线实现了单脉冲跟踪和照射的功能。其单脉冲波道用于精确跟踪目标，工作在8.5GHz～9GHz之间，它跟上了目标，对准了目标，连续波通道也就对准了目标。当然两者的频率不同，以防相互干扰，连续波波道的工作频率大于9GHz。所以，从这一点上说，1S91不仅是一部“双波段雷达”（当然更确切的说是将两部雷达合二为一了），还是一部融合了单脉冲、连续波技术，集搜索、精确跟踪、照射于一体的多功能雷达。这还是在上世纪60年代实现的，我们不得不对苏联科研人员的智慧称奇。

单脉冲跟踪与连续波照射采用同一个天线的另一个可能的收益是，即便单脉冲跟踪通道遭遇战机的自卫式干扰，理论上也能对目标进行精准照射。因为单脉冲跟踪雷达遭遇自卫式干扰，通常只是无法测距，其自动跟踪被破坏，但是技术上仍然能够精确测角（当然如果转为手动跟踪会导致跟踪精度下降），也就是说总是能知道目标的方位，并将天线对准目标，照射波道仍然能够照射目标。单脉冲雷达由于只需要一个脉冲即可测角，在很长一段时间以来，其角度被认为是无法干扰的（后来出现拖曳式诱饵，以及所谓“交叉眼”技术，才部分地解决了对单脉冲测角的干扰问题）。你干扰，它反而测角更准确，因为接收到的信号更强了。另外，在改进型上，1S91还有电视跟踪系统，可以实现在严重电磁干扰（例如遭遇防区外支援干扰）时的角度跟踪。

如果战机一方无法破坏1S31的角度跟踪，那就无法摆脱照射雷达的照射。如果无法摆脱照射，就比较危险了。这时候，是不是可以干扰照射雷达（波道）呢？首先，干扰照射雷达或者说那个照射器没用。任何干扰都是干扰的接收机而非发射机，因为1S31雷达的照射波道只发信号不收信号，对着照射器干扰无异于对着听力障碍人士大吼，而“立方体”的接收机在导弹上。然而，导弹在哪？战斗机上显示不出来，因为导引头实际上采用被动接收的方式，战斗机上的雷达告警机无法对半主动雷达制导的导弹做出告警并给出大致方位。这样一来，能不能干扰掉导弹，就要看这时候导弹是不是在干扰波束内了。

这么好的一套系统，在贝卡谷地之战中，还是让以色列人一下子给团灭了，一方面叙利亚防空部队技战术运用水平差，另一方面以色列人“太狡猾”，无人机、反辐射导弹（包括地面发射的）、箔条、防区外干扰、自卫干扰一起上才算搞定。在那个年代，单靠一两种手段还真不好搞定这种系统。所以，后来“立方体”多次伏击美、俄、法战机得手。

同样奇妙的导弹

“立方体”防空导弹系统的另一大亮点便是它使用的3M9系列导弹。

3M9导弹为细长的圆柱体，长细比为17，头部呈尖拱形，中部装有斜切掉尖端的三角形全动弹翼，弹体尾部安装有4个稳定尾翼，尾翼后缘均有副翼。弹翼与尾翼均按X型配置，并处于同一平面上，弹翼与尾翼之间距离较长，使得导弹具有较好的气动阻尼飞行特性，但是机动性略差一些。弹体中部等距排列冲压喷气发动机的4个进气道;弹体后端拥有一个收敛形尾椎，以减小助推段飞行阻力。

这是一种典型的旋转弹翼式气动布局。旋转弹翼式的布局可以视为鸭式布局的变形，舵面布置在尾翼前面，但是比鸭翼靠后，大致处于弹体中央，便于布置舵机，尤其适合采用冲压发动机的导弹。通常来说，导弹上的舵面较小，但可以偏转，是主要的控制面，而弹翼较大，通常为主要的升力面，不可偏转。旋转弹翼布局的特点是，较大的弹翼既是控制面，又是主要升力面，而且还偏转，所以叫“旋转弹翼”，也叫可偏转弹翼式布局。该布局中，尾翼是固定的（有些导弹的尾翼后缘有副翼），只是起到稳定的作用。它可以将弹体的攻角保持在较小的范围内，有利于冲压发动机的进气道设计和自动寻的导弹的布局设计。

3M9导弹是世界上第一种采用一体化固体冲压火箭发动机的实用化防空导弹。所谓一体化，也就是将助推火箭与导弹的冲压发动机融为一体，固体火箭燃烧后的壳体作为冲压发动机的燃烧室，大大降低了体积和重量，也提高了比冲。而这之前采用冲压发动机的导弹都很简单粗暴，要么是在后面串联上一段助推器（串联式），结果是太长;要么就在旁边捆绑几个助推器（并联式），结果是太胖。

3M9导弹的固体助推器采用单根火药柱，重量约172千克，燃烧时间2.6～5秒，起飞速度为580米/秒。当固体助推器的固体燃料燃尽后，燃烧室的工作压力下降到一定值时，冲压发动机的固体燃料开始点燃，产生高达1700～2200摄氏度的宫油燃气，这种富油燃气喷入燃烧室后与进气道进来的高压空气混合进行二次燃烧，产生足够大推力，以维持导弹的续航能力。火箭冲压发动机采用5根单孔火药柱，重量大约67千克（只有助推器装药重量的不到一半），燃烧时间20～25秒。这个燃烧时间是非常长的，S-300只有十几秒钟。如果最大射程为24千米的话，那么相当大的射程内都处于动力飞行段或者说主动段。

固冲一体化发动机的优势明显，例如大大降低了导弹体积，提高了发动机的比冲（单位质量的燃料产生的冲量）。但是3M9导弹由于射程较短，冲压发动机燃料少，工作时间短，助推器的燃料占了相当大的一部分，所以整体收益不是那么高。

同时，当时的冲压发动机也存在一些缺点，抵消了其部分优势，尤其在这种小型导弹上。比如结构仍显复杂，这意味着付出更多的重量代价。其次，低空进气阻力大，难以以最高速飞行。另外，大过载机动也会影响进气，这就限制了导弹进行大过载机动。此外，其燃烧速度慢，导致导弹最大速度较小。例如，采用高能固体燃料发动机的第三代地空导弹普遍达到了5、6马赫以上的速度，亚燃冲压发动机只能哀叹“臣妾做不到啊！”

“立方体”导弹的最大速度也不高，国内权威资料认为是2.2马赫，一些国外资料认为其最大速度只有1.7马赫。按照俄方资料，“立方体”M3之前的型号最大飞行速度600米/秒（1.76马赫），“立方体”M3、M4为700米/秒（高空速度大约2.2马赫），也就是说上述参数是针对不同型号的。

说完导弹的身躯，我们还要看看它的大脑和灵魂——导引头和控制律。

该导弹采用的是比例导引法，该导引法是指导弹在攻击目标的导引过程中，导弹速度矢量转动的角速度与目标瞄准线转动的角速度成一定比例的导引方法。假设这个比例是K，那么目标相对导弹转动的速度为1度/秒，那么导弹矢量的角速度就应该是K度/秒。这是目前自导引防空/空空导弹使用的最多的导引律，在其基礎上还演化出修正的比例导引法。导引律的总体趋势是让导弹的飞行弹道比较平滑，不那么弯曲，节省导弹能量。

而追踪法是指导弹速度矢量时刻指向目标的引导方法，简单说就是导弹一直冲着目标飞。这样，基本上对任何目标，最后都演化为绕到目标的后方攻击，这种导引律的弹道过于弯曲，目前基本被淘汰。

该导弹的半主动雷达导引头安装于导弹头部，采用圆形抛物面天线，具有6个工作频率可以选择装订（要与雷达保持一致），它用来接收照射雷达照射到目标反射回来的连续波信号。此外，在4个尾翼中的2个尾翼的翼尖上还装有直波接收天线，用来接收照射雷达直接辐射的连续波信号。两种信号经过处理，变成控制信号送给自动驾驶仪，再驱动舵机控制导弹飞行。

连续波雷达要实现测距，可采用频率调制，也就是调频测距法。发射机产生连续高频等幅，其频率在时间上按三角波或者正弦波规律变化。目标回波和发射机直接耦合过来的信号加到接收机混频器内，在无线电波传播到目标并返回天线这段时间内，发射频率较之回波频率已有了变化，因此混频器便产生了差频电压，差频电压经放大，限幅后加到频率计上。由于差频电压的频率与目标的距离有关，所以利用频率计测出差频，也就测出了距离。（未完待续）

[编辑/行健]