凱山一號防空飛彈系統

 

2009年10月1日中國慶閱兵預演中的紅旗-12防空飛彈發射車,這是凱山一號防空飛彈系統的中國自用版本。

──by captain Picard

 


 

KS-1是中國航天二院(又稱中國國防技術研究院(CADT),或中國長風機械及電子技術研究院,屬隸於中國航天工科集團(CASIC))在1980年代開始研發的陸基機動式防空飛彈系統,原本打算取代仿自蘇聯SA-2的紅旗二型(HQ-2),在1989年完成首度試射,1991年於巴黎航空展中首度公開亮相,並在1994年完成初步定型;然而由於諸多技術問題,性能並不過關,KS-1並未獲得解放軍的採用。KS-1是 中國第一種採用相位陣列雷達的國產防空飛彈系統,使用單一的SJ-202或改良後的SJ-212相位陣列搜索/射控雷達。KS-1飛彈構型與英國短劍防空飛彈有些類似,彈體中部有一組大型梯形翼面,彈尾則有一組十字形梯形控制面,彈體長度5.6m,彈徑40cm,翼展1.2m,全重900kg,配備一個重量100kg的高爆戰鬥部(採用無線電近發引信),動力為固態火箭發動機,最大飛行速率超過4馬赫,有效射程7~42km,有效射高500~25000m,最大機動過載20G,可攔截秒速750m、以5G機動的目標。

KS-1A外銷廣告的畫面,其發射架採用較為落伍的雙聯裝開架式構型。

由於SJ-202/212雷達的功能、性能甚至外型都與美國愛國者飛彈系統的MPQ-53射控雷達相近,因此美國在1990年代中期一度懷疑中國透過以色列取得愛國者防空飛彈系統的技術來發展KS-1,甚至派遣一個調查團前往以色列 。然而另一種說法則是SJ-202/212實際上是俄羅斯S-300PMU防空導彈的26D6相控陣雷達的中國仿製版。與MPQ-53相似,SJ-202/212同樣兼具搜索與射控功能,也使用一個 排列成圓形的主天線陣列,不過許多細節不同:MPQ-53的敵我識別(IFF)天線位於主天線下方,而SJ-202的IFF天線則裝在主天線上方,兩者都以L波段工作,但形狀不同。此外,SJ-202擁有三個用來標定電子干擾方位的矩形旁波瓣對消天線,而MPQ-53則擁有五個對消天線,分置於三處,形狀是六角形。此外,MPQ-53的主天線下方右側裝有一個負責TVM導引的天線,但是SJ-202/212則有擁有三個用來傳輸飛彈控制指令的天線,分別位於主天線的右上角、左上角與右下角 。MPQ-53的天線陣面由1000個以上的移相器構成,而SJ-202/212只有700到800個左右。

與愛國者的MPQ-53以及俄羅斯S-300PMU的26D2雷達相同,SJ-202/212也採用電磁透鏡餽源,發射機位於天線後方,不經任何波導線路而直接透過空氣向天線餽送射頻能量,天線接收到射頻能量後以電子控制移相方式生成雷達波束,並控制波束在空間中進行掃描;由於不需要用複雜的波導結構將射頻能源從發射機送至天線陣面,因此電磁透鏡的相位陣列雷達系統體積重量相對較低,易於部署在車輛平台上,但電磁波從發射機到天線之間的傳輸會受周遭大氣狀況影響,損耗較大。SJ-202/212採用G波段操作,波束能涵蓋120度的水平方位,最大探測距離115km,追蹤距離80km,導控飛彈的距離50km,可 同時導引6枚導彈同時攻擊3個(每兩枚飛彈接戰一個)至6個目標(每一枚飛彈接戰一個),具有抗干擾和對抗空對地導彈的能力。愛國者飛彈的導引模式為中途指揮/終端TVM導引,而KS-1則沿用與HQ-2相似、較為落伍的全程無線電指揮導引。發射器方面,愛國者飛彈使用四聯裝車載密閉式舉升發射箱,而KS-1則採用開放式雙 臂迴旋發射架(飛彈掛於發射臂下方),有固定式與車載兩種構型。每個基本的KS-1防空飛彈單位包含一部SJ-202相位陣列雷達車、一輛SJ-231指揮車、四輛雙聯裝飛彈發射車、24枚KS-1飛彈以及相關支援設備等等。

左為早期KS-1使用的S-212相位陣列雷達,右側則為KS-1A/HQ-12改用的HT-233相位陣列雷達。

換用封閉式發射箱的KS-1A改良型。

KS-1雖然擁有SJ-202相位陣列雷達這個技術亮點,然而飛彈本身性能不佳,射程太難看(彈體尺寸與KS-1相近的早期型愛國者射程約80~100km,是KS-1的兩倍以上 ,足見KS-1推進系統的能量密度差距太大) ,發射架構型太過時,無線電導引方式落伍,甚至一度被譏為只不過是「HQ-2換裝固態火箭」的版本;而KS-1最小射高太大(500m)、最小射程太長(7km),意味著KS-1火力盲區太大,只適合攔截中、高空的有人噴射機,對於低空飛行的噴射機、巡航飛彈等便力有未逮。在1997年,KS-1於珠海航太展中展示亮相。雖然初遇挫折,未達到解放軍的標準,CADT仍繼續慢慢研改KS-1。在1990年代後期,CADT又推出了KS-1的改良型,稱為KS-1A,並由中國國家精密機械進出口公司(CPMIEC)對外展示行銷。KS-1A的最大射程改用一具雙節固態火箭,彈體重量略減為866kg, 有效射程範圍5~50km,最大射高增為27010m。此外,KS-1A換裝一套更先進的HT-233 C波段(300MHz)單脈衝平面相位陣列搜索/射控雷達,每個陣列天線上有1000個以上的移相器,平均功率60KW,峰值功率1MW,最大搜索距離120km以上,對戰機目標的追蹤距離90km,波束掃描範圍為水平120度、垂直65度,可與旅級指揮中心連結,最多約能同時追蹤100個空中目標 ,並分配接戰其中50個目標(對整個防空旅而言)。

在2004年7月,外電報導KS-1A參與了馬來西亞陸軍新一代防空飛彈系統競標,在2005年12月又傳出KS-1送至馬來西亞進行測試評估,不過最後仍在2007年被淘汰出局,這是因為KS-1A許多技術細節仍落後於世界當前水平,例如雷達射控車與飛彈車之間的信號傳輸竟然要依賴導線,而不是無線電資料鏈(CPMIEC宣稱能依照國外客戶需求加裝無線傳輸系統)。在2000年代,KS-1進一步改良的型號終於被解放軍採用,並獲得HQ-12的型號,開始替代老驥伏櫪的HQ-2。相較於KS-1A,HQ-12又做了不少改良,其中最重要的就是改用終端主動雷達導引機制取代原本的全程無線電指揮。在2007年7月於北京舉行的「中國人民解放軍建軍80週年成果展」中,HQ-12首度亮相。相較於性能高但價格高昂的S-300與HQ-9,較為低檔便宜的HQ-12更能大量生產,迅速地普遍替換老舊的HQ-2型。除此之外,在2007年,也出現改良版凱山一號換用封閉式發射箱的構型,足見其技術已經日益精進。

2016年10月珠海航展中展出的紅旗22防空飛彈,是KS-1/HQ-12的後續發展型號,

使用封閉式的四聯裝發射器。

在2010年代,中國又根據紅旗2/紅旗12的基礎,研製紅旗22防空導彈,外銷型號FK-3。 依照資料,紅旗22在2009年立項,由中國航天科工10院負責發展,2015年完成定型試驗。 在2014年珠海航展中,中國航天科工10院展出 FK-3,說明中指出這是全天候中/遠程地空導彈武器系統, 主要用於區域、要地和野戰防空,攔截各類固定翼飛機(包括無人機) 、巡航導彈、戰術空地導彈、武裝直升機等目標,可在電磁干擾環境下進行防空作戰。FK-3的 有效射程5km~100km,有效射高50~27000m,制導體制有中途 指令導引/終端半主動雷達歸向,以及全程指令雙模制導等兩種模式。 FK─3/HQ-22的發射車改用類似於HQ-9、S300的四聯裝封閉式發射筒。 一個FK─3/HQ-22的火力單元(營級)使用一部火控雷達,可引導12枚導彈攔截6個目標。 一個FK─3/HQ-22的旅級作戰單位由一輛指揮控制車來指揮6個營級火力單元,可使用72枚導彈攔截36個目標。 在2016年11月初珠海航展中,中國航天科工10院展出的FK-3正式標明了HQ-22的中國軍用型號,意味已經定型並進入部隊服役, 陸續取代中國許多陸軍防空單位的老舊紅旗2型。

2016年10月珠海航展中展出的FT3防空導彈,是HQ-22的出口型號。

 

未成的艦載版(海紅旗-8)

據日後的報導,中國1990年代曾有一次針對艦載區域防空飛彈系統的不成功嘗試,據說是從陸基凱山一號(KS-1)防空飛彈系統衍生而來,型號稱為海紅旗-8(HHQ-8)防空飛彈系統,發射系統改為冷發射垂直發射器,並沿用陸基凱山一號的相控陣系統。然而,海紅旗-8的開發並不順利,性能也不過關;根據某些報導,到計畫終止時到,海紅旗-8前後總共出現超過250個大小問題,其中一個重要原因是海紅旗-8的前身凱山一號是傾斜發射的陸基防空飛彈,改為垂直發射時適應不良。此外,海紅旗-8的 原始性能不良,整體性能與射程(有效射程7~42km,有效射高500~25000m)並不比 俄羅斯現代級導彈驅逐艦上的Shtil-1好,甚至低空攔截性能差了許多(最小射高仍高達500m) ,使得中國設計人員被迫保留既有的海紅旗-7短程防空導彈系統,整體系統配置效率低下; 而海紅旗-8的先天設計已經落伍,體積過於龐大,設計時艦上空間只夠容納16枚,根本無法應付作戰需要。因此,海紅旗-8最後遭到取消。