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小火箭出品
本文作者：邢強博士
本文共6448字，87圖。預計閱讀時間：50分鐘。
本文是小火箭經典飛彈與火箭系列文章第4季的第4篇。在本季，小火箭以固體火箭發動機的綜述文章開篇，繼續咱們的飛彈與火箭之旅。本季第2篇，小火箭講述了民兵洲際彈道飛彈的誕生背景與總體設計特點，給出了民兵I、II、III共3型彈道飛彈固體火箭發動機的裝藥配方並計算了民兵III洲際彈道飛彈的典型彈道。在本季第3篇，小火箭分析了美國唯一一款現役陸基戰略核飛彈的部署、運輸與防護特點。
本文，小火箭將要與大家一起討論的，是蘇聯/俄羅斯的經典防空反導飛彈S-300。
誕生
任何一款武器系統的誕生都有其特定的歷史背景。武器系統的戰術技術指標本身也就反應了設計部門和軍方對未來戰爭形態的理解。S-300飛彈當然也不能例外。
1963年8月20日，在美國新墨西哥州的白沙飛彈靶場（美國陸軍彈道飛彈的搖籃），潘興彈道飛彈成功發射。這段時期，美國軍方對於彈道飛彈越來越重視，無論是戰術彈道飛彈還是戰略彈道飛彈，都在蓬勃發展中。
1966年6月8日，在一場為了拍攝空中定裝照而進行的緊密編隊飛行中，美國XB-70A「戰神婢女」二號機與一架隸屬於NASA，編號為N813NA的F-104N伴飛戰鬥機意外發生了空中相撞事故，墜毀在加利福尼亞巴斯託北部的沙漠裡。
當時駕駛F-104N的飛行員是赫赫有名的NASA總試飛官喬·沃克，他當場喪生。XB-70A二號機的副駕駛卡爾·克羅斯沒來得及跳傘，也在意外中喪生。正在駕駛XB-70A飛行的艾爾·懷特非常幸運地彈射跳傘成功。
這場事故引發了美國軍工相關的科研單位的大討論。在彈道飛彈技術蒸蒸日上的情況下，到底還有沒有必要發展基於高速突防理論的轟炸機呢？
這場辯論進行地轟轟烈烈。熟悉科技發展史的好友或許能夠記起，在討論中，突然另外一個派別殺入：巡航飛彈派。
1952年，美國自行研發的第一款巡航飛彈「鬥牛士」正式入役。在上世紀50年代，美國空軍認為這種飛彈本質上是一種無人駕駛的轟炸機，因此賦予其B-61的轟炸機編號。
但是，進入上世紀60年代，學術領域和軍方的巡航飛彈派迅速崛起。1963年，鬥牛士巡航飛彈獲得新的編號：MGM-1。這標誌著巡航飛彈開始正式成為一種獨立的武器裝備。
隨著地形匹配導航制導技術、核彈頭小型化和小型渦噴與渦扇發動機的出現，現代巡航飛彈呼之欲出。上圖為美國冥王星計劃中能夠攜帶氫彈以3馬赫速度進行跨越洲際飛行的巡航飛彈。
潘興飛彈、戰神婢女轟炸機、新型巡航飛彈（其實就是後來在上世紀70年代立項的戰斧飛彈）這3種改變戰爭形態的武器在上世紀60年代中期的大討論中，誰也沒能佔據絕對的優勢。
最終，美國軍方給出的結論是：全面發展，爭取在各個方面都能夠有所突破。
一直在密切關注相關動向的蘇聯人一下子醒悟了：原來戰爭的玩法變了！以往那種僅僅是用來攔截B-52轟炸機的地空飛彈在面臨高空高速突防的飛機、數量龐大的戰術彈道核飛彈、低空突防的巡航飛彈這3類目標同時襲擊的時候，顯得弱爆了。
1967年，在蘇聯莫斯科召開了一場氣氛凝重的學術會議。蘇聯軍方提出了對美國轟炸機、戰術彈道飛彈和巡航飛彈3種類型的打擊武器的擔憂。
然後，軍方提出了需求：需要一款射程能夠超過150公裡，射高能夠涵蓋2.5萬米到3萬米高空，同時還能具備打擊巡航飛彈和戰術彈道飛彈能力的防空飛彈。
當時，會上有人直接指出「打轟炸機、打戰術彈道飛彈、打巡航飛彈，這實際上是3款完全不同的飛彈啊！」
而會議上，金剛石設計局的老總師拉斯普列京博士則接下了這個難題。上圖為金剛石設計局的老辦公樓。
拉斯普列京當時已經59歲了，早已過了一名飛彈設計師的黃金年齡（25歲到35歲），但是他在金剛石設計局主持大局的那段日子裡研發的S-75（也就是薩姆-2）防空飛彈，是在那個年代唯一有過擊落RB-57D和U-2高空偵察機的實際戰例的飛彈。
幼年喪父的拉斯普列京堅韌的性格不容許他知難而退，設計局的其他設計師也都躍躍欲試。於是，S-300飛彈系列開始正式立項並開啟了她的傳奇之旅。
譜系
小火箭在本文的標題中提到了，S-300是譜系最龐大的一款防空反導飛彈，實際上這是一個飛彈大家族。
S-300飛彈家族從1978年入役以來到現在，已經發展出了20多個型號，本文不準備一一介紹，僅按照不同的用途，來分大類進行介紹。
小火箭認為，對於這種譜系龐雜的飛彈武器系統，不妨按照博物學家的門綱科屬種的分類學的思路來進行分析。
總體來說，S-300飛彈實際上可以分為以防空為主的S-300P和以反導為主的S-300V還有艦載版本的S-300F這三大類。
S-300P
S-300這個名字，實際上是С-300П按照西裡爾字母和拉丁字母對應關係轉過來的。S-300符合以英語為代表的拉丁字母習慣，C-300則是對俄語西裡爾字母的直接搬運。西裡爾字母的C、P和П分別對應拉丁字母的S、R和P。因此俄文的С-300П對應到英文就是S-300P。俄文的P-73飛彈對應到英文就是R-73飛彈。
S-300P飛彈是蘇聯裝備的S-300飛彈家族的最早的一員。P這個後綴是西裡爾字母П的轉寫。而П是ПВО страны的首字母，這是「國土防空」的意思。
因此，S-300P的研製目的也就很明確了：國土防空，用於打擊入侵的轟炸機和巡航飛彈。
S-300P的最大識別特徵就是拖車了。該系統的攔截彈是由KrAZ-260卡車拖拽的。
有關KrAZ-260卡車，小火箭爭取在後續文章中詳細敘述。
為什麼用這種拖車的方式運輸，為什麼又非得選用KrAZ-260卡車呢？
沒有什麼特殊的原因。因為就像上圖展示的那樣，當年的S-200防空飛彈也是這麼運輸的。因此，這是蘇聯國土防空部隊的裝備由S-200飛彈向S-300飛彈過渡的一種遺留配置。
為了增強發射過程中的運輸-起豎-發射拖車的穩定性，拖車設有液壓支撐機構。注意支撐腿的底盤上有3個便於在緊急情況下快速收放的抓手。
這種衝入氮氣密封保存飛彈的發射筒成為了S-300飛彈家族的特徵。
密封的飛彈發射筒使得S-300飛彈可以省掉大部分的檢修保障環節，從而大幅提升飛彈的貯存期。（詳見小火箭的公號文章《飛彈的「保質期」有多長？》）
如果大家手裡也有S-300飛彈的技術手冊的話，可以看到這樣一句暖心的話：
「本彈貯存期為10年，在10年內無需進行任何檢測。在第10年年底檢測可靠性為0.90，發射成功率為0.80。允許每年進行5次檢測。」
能夠做到這一點，非常不易。
1978年，最早裝備的80套S-300P防空飛彈武器系統部署在了莫斯科周邊，開始肩負起保衛莫斯科的使命。
這是S-300P家族裝備的早期版本的5N63S雷達。
有趣的是，美國實際上也在上世紀60年代開始研發類似的防空飛彈武器系統。
1967年5月，雷神公司被選為主承包商，1969年11月，當時叫做SAM-D的防空飛彈進行了首次試射。這就是後來大名鼎鼎的「愛國者」防空反導飛彈的前身。
蘇聯的S-300飛彈和美國的愛國者飛彈都是在1967年開始發展的，可謂是同時起步。
而如果看得更仔細一點的話，我們可以發現，S-300飛彈系統使用的5N63S雷達與愛國者飛彈的AN/MPQ-53雷達也都不約而同地選用了相控陣雷達的方案，注重對多個目標的探測和跟蹤的能力。
不過，S-300飛彈採用的是垂直冷發射方案。飛彈由燃氣發生器將飛彈吹出發射筒，在飛彈質心升到20米後，主發動機點火。因此，S-300飛彈的射擊死角遠小於傾斜發射的愛國者飛彈，從這個方面來說，S-300的設計優於愛國者飛彈。
不過，早期S-300P的射程比較尷尬，只有47公裡。這個和當年會議中期望的150公裡射程差距太大。因此，S-300P飛彈不可避免地開始走向了增程的漫漫長路。
繼1978年基礎版的S-300P之後，蘇聯/俄羅斯又陸續在1982年裝備了S-300PM，在1985年裝備了S-300PMU，在1993年裝備了S-300PMU1，在1998年裝備了S-300PMU2，在1999年裝備了S-300PMU3。
在維持原飛彈0.5米彈徑和1.8噸的發射重量不變的前提下，S-300P的各種改型將射程推向一個又一個高峰，從47公裡增加到75公裡，然後繼續增程到90公裡、120公裡和200公裡。這主要是由不斷改進S-300飛彈的固體火箭發動機的配方和優化飛彈的彈道來實現的。（有關固體火箭發動機不斷升級改進的技術發展史，詳見小火箭的公號文章《聊聊固體火箭發動機的推進劑》。）
在不斷升級改進的過程中，S-300P飛彈也在不斷開拓著海外市場。上圖為斯洛伐克防空部隊裝備的S-300P系列飛彈（採用比較特別的雙聯裝方式）。
除飛彈本身的性能有了大幅改進之外，S-300P飛彈家族的制導控制體系也在不斷進步。上圖為S-300PMU2武器系統中的64N6E2雷達。
S-300PMU2攔截彈的最小射程為3公裡，最大作戰高度27公裡，最小作戰高度10米，目標最大速度10000公裡/小時，可同時攔截36個目標，同時制導72枚飛彈，飛彈發射間隔3秒。
上圖是S-300PMU2武器系統的3個重要組成部分，從左到右依次為：64N6E2搜索雷達、54K6E2作戰指揮車和5P85運輸-起豎-發射系統。
（蘇聯/俄羅斯的武器裝備系統的編號是數字+字母+數字的形式，比較複雜。小火箭僅稍微說明，比如，第一位阿拉伯數字5，代表的是防空武器系統，字母P則是飛彈或者火箭的發射裝置。那麼5P85就代表型號為85的防空武器發射系統。）
後期型號的S-300P飛彈家族的比較大的識別特徵就是對MAZ 7910系列越野車底盤的大量應用。這大幅提升了S-300P防空飛彈家族的越野機動能力。
這些平平的大板子是S-300PMU2飛彈武器系統採用的目標照射雷達。
正在進行吊裝作業的S-300P飛彈。吊車和運輸拖車的拖頭都是KrAZ-260B卡車。
正在起豎過程中的S-300P防空飛彈。MAZ系列的越野車輛看起來比之前的拖車要給力一些。
烏克蘭軍隊裝備的S-300P系列防空飛彈。
後期版本的S-300P飛彈的裝彈吊裝作業也充分考慮了野外環境，針對大風和暴雨環境進行了優化。比起之前的傳統吊車，穩定多了。
S-300P防空飛彈武器系統採用的5V55防空攔截彈。
實際上，S-300P飛彈系統還能夠採用48N6系列和9M96系列的防空飛彈。
比起5V55和48N6系列的飛彈來說，9M96系列要小得多。
9M96系列防空飛彈的發射筒也比5V55飛彈小得多。
覆蓋較遠射程的飛彈與兼顧飛彈數量的四聯裝9M96系列飛彈混裝後的效果。
大個頭的40N6飛彈的射程為400公裡，稍小一些的48N6飛彈的射程為250公裡。
而小個子9M96E2飛彈的射程為120公裡，更小的9M96E飛彈的射程為40公裡。這些都可以集中在S-300P飛彈武器系統的發射裝置中。
這張2013年發行的紀念郵票上，S-300P家族的飛彈成為了主角。
郵票中的150是什麼意思呢？
這是紀念奧布霍夫國營兵工廠成立150周年的意思。這家兵工廠早期是生產火炮的，有著與英國阿姆斯特朗和德國克虜伯進行角逐，問鼎火炮工業界老大的雄心。後來，該兵工廠成為生產S-300系列飛彈的主力。
MAZ越野車輛的引入增強了S-300P飛彈的機動部署能力。
S-300P系列飛彈出筒瞬間。
以冷發射的方式垂直出筒的S-300P飛彈的發動機尚未點火的瞬間。
（以這樣的方式彈射出筒，萬一主發動機沒能點火成功，豈不是要把發射筒給砸了？是的，這個猜測是合理的。而且在靶試過程中的確出過這樣的事情。小火箭找到了在靶場出現這種情況的錄像，與發射成功的錄像一併放在了本文末尾的視頻中。）
S-300P飛彈點火的場景。
S-300PMU防空攔截彈繼續向後發展，就誕生了S-400飛彈。
S-400飛彈也好認。看，齊頭兒的10輪拖車，而且看起來比較新，那就是S-400飛彈了。
S-300V
S-300V這個名字看起來和S-300P比較像，但實際上這是安泰設計局而不是金剛石設計局的產品（兩個設計局在2002年4月份合併了，成立了俄羅斯「金剛石-安泰」防空集團責任有限公司。）
1973年，美國開始研製擁有末端機動能力的潘興II型彈道飛彈。
蘇聯方面猜測，這種射程超過1770公裡，命中精度為30米的核飛彈很有可能會部署在蘇聯周邊。
而到了上世紀80年代，還真的有108枚潘興II型彈道飛彈準備部署在西德。
這下子，蘇聯的很多大城市都在美國核飛彈的威懾之下了。為此，專門為戰區反導而設計的S-300V應運而生。
1983年，S-300V開始小量裝備，通過測試證明系統後效後，開始大量裝備。
比起S-300P來說，S-300V可謂是畫風突變（其實本來就是兩個不同的設計局，針對不同的目標而研發的兩個不同的飛彈武器系統）。
S-300V採用9A83系列履帶式裝甲車輛來進行機動。
（小火箭在這裡多說兩句吧。9A83裡的9代表的是陸軍飛彈與陸軍無人機相關裝備，A代表發射裝置。咦？前面不是說P代表發射裝置麼？別著急，P在5後面才表示防空飛彈的發射裝置。比如5P85就是S-300P防空飛彈的輪式越野發射車輛。為什麼不統一？哈，蘇聯/俄羅斯的武器裝備命名就是這個風格的，習慣了就好了。）
9A代表陸軍飛彈或者火箭的發射裝置。9A83是S-300V反導飛彈的發射車（發射的是S-300V反導系統的9M83反導攔截彈。M跟在9後面，表示這是陸軍的飛彈。）
這是9A52，也就是龍捲風多管火箭炮的發射裝置。
啥？9A83就是履帶車，而9A52又是MAZ系列的輪式越野車輛了。
嗯，就是這麼亂的。
同樣是明斯克的MAZ越野車輛系列，在S-300P防空飛彈這裡，得到的編號是5P85。
沒事兒，以後看到輪式越野車輛帶著幾個並聯的發射筒，那基本上就是S-300PMU，看見履帶車輛帶著幾個大大的發射筒，那就是S-300V了，好認。
9A83、9A82與S-300V反導飛彈系統的指揮車。
9M82反導攔截彈和9M83反導攔截彈的主要差別就是個頭兒。因此，對於同樣型號的發射車而言，裝備大個子9M82飛彈時，只能雙聯裝。
這就給我們提供了通過數發射筒來辨識S-300V飛彈具體型號的機會：
一看，哈！9A83履帶式裝甲發射車，S-300V無疑了。咦？四聯裝，4個發射筒，好了，八成是9M83反導攔截彈。
9M82反導攔截彈的多角度近照。（展示火箭和飛彈系統的各個細節，符合小火箭風格。）
9M83反導攔截彈的多角度近照。
哈！原來發射筒裡神神秘秘的俄式反導攔截彈長這個樣子啊！
能夠提供S-300V反導攔截彈的更多細節麼？
可以的，小火箭在這裡把相關圖紙放出來，方便感興趣的工程師計算使用。近期小火箭遇到一些變故，就暫且不對此進行氣動計算和彈道計算了。
注意S-300V反導攔截彈在發射筒內的情況
注意S-300V反導攔截彈的固體火箭發動機的設計細節。
後來，S-300P與S-300V飛彈兩大家族之間的競爭的火藥味開始變濃。
使用了新型雷達的S-300PMU1、PMU2飛彈系統逐漸跳出了防空飛彈的範疇，開始擁有一定程度的反導能力（單發攔截中近程彈道飛彈的成功率為0.7）。
上圖為30N6E2雷達，這種雷達賦予了S-300P家族的新型防空飛彈偵測再入大氣層的中程彈道飛彈的能力。
S-300V當然不甘落後！S-300P這種原本用來防空的飛彈開始向反導能力拓展，那S-300V家族向下拓展，具備打擊飛機和巡航飛彈的能力也不是不可能的。上圖為S-300V家族反導攔截彈系統為拓展能力而採用的新型9S15M雷達。
從9S15M這個名字就能看出S-300V家族的野心。
9，代表陸軍飛彈系統，而S不是隨便叫的。帶S的，通常是指揮中心。這傢伙要成長為擁有全空域全目標攔截能力且能夠協調指揮整個戰區的作戰系統。
這種指揮系統可在遭遇強烈的主動幹擾和被動幹擾的情況下，跟蹤300公裡範圍內的200個目標，並指揮多種飛彈對其中的70多個目標實施打擊。
這就是S-300VM系統（出口型叫做 安泰-2500）
安泰-2500的安泰二字好理解，向金剛石設計局叫板，緬懷曾經的安泰設計局。而2500則是指這種飛彈能力打擊和攔截在2500公裡範圍內起飛的多種飛行器（包括飛機和飛彈）。當然，2500公裡指的是目標飛行器的起飛位置到攔截彈的發射位置之間的距離，不代表攔截彈的最大射程。
實際上，安泰-2500系統攔截飛機類目標的最大射程為200公裡，攔截彈道飛彈類目標的最大攔截高度為30公裡。
按設計指標，安泰-2500（S-300VM）對飛毛腿飛彈的攔截成功率為0.96（一定得高於0.7，否則就真的敗給了原本是為了防空而設計的S-300P了）。這個指標相當高，要知道，愛國者飛彈攔截飛毛腿飛彈的成功率也不過僅僅是0.36。
S-300F
一款優秀的飛彈武器系統的顯著特徵是什麼呢？
那就是往往會在多個平臺與多個場合得到大量應用。
S-300家族當然也不會例外。上圖為基洛夫級飛彈巡洋艦。該型巡洋艦是俄羅斯乃至全世界僅次於航空母艦的最大軍艦，是目前世界上唯一一款排水量超過兩萬噸並且使用核動力的現役巡洋艦。
基洛夫級核動力巡洋艦上裝載了500多枚各型飛彈，是典型的「武庫艦」。
從基洛夫級核動力巡洋艦甲板上做運動的光膀子水兵中間，可以看到飛彈垂直發射系統的口蓋。
在這裡，我們能找到S-300飛彈的身影麼？
4座 AK-630 六管30mm近防炮
2座 SA-N-4 防空飛彈發射裝置
20座 SS-N-19 反艦飛彈垂髮
12座 S-300F飛彈垂髮
2具 SS-N-14 反潛飛彈發射裝置
在卡拉級飛彈巡洋艦上也能找到S-300的身影麼？
在光榮級飛彈巡洋艦上能找到S-300麼？
答案是肯定的。在這樣的垂直發射裝置中，就藏著S-300大家族的第3個分支S-300F艦載防空飛彈家族。（不過，在其他地方，這款飛彈通常被按照北約代號重新命名為SA-N-6。）
這是俄羅斯光榮級飛彈巡洋艦烏斯季諾夫元帥號上的S-300F艦載防空飛彈的垂直發射系統。每艘光榮級飛彈巡航艦上面配備64枚S-300F飛彈。
打開口蓋，探頭看下去，或者乾脆下到甲板下面來看一看。哈！終於看到了熟悉的發射筒！
感謝大家與小火箭一起探究了S-300飛彈龐大的家族譜系：S-300P防空飛彈、S-300V反導飛彈、S-300F艦載飛彈。如今，防空與反導之間的界限已經模糊，飛彈的陸基與海基使用也趨於通用化。
S-300飛彈大家族在世界各國的發展，也將繼續下去。
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