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烏克蘭勝利的武器:愛國者防空系統回顧

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如您所知,美國計劃派遣第一批防空系統 愛國者 2023 年初前往烏克蘭。 今天國防部長列茲尼科夫 報導:“愛國者係統已經抵達烏克蘭。” 讓我們仔細看看這個導彈系統。

該系統的移交既是對美國支持烏克蘭方向不變的肯定,也是烏克蘭防空能力和潛力的顯著提升,對烏克蘭防空和進一步推動烏克蘭防空發展發出了良好信號。與其他西方夥伴的合作。 例如,烏克蘭武裝部隊空軍發言人 Yuriy Ignat 上校在播出全國電視節目時 陳述,“該綜合體將能夠到達最遠 150 公里的(目標),這將有可能將俄羅斯飛機趕出我們的邊界。”

愛國者

一定年齡的讀者可能還記得,他們第一次聽說愛國者導彈是在 1991 年的海灣戰爭中,當時該導彈系統有效地擊落了伊拉克防衛以色列的飛毛腿導彈。

愛國者是美國軍火市場上最搶手的防空系統之一,目前在歐洲的沙特阿拉伯、阿聯酋和北約國家服役。 以色列仍在使用它。 現在可以將烏克蘭添加到此列表中。

所以,一切都井井有條。

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愛國者防空導彈系統有什麼有趣的地方

愛國者是一種遠程機動防空導彈和反導系統,能夠在任何高度、任何天氣條件下打擊目標,旨在打擊戰術彈道導彈、巡航導彈和飛機。 安裝在卡車上,每個系統都能夠容納四枚可以隨意移動的攔截導彈。 該綜合體由馬薩諸塞州的雷神公司和佛羅里達州的洛克希德馬丁導彈與火控公司生產。

愛國者

愛國者於 1980 年代首次部署,現已成為美軍防空和導彈防禦的主力,是其力量的關鍵要素,也是美國對盟友和夥伴承諾的主要像徵。 與單獨的導彈綜合體不同,愛國者包括一系列元素、控制單元、雷達、一系列攔截器和其他支持設備。 愛國者在美國和盟國服役,包括德國、希臘、以色列、日本、科威特、荷蘭、沙特阿拉伯、韓國、波蘭、瑞典、卡塔爾、阿拉伯聯合酋長國、羅馬尼亞、西班牙和台灣. 烏克蘭很快就會加入他們。

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愛國者這個詞是用於攔截目標的相控陣跟踪雷達的縮寫。 該導彈系統於 1976 年獲得此名稱,但以前稱為 SAM-D。 該計劃可追溯到 1960 年代,旨在取代或補充 HAWK 和 Nike-Hercules 防空系統。

在過去 30 年中,美國軍方在多次沖突中使用了愛國者電池。

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愛國者防空導彈系統的目的

愛國者防空導彈系統用於在敵人強大的無線電電子對抗條件下,從所有現有的空襲手段中覆蓋大型行政和工業中心、海軍和航空基地。 該綜合體能夠同時探測和識別 100 多個空中目標,連續監視八個選定的目標,為每個目標發射、發射和引導最多三枚導彈準備基礎數據。

防空電池包括 4-8 個發射器,每個發射器有四枚導彈。 連隊是可以獨立執行戰鬥任務的最小戰術火力單位。 電池最常用作分區的一部分。

愛國者

愛國者導彈綜合體具有很高的作戰能力。 該綜合體的有效性是由於其在先進的示意圖解決方案的基礎上建造的,在導彈綜合體的系統和單元中使用現代材料和先進技術而實現的。

愛國者

SAM 系統的主要技術解決方案包括:

  • 具有相控陣和電子掃描波束的多功能雷達。
  • 組合製導方案(無線電指令 - 在軌蹟的中間部分和“導彈制導” - 在最後部分)可以顯著減少導航頭的尺寸和高精度機載設備的成本導彈。 所有這一切都是由於將機載計算機的功能轉移到綜合體的地面設備並減少了所需的目標捕獲範圍。
  • 重要的射程和高導彈速度。

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愛國者防空系統的形成階段

該綜合體的開發始於 1963 年,以取代上一代防空系統。 導彈的首次飛行試驗於 1970 年 11 月進行,1974 年 月 日,導彈根據地面雷達的指令首次進行製導機動。

自 1983 年以來,這些防空系統一直在美國地面部隊服役,供應給美國的北約盟國以及以色列、沙特阿拉伯和日本。 愛國者在波斯灣戰爭期間廣受歡迎。 甚至不是因為它被證明是一種可靠的防空手段。 據製造商稱,他們在那場戰爭後的銷售額約為 3 億美元。

在波斯灣戰爭期間,愛國者防空系統被用來對抗伊拉克戰術飛毛腿導彈。 關於導彈發射及其飛行軌蹟的警告來自偵察衛星。 這些數據必須在彈頭出現在雷達屏幕上之前至少 90 秒收到。 通常,攔截是在距離電池位置 5-10 公里的 7-15 公里高度進行的。 而且,彈頭有時並沒有完全被摧毀,只是改變了飛行軌跡。 此外,由於目標靠近攔截點,目標可能會被被摧毀的彈頭碎片擊中。 在實際戰鬥條件下,複合體的有效性與現場測試幾乎相同:擊中目標的概率從 0,6(根據五角大樓)到 0,8 - 0,95。

愛國者現代化的目的是調整 SAM 系統以保護小區域免受彈道導彈襲擊。 這種防空砲台的任務不僅是使戰術彈道導彈偏離目標,而且還要摧毀它。 為此,對軟件進行了改進,這也允許在單個火控點的控制下結合三個 Hawk 和 Patriot 防空系統的工作。 在現代化過程中,改進了導彈的戰鬥部分並安裝了新的雷管,增加了彈丸的重量。 這些變化並未影響導彈在空氣動力目標上的有效性,隨後成為所有現代化導彈的標準配置。

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版本 PAC-2 1987 年 23 月在白沙試驗場進行了試驗,一枚改進型愛國者導彈擊中了另一枚仿製蘇聯 SS- 彈道導彈的愛國者導彈。

作為 2 年代初期 RAS-1990 現代化第二階段的一部分,GEM(增強制導導彈)計劃開發了一種導彈,該導彈具有改進的製導系統,其中包括改進的無線電雷管。 這提高了愛國者攔截彈道導彈的作戰能力。

同時,新的QRP(快速反應計畫)對AN/MPQ-53雷達軟體進行了修改,以提高其攔截彈道飛彈的能力。據Reitheon專家稱,與RAC-4變體相比,這使得愛國者飛彈防禦類似飛彈的防禦面積增加了1倍。

愛國者-PAC-3 MSE

雷神公司提議對愛國者復合體進行另一次升級,創建一種新版本的導彈,指定為 RAS-2 Direct Hit(RAS-2 擊殺). 提出進行這種現代化改造的提議是為了使服役的第一版系統具有類似於 RAS-3 導彈的直接命中能力,並提高它們的打擊能力。

現代化涉及用主動 Ku 射程替換現有 PAF-2 導彈的被動 COS、更換高爆彈頭和引入特殊推進裝置,以及導彈軟件的現代化。 新部件使導彈能夠在從引導到與目標碰撞的階段進行機動,以及摧毀攻擊性彈道導彈和巡航導彈、飛機和無人機。 選擇 RAS-2 用於這些目的是因為與 RAS-3 相比具有更長的射程和飛行高度。

與 RAF-3 一起,命中殺傷導彈可以確保愛國者係統運行到 2028 年。 美國陸軍的 SLEP 計劃將涉及將 RAF-2 和 PAC-2GEM 導彈改型升級為 PAC-2GEM+ 配置。 該選項將包括一個高爆碎片彈頭、一個先進的飛行中可重新編程無線電雷管和一個表面聲波發生器,以提高對巡航導彈的有效性。

愛國者-PAC-3

PAC-3 – 愛國者的另一項現代化改造,提高了打擊彈道導彈的能力。 幾乎系統的每個方面都已更新。 展示了新型 MIM-104F 導彈。 它的尺寸比舊的愛國者導彈小得多。 四枚導彈裝在一個集裝箱內。 因此,一個發射器有 16 枚導彈而不是 4 枚。導彈的射程約為 40 公里,飛行高度為 20 公里。 雷達的探測和跟踪範圍擴大了。

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愛國者導彈系統包括什麼?

愛國者

愛國者導彈綜合體包括:

  • 帶相控陣天線的多功能雷達站 AN/MPQ-53
  • 消防站 AN/MSQ-104
  • M901發射器
  • 防空導彈MIM104
  • 電源 AN/MSQ-26
  • 通訊方式、技術設備
  • 無線電技術和工程掩蔽手段。

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有關愛國者防空電池操作的詳細信息

防空導彈MIM-104A

愛國者使用的MIM-104A導彈是一種採用常規空氣動力學設計的單級制導導彈。 導彈由以下部分(從機頭到尾部)組成:整流罩、尋的頭、彈頭、發動機、控制系統(控制單元、4 個橫向穩定器和 4 個帶液壓驅動的方向舵)。

整流罩保護尋的頭免受高空氣動力載荷和高超音速流動速度下的熱流的影響。 整流罩本身由陶瓷合金通過特殊鑄造方法製成。 它的鼻子部分覆蓋著鈷合金。 整流罩主體厚度超過120毫米。

愛國者

整流罩下方是尋的頭的平面雷達天線(直徑 305 毫米),安裝在慣性平台上的萬向懸架中。 在它後面的是 MDAGS 制導系統,它由兩個單元組成——一個 TSG 末端制導單元和一個中段模塊化製導單元 (MMP)。

MMP制導裝置位於彈頭艙內,包含導航裝置和機載計算機。 在彈頭艙內還有一個慣性傳感器、輔助無線電電子設備,包括一個信號轉換器、一個雷管啟動機構和一個帶有引信和天線的高爆集束彈藥。 該火箭使用 Thiocol TX-486 固體推進劑單模式發動機。 兩條電纜穿過發動機外部,將信號從制導系統傳輸到位於火箭尾部的控制系統。 發動機的平均推力為11000 kgf,運行時間為11,5秒。 發動機外殼是火箭體的一部分,但有額外的熱保護。 發動機裝有固定在壁上的傳統固體燃料。 燃料由位於發動機外殼前部的煙火系統點燃。 四個帶液壓驅動的方向盤位於發動機噴嘴周圍。 這部分裝有電池、油箱、壓縮空氣罐、電動泵和高壓裝置。 火箭沒有機翼,氣動升力直接由機身產生。

愛國者

機動時,過載可達25個單位以上。 對導彈系統的控制是使用內置設備進行的。 故障信息自動傳輸到火控系統的計算機。

愛國者防空導彈以工廠包裝的矩形容器交付。 導彈位於兩個導軌上的容器中。 容器本身由安裝在焊接框架中的鋁板製成。 容器的前部用玻璃纖維加固的橡膠蓋封閉,在發射過程中被火箭穿透,而後部用硬玻璃纖維蓋封閉,在齊射期間逸出的氣體將其完全去除。

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MIM-104A導彈發射控制

飛行控制是使用組合製導系統進行的。 飛行初期採用軟件控制,中期採用無線電指揮,末級採用TVM(Track-via-missile - assert through a missile)方式,將指令制導與半空中相結合。積極的。 使用特定的製導方法可以顯著降低系統對各種電子對抗手段的敏感性,也可以以最佳軌跡組織導彈飛行並高效命中目標。

愛國者

TVM方法的本質是這樣的。 在導彈使用AN/MPQ-53雷達瞄準目標的過程中,同時跟踪目標和MIM-104A制導導彈。 MDAGS天線接收目標反射的雷達信號,由其確定的目標視線角坐標通過高頻信道傳輸至專用雷達天線,並發送至火力機載計算機控制點。 計算機還接收雷達直接從目標接收到的信號,並將其與從導彈接收到的信號進行比較。

愛國者

基於對這些信號的分析和比較,導彈的製導指令產生並由雷達的主波束髮送給導彈。 在導彈上轉換後,這些命令被傳輸到控制驅動器以及 MDAGS 天線驅動器,以確保對目標的連續跟踪。

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消防站 AN/MSQ-104

火控點 - 愛國者指揮所 - 位於安裝在 M814 車輛底盤上的特殊容器中。 在裡面,沿著一面牆是通信工具和一個操作員的工作場所,另一面是計算機、數據終端、第二個操作員的工作場所和輔助設備。

愛國者-ANMSQ-104

指揮所的戰鬥計算由兩名操作員組成。 在每個操作員的工作場所,有一個直徑為 53 厘米的空氣狀況指示器、一個指示器控制裝置、一組供操作員在戰鬥工作中輸入和輸出必要的火控信息的按鍵開關,以及一個控制器綜合設施設備運行單元。

愛國者-ANMSQ-104

左側的 APM 指示器顯示了導彈連的探測、控制和射擊區域的總體情況,右側顯示了導彈複合連的所有元件的控制信息和當前空中情況。 使用特殊服務設備,即使在戰鬥期間,您也可以對單個設備和整個導彈的運行進行診斷控制。

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多功能雷達AN/MPQ-53

AN/MPQ-53多功能雷達安裝在重達15噸的兩軸半掛車上,由M818輪式拖拉機運輸。 雷達的工作在很大程度上是自動化的 - 它的維護是從戰鬥計算的控制點進行的,該控制點由兩名操作員組成。 該站幾乎可以同時檢測、識別和跟踪 90 至 125 個空中目標,並對所有瞄准給定扇區目標的 MIM-104A 導彈進行飛行控制。 集成詢問器 AN/TPX-46(V)7 用於識別目標。

烏克蘭勝利的武器:愛國者防空系統回顧

最大目標探測距離為 35-50 公里(目標飛行高度為 50-100 米)和高達 170 公里(飛行高度為 1000-10000 米)。 一切都取決於雷達天線的傾角和目標的方位角。 這是通過使用相控陣天線和高速計算機來實現的,該計算機在所有階段控制站點的運行模式。

該控制系統允許愛國者電池與E-3哨兵遠程探測和控制飛機一起使用。 在這種情況下,愛國者直到最後一刻都處於雷達靜默模式,從飛機機載 AVACS 系統接收目標引導。

在降低位置,天線系統折疊在機艙頂部。 通過向所需方向轉動機艙來選擇雷達扇區。 在機艙位置固定的情況下,雷達能夠在 90° 扇區內沿方位角搜索和探測目標,並在 110° 扇區內跟踪和引導導彈。

愛國者

雷達的一個特點是將信號轉換為數字形式,這使得使用計算機控制站點的操作模式成為可能。 天線陣列方向圖的電子掃描是通過使用移相器改變高頻輻射信號的相位來實現的。

雷達發射機形成並放大高頻振盪,這取決於電台的調製類型、脈衝重複持續時間和頻率、功率和工作頻率的操作模式。 產生的信號功率為數十千瓦,在持續數十毫秒的脈衝中,可超過數百千瓦。 為了提高雷達在信號接收和處理裝置中的分辨率,在色散延遲線中採用了脈沖壓縮方法。 發射器的操作模式在計算機的幫助下在百萬分之一秒內改變。

在雷達的操作中,壓縮原理被應用在按時間探測、接收和處理信號的過程中。 將整個檢測區域分為32個獨立的部分,每個部分在逐步掃描過程中由激光束逐個掃描,每個部分的站點運行週期持續時間為100μs,可能從一個週期到另一個週期改變雷達工作模式。

大部分工作週期時間都花在搜索給定扇區的目標上,而花在跟踪目標和導彈上的時間更少。 搜索和跟踪目標以及將導彈對準目標的完整週期的持續時間僅為 3,2 秒。 該雷達還有一種工作模式,在這種模式下,不是在整個區域(包括 32 個區域)監測空中情況,而是只在最有可能出現空中目標的區域進行監測。

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發射器 M901

M901發射器設計用於發射、運輸和臨時儲存導彈。 它安裝在兩軸 M860 半掛車上,由輪式牽引車運輸。 發射器包括一個起重臂、用於提升導彈並沿方位角引導它們的機構、一個電源裝置、一個用於安裝用於接收命令並將數據傳輸到火控站的無線電桅杆的驅動器、一個電子單元和裝置溝通。

一旦收到發射命令,必要的數據就會被輸入火箭的存儲設備。 當按下操作員控制台上的“開始”按鈕時,控制系統的設備就會供電,之後火控站的地面計算機會自動打開導彈控制系統,進行必要的計算並準備飛行算法。

愛國者

愛國者防空電池的反應時間主要是通過將控制面板的箭頭預轉向預定攻擊方向,以及通過最大限度地減少導彈在飛行路徑上發射期間的時間損失來最小化的. 安裝在地面上的每個加速器都被分配了一定的空間扇區,這些扇區多次重疊。 通過這種方式,實現了愛國者電池的圓形發射,這與使用垂直發射導彈的防空系統不同。

愛國者

請注意,在 MIM-104 導彈的開發過程中,考慮了垂直發射選項。 然而,這個選項被放棄了,因為當時這種設備沒有用於這種尺寸的美國導彈。

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愛國者導彈系統的技術特點

  • 最大目標攔截範圍:80 公里(在 90° 扇區內)
  • 最小目標攔截範圍:3 公里
  • 最大目標攔截高度:24公里
  • 最小目標攔截高度:0,06公里
  • 同時發射的目標數量:8(在 90° 扇區內)
  • 命中目標的概率:0,8(戰鬥條件下0,4-0,6)
  • 火箭重量:912公斤
  • 帶容器的火箭質量:1696 kg
  • 直徑:0,41 米。
  • 長度:5,31 米
  • 速度:3-5馬赫
  • 最大橫向載荷:30g
  • 控制:借助十字形穩定水平尾翼
  • 穩定器跨度:0,87 m
  • 發動機:Thiocol 的 RDTT ТХ-486
  • 發動機比推力:13 kN·s/kg
  • 發動機啟動時間:12秒
  • 制導系統:中間部分 - 無線電指令,末端部分 - 雷達 TVM
  • 戰鬥單位:高爆破片
  • 彈頭彈頭:常規炸藥
  • 雷管:KhM818,非接觸式
  • 容器尺寸:0,99×1,09×6,10 m
  • 彈頭重量:70公斤(RAS-1)、90公斤(RAS-2)
  • 部署時間:30 分鐘。

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愛國者的代價

多年來,愛國者係統和導彈一直在不斷改進。 愛國者係統目前的攔截器成本約為 4 萬美元,發射器每個成本約為 10 萬美元。

以這樣的價格,用愛國者擊落俄羅斯在烏克蘭使用的體積小得多、便宜得多的無人機是無利可圖的。

愛國者

是的,烏克蘭面臨著來自俄羅斯的各種攻擊,愛國者防空系統可能對某些人有用,對另一些人則沒那麼有用。 愛國者電池射程很遠,但只能覆蓋有限的區域。 例如,愛國者係統可以有效保護軍事基地或關鍵基礎設施,但不能完全保護基輔這樣的大城市。 他們只能覆蓋部分城市。

然而,愛國者反擊彈道導彈和飛機的能力將在俄羅斯可能使用戰術核武器發動攻擊時保護基輔。

但除了愛國者的能力外,它的部署還發出了一個明確的信號,表明美國政府繼續支持烏克蘭人民反對俄羅斯入侵的鬥爭。 有時甚至更重要。

現在,在與占領者打硬仗的情況下,我們迫切需要每一枚高精度砲彈、每一輛戰車、每一個防空系統,因此我要衷心感謝我們的西方朋友和合作夥伴的幫助和支持。 侵略者無處可逃。 烏克蘭的榮耀! 死於敵人! 武裝部隊的榮耀!

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如果你想幫助烏克蘭對抗俄羅斯佔領者,最好的辦法就是通過捐贈給烏克蘭武裝部隊 拯救生命 或通過官方頁面 NBU.

Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
喀爾巴阡山脈之子、不為人知的數學天才、“律師”Microsoft,實用的利他主義者,左右
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