基本介紹
- 中文名稱：日本81式防空飛彈
- 國家：日本
- 型號：81式
- 產品類型：防空飛彈
引言,事件,
引言
提起相控陣雷達和防空飛彈，大家首先想到的可能是美國的愛國者系統和蘇聯的S-300系統，但很少會有人知道，就在這兩種聲名顯赫的防空飛彈系統研製的同時，還有另外一種隱藏在重重深帷中的型號，它也採用相控陣雷達，但豪華的配置卻只使用紅外製導近程飛彈。這就是日本的81式防空飛彈，一種獨特、古怪的系統。
日本81式防空飛彈
日本81式防空飛彈事件
填補4000米高度的空白
20世紀50年代，美國為了對抗以蘇聯為首的社會主義陣營，大力對盟友給予武器、經濟與技術援助以強化其防務和經濟實力的MSA援助(基於《相互安全保障法》的援助)。在遠東，美國人不顧日本身負的太平洋侵略戰爭重重血債，減輕了對其軍國主義罪行的清算，將其重新武裝。1953年5月，美國國務卿杜勒斯訪日，聲明準備給予日本MSA援助。隨後日本陸上自衛隊從保全隊基礎上改建。很快，陸自便以美制武器為基礎建立了裝備體系並迅速完善。
雖然戰後的日本受美軍軍事思想影響很深，但他們在陸基防空領域的思想卻不盡相同，日本陸上自衛隊認為必須建立嚴密的中、近程防空體系，才能夠確保在縱深狹窄的日本本土作戰時的活動自由。因此他們先後引進或圈定了奈基、霍克等美制防空飛彈和瑞士厄利孔雙35高炮等。但是，1958年日本防衛廳要求陸自就陸上野戰防空體系進行評估，陸上自衛隊對當時的野戰防空能力進行了仔細分析，發現奈基飛彈和霍克飛彈之間配合較好，但在近程防空方面，己部署的35毫米雙管90式高炮(射程4公里)和霍克中程地對空飛彈(射程35公里)存在一段空白。從射程上考慮，當敵機突破霍克飛彈攔截線後，有20公里以上的空白無法發揚火力，而當敵機進入高炮射程後，往往又難以反應。再則，當時日本的假想敵蘇聯空軍已經裝備了射程在15公里以上的空對地飛彈，僅靠高炮的最後一道防線是難以抵擋的。從射高上考慮，35毫米高炮的射高不足4000米，而霍克飛彈初期型的最佳殺傷區下限在3500-4000米，也就是說，蘇聯戰鬥機在4000米高度上下的空域內可以幾乎不受威脅的突防。所以，必須有一種射程在7-12公里、最佳殺傷區在4000米上下的近程防空飛彈來填補這一空白。1960年，日本防衛廳以“機動式近程防空飛彈”(ML-SAM)系統的名義展開了本文將要述說的81式系統的初期研製工作。
別連科叛飛事件
由於日本在二戰中重工業受打擊十分嚴重，許多以往技術實力雄厚的大集團也剛剛從被解除武裝的狀態甦醒過來。為了保證研製速度，日本戰後第一代武器系統的發展並沒有採用廣泛的招投標制度，而是在計畫指令基礎上給與主承包方有限的商業自主權。考慮到東芝公司當時在電子工業領域展現出很強的實力，陸上自衛隊直接將ML-SAM項目交給了東芝公司。1960年，初期方案設計展開，東芝先後拿出了8種方案，從採用光學制導到紅外製導、無線電指令制導等多種思路都進行過理論推導。由於受戰敗國地位制約，能夠投入的經費不足，因此雖然陸自中間曾經多次檢查東芝公司的研製進度，但苦於無米之炊而進展緩慢。不過由於有ML-SAM項目牽引，東芝公司和早稻田大學密切配合繼續進行理論深化，為日本的雷達技術進步打下了堅實基礎，同時也鍛鍊了公司自己的科研力量，為項目研製的電子元件和生產工藝等都成功地提前運用到了東芝公司的民用大型設備中，從中獲得使用經驗再反過來推動研究。所以，從這一角度上說，在當時正處於重新起步階段的日本能夠做到這一切也實屬不易了。
1967年至1968年間，東芝公司最終確定系統的最終設計框架，決定以相控陣雷達作為搜尋-火控雷達，飛彈採用紅外製導，並完成了基本樣機。並和日本精工公司、日產汽車公司達成協定共同研製、生產。隨後的1970年，日本防衛廳借提出新“防衛指針”之機，重新審核了一批因為資金原因進展緩慢的項目，ML-SAM也因此受益。1971年8月正式改名為近程薩姆(Tan SAM)系統，隨後，東芝公司拿到了一筆相當於以往近10年內先期研發費用3倍的資金。不過這次東芝公司卻將這筆資金的相當部分先用來改造廠房、更新設備，當時東芝公司正在研製數控工具機，便藉機搭了近程薩姆項目的車。
1971年，系統的原理樣彈在富士試驗場進行了首次發射試驗，同年8月陸自將其定名為短程薩姆系統。1972年，東芝公司開始進行發射系統的試驗和指控系統的研製工作，一年後指控系統試驗完成，1976年，第一台全樣機系統的製造完成，而由於紅外導引頭的研製遲緩，全系統各組成部分的技術試驗直到1977年才完成。從1978年開始進行了為期兩年的全系統作戰模擬試驗。
就在近程薩姆緩慢發展的同時，1979年發生了蘇聯空軍飛行員別連科叛飛事件，他駕駛低空性能並不好的米格-25偵察機成功避開了日本航空自衛隊截擊，而陸自的防空網也沒有及時掌握，別連科最後在日本北部重要基地涵館順利著陸。此事給予日本防衛廳以巨大震動，立即要求陸自和空自對防空網路進行“徹底整肅”，並就近程防空系統研製情況做出匯報。此時，英國乘機鼓吹其正在投入裝備的輕劍飛彈的低空補網作用，由於英國和美國在北約中的特殊關係，加上出於商業考慮，美國也建議日本放棄近程薩姆的研製，轉而購買或引進生產長劍系統，或者購買有美國參與的羅蘭特系統。向來受美國影響嚴重的防衛廳內部也出現了自研和引進兩種聲音。於是從1979年12月開始，防衛廳組織近程薩姆與其它飛彈進行選型競爭，到1980年1月，為期2個月的對抗性招標結束，近程薩姆擊敗羅蘭德和輕劍中選。日本防衛廳在1980年3月最終做出決定，將近程薩姆作為發展對象，否定了從歐美引進同類飛彈的意見。至此，近程薩姆才真正進入快速發展時期。1982年，近程薩姆完成最後定型，被命名為81式近程防空飛彈。年中，81式初步具備作戰能力，1983年開始大批量生產，第一批81式按照慣例首先裝備日本陸上自衛隊重點方向的師團：駐北海道直接和蘇聯對峙、號稱“虎子”部隊第7師團。1984年起，81式防空飛彈 開始陸續裝備本州的陸上自衛隊師團一級單位和航空自衛隊的各基部防空部隊
走紅的背景
日本防衛廳在1980年3月最終做出決定，將近程薩姆作為發展對象，至此，近程薩姆才真正進入快速發展時期。1982年，近程薩姆完成最後定型。被命名為81式進程防空飛彈。1983年起開始大批量生產，第一批81式按照慣例首先裝備日本陸上自衛隊重點方向的師團：駐北海道第7師團。1984年起。81式防空飛彈，開始陸續裝備本州的陸上自衛隊師團的一級單位和航空自衛隊的各基部防空部隊。
在野戰防空體系中，研製種類、裝備數量最大的武器系統是近程防空飛彈。它成為各國野戰防空的中堅。它的主力地位奠定是有歷史原因的。直到20世紀70年代為止，傳統的觀念還是以火炮為主要防空力量。防空飛彈只是作為補充。但一般來說，高炮的火力範圍為4公里左右，它只能對付實施臨空投彈轟炸的轟炸機和殲擊轟炸機。隨著空襲兵器的迅速發展，特別是精確制導武器的問世，以火炮為主的野戰防空已經不能適應現代戰爭的要求。在越南戰爭中，美軍對越南的攻擊充分顯示了空地飛彈和反輻射飛彈等精確制導武器在奪取戰鬥勝利中的強大力量。
在歐洲，隨著蘇聯戰術空軍前線強擊航空兵武器裝備的不斷進步，他們對地面機動作戰部隊(包括坦克、機械化部隊和其它軍事目標)的攻擊已從使用普通鐵炸彈臨空轟炸、機炮射擊向機載精密制導武器對地攻擊發展。由於普通炸彈對裝甲車輛無濟於事，而且由於投彈距離近，載機易受地面火炮的射擊。因此蘇軍從20世紀70年代開始，以戰鬥轟炸機、武裝直升機為平台，廣泛裝備各類對地攻擊飛彈以對付北約地面裝甲部隊。裝備空地彈和高性能探測、觀瞄儀器的新型作戰飛機成為地面機動裝甲部隊的最大空中威脅。野戰防空從以火炮為主轉變到以防空飛彈為主成為20世紀70-80年代野戰防空的大趨勢。
雖然各國早就研製了多種中程防空飛彈，但隨著作戰飛機、直升機的低空性能進步，戰場上的一些重要保護目標，如雷達站、空軍基地和裝甲編隊等，越來越容易受到包括從中程飛彈防區外發射的空地彈到盤旋在地面雜波中的直升機等的威脅。雖然中程防空飛彈系統也可以提供保護，但這些系統採購維持費用太高，無法滿足大規模配屬機械化部隊執行隨行保護的要求，從作戰方面考慮，這些系統組成龐雜，機動性相對較差。而超近程防空系統雖然機動性好，但射程卻只有1-6公里；另外其雖然成本低，但僅限於使用肩射型發射裝置時，一旦採用車載發射裝置時，性價比會迅速下降。那么，最好的選擇是什麼呢？那就是射程6-12公里的近程防空系統。
日本防衛廳在1980年3月最終做出決定，將近程薩姆作為發展對象，至此，近程薩姆才真正進入快速發展時期。1982年，近程薩姆完成最後定型。被命名為81式進程防空飛彈。1983年起開始大批量生產，第一批81式按照慣例首先裝備日本陸上自衛隊重點方向的師團：駐北海道第7師團。1984年起。81式防空飛彈，開始陸續裝備本州的陸上自衛隊師團的一級單位和航空自衛隊的各基部防空部隊。
射程為12-15公里左右、射高在6000米左右的空域是一個比較獨特又十分重要的空域。負責這一空域的近程面對空飛彈，其火力覆蓋區域的上界與中遠程面空飛彈主要負責的空域相重疊，下界與超近程面空飛彈負責的空域相重疊。這一空域的另一個特點是正好處於熱成像儀或前視紅外裝置、電視攝像機和雷射測距儀等光電感測器的有效作用範圍之內，可以實現多感測器制導。該系列的飛彈武器系統既可自主承擔野戰或要地的主要防空任務，又可與中遠程防空飛彈武器系統和超近程防空飛彈武器系統組網，以形成完整的防空體系。因此，各國陸軍都以近程低空防空飛彈系統作為隨機械化部隊一同行動，掩護在戰術地幅內前出的營級分隊或上述點目標。
要擔任此重任，首先要能夠對付先進的空中威脅，這是81式採用相控陣雷達的主要原因。要能夠進行大批量生產成本要適中，因此81式將射程選在7公里，這對於20世紀70年代的固體火箭技術來說不是難事，而且採用紅外導引頭肯定比任何形式的雷達導引頭要便宜。另外要與坦克和機械化步兵一起作戰，同時要用於保護固定的設施，系統應具有很高的機動性。因此81式選用高機動底盤，但出於日本國土狹窄，有限的系統需要經常機動考慮，沒有發展固定型，這也是結合實際的演繹。從這幾點上看，81式的射程選取和系統組成以及整體性能取捨是成功的。
管中窺豹
由於日本自衛隊向來對81式的具體性能、參數和作戰使用情況等嚴密封鎖，外界甚至忘記了它是世界上第三種投入實用的相控陣防空飛彈系統。下面我們就根據零碎的日方資料一點點揭開這種隱藏不露的暗箭的真實面貌吧。
日本防衛廳在1980年3月最終做出決定，將近程薩姆作為發展對象，至此，近程薩姆才真正進入快速發展時期。1982年，近程薩姆完成最後定型。被命名為81式進程防空飛彈。1983年起開始大批量生產，第一批81式按照慣例首先裝備日本陸上自衛隊重點方向的師團：駐北海道第7師團。1984年起。81式防空飛彈，開始陸續裝備本州的陸上自衛隊師團的一級單位和航空自衛隊的各基部防空部隊。
81式系統組成為飛彈、發射車和火控車，以排為火力單元，每個飛彈排裝備兩輛飛彈發射車和一輛火控車，總人數為15人。作戰時，發射車通常配置在離火控車周圍300米半徑範圍內，火控車用100米長的電話線與發射架相連，互相傳遞信息和通話聯絡。
飛彈採用正常式氣動布局，動力為一台單級固體火箭發動機，最大推力為8400公斤。戰鬥部裝填烈性炸藥質量9.7公斤，最初殺傷方式為連續桿式，後來改為破片殺傷式以提高對高速作戰飛機的殺傷機率。出於保險考慮，戰鬥部在使用近炸引信的同時，還有備份的觸發引信，近炸狀態的有效殺傷半徑為5-15米。雖然陸自和東芝公司嘴上都說飛彈是自行研製的，但從彈體結構上看，明顯仿英國輕劍飛彈的布局，僅將頭錐改為圓形，以便於裝紅外導引頭。整個彈體為一細長的圓柱體，氣動布局採用無前翼常規式，在彈體中後部裝有4個後掠角很大的彈翼，控制翼在飛彈尾部。彈翼均按十字形配置，並處在同一平面上。飛彈平時放在充氮氣的包裝箱內密閉保存，只有裝填飛彈時才打開。按照設計指標，飛彈應該在10年內不必開箱檢查。但陸自為了保險，也為了提高訓練強度，一般在飛彈保存期限超過2/3之前都打掉了。因此現有的81式飛彈都很“新鮮”。
81式飛彈的導引頭為被動紅外導引頭，工作在4.1微米波長上，由於設計時美國紅眼睛超近程飛彈已經問世，機載的響尾蛇正在進行“提高靈敏度改造”計畫，因此東芝公司對這些已有型號多有借鑑。其導引頭與美國毒刺飛彈的類似，採用了寬視場探測器和旋轉調製盤，旋轉頻率為1-3KHZ。另外還裝有噪聲抑制器，以便消除探測器接收的噪聲、調製盤自身產生的噪聲和背景噪聲對紅外導引頭的影響。飛彈發射前，紅外導引頭掃描寬度由地面火控計算機進行程式控制，將掃描頻寬縮的很窄，這樣可以避免陽光干擾，81式飛彈受陽光干擾的平均死角約為1.5度，這比美國的AIM-9K響尾蛇以前的型號都要高。
81式的雷達-飛彈控制迴路採用了瞄準線指令制導體制，這種制導體制很適於近程低空防空飛彈，其優點是彈上的制導系統構成簡單，彈道算法外推複雜程度比其他形式低，由此彈上設備量也可以下降，便於實現多感測器複合制導。當81式飛彈發射後由彈上自動駕駛儀按預定飛行程式控制先爬升飛行，同時相控陣雷達也為飛彈提供目標信息，當飛彈具備一定高度速度後，紅外導引頭啟動開始捕捉目標，當跟蹤上目標後，由導引頭提供信息，另外相控陣雷達的信息也輸入到自動駕駛儀中進行數據融合，最後得出目標的真實方位。
81式的發射裝置採用四聯裝發射架。發射裝置由兩個可同軸俯仰的矩形架組成，每個矩形架的上、下各有條導軌，每條導軌上裝一枚待發飛彈。矩形架的前端各有兩個紅外導引頭護罩。發射架裝在可旋轉360度的平台上，位於飛彈發射車的車體後部。發射架藉助車體兩側的液壓裝彈機進行裝彈，先由人工把飛彈放在裝彈機上，然後起動液壓裝彈機將飛彈裝填到位，總裝彈時間共約3分鐘。作戰時，發射架與跟蹤雷達同步。在採用光學瞄準具跟蹤目標時，發射架與主瞄準具隨動。
81式的火控、制導系統的核心是裝備相控陣雷達的火控車，它能同時跟蹤和處理6批目標，並將所產生的各種數據通過兩對野戰電話線以數字形式傳送給飛彈發射車。這一切在今天看來平白無奇，但倒退回去30年在研製時可絕對是世界一流水平。相控陣雷達陣面不大，因此沒有採用美蘇的愛國者、S-300上的具有獨創性的空間饋電方式，而沿用了以往的輻射器饋電，波導和喇叭口等在陣面背後，也就是說，日本人實際上是將以往雷達的拋物面或卡塞格隆天線換成了鐵氧體移相器陣面，這樣實現相控陣技術難度不大、研製進度快，而且由於天線陣面小，波長選取在5厘米波段，鐵氧體的數目也不多，這又降低了製造和調試難度，也減少了成本，提高了經濟性。就是這樣的精打細算，日本才能夠成為第三個將相控陣雷達技術投入實際防空飛彈型號的國家，而且至今為止，81式是第一個也是唯一在近程防空飛彈系統上運用相控陣技術的。由此可見日本工業體系的巨大戰爭潛力。
81式有全自動和半自動兩種工作狀態，不過由於日本工業自動化水平處於世界領先地位，因此其一般在全自動狀態下進行戰鬥，由此甚至導致過部分陸自官兵進行考核時，在半自動狀態下顯得行動緩慢、無所適從，陸自曾經專門為此事進行過“整肅”，這雖然反映的是訓練情況，但從一個側面也可見81式的技術水平。另外由於日本陸自常和美軍聯合進行靶試演習，當81式首次在美軍防空炮兵的軍官和技術人員面前亮相時，他們都無不對其高於愛國者的自動化程度表示佩服。
81式的火控計算機和作戰系統是東芝公司在美國IBM公司指導下完成的，中央處理器運算速度達到了700萬次/秒，這在當時是非常了不起的成就。在高速的計算機幫助下，系統實現了空域管制、空情判斷、目標搜尋、敵我識別、威脅評估、目標分配、跟蹤和火控的全自動化。高性能的硬體加上良好的作戰軟體和人機界面配合使得系統反應時間只有5秒，只需一名操作員就可完成作戰任務。火控計算機配有大容量軟體包，能自動對所有空情信息進行處理，可同時處理來自搜尋雷達的20個被監視目標的數據，並從中選擇和跟蹤8個威脅最大的目標，發射裝置的轉動、飛彈發射順序控制以及採用多感測器制導的最佳制導方式選擇都由計算機實施。當武器系統處於全自動作戰狀態時，從目標探測到殺傷效果評估的全過程都無需外部的介入而自動完成。在計算機的控制下，該系統自動完成目標的搜尋、分析、評估和識別、攻擊目標的選擇、對目標的跟蹤及參數計算、飛彈的選擇、發射與制導及殺傷評估裝置的啟動。
改進與後續發展
81式飛彈系統從1966年到1978年的全部研製經費為3500萬美元，1981財年提出的項目預算為640萬美元。1982年底的飛彈售價為22萬美元，兩套發射裝備和一部火控系統價格為760萬美元。1994財年，每枚飛彈單價上升到28.9萬美元。截止1993年底生產 2332枚。
日本在1988財年共採購 74套81式飛彈火力單元，其中27套裝備航空自衛隊，47套裝備陸上自衛隊，共訂購飛彈1212枚。1991財年，日本海上自衛隊採購2套，陸上自衛隊又採購4套。
除美國的FIM-92A毒刺飛彈系統之外，81式是日本三大自衛隊裝備的唯一一種防空飛彈。日本防衛廳對其的改進、發展十分重視，早在1995財年，日本就對81式飛彈進行了小的改進，該漸改型系統主要對飛彈的紅外導引頭進行了改進，增加在紅外干擾條件下分辨目標的能力。原計畫這種改進型在20世紀90年代中期研製完畢，末期開始部署，但由於冷戰結束，生產部署速度放慢，根據日本陸自的計畫，現役的81式飛彈系統(漸改型)將以每年兩個火力單元的速度生產，直到後續改進型投產。
81式後續改進型(Type 81 Kai 81改)的研製工作始於1999財年，項目撥款6.4億日元。2000和2001財年每年的經費為7億日元，2002年經費為9億日元。根據研製進度看，81改有可能在幾年內投入生產。81改的改進部分主要是具備模組化能力，可在多平台上使用，另外準備採用一種能使射程增加到14公里的改進型發動機，比現有飛彈增加1倍，速度提高到2.6M。還有一種改進型為81式海用型，但一直未見採用。
根據目前的情況看，日本對外派兵勢頭不減，正在逐步放慢用於本土防禦作戰的武器系統研製、裝備進程，而逐步增加在進攻性武器方面的投入，因此短期內不會研製新的近程防空飛彈，所以81式肯定會繼續作為陸自的主力近程防空飛彈使用，這支東洋暗箭將依舊藏在暗處隱而不露！
如今，81是防空飛彈與87式自行高射炮共同承擔起日本陸上自衛隊的低層防禦任務。
