论文部分内容阅读
除美国“毒刺”外，81式是三大自卫队均有装备的唯一防空导弹，当前日本对外派兵势头不减，正逐步放慢用于本土防御的武器研制、装备进程，因此持续升级中的81式作为自卫队野战防空主力的地位不可能被取代。
提起相控阵雷达和防空导弹，大家首先想到的可能是美国的“爱国者”系统和苏联的S－300系统，不过就在这两型声名显赫的远程防空导弹研制的同时，还有另外一种隐藏在重重深帷中的型号，它也采用相控阵雷达，但豪华的配置却只使用红外制导近程导弹，这就是日本的81式防空导弹。一种独特、古怪的点防空系统。
填补火力缝隙
在野战防空中，射程6～12公里、射高在6000米左右的空域是一个比较独特又十分重要的空域。负责这一空域的近程地对空导弹，其火力覆盖区域的上界与中远程地空导弹主要负责的空域相重叠，下界与超近程地空导弹负责的空域相重叠。这一空域的另一特点是正好处于热成像仪或前视红外装置、电视摄像机和激光测距仪等光电传感器的有效作用范围之内，可以实现多传感器制导。该系列的导弹既可自主承担野战或要地的主要防空任务，又可与中远程防空导弹和超近程防空导弹组网，形成完整的防空体系。因此，各国陆军都以近程低空防空导弹系统随机械化部队一同行动，掩护在战术地幅内前出的营级分队或上述点目标。
当然，要担此重任，首先须能够对付日益严峻的高速多目标饱和空袭威胁，这是日本81式防空导弹采用相控阵雷达的主要原因。大批量生产要求成本适中，因此8l式将射程选在7公里，这对于20世纪70年代的固体火箭技术来说不是难事，而且采用红外导引头肯定比任何形式的雷达导引头都便宜。另外与坦克和机械化步兵一起作战，同时用于保护固定设施，都要求系统具有很高的机动性。因此81式选用了高机动底盘，同时出于日本国土狭窄，有限数量的系统需要经常机动考虑，81式完全放弃了固定发射底盘。从这几点上看，81式防空导弹的射程选取和系统组成取舍均有其针对性。
最神秘防空导弹
由于日本自卫队向来对81式的具体性能、参数和使用情况严密封锁，外界甚至忘记了它是世界上第三种投入实用的相控阵防空导弹。我们也只能根据零碎的日方资料一点点揭开这枚“东洋暗箭”的真实面貌。
81式近程防空导弹采用正常气动布局，动力依靠一台单级固体火箭发动机，最大推力8400公斤。战斗部装填的烈性炸药重9.7公斤，最初杀伤方式为连续杆式，后来改为破片杀伤以提高对高速作战飞机的击毁概率。出于保险考虑，战斗部在使用近炸引信的同时，还有备份的触发引信，近炸状态的有效杀伤半径为5-15米。虽然陆上自卫队和东芝公司嘴上都说导弹是自行研制的，但从弹体结构上看，有明显模仿英国“轻剑”防空导弹布局的痕迹，只是将头锥改为圆形，以便于装红外导引头。
81式导弹的整个弹体为细长圆柱体，气动布局采用无前翼常规式，在弹体中后部装有4个后掠角很大的弹翼，控制翼在导弹尾部。弹翼均按十字形配置，并处在同一平面上。导弹平时放在充氮气的包装箱内密闭保存，只有装填导弹时才打开。按照设计指标，导弹应该在10年内不必开箱检查。但陆上自卫队为了保险，也为了提高训练强度，一般在导弹保存期限超过2／3之前都打掉了。因此现有的81式导弹都是“新鲜”货。
81式导弹的导引头为被动红外导引头，工作在4.1微米波长上，由于设计时美国“红眼睛”超近程导弹已经问世，机载的“响尾蛇”也正在进行“提高灵敏度改造”计划，因此东芝公司对这些已有型号多有借鉴。其导引头与大名鼎鼎的美国“毒刺”导弹类似，采用了宽视场探测器和旋转调制盘，旋转频率为1-3千赫兹。另外还装有噪声抑制器，以便消除探测器接收的噪声、调制盘自身产生的噪声和背景噪声对红外导引头的影响。导弹发射前，红外导引头扫描宽度由地面火控计算机进行程序控制，将扫描带宽缩得很窄，这样可以避免阳光干扰，81式导弹受阳光干扰的平均死角约为1.5度，这比美国的AIM－9K“响尾蛇”以前的型号都要高。
81式系统的雷达一导弹控制回路采用了瞄准线指令制导体制，这种制导体制很适于近程低空防空导弹，其优点是弹上的制导系统构成简单，弹道算法外推复杂程度比其他形式低，由此弹上设备量也可以减少，便于实现多传感器复合制导。当81式导弹发射后，由弹上自动驾驶仪按预定飞行程序控制先爬升飞行，同时相控阵雷达也为导弹提供目标信息，当导弹具备一定高度速度后，红外导引头启动开始捕捉目标，当跟踪上目标后，由导引头提供信息，另外相控阵雷达的信息也输入到自动驾驶仪中进行数据融合，最后得出目标的真实方位。
代表日本强大机电水平
81式系统组成为导弹、发射车和火控车，以排为火力单元，每个导弹排装备两辆导弹发射车和一辆火控车，整排编制15人。作战时，发射车通常配置在离火控车周围300米半径范围内，火控车用100米长的电话线与发射架相连，以互相传递信息。
系统的发射装置采用四联装发射架。发射装置由两个可同轴俯仰的矩形架组成，每个矩形架的上、下各有条导轨，导轨上装一枚待发导弹。矩形架前端各有两个红外导引头护罩。发射架装在可旋转360度的平台上，位于导弹发射车后部。发射架借助车体两侧的液压装弹机装弹，先由人工把导弹放在装弹机上，然后起动液压装弹机将导弹装填到位，总装弹时间共约3分钟。作战时，发射架与跟踪雷达同步。在采用光学瞄准具跟踪目标时，发射架与主瞄准具随动。
81式的火控、制导系统核心是装备相控阵雷达的火控车，它能同时跟踪和处理6批目标，并将所产生的各种数据通过两对野战电话线以数字形式传送给导弹发射车。这一切在今天看来平白无奇，但倒退回去30年，其在研制时可绝对是世界一流水平。由于是近程防空导弹，因此相控阵雷达阵面不大，也没有采用美苏“爱国者”或S-300上具有独创性的空间馈电方式，而沿用了以往的辐射器馈电，波导和喇叭口等子设备在阵面背后。也就是说，日本人实际上是将以往雷达的抛物面或卡塞格隆天线换成了铁氧体移相器阵面，这样实现相控阵技术难度较低、研制进度快，而且由于天线阵面小，波长选取在5厘米波段，铁氧体的数目也不多，这又进一步降低了制造和调试难度，也有效控制了成本。不过，也就是因为这样的精打细算，日本才能够成为第三个将相控阵雷达技术投入防空导弹实用的国家，而且至今为止，81式也是全球唯一在近程防空导弹系统上运用相控阵技术的型号。由此可见日本工业与科研体系的巨大战争潜力。
81式有全自动和半自动两种工作状态，后者作为前者发生故障时的备份。不过由于日本工业自动化水平处于世界领先地位，因此81式的全自动操作系统在使 用中故障率极低，部队训练和演习时也基本在全自动状态下使用，甚至曾发生过部分陆上自卫队官兵进行考核时，在半自动状态下显得行动缓慢、无所适从，陆上自卫队曾经专门为此事进行过“整肃”，这虽然反映的是训练情况，但从一个侧面也可见81式防空系统的技术水平。另外由于日本陆上自卫队常和美军联合进行靶试演习，当81式首次在美军防空炮兵的军官和技术人员面前亮相时，他们都无不对其高于“爱国者”系统的自动化程度表示佩服。
81式的火控计算机和作战系统是东芝公司在美国IBM公司指导下完成研制的，中央处理器运算速度达到700万次／秒，这在当时是非常了不起的成就。在高速计算机帮助下，系统实现了空域管制、空情判断、目标搜索、敌我识别、威胁评估、目标分配、跟踪和火控的全自动化。高性能的硬件加上良好的作战软件和人机界面配合使得系统反应时间只有5秒，只需一名操作员就可完成作战任务。火控计算机配有大容量软件包，能自动对所有空情信息进行处理，并同时处理来自搜索雷达的20个被监视目标的数据，并从中选择和跟踪8个威胁最大的目标，发射装置的转动、导弹发射顺序控制以及采用多传感器制导的最佳制导方式选择都由计算机实施。当武器系统处于全自动作战状态时，从目标探测到杀伤效果评估的全过程都无需外部介入而自动完成。在计算机控制下，该系统能自动完成目标的搜索、分析、评估和识别、攻击目标的选择、对目标的跟踪及参数计算、导弹的选择、发射与制导及杀伤评估装置的启动。
持续升级，三军标配
日本81式近程机动防空导弹系统从1966-1978年的全部研制经费为350075美元，1981财年提出的项目预算为640万美元。1982年底的导弹售价为22万美元，两套发射装备和一部火控系统价格为760万美元。1994财年，每枚导弹单价上升到28.9万美元。截止1993年底共生产了2332枚。
日本在1988财年共采购了74套81式导弹火力单元，其中27套装备航空自卫队，47套装备陆上自卫队，共订购导弹1212枚。1991财年，日本海上自卫队也采购2套，陆上自卫队又采购4套，成为日本自卫队三军标配的制式近程防空系统。
除美国的FIM-92A“毒刺”导弹系统外，81式是日本三大自卫队均有装备的唯一一种防空导弹。日本防卫厅对其改进、发展十分重视，早在1995财年，日本就对81式导弹进行过小的改进，该渐改型系统主要对导弹的红外导引头进行升级，增加在红外干扰条件下分辨目标的能力。原计划这种改进型在20世纪90年代中期研制完毕，世纪末开始部署，但由于冷战结束，生产部署速度放慢，根据日本陆上自卫队的计划，现役的81式导弹系统(渐改型)将以每年两个火力单元的速度生产，直到后续改进型投产。
81式后续改进型(Type 81 Kai 81改)的研制工作始于1999财年，项目拨款6，4亿日元。2000和2001财年每年的经费为7亿日元，2002年经费为9亿日元。根据研制进度看，81改有可能在几年内投入生产。81改的改进部分主要是具备模块化能力，可在多平台上使用，另外准备采用一种能使射程增加到14公里的改进型发动机，比现有导弹射程增加1倍，速度提高到2.6马赫。还有一种改进方案为81式海用型，但一直未见采用。
根据目前的情况看，日本对外派兵势头不减，正在逐步放慢用于本土防御作战的武器系统研制、装备进程，而逐步增加在进攻性武器方面的投人，因此可能短期内不会研制新的近程防空导弹，所以81式肯定会继续作为陆上自卫队的主力近程防空导弹使用。
提起相控阵雷达和防空导弹，大家首先想到的可能是美国的“爱国者”系统和苏联的S－300系统，不过就在这两型声名显赫的远程防空导弹研制的同时，还有另外一种隐藏在重重深帷中的型号，它也采用相控阵雷达，但豪华的配置却只使用红外制导近程导弹，这就是日本的81式防空导弹。一种独特、古怪的点防空系统。
填补火力缝隙
在野战防空中，射程6～12公里、射高在6000米左右的空域是一个比较独特又十分重要的空域。负责这一空域的近程地对空导弹，其火力覆盖区域的上界与中远程地空导弹主要负责的空域相重叠，下界与超近程地空导弹负责的空域相重叠。这一空域的另一特点是正好处于热成像仪或前视红外装置、电视摄像机和激光测距仪等光电传感器的有效作用范围之内，可以实现多传感器制导。该系列的导弹既可自主承担野战或要地的主要防空任务，又可与中远程防空导弹和超近程防空导弹组网，形成完整的防空体系。因此，各国陆军都以近程低空防空导弹系统随机械化部队一同行动，掩护在战术地幅内前出的营级分队或上述点目标。
当然，要担此重任，首先须能够对付日益严峻的高速多目标饱和空袭威胁，这是日本81式防空导弹采用相控阵雷达的主要原因。大批量生产要求成本适中，因此8l式将射程选在7公里，这对于20世纪70年代的固体火箭技术来说不是难事，而且采用红外导引头肯定比任何形式的雷达导引头都便宜。另外与坦克和机械化步兵一起作战，同时用于保护固定设施，都要求系统具有很高的机动性。因此81式选用了高机动底盘，同时出于日本国土狭窄，有限数量的系统需要经常机动考虑，81式完全放弃了固定发射底盘。从这几点上看，81式防空导弹的射程选取和系统组成取舍均有其针对性。
最神秘防空导弹
由于日本自卫队向来对81式的具体性能、参数和使用情况严密封锁，外界甚至忘记了它是世界上第三种投入实用的相控阵防空导弹。我们也只能根据零碎的日方资料一点点揭开这枚“东洋暗箭”的真实面貌。
81式近程防空导弹采用正常气动布局，动力依靠一台单级固体火箭发动机，最大推力8400公斤。战斗部装填的烈性炸药重9.7公斤，最初杀伤方式为连续杆式，后来改为破片杀伤以提高对高速作战飞机的击毁概率。出于保险考虑，战斗部在使用近炸引信的同时，还有备份的触发引信，近炸状态的有效杀伤半径为5-15米。虽然陆上自卫队和东芝公司嘴上都说导弹是自行研制的，但从弹体结构上看，有明显模仿英国“轻剑”防空导弹布局的痕迹，只是将头锥改为圆形，以便于装红外导引头。
81式导弹的整个弹体为细长圆柱体，气动布局采用无前翼常规式，在弹体中后部装有4个后掠角很大的弹翼，控制翼在导弹尾部。弹翼均按十字形配置，并处在同一平面上。导弹平时放在充氮气的包装箱内密闭保存，只有装填导弹时才打开。按照设计指标，导弹应该在10年内不必开箱检查。但陆上自卫队为了保险，也为了提高训练强度，一般在导弹保存期限超过2／3之前都打掉了。因此现有的81式导弹都是“新鲜”货。
81式导弹的导引头为被动红外导引头，工作在4.1微米波长上，由于设计时美国“红眼睛”超近程导弹已经问世，机载的“响尾蛇”也正在进行“提高灵敏度改造”计划，因此东芝公司对这些已有型号多有借鉴。其导引头与大名鼎鼎的美国“毒刺”导弹类似，采用了宽视场探测器和旋转调制盘，旋转频率为1-3千赫兹。另外还装有噪声抑制器，以便消除探测器接收的噪声、调制盘自身产生的噪声和背景噪声对红外导引头的影响。导弹发射前，红外导引头扫描宽度由地面火控计算机进行程序控制，将扫描带宽缩得很窄，这样可以避免阳光干扰，81式导弹受阳光干扰的平均死角约为1.5度，这比美国的AIM－9K“响尾蛇”以前的型号都要高。
81式系统的雷达一导弹控制回路采用了瞄准线指令制导体制，这种制导体制很适于近程低空防空导弹，其优点是弹上的制导系统构成简单，弹道算法外推复杂程度比其他形式低，由此弹上设备量也可以减少，便于实现多传感器复合制导。当81式导弹发射后，由弹上自动驾驶仪按预定飞行程序控制先爬升飞行，同时相控阵雷达也为导弹提供目标信息，当导弹具备一定高度速度后，红外导引头启动开始捕捉目标，当跟踪上目标后，由导引头提供信息，另外相控阵雷达的信息也输入到自动驾驶仪中进行数据融合，最后得出目标的真实方位。
代表日本强大机电水平
81式系统组成为导弹、发射车和火控车，以排为火力单元，每个导弹排装备两辆导弹发射车和一辆火控车，整排编制15人。作战时，发射车通常配置在离火控车周围300米半径范围内，火控车用100米长的电话线与发射架相连，以互相传递信息。
系统的发射装置采用四联装发射架。发射装置由两个可同轴俯仰的矩形架组成，每个矩形架的上、下各有条导轨，导轨上装一枚待发导弹。矩形架前端各有两个红外导引头护罩。发射架装在可旋转360度的平台上，位于导弹发射车后部。发射架借助车体两侧的液压装弹机装弹，先由人工把导弹放在装弹机上，然后起动液压装弹机将导弹装填到位，总装弹时间共约3分钟。作战时，发射架与跟踪雷达同步。在采用光学瞄准具跟踪目标时，发射架与主瞄准具随动。
81式的火控、制导系统核心是装备相控阵雷达的火控车，它能同时跟踪和处理6批目标，并将所产生的各种数据通过两对野战电话线以数字形式传送给导弹发射车。这一切在今天看来平白无奇，但倒退回去30年，其在研制时可绝对是世界一流水平。由于是近程防空导弹，因此相控阵雷达阵面不大，也没有采用美苏“爱国者”或S-300上具有独创性的空间馈电方式，而沿用了以往的辐射器馈电，波导和喇叭口等子设备在阵面背后。也就是说，日本人实际上是将以往雷达的抛物面或卡塞格隆天线换成了铁氧体移相器阵面，这样实现相控阵技术难度较低、研制进度快，而且由于天线阵面小，波长选取在5厘米波段，铁氧体的数目也不多，这又进一步降低了制造和调试难度，也有效控制了成本。不过，也就是因为这样的精打细算，日本才能够成为第三个将相控阵雷达技术投入防空导弹实用的国家，而且至今为止，81式也是全球唯一在近程防空导弹系统上运用相控阵技术的型号。由此可见日本工业与科研体系的巨大战争潜力。
81式有全自动和半自动两种工作状态，后者作为前者发生故障时的备份。不过由于日本工业自动化水平处于世界领先地位，因此81式的全自动操作系统在使 用中故障率极低，部队训练和演习时也基本在全自动状态下使用，甚至曾发生过部分陆上自卫队官兵进行考核时，在半自动状态下显得行动缓慢、无所适从，陆上自卫队曾经专门为此事进行过“整肃”，这虽然反映的是训练情况，但从一个侧面也可见81式防空系统的技术水平。另外由于日本陆上自卫队常和美军联合进行靶试演习，当81式首次在美军防空炮兵的军官和技术人员面前亮相时，他们都无不对其高于“爱国者”系统的自动化程度表示佩服。
81式的火控计算机和作战系统是东芝公司在美国IBM公司指导下完成研制的，中央处理器运算速度达到700万次／秒，这在当时是非常了不起的成就。在高速计算机帮助下，系统实现了空域管制、空情判断、目标搜索、敌我识别、威胁评估、目标分配、跟踪和火控的全自动化。高性能的硬件加上良好的作战软件和人机界面配合使得系统反应时间只有5秒，只需一名操作员就可完成作战任务。火控计算机配有大容量软件包，能自动对所有空情信息进行处理，并同时处理来自搜索雷达的20个被监视目标的数据，并从中选择和跟踪8个威胁最大的目标，发射装置的转动、导弹发射顺序控制以及采用多传感器制导的最佳制导方式选择都由计算机实施。当武器系统处于全自动作战状态时，从目标探测到杀伤效果评估的全过程都无需外部介入而自动完成。在计算机控制下，该系统能自动完成目标的搜索、分析、评估和识别、攻击目标的选择、对目标的跟踪及参数计算、导弹的选择、发射与制导及杀伤评估装置的启动。
持续升级，三军标配
日本81式近程机动防空导弹系统从1966-1978年的全部研制经费为350075美元，1981财年提出的项目预算为640万美元。1982年底的导弹售价为22万美元，两套发射装备和一部火控系统价格为760万美元。1994财年，每枚导弹单价上升到28.9万美元。截止1993年底共生产了2332枚。
日本在1988财年共采购了74套81式导弹火力单元，其中27套装备航空自卫队，47套装备陆上自卫队，共订购导弹1212枚。1991财年，日本海上自卫队也采购2套，陆上自卫队又采购4套，成为日本自卫队三军标配的制式近程防空系统。
除美国的FIM-92A“毒刺”导弹系统外，81式是日本三大自卫队均有装备的唯一一种防空导弹。日本防卫厅对其改进、发展十分重视，早在1995财年，日本就对81式导弹进行过小的改进，该渐改型系统主要对导弹的红外导引头进行升级，增加在红外干扰条件下分辨目标的能力。原计划这种改进型在20世纪90年代中期研制完毕，世纪末开始部署，但由于冷战结束，生产部署速度放慢，根据日本陆上自卫队的计划，现役的81式导弹系统(渐改型)将以每年两个火力单元的速度生产，直到后续改进型投产。
81式后续改进型(Type 81 Kai 81改)的研制工作始于1999财年，项目拨款6，4亿日元。2000和2001财年每年的经费为7亿日元，2002年经费为9亿日元。根据研制进度看，81改有可能在几年内投入生产。81改的改进部分主要是具备模块化能力，可在多平台上使用，另外准备采用一种能使射程增加到14公里的改进型发动机，比现有导弹射程增加1倍，速度提高到2.6马赫。还有一种改进方案为81式海用型，但一直未见采用。
根据目前的情况看，日本对外派兵势头不减，正在逐步放慢用于本土防御作战的武器系统研制、装备进程，而逐步增加在进攻性武器方面的投人，因此可能短期内不会研制新的近程防空导弹，所以81式肯定会继续作为陆上自卫队的主力近程防空导弹使用。