MIM-104愛國者飛彈檢視原始碼討論檢視歷史
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MIM-104愛國者導彈（MIM-104 Patriot）是美國雷神公司製造的中程地對空飛彈系統。它取代勝利女神飛彈[1] 與MIM-23鷹式導彈，成為美軍中高空防空武器。愛國者導彈系統在波斯灣戰爭中成功攔截了伊拉克軍隊發射的飛毛腿導彈，這是歷史上首次在實戰中成功攔截彈道導彈，這使其聲名大噪，成為此次戰爭中美軍的代表性武器之一。之後經多次升級，愛國者導彈成爲美國戰區導彈防禦系統中負責末端中低層反導的重要組成部分。
目錄
研發與演進
20世紀60年代，美國陸軍考慮要發展新一代的防空武器，以取代MIM-14勝利女神-力士與MIM-23鷹式導彈。該新武器系統被命名爲FABMDS（Field Army Ballistic Missile Defense System，野戰陸軍彈道導彈防禦系統）,1963年這個項目改名爲AADS-70（ARMY Air Defense System 1970s，陸軍防空系統-1970）,1965年8月，陸軍導彈司令部最終確定該武器系統是一種既能攔截高性能飛機、又能攔截近程彈道導彈的地對空導彈系統，定名爲SAM-D（Surface-to-Air Missile-Development，地對空導彈-發展型）。1967年5月，雷神公司被選爲主承包商；1969年11月，SAM－D進行了第一次發射測試；1973年，工程發展階段開始，一年後，在1974年1月項目需求發生了重大變化，SAM－D被要求採用指令+TVM（Track-Via-Missile這種制導方式下攔截彈接近目標時把它獲得的目標信息傳送到地面控制車，在地面形成精確的制導指令後再傳回導彈進行指導，而不是直接使用地面雷達獲得的目標信息來計算制導指令。由於相比地面雷達，導彈總是更接近目標，所以這種模式較指令制導可以顯著增加準確度，並提升了分辨來襲目標和誘餌的能力制導模式。因爲項目要求的變更，研發進度被拖延並導緻了經費削減。直到1975年TVM經過驗證測試後，項目才在1976年1月進入了全尺寸發展階段，並在當年5月被正式命名爲愛國者（patriot，來自系統所使用的雷達代號「Phased Array TRacking (to) Intercept Of Target」的首字母縮寫），測試導彈獲得三軍統一命名編號XMIM－104A。1977年開始進行在電子幹擾環境下發射多枚導彈攔截不同目標的試驗；1980年10月，MIM－104A導彈獲得了第一份生産合同；1982年，第一套愛國者導彈系統樣機交付部隊；1984年，達到了初始作戰能力（IOC）。
MIM-104A
MIM-104A是愛國者導彈剛服役時的基礎型號，只能攔截飛機而並不具備設計中的反導功能。
MIM-104B（PAC-1）
1985年3月開始進行的愛國者先進能力升級（Patriot Advanced Capability，PAC），該計劃分多階段，第一階段是爲了使愛國者導彈具有反戰術彈道導彈的能力進行的地面設備軟件升級。升級後加高了雷達的搜索扇面（從25°增加到90°左右）。1986年9月在美國白沙導彈試驗場，升級後的愛國者PAC-1在26000英尺高度成功攔截了一枚速度2馬赫的長矛導彈，攔截彈的戰鬥部爆炸破壞了長矛導彈的控制面，使其墜毀在距目標2千米的地面。
MIM-104C（PAC-2）
愛國者系統的第二階段的改進代號爲PAC-2。PAC-2進一步改善了地面雷達算法，並且第一次對攔截彈進行了升級。對導彈引信和戰鬥部的改進可以將來襲的敵方導彈摧毀而不隻是將其打擊偏離彈道。新的戰鬥部每個預制破片的重量從2克增至45克，破片的速度也稍快些，大大增強了對付密結構的戰術彈道導彈戰鬥部的摧毀效力。M818E2雙模脈沖多蔔勒引信替換了原來的XM818引信。該引信有雙錐波束：窄錐波束探測距離更大，用於對付導彈目標；較寬的錐型波束則用於對付飛機。作戰時通過雷達至導彈的上行數據鏈傳遞目標是導彈還是飛機以及接近速度和橫向速度的信息，使引信的性能最佳化。1987年11月PAC-2測試成功，並於1990年交付陸軍。PAC-2被投入海灣戰爭戰場並取得了巨大的成功。
MIM-104D/E/F（GEM）
制導增強型導彈（Guidance Enhanced Missiles，GEM）於1996年開始裝備，編號爲MIM-104D。主要改進內容包括4點：改進導彈的動力裝置、引信和C波段前置接收機，從而提高了導彈的射程、射高和制導精度，使其能夠攔截射程達600公裏的戰術彈道導彈。GEM進一步升級爲GEM-T與GEM-C。GEM-T稱爲GEM+（MIM-104E），加裝了一個Ka波段毫米波主動雷達導引頭，使引導頭成爲採用半主動C波段雷達導引頭與主動導引頭相結合的雙模導引頭，並於2002年11月列裝。GEM-T（MIM-104F）爲針對低空低RCS目標如巡航導彈的升級型號。
PAC-3
PAC-3的發展有三個獨立階段，其中前兩個階段主要對雷達、通信系統進行改進，而第三階段使用了來自洛克希德·馬丁公司全新設計的攔截彈，一般所稱的愛國者3型導彈或PAC-3都是特指此新型導彈。
第一階段改進計劃即PAC-3(1)包括：使用了GEM攔截彈；改進火控計算機，使其數據處理速度和存取數據的容量分別達到原來的4倍和8倍；增加可擦寫磁盤系統和數據記錄儀，使作戰單位能夠藉助光盤及內裝的數據記錄器採集作戰過程中的所有數據；改進地面雷達處理器，使其具備在雜波中分辨巡航導彈的能力。爲了配合硬件改進，還採用新型的控制軟件，解決了PAC-1/2系統作戰軟件對戰術彈道導彈目標飛行軌跡推算能力不足、難以進行交戰控制管理的問題。
第二階段PAC-3(2)是PAC-3(3)形成戰鬥力前的過渡型號，主要包括對愛國者導彈營系統和導彈連系統兩方面的改進。 在營級系統方面的改進是對愛國者導彈營的通信能力增強改進計劃，主要是與Link-16聯合戰術信息分發系統（JTIDS）聯網，使愛國者具備與TMD信息互通和共享的能力,可從其它雷達系統中將目標的數據提供給愛國者火力單元。 在導彈連系統方面的改進包括：使用了GEM+攔截彈；升級了AN/MPQ-53雷達達的計算機系統和顯示控制系統，採用運算速度更快的芯片和存儲器並改進了雷達波束控制算法，以減小雷達副瓣，提高對抗反輻射導彈的能力。
第三階段PAC-3(3)系統採用了體積更小，具有主動雷達制導引導頭和直接動能碰撞（KKV）戰鬥部的新型專用彈道導彈攔截彈ATM2，也可同時之前系統的攔截彈兼容。由於新型攔截彈的直徑比舊型的導彈縮小了0.155米, 一輛發射運輸車得以攜帶16枚愛國者三型導彈（四具發射器當中，每個發射器配備四枚導彈）。相比之下，舊型導彈隻有四枚（每車四個發射器，每個發射器一枚導彈)。地面系統也進行了全面強化，雷達升級爲AN/MPQ-65。2003年，僅有的50枚左右仍處於測試階段的PAC-3被投入伊拉克自由行動，並在兩次實戰攔截中都成功摧毀了目標。
ATM2
PAC-3攔截彈源自星球大戰計劃的ERINT（Extended Range Interceptor，增程攔截器）項目，ERINT於1992年6月進行首次飛行試驗，於1994年被選爲PAC-3系統的攔截彈，於1995-1997年內進行了多次靶場測試與攔截試驗。PAC-3或稱ATM2美國陸軍條令中稱MIM-104A爲STANDARD，MIM-104B爲SOJC，MIM-104C爲ATM，GEM爲ATM1，PAC-3導彈爲ATM2由一級固體助推火箭、制導設備、雷達引導頭、姿態控制與機動控制系統和殺傷增強器等組成。全彈長4.635米，彈體直徑爲0.255米，起飛重量304千克，助推火箭關機後的重量爲140千克。彈頭與助推火箭在飛行中不分離，始終保持一個整體。其作戰距離160千米，作戰高度30千米，最大飛行速度5馬赫。
導彈依靠控制面和彈體前部的180個微型脈沖固體火箭發動機（被稱爲姿態控制發動機，ACM）進行機動，以實現動能擊殺目標，因此它完全摒棄了之前的近炸彈頭。不過爲了增大攔截目標的有效直徑，以便靠動能摧毀目標，PAC—3攔截彈上有一個名爲「殺傷增強器」的裝置。該裝置放在助推火箭與制導設備段之間，長127毫米，重11.1千克。殺傷增強器上有24個214克重的破片，分兩圈分布在彈體周圍，形成以彈體爲中心的兩個破片圓環。當殺傷增強器內的主裝藥爆炸時，這些破片以低徑向速度向外投放出去，等於增大了攔截彈的有效直徑，從而使目標或被整個攔截彈擊中，或被破片擊中。
PAC－3導彈的作戰測試於2001年底開始，直到2003年才具備了初始作戰能力（比原計劃落後4年），雖然2002年年中的作戰測試隻是部分成功，但是當年8月它被宣布進入戰備狀態，2003年3月，PAC-3導彈被投入伊拉克戰爭。
PAC-3 MSE
導彈分段增強型（Missile Segment Enhancement，MSE）在PAC-3基礎上採用了更強大的雙脈沖發動機，根據攔截目標的位置情況，PAC-3 MSE導彈將控制發動機産生第二級推力的時間，從而最大限度地增加導彈「命中即毀」目標的能量。爲使導彈能夠在更高的高度作戰使用，洛克希德•馬丁公司爲導彈安裝了更大的氣動舵；爲增加飛行時間，導彈還配備了新的電池和電子設備。 其他部分借用了PAC-3導彈的核心技術，包括主動射頻導引頭、相同的制導處理器單元、姿態控制部件、慣性測量裝置和數據鏈。PAC-3 MSE尺寸比PAC-3導彈更大，須使用新的12聯裝M903發射裝置，即一輛發射車可搭載12枚PAC-3 MSE，比PAC-3少4枚。改進後導彈擴大了飛行包線，增大了防禦範圍，在分層化的導彈防禦體系中，PAC-3 MSE導彈可填補戰區高空防禦導彈與PAC-3導彈系統之間的空域。
PAC-3 MSE原被美國、德國和意大利聯合研製的中程擴展防空系統（Medium Extended Air Defense System，MEADS）選爲攔截武器之一。MEADS包括具有360度監視與火控能力的雷達系統、網絡分布式戰術行動中心和輕型發射器，可以通過C-130和A400M運輸機運輸愛國者導彈連無法裝進C-130貨倉，隻能使用C-5或C-17空運，以進行快速部署，隻要一個發射器、一個戰鬥管理器和一套火控雷達，它就能具備作戰能力，當更多的組件到達時，它們無需關閉系統，類似即插即用模式，這些組件會自動無縫的併入網絡，從而進一步加強了作戰能力。雖然這個系統進行了多次成功的攔截測試，但項目的唯一采購者德國陸軍選擇了另一種導彈IRIS-T SL用於MEADS。美國方面則於2011年宣布不會采購MEADS，並將MEADS與PAC-3 MSE上的技術移植到愛國者系統中去，以此在節省開支的情況下來提高後者的技術水平，最終PAC-3 MSE於2015年11月交付美國陸軍。
PAAC-4
愛國者經濟可承受先進能力 （Patriot Advanced Affordable Capability-4，PAAC-4），計劃地面系統繼續沿用愛國者3系統雷達、發射車和管理控制站；導彈則採用以色列大衛投石索項目中的兩級多模製導緻昏者攔截彈（Stunner）取代單級雷達制導的愛國者3攔截彈。緻昏者攔截彈由助推器和殺傷彈頭組成，裝備雷達和光電複合導引頭，通過三脈沖發動機控制轉向，攔截高度40km，最高攔截速度6馬赫，具備全天候攔截作戰能力。計劃中基於「緻暈者」導彈的PAAC-4攔截系統單位成本僅爲原愛國者3導彈（200萬美元）的20%。
系統組成
愛國者導彈的基礎編制爲導彈連，又稱火力單元。下轄一個連部班；一個火控排，操作一台雷達；一個發射排，共4個發射班組，每個班組操作2部發射器，全連共8部發射器；一個維修排，負責對系統及車輛進行檢測和簡單性維護。
雷達
AN/MPQ-53雷達是單脈沖體制多功能相控陣雷達。雷達的主要組成部分包括：相控陣天線、發射機、接收機、信號處理器、敵我識別器等。其中相控陣天線由8個天線組成：1個用於目標搜索、跟蹤和攔截彈跟蹤、制導功能的主陣（5161個輻射陣元）直徑2.44米；5個用於電子對抗功能的副瓣對消天線子陣（每個子陣51個陣元）；1個用於TVM功能的子陣（253個陣元）直徑0.5334米；1個用於敵我識別功能的天線子陣（20個陣元）工作在L波段。AN/MPQ-53雷達可同時監視100個左右目標並引導8枚導彈攻擊3～5個目標。該雷達可以獨立完成之前的防空系統需求幾部雷達才能完成的對目標搜索、識別、跟蹤、攔截全過程相應工作。PAC-3第三階段升級中相控陣雷達使用雙行波管代替了原先的單行波管和正交場放大器，升級後的雷達被重新命名爲AN/MPQ-65。AN/MPQ-65的平均功率較舊雷達增大了一倍，配合雷達的軟件升級使系統可以從誘餌或碎片中區分小型目標，並具有了一定的反隱形目標能力。