优配货主 2K11防空导弹

以下文章来源于鲤鱼的武备志优配货主，作者天空飞过一条鲤鱼

S-75在野外条件下从行军转换为战斗状态需要6小时；即便是后来改用固体推进剂、不再需要提前加注燃料的S-125也需要2小时，所以它们只适合部署在重要的城市、工业、行政和经济中心承担静坐式的防空任务；而军队是动态的，在战争中他们需要时刻保持机动，根据卫国战争的经验，一支集团军规模的作战部队，一昼夜可以强行军70公里；如果是高度摩托化的部队，依托公路网，在保障条件良好的情况下一昼夜可以行军150公里

同样是基于卫国战争的经验，失去防空掩护的陆军部队根本无法投入战役进攻任务，他们在兵力集结阶段就会遭到对方的战术空军持续放血，还未与敌人主力部队遭遇，部队就已经减员到无法投入作战

在以前，能伴随部队机动的自行高炮往往被认为是最优解，然而随着航空工业进入喷气时代，留给地面高炮的射击窗口越来越小，用高炮打飞机的传统认知已经遇到了边际递减效应：成本投入越来越大，但获得的收益却越来越小，需要找到一条替代途径

从效费比上看，S-75和S-125那样的制导武器是明显优于高射炮的，唯一的问题是这两者展开和撤收比较耗时，无法跟上动态部署的军队

1957年，由弗拉基米尔·谢尔盖耶维奇·谢梅尼欣牵头组建了一个团队，这个团队的成员来自基洛夫工厂KB-3设计局、基辅高级炮兵学校、航空工业部莫斯科第17研究所以及莫斯科航空学院，他们要重新评估现有防空装备的作战效能，对原有理论体系中的存在的短板提出技术解决方案，为后续新型号导弹的开发指明研发方向

Vladimir Sergeevich Semenikhin，1918年1月27日出生于哈尔科夫省苏梅市（现在的乌克兰苏梅州），1941年毕业于莫斯科工学院，卫国战争时期担任217工厂总设计师，在此职位上主持了轰炸机自卫炮塔和投弹瞄准镜的设计，1948年调任扎格罗德机械厂，担任车间主任，1950年擢升为总师，在任期间围绕S-25防空导弹和雅克-25截击机设计了防空自动化管理系统，1971~1974年间担任无线电工业部副部长

结论是明确的：现有的S-75和S-125只能作为要地防空导弹使用，它们无法为军队提供动态的防空掩护，新导弹必须满足以下条件：

首先，它必须是自行式的，可以随时随地跟上运动中的部队；然后，在应对空袭时，整套系统的反应速度必须足够快，从行军到战斗的转换时间不能超过5分钟，还有，考虑到未来战争可能会面临核生化的作战环境，所以车辆应该采用全封闭的车体设计、具备集体三防能力

考虑到野战条件下，为了破坏敌人的战役机动能力，通行条件良好的高等级公路可能会被有计划的摧毁或者损坏，因此这套自行式防空导弹系统应该以越野能力强的履带式行走底盘为基础，根据此前S-75和S-125的使用经验，S-75使用的液体燃料在储存运输上存在风险，燃料加注时间长；S-125的单台固体发动机体积巨大，就像一个孕妇一样行动不便，所以新导弹最好能探索出一条新的发动机技术路线：既不能用强腐蚀性的液体燃料、也不能用单台巨大的固体发动机，结构上还要尽可能简单，在当时技术条件下，符合要求的有两种发动机：一种是液氧煤油发动机；另外一种是冲压发动机，液氧和煤油都没有腐蚀性，所以它们的运输和加注都是相对安全的，但是液氧也有两个难点，一是需要低温保存技术，常温下不利于储存；二是氧气本身是一种易燃气体，高浓度时足够引起爆炸

如果考虑常温下的操作便捷性，那就只剩下冲压发动机这一个选择了，冲压发动机可以只携带煤油作为燃料，不携带氧化剂，直接从大气环境中获得燃烧用的氧气

1958年2月13日，经过前期的理论摸索、确定了研制方向以后，部长会议通过了2188-088号文件，计划同时研制两款以冲压发动机为动力的防空导弹，分别被命名为2K11"圆规"和2K12"库班河"

两者优势互补，形成高低搭配，2K11负责中高空目标；2K12负责中低空目标，前者装备于集团军级部队；后者则主要装备于师级部队

2K11的研发任务被委托给了国防技术委员会第20研究所（NII-20），由时年31岁的维尼阿明·帕夫洛维奇·叶夫列莫夫主持整个开发任务；2K12的研发任务则被委托给了OKB-15设计局，那是另外一个故事了

Veniamin Pavlovich Efremov，1926年3月22日出生于坦波夫，1945年毕业于莫斯科通信工程学院，1951年期起在NII-20工作，1966至1983年间担任总师职务，在任期内他不仅主持了2K11的开发任务，也是9K33黄蜂、9K330道尔以及S-300V的总设计师，2006年9月16日在莫斯科去世

每个集团军将至少列装一个防空导弹旅

全旅的技术装备包括：

空情监视雷达1S12

导弹制导站1S32

履带式自走底盘2P24

3M8导弹

发射指挥方舱9S44"Crab-K1"

运输/再装填车辆2T6

导弹运输车9T25

技术保障车辆2V9

每个防空导弹旅由3个发射营和一个技术保障营组成，一共装备27辆2P24发射车和108枚导弹，每三辆发射车和一辆1S32组成一个发射连，每三个连组成一个营级单位，每个营由一辆1S12雷达车提供空情监视信息

1S12雷达车：

从属于2K11的早期预警雷达车，雷达天线被集成在一辆AT-T履带式拖拉机上，用于大范围的空情监视和接敌预警

这款可以独立机动的移动雷达车由维塔利·维亚米诺维奇·莱森伯格主持设计，时任无线电工业部NII-208研究所主任设计师

Vitaliy Veinaminovich Raisenberg，1928年12月12日出生于哈尔科夫州，母亲是医院助产士，父亲是药剂师，其父在卫国战争中作为医护人员参军，1944年牺牲在匈牙利；母亲在德军空袭时受伤，保住了性命，但右腿被截肢

1949年毕业于哈尔科夫电气工程学院，1953~1955年在无线电工业部下属的208研究所工作，1958~1962年间主持了1S12雷达的研发设计任务，1981~1992年间担任"共产国际"工厂实验设计部主任，直至去世

它的雷达天线由三部分组成：一个椭圆形的抛物面天线P-40D，用于测量目标距离和方位角；寄生在椭圆形天线旁边的长条形天线是PRV-9A测高雷达，用于测量目标飞行高度；在驾驶舱上方那个类似行李架的东西是敌我识别用的询问/应答天线，在驾驶舱左前方还有一根可伸缩天线，这是1S62加密数据链的一部分，可以和1S32雷达车搭建一个双向通信的无线网络

椭圆形天线承担水平方向的搜索和探测任务，天线辐射功率1.8兆瓦，工作在S波段，最远探测距离300公里，对于米格-15大小的目标，发现距离不短于115公里

为了降低行驶时的重心，雷达天线被设计成了可折叠的，在行军时可以贴附在车身顶部，重新展开雷达仅需要一分钟，展开后天线以每分钟16圈的转速旋转，整套系统重量36.7吨

因为天线的面积较大，展开后的迎风阻力也大，对于部署地点的风速是有额外要求的，当地的风速不能超过25米/每秒，否则可能会被强风吹翻

PRV-9A负责测量目标的俯仰角数据，分为四个垂直扫描扇区，用罗马数字I、II、III、IV表示，分别由四束垂直扫描的波束组成，波束宽度从下往上依次为2°、4°、11°和14°，四个扇区有各自独立的波束负责分区扫描，分别对应低空（100~1000米）、中空（1000~7000米）、高空（7000~15000米）和超高空（15000米以上）目标，雷达波束的最大探测高度35000米，但无法探测飞行高度在100米以下的超低空目标，由于存在超低空盲区，所以2K11的发射阵地还需要同时部署9K32或者ZSU-23-4作为补救手段，如果敌机以超低空接近，自行高炮+便携导弹组成的低空/超低空火力网可以起到兜底保障的作用

车组乘员六人：包括驾驶员、通信系统操作员、方位/距离操作员、敌我识别系统操作员、和一个供电系统操作员，供电系统位于车身尾部

驾驶舱布局：

左侧是驾驶员仪表板，中间是燃气轮机的启动和控制面板，右侧是通信系统使用的车载电台，驾驶舱有三个横向排列的座椅，可以并排坐下三人，这三人各有分工：驾驶员负责驾驭车辆；中间的人负责在雷达展开时监控供电设备的工作状况；剩下一人负责搭建自身和其他车辆之间的有线或者无线通信

其余三人位于车身后部的方舱中，这三人分别负责敌我识别、判断敌机的距离和方位角；最后一人负责全局统筹

发电设备位于车身尾部，由于雷达系统是耗电大户，行驶用的柴油机无法满足用电需求，所以车上还布置了两台燃气轮机作为辅助动力单元，专门用来伺候雷达，这套供电系统需要专门的人员监视工作状态，工作时每小时消耗100升柴油，产生75千伏安的电流

雷达天线由两台2PV8燃气轮机单独供电，提供230V、400赫兹三相交流电，两台燃气轮机同时工作时的总功率120千瓦

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燃气轮机上下排列，进气口位于车身侧面，就是这个像老式电话拨号盘一样的东西，废气排放口则位于车身尾部，这个尾部平时有一个长方形箱子将其与外部环境隔绝，以防止高温废气灼伤人员，或者引燃易燃物品

方舱内布局如下：

雷达操作人员通过车体左右两侧的侧门进入车内

方舱内有三个并排布置的座椅，其中一个座椅面向左侧，两个座椅面向右侧，右侧两个座椅分别用于敌我识别和方位/距离标定；左侧座椅主要负责上下级之间的语音沟通、联络任务，次要任务是检查方位/距离和敌我识别数据是否出错，防止出现由于人为疏忽而导致的事故

近处为方位/距离操作员，远处是敌我识别操作员，两者都使用一块圆形显示器，只是显示的信息略有不同，实物图如下：

雷达屏幕工作时显示的信息如下：

其中数字1表示目标回波，数字2表示目标被第二组垂直扫描波束捕获，也就是目标当前飞行的高度区间位于1000~7000米之间

车上安装了NRZ-5敌我识别系统用来区分敌我

这套敌我识别系统分为询问机和应答机两个部分，对于1S12来说，它的询问天线寄生在发射馈源的两侧，应答天线则位于驾驶舱上方

这种询问是双向的，可以从地面发起询问，由空中目标应答；也可以反过来由空中目标发起询问，由地面应答

比较糟糕的是，由于设计服役的年代较早，这套敌我识别系统只能兼容早期的硅-1、硅-2和硅-2M，不能兼容后来装备于米格-29和苏-27的"口令"，为了避免彼此之间出现误伤事故，两者会被错开部署

第一批1S12雷达车于1964年12月31日交付，此后持续生产了15年，这部雷达除了为2K11系统提供早期预警服务，也可以向下兼容2K12和9K33

1S32雷达车：

1S12承担广域的目标搜索、预警和空情信息分发任务，在获知目标大致的方位、距离和高度信息后，交接棒就传递到了1S32雷达车的手里，1S32将承担对具体目标的跟踪照射和导弹制导任务

这辆车的行走底盘使用的是GM-124，相比于GM-123加高了车体，上面驼载了一套雷达制导设备，雷达各部分功能标注如下：

图中数字对应：

1：目标跟踪天线

2：备用光学通道

3：导弹指令发送天线

4：导弹空间位置遥测天线（宽波束）

5：导弹空间位置遥测天线（窄波束）

6：1S62数据链天线

雷达天线的最大直径2.07米，天线辐射功率750千瓦，最远探测距离130公里，在无背景干扰的情况下，可以在最远105公里的距离上自动捕获并跟踪目标回波，跟踪的角度误差±0.3°，距离误差±15米

根据1S12获得的目标方位角和距离信息，1S32的雷达天线可以转向指定的扇区进行更精细的搜索，此阶段的雷达会发射一束水平宽度仅为1°、垂直宽度18°的笔形波束，用于截获目标回波

当雷达接收到来自目标的回波，会自动转入边扫描边跟踪模式，此时雷达会转变波形，发出一束宽波束（蓝色）和四束窄波束（绿色和红色）

其中宽波束用于持续稳定的跟踪目标，窄波束对应上下左右四个方向，红色的窄波束记录水平方向的辐射强度差异，绿色的窄波束记录俯仰轴向上的辐射强度差异，根据这四束波束的返回信号来解算导弹控制指令

导弹发射后，红色的遥测天线实时测量导弹的空间位置，根据之前目标跟踪天线测量的目标实时数据，结合当前导弹的实际位置，蓝色的导弹指令天线可以计算出随时间变化的弹目交汇点，然后根据弹目交汇点对导弹发出无线电指令，引导导弹与目标交汇

车组四人：驾驶员、雷达操作员、距离跟踪/发射系统操作员和供电系统操作员

车内布局如下

雷达工作时显示的信息如下：

目标回波以数字1表示；数字2是自动计算的弹目交汇点；数字3表示导弹最大射程；数字5是导弹最小射程；夹在两者中间的数字4用一圈虚线表示，这个虚线表示的是导弹的杀伤包线，这条杀伤包线是动态的，随着目标运动参数的变化而变化；数字6表示禁止发射区域，因为发射架只能旋转340°，有20°的死角，所以在雷达上标出了这部分

跟1S12一样，1S32的雷达也是依赖一台燃气轮机单独供电，

GTD-5燃气涡轮机，80千瓦功率，用于给雷达设备单独供电

主持火控雷达研发任务的人名叫约瑟夫·马特维耶维奇·德里泽

Iosif Matveevich Drize，1927年3月20日出生于布良斯克州波切普市，1950年毕业于莫斯科航空学院，之后在NII-20参加工作，1986年代替叶夫列莫夫继续领导NII-20，2008年起担任"金刚石-安泰"集团公司的总设计师职务，直至2016年11月3日去世

他同时也担任整个项目的副总设计师职务，地位上仅次于主导整个项目的叶夫列莫夫，后来成为9K37"山毛榉"防空导弹项目的总设计师

在布置发射阵地时，1S12和1S32之间的往来通讯依赖于1S62数据链（红色），两者最大距离不能超过5公里；1S32制导雷达车与2P24发射车之间的通讯依赖1S63短途通信系统（蓝色），两者的距离最大不能超过200米，

2P24发射车：优配货主

这辆发射车与2S3使用相同的行走底盘，只是多了一对负重轮，上面安装了一个S-135双悬臂发射架，两枚导弹加上悬臂的质量就有足足10吨，车身质量18.5吨，总质量28.5吨

这个发射架的设计单位是第58中央研究所，瓦西里·加夫里洛维奇·格拉宾主持设计，1年后该研究所并入科罗廖夫领导的中央飞机制造设计局

未安装导弹时，悬臂外观如下：

悬臂仰角范围10~55°，没有俯角，水平方向旋转范围左右各170°，也就是最多覆盖340°的扇区，有20°的死角不能覆盖，这是因为发射架和车体之间使用线缆连接，如果旋转360°或者720°，会导致线缆拧巴到一块

安装导弹时，由于导弹质量较重，行驶时的整体重心较高，为了提高行驶时的安全性，在发射臂的前方有一个可以折叠的固定支架，上面有一个锁扣结构，跟自行火炮的行军锁用途一样，可以在行军时夹紧导弹，作战时再松开，

发射车的左右两侧开有进出车体内部用的侧门，车内人员3人：分别是驾驶员、通信系统操作员和发射操作员，

通信和发射操作员两人还要负责导弹的固定支架，既要在行军前确保支架紧固到位，又要在战斗前解开固定支架，车内布局如下：

前面这个漏斗形的东西是发射架的旋转基座，旁边是一块导弹发射控制面板，这块面板用于检查供电状态以及导弹当前的技术状态

发射控制面板有自动和手动两种发射模式，如果设置为自动模式，导弹的发射控制权限由1S32雷达车接管，此时发射架在水平和垂直两个方向上会随动于雷达指向，手动措施仅作为自动失效时的备份手段使用

导弹：

在设计阶段，曾有两个方案同时参与竞争，两者都采用固体助推器+冲压发动机的组合式设计

第一个方案由格鲁申领导的火炬设计局主持研发，最初被命名为V-757Kr，后来更名为3M10，它是由S-75导弹设计阶段的一个废案：V-757导弹发展而来

采用前后串列布局，导弹的前端是冲压进气口，后端是一截可脱离的固体助推器，但由于冲压段的整体长度较短，直径又太粗，飞行中的流体阻力较大，导致导弹的飞行速度和射程始终无法达到要求，最终被放弃，在制导方式上采用了当时还十分少见的复合制导：飞行的初段和中段依赖无线电指令，到了飞行末段采用主动雷达制导，

第二个方案由列夫·维亚米诺维奇·留里耶夫领导的OKB-8设计局主持设计，最初被命名为KS-40，当然更为人熟知的名字是3M8

Lev Veinaminovich Lyulyev，1907年3月17日出生于基辅，父亲是个鞋匠，1916年毕业于东正教教会学校，1917~1922年间，在工人夜校学习，1923年，因为家庭经济困难停学，之后一直靠打零工维持生计，直到1927年，通过自学考试被基辅工学院机械工程系录取，1931年毕业后进入军事工业体系，1931~1942年间在彼尔姆火药工厂参加工作

自1942年2月起，在斯维尔德洛夫市加里宁机械制造厂工作，1942~1945年担任副总设计师，1945年6月~1947年12月担任总设计师职务，卫国战争期间主持设计了85mm 52K、100mm KS-19、130mm KS-30和152mm KM-52四款高射炮，1947年12月~1966年12月成为航空工业部第8号中央设计局总师，在这个职位上主持了3M8防空导弹的设计工作

1967年1月至1985年11月，在"革新家"设计局担任总师职务直至去世，在任期间主持设计了后来的"口径"巡航导弹，其中的攻陆巡航导弹分支被称为3M14；反舰巡航导弹分支则被称为3M54，而在西方情报系统的语境中，这两者被合称为"俱乐部"巡航导弹

KS-40采用捆绑助推器的设计，为了获得更高的速度和更远的射程，将冲压进气道向后延长，固体助推器环绕于冲压发动机侧面，制导方式上沿用了无线电指令+主动雷达的复合制导方式

导弹的测试实验原本计划在奥伦堡州的东古兹防空靶场进行，但导弹射程超过了靶场边界，部长会议决定在哈萨克斯坦阿克套州建设新的防空武器靶场，靶场占地面积300公里×100公里，代号"国家科学实验与研究测试基地-11"，1960年2月开始建设，至当年7月建成

这个"11号基地"后来还承担了2K12库班河、9K33黄蜂、9K330道尔以及2K22通古斯卡的测试工作

在建设测试靶场的同时，为了安置随军家属，还建立了配套的居民生活区，包含学校、医院和商店，代号"EMBA-5"，音译"埃姆巴-5"

一共进行了26次导弹发射试验，失败15次

具体失败案例为：

6枚导弹的硝酸异丙酯发生爆炸

4枚导弹在发射后尾翼震颤，引发结构共振，在飞行中解体

3枚导弹在发射后冲压发动机未能正常启动

2枚导弹的无线电通信出现故障，导弹失控自毁

如果以实验结果为参考样本，原封不动的采纳原始设计，大约有58%的导弹存在发射失败的风险，为了降低风险，1961年8月25日成立了一个专家委员会，对导弹的基本设计进行技术改良，这次改良更改了燃料系统和制导方式，减少了燃料携带量和导弹射程；制导方式只保留了无线电指令，砍掉了末段主动雷达制导的功能，修改设计后的新导弹更名为3M8

国家验收试验于1963年2月至1964年6月，一共进行了41次导弹发射试验，失败两次，靶机是由地面站遥控的伊尔-28，在同年的10月26日通过了国家验收试验

导弹的基本结构：

图中数字对应：

1：进气调节头锥

2：3N11战斗部

3：3E26近炸引信

4：球形储气罐

5：煤油燃料箱

6：转向用舵机

7：舵机偏转控制机构

8：无线电指令遥控设备

9：1SB5自动驾驶仪

10：硝酸异丙酯

11：可抛式固体助推火箭

12：涡轮泵

13：点火器

14：火焰稳定器

15：方向安定面

弹体采用两级分离式设计，分为固体助推器3Ts5和巡航发动机RD-07K两个部分，全部发射质量2450公斤

弹体头部是一个纺锤形的头锥，这个头锥里面容纳了导弹的战斗部、一个圆柱形硬件包和一个圆形储气罐，剖面图如下：

实物如下：

前方这个头锥大致分为前中后三部分，最前方的是3N11战斗部，中间一个硬件包，最后是一个球型储气罐

战斗部3N11，总质量150公斤，装药90公斤，炸药牌号TG-20，这种装药由20%TNT和80%RDX组成，爆炸后可以产生5000个质量在7～8克左右的破片；在后续的改进过程中，将破片总数提高到15000个，但单个破片的质量下降到4.5克

战斗部后方是一个体积高度压缩的硬件设备包，里面包含3E26近炸引信、陀螺仪、姿态控制电路和一台涡轮发电机，引信后方是一个压力300Bar的球形储气罐，这个储罐用来驱动涡轮发电机以及舵机

近炸引信的发射天线有两个，呈左右对称布置，颜色与银白色的导弹蒙皮有显著差异

近炸引信的接收天线也有两个，分别位于导弹的腹面和背部，表面略微凸起

位于头锥后方的是巡航发动机RD-07K，采用单涵道设计，外直径850mm，内直径450mm，涵道总长度3953mm，整枚导弹全长8436mm，总质量1400公斤，剖面结构如下图：

由于内外直径差异，在两者中间有一个夹层，这个夹层作为油箱使用，里面容纳了270公斤的T-1航空煤油作为推进剂，没有携带氧化剂，直接从大气环境中获取燃烧所需氧气，还携带了22公斤硝酸异丙酯，用来驱动燃料泵，位于导弹末端的是一个燃烧室，用来产生驱动导弹的推力

燃料泵将煤油泵入内涵道，在这里煤油与空气混合形成可燃气体，流经后方的火焰稳定器时，被高温点燃产生推力，燃烧室外观如下：

作为液体推进剂的煤油可以在导弹内部稳定存储17.5年，而不需要定期更换和检查，四台固体助推器使用的固体燃料可以稳定存储20年，煤油加注/排泄口的位置如下：

这台巡航发动机的工作时长65秒，最小射程11公里，最大射程45公里，最大飞行速度3马赫，由于弹体直径较粗，无法应对高机动性的空中目标，最多只能承受4个G的过载，它更适合用来对付B-58这样的超音速轰炸机，单发杀伤概率可以达到88%；如果目标是F-4或者F-105这样的战斗轰炸机，单发杀伤概率降低为60~70%；如果以高机动性的空优战斗机为目标，概率低于40%

舵机呈X型布局，偏转范围±28°，翼展2206mm，前缘后掠角19°38′；后缘后掠角-8°26′，表面积0.904平方米

在最初的设计中，为了尽可能多的携带燃料延长射程，发动机内涵道采用的是350mm的直径，但后续的发射试验表明，虽然这样做确实延长了导弹射程，但由于进气流量小，损失了推力，净推力只有1.25吨，防空靶场的测试表明这一阶段的导弹发射失败的风险很高，为了降低风险而进行了设计上的更改，这次更改取消了末段雷达制导功能，只保留了无线电指令，但无线电指令存在传播距离上的限制，最远不能超过50公里，否则信号就会失真

制导方式的变动有利有弊，简化了生产成本和风险，但也给导弹套上了一个紧箍咒，限制了最大射程，在射程这一指标受限的情况，团队只能选择提高其他指标来改善导弹的综合性能，其中的举措之一就是将原本350mm的内涵道扩大到450mm直径，净推力因此提高到了6.6吨，导弹因此能攻击800米/每秒的空中目标，超过了原本要求的700米/每秒的设计指标