武器速谈：来说一下的S-300P/S-400的64N6 “大鸟”战场管理雷达

来源：微博@邢wen靖?

???前情提要：S-300整个系统是一个非常庞大的家族（尤其是针对任务属性的不同配备了多种雷达）。总的来看，S-300可以分为S-300P ,S-300V ,S-300F三个类别，而S-300P按出现的时间顺序又可分为S-300PT（1979年） ,S-300PS（1982年） ,S-300PM（1993年），详情可以参考我的这篇文章https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404424479043354740&mod=zwenzhang?，（本文是上篇文章的补充，请大家务必移步仔细阅读）本文主要描述S-300P配备的一种特殊设备——5Н64/64Н6 （英语5N64/ 64N6，北约代号“Big Bird” “大鸟”，以下简称“大鸟”）战场管理雷达（Battle Management Radar），该雷达具备强大的多目标扫描/预警/处理/交战能力，特别是针对弹道导弹的反导任务。

64N6在功能上可以参照美海军提康德罗加和阿利伯克宙斯盾舰上的AN/SPY-1三维雷达（什么是AN/SPY-1？请查阅维基百科词条https://en.wikipedia.org/wiki/AN/SPY-1）；在编制上，64N6是团一级雷达，下辖数个营，每个营包括数个导弹连（Battery），每个导弹连配备1辆30N6火控雷达车，一辆30N6连接控制2~3辆或者3辆以上5P85S/5P85D发射车，30N6负责导弹制导提供目标照射。因此64N6相对于30N6而言是“高级货”，数个导弹连共用1辆64N6，64N6是一个防空团的核心。

（注1：在S-300P的第一代产品S-300PT中（1978年），该雷达被称为5N64K,北约代号Big Bird-A。在1982年推出的第二代产品S-300PS/PMU中，此雷达称为5N64（北约代号Big Bird-B）。在1993年推出的第三代S-300PM/PMU1中，5N64被更先进的64N6取代，北约称之为“Big Bird-C/D 大鸟C / D”；在1997年推出的S-300PMU2中，64N6升级为64N6E2；在2007年推出的S-400中，64N6被更加强大的91N6取代）

（注2：如果S-300P系统作为一个导弹连独立使用，则将成本更低的36D6/?5N59/ST-68M 三坐标雷达用作预警/战场管理雷达。尽管其性能逊于64N6。36D6/ST-68雷达站北约代号“ Tin Shield”“锡盾”，雷达的工作频率范围为2至7 GHz，视型号而定，其扫描范围为70至150 km（另有资料指出是180–360公里）。为了更好地检测低空飞行的目标，可以将雷达放置在15 m高的40V6系列天线桅杆上。杂波抑制超过48 dB，系统可以跟踪100个目标。IFF/敌我识别系统集成在雷达中。如果是多个导弹连协作则使用专业的5N64/64N6作为指挥中心。有关40V6桅杆的详细信息可以阅读我的这篇文章https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404445924037361677&mod=zwenzhang

?注3：而到了S-300PM2/PMU2上，如果S-300PMU2系统作为一个导弹连独立使用，则新款96L6（北约代号 Cheese Board?奶酪板）可用作预警/战场管理雷达。这是一种全天候3D监视和目标跟踪雷达，探测范围为5到300公里。它可以跟踪100多个速度在30至2800 m / s的目标，并且可以在4至6 GHz频率范围内的厘米波长范围内工作。雷达安装在MZKT-7930卡车上。该雷达也可以安装在40V6M或40V6MD天线桅杆上。类似的，96L6战场管理雷达成本较低但在性能上不如专业的64N6E2战场管理雷达，如果是多个导弹连协作则使用专业的64N6E2作为指挥中心）

正文：

简要说一下5N64的历史：5N64是由新西伯利亚测量仪器科学研究所在1980年开发的（俄语Научно-исследовательский институт измерительных приборов (缩写НИИИП), г. Новосибирск.）。

作为S-300P防空系统一部分，首席设计师是В.В. Райзберг 和Ю.А. Кузнецов。它是第一个使用双面相控阵的雷达，在两个平面上进行光激发和电子束扫描，天线在基座上进行方位角旋转。5N64在苏联时期有两个变体：

? ? ?①5N64K—–用于S-300PT防空系统的集装箱版本；
? ? ?②5N64/5N64S/5N64A—-用于S-300PS的自行式版本，将三个方舱置于1辆MAZ-7410-9988上，以不超过5分钟的部署时间展开。

由于对5N64雷达开发的杰出贡献，首席设计师В.В. Райзберг 和Ю.А. Кузнецов被授予列宁奖得主的头衔

2005年MAKS-2005莫斯科航展上的64N6E2,是83M6E2指挥系统的一部分

再来说一下80年代的S-300PT/PS/PMU的5N64/64N6 “大鸟”战场管理雷达的组成，俄语5Н64

радиолокационная станция обнаружения (РЛО)意为“雷达探测站5N64”，一个完整的5N64/64N6雷达站由三个机舱组成：Ф6/F6，Ф7/F7和Ф8/F8

在初期型号S-300PT中，这三个机舱放置在2辆运输车上：如下图，其中F6和F7紧密相邻在一起由一辆MAZ543运输，

而里一个独立机舱/控制舱F8由一辆KrAZ-255V / KrAZ-260卡车拖拉机运输（编号5T58）

在半挂拖车上安装了以下设备：F6机舱是天线的旋转伺服机构（机械仓），包括与相控阵天线一起沿方位角旋转的天线柱；与之相邻的F7机舱具有发送和接收装置（起中继器作用），而另一个独立机舱F8是天线的控制舱,内部有抗干扰设备以及信息处理和数据传输设施以及语音交流的手段和用于将雷达连接到控制室的电缆模块。

顺便说一句，苏联时期的RLO 5N64一直是由F6,F7和F8三个机舱组成的（在S-300PT，S-300PS）。在1981年对 5N64样品进行测试期间获得的大量科学技术基础和经验后，苏军决定对其开始现代化升级改造，以便处理各种类型的小型巡航导弹目标，这期间改善许多5N64雷达站的系统特性，包括：增强抗干扰能力和提高信息吞吐量。现代化的主要方向还包括：降低制造的复杂性，提高干扰适应性和改善操作性。其中在1981年出现的S-300PS中，F6,F7和F8三个机舱集成到了一辆MAZ543拖车上如下图（为了降低系统复杂性）

在1981年出现的S-300PS中，F6,F7和F8三在1981年出现的S-300PS中，F6,F7和F8三个机舱集成到了一辆MAZ543拖车上个机舱集成到了一辆MAZ543拖车上

但是在1995年推出的高度集成高度自动化的S-300PM/PMU1中，64N6雷达站的F6和F7机舱合并为一个主体（旋转部分）集成在一辆MAZ543拖车上，F7机舱并入F6中，为了方便，这个一体化机舱名字仍然是F6。因此我们可以看到64N6由三个舱变成了2个舱（F6和F8），见下图

说完了结构，再来说一下5N64/ 64N6E“大鸟”的功能，64N6的引入显著的增强了S-300P的交战能力，而且是S-300P家族弹道导弹拦截能力的核心。该系统在2 GHz频段内运行，工作在C波段（有资料指出是E/F波段），是相控阵体制，其孔径比美国海军SPY-1 Aegis雷达大30％。64N6“大鸟”具有出色的对战机和弹道导弹目标的捕获能力，尤其是其多目标扫描跟踪能力，其功能可以参照美军宙斯盾系统AN/SPY-*1雷达

美军阿利伯克j舰上的SPY-1三维搜索雷达，是“ 宙斯盾”防空反导战斗系统的关键

像S-300PM系统的其他组件一样，64N6E具有许多独特的横向设计功能。雷达天线安装在机舱上，然后安装在允许360度旋转的转盘上。与此类中的西方相控阵不同，64N6使用透镜投射相控阵，并带有正面馈电喇叭（此处原文为 the 64N6 uses a reflective phased array with a front face horn feed, the horn placed at the end of the long boom which protects the waveguides to the transmitters and receivers in the cabin. 笔者不太明白这里这个馈电喇叭 “horn”的准确含义希望相控阵领域的大佬@相控阵的含义就是相控阵进行解读），馈电喇叭放置在长吊杆的末端，可保护通往机舱内发射器和接收器的波导。波束控制电子器件被嵌入天线阵列内部，该天线阵列在任一面上都具有大约2700个相位元件。这种面对面的布置方式允许大鸟同时使用机械旋转将天线定位和电子波束控制在方位角和仰角上，以相反的方向同时搜索两个90度扇区

也就是说，随着5N64/64N6战场管理雷达的引入，从S-300PS开始，S-300家族具备了反导能力，无论是战机/弹道导弹还是低空慢速飞行的巡航导弹，因此如果S-300执行反导任务，则必须有64N6 雷达的参与。64N6的具体性能是：扫描范围300公里，对于小型战斗机目标的早期探测范围约为260公里至280公里。在1000公里的距离上能够检测到以10000 km/h（折合2800米/秒，资料可靠性存疑(T ^ T) ）速度飞行的弹道导弹目标，在300 km的距离上检测到巡航导弹目标。它还采用电子束转向，每十二秒钟执行一次扫描，每次可扫描200个目标，并跟踪六个或十二个目标。

雷达探测站5N64/64N6用于检测目标/敌我识别以及目标的精准跟踪，包括在恶劣自然条件和敌军强电磁干扰的环境下稳定工作，并向配套的5K56指挥车传输采集到的信息。

5N64/64N6雷达站能够以一定的分辨率，坐标精度和数据更新率在一定范围内对空中目标进行检测

在苏联时期的不断发展中，5N64增强了抗干扰性，包括改善天线辐射方向图，使用有源干扰自动补偿器的窄聚焦扫描BOTTOM，改善旁瓣抑制设备的特性，提高设备的稳定性，更先进的自适应算法以及自动根据扫描结果更灵活地控制雷达的运行方式，对干扰环境进行更详细的分析。

必须指出的是，苏联/俄罗斯的武器设计往往是多个组件构成一个系统，就S-300PT/PS/PMU的5N64而言，它是作为5N83S指挥所的一部分，一个完整的5N83S指挥所包括：

①指挥车/战斗控制车（PBU）5K56S?（俄语 ПБУ?5К56С）
②雷达检测站（RLO）5N64S/64N6（俄语РЛО?5Н64С）

5K56S指挥车内部，5K56S人员所在的工作室/指挥舱编号F9S/ 俄语Кабина Ф9С

正如上文提到的，5N83指挥所=5N64/64N6雷达站+5K56指挥车，因此在一个防空阵地上，5K56与5N64/64N6并肩工作，见下图

阿舒卢克靶场的S-300教学，可见5K56与64N6协同工作

作为一个导弹阵地的最高指挥中心，S-300PS/PMU的5N83S指挥所的职责是：

控制并收集汇总来自下属导弹连火控雷达车的信息（30N6系列）
采集，识别，跟踪空中目标
敌友侦测（IFF）
分级空中来袭目标的威胁度，并向下属导弹连的火控雷达传输最危险的目标的信息
电子战/反电子战/抗干扰作战的控制与协调
协调各导弹连的开火时机
与邻近单位和更高级别的指挥系统进行数据交换

在编制上，1个完整的S-300PS/PMU导弹连包括：1辆5P85S发射车，2辆5P85D发射车（3辆车构成1个火力单元）。 1辆30N6/5N63S Flap Lid B / Tomb Stone”活动盖B/墓碑 ”火控雷达车控制这3辆发射车负责导弹制导。1辆36D6预警雷达车，1部76N6低空补盲雷达；以及可选的数部40V6系列桅杆用于架高火控雷达/预警雷达改善低空视野扩大高空覆盖范围。具体的，5P85S是配备了整个5P85SD TEL组的控制逻辑和数据链路硬件的“智能” 发射车，5P85D是在5P85S控制下的“傻瓜” 发射车。如果该导弹连的发射车全部是具备自主能力的5P85S，则发射车的数量可以更多1~3辆或者3辆以上。

如果如果是多个导弹连协作则使用专业的5N83指挥所配合5N64/64N6战场管理雷达作为最高指挥中心，防空作战能力更强，产生1+1＞2的效果

注4：S-300P家族的编制在外网资料上并不统一，有些资料声称其基本编制是“连”（Battery），1个导弹连单独工作或者数个导弹连组成1个防空营；而另有资料指出其基本编制是“团”（Regiment），1个导弹团单独工作或者数个导弹团组成1个防空营；而一些俄语资料指出S-300/S-400是数个导弹连/团组成1个“师”(Дивизия)，本人无法确定那个说法正确，为了描述方便，笔者以下暂且采用第一种说法：基本编制是“连”

到了1993年推出的S-300PM及其出口版本S-300PMU1上，5N83指挥所升级为83M6指挥所：83M6指挥所由新款54K6指挥车+升级版64N6E雷达车组成

谈到83M6指挥所，就必须介绍新款S-300PM/PMU1，因为83M6指挥所是随着S-300PM/PMU1在1995年作为一整套系统推出的：根据俄罗斯媒体的资料，1991年苏联解体后，S-300P的设计单位—–“金刚石-火炬”设计局一直致力于对苏联时期的产品S-300PS及其出口版本S-300PMU进行改进，在此期间对产品应用了大量新技术，结果在1995年产生了新一代S-300PM/PMU1。

S-300PM/PMU1的5P85T牵引式发射车（KrAZ-260拖车），相对于S-300PS的MAZ543降低了成本

相对于苏联时期的S-300PS，S-300PM/PMU1系统的大多数关键组件经过了了升级和更改（包括雷达车，指挥系统，发射车，导弹）。目的是提高其作为防空反导系统的基本能力，扩大雷达对敌方目标的覆盖范围，提高系统的自动化水平，增强了了系统的抗干扰能力，并具备了更强的反导能力，例如对再入速度高达2800m / s的弹道导弹拦截能力。它旨在与所有高度的战斗机，巡航导弹和战术弹道导弹交战，使其等同于PAC-1和PAC-2爱国者变种。1995年经过深度现代化的的64N6E雷达站和新款54K6E指挥车在Kapustin Yar训练场进行了测试，表现优秀。

在编制上，典型的1个S-300PM / PMU1导弹连包括1部30N6E1火控雷达，1部76N6（76N6E出口）低空补盲预警/采集雷达，1部36D6三坐标预警/采集雷达和最多8辆5P85S / 5P85T（SE / TE出口型号）发射车，然后，一个防空营使共用一个83M6指挥所（由54K6E指挥车及其控制的64N6E战场管理雷达构成），一个83M6指挥所最多可管理6个导弹连。

S-300PMU2上，83M6指挥所升级为83M6E2:组成54K6E2指挥车+64N6E2雷达车，54K6E2指挥车相比54K6尺寸更小但自动化/数字化程度更高，体积仅为传统54K6E 的一半，而功耗却降低了3-4倍。任务计算机被新型Elbrus-90 Mikro SPARC体系结构四核CPU系统所取代，该系统具有500 MHz时钟和500 MB RAM。所有代码均以C语言实现，并包含用于控制64N6E2 Big Bird的模块；而新款64N6E2则进一步优化了多目标处理能力，特别是对弹道导弹目标的探测。总体来看S-300PMU2对导弹制导的系统硬件，软件和算法进行了重大更改。

54K6E2指挥车，带有已部署的天线桅杆，底盘是8 x 8 Ural 532361

目的是在目标中启动弹头。这可以通过改变弹头碎片的质量及其初始速度来实现，而又不损害飞机的杀伤力。新的弹头增加了导弹发射重量35公斤

S-300PMU2系统的体系结构分为三个核心组件：如下图所示

分别是：

一个83M6E2战斗管理系统，包括升级的54K6E2指挥所和64N6E2大鸟预警/采集雷达系统；
多达6个S-300PMU2导弹连火力单元，每个火力单元都包括一个升级的30N6E2墓碑火控/交战雷达，每个雷达可以控制多达十二辆5P85SE2或5P85TE2 发射车（发射车与S-400通用），每个火力单元/独立导弹连可选配1部96L6预警雷达
82Ts6E2导弹存储，补给和维护套件。

15Ya6ME数字数据/语音无线电中继设备可用于将导弹连组件连接到90公里的距离。

83M6E2战斗管理系统与前一代S-300PMU1向兼容，从而可以控制S-300PMU1/SA-20A和S-300PMU2/SA-20B的混合编组导弹连。

到了2007年推出的S-400，83M6E2指挥所升级为30K6E指挥所，30K6E指挥所=55K6指挥车+91N6雷达站。

S-400的55K6指挥车，在外观上与S-300PMU2的54K6E2没有明显区别

55K6E指挥车综合利用各种雷达收集到的信息，自动控制防空系统的作战行动。55K6E具有五个工作岗位，包括：

防空系统司令员；
空中交通管制员；
2名发射操作员；
技术和战斗支持系统操作员。

55K6工作场所使用18英寸多功能彩色LCD指示器。

55K6E在管理S-400的作战行动中负责：

制定和发出命令以使导弹系统各个组件投入战斗准备；
管理 91N6E雷达站的工作模式；
接收，处理和显示来自受控防空系统的雷达信息，以及来自更高级别的指挥所和其他设备的信息；
分析来袭目标并向下属的各个火力单元分配打击目标，评估打击效果；

新款91N6雷达的扫描范围提高到600公里，工作在S波段，系统可以跟踪300个目标，安装在MZKT-7930底盘上，纸面数据：对隐身目标的探测距离是150公里

对于弹道导弹目标（速度为4800 m / s，雷达横截面为0.4平方米）的探测距离是230公里
对于RCS为4平方米的目标：390 km
对于战略轰炸机大小的类型：570 km

91N6E旨在向 55K6E指挥车提供扫描到的雷达信息，包括

检测和跟踪空气动力学目标和弹道导弹目标；
敌我识别；
确定有源干扰的方向。

为了最大程度地适应工作环境， 91N6E具有全方位可见性和扇区范围可见性的多种工作模式，其中包括用于旋转天线和倾斜空间馈电的驱动器。为了有效利用雷达中的能量，使用了在两个平面中进行光束扫描的双面通过型空间馈电

为了确保抗干扰性，91N6E可分析干扰环境，对脉冲之间的载波频率进行了电子调谐，并引入了特殊的高电势模式，用于在整个扇区范围内观察空间。

总的来看，S-400及其前身的主要区别在于对雷达和软件的进一步改进。结果，S-400导弹连可以控制这些武器的任意混合物（即控制S-300P家族的各种变体混编），以针对特定威胁环境优化其能力。与上一代S-300PMU2防空系统相比，S-400“凯旋”的战术和技术能力明显增强，效率提高了两倍以上。S-400是唯一可以选择性地使用至少五种类型的导弹（48N6E，48N6E2、48N6E3/48N6DM，9M96系列和40N6E）运行的系统，这些导弹的发射质量和射程不同，从而形成了分层防御。

1个营级S-400防空系统的结构包括：

30K6E战斗控制中心：包括55K6E指挥车和91Н6Е/91N6E雷达站，负责控制下属的各个导弹连/火力单元。
多达6个防空导弹系统导弹连/火力单元，每个火力单元编号98Ж6Е/98ZH6E，每个火力单元都包含一个多功能雷达?92Н6Е/92N6E，30K6E战斗控制中心与98Ж6Е火力单元之间的最大距离可达100公里。
每个98Ж6Е火力单元最多可控制12辆发射车，发射车类型包括自行式5P85SM2或者半挂拖车式5P85TE2，每辆发射车有4枚导弹。
可选的预警/采集雷达包括?C波段的96Л6 /96L6和 L波段的59H6-E Противник-ГЕ /59N6 Protivnik GE / 对手GE 三坐标预警雷达和67N6 Gamma DE，以及VHF波段的55Ж6?Небо?/ 1Л119 ?Небо-СВУ?/1L119 Nebo SVU?“天空-SVU”系列雷达站（可用于反隐身目标任务）

S-400的技术支持系统30Ц6Е/30TS6E。

98Ж6Е火力单元由1辆92N6多功能火控雷达车和1~12辆发射车组成

96L6全高度探测器/预警雷达和40V6桅杆是1个S-400防空营的可选配件，可增强系统的作战能力；如果是1个导弹连单独作战，则96L6三坐标预警/采集雷达用作指挥中心

S-400的可选增强配件：

解放军S-300PMU2的96L6全高度探测器 ????，96L6可用于增强S-400

59H6-E Противник-ГЕ /59N6 Protivnik GE / 对手GE 三坐标预警雷达

S-400胜利防空系统旨在摧毁距离达400公里，高度达30公里的各种现代先进的空袭武器（目标飞行速度不超过4.8 km / s），包括：

电子作战飞机
侦察机
各种战略战术飞机
战术弹道导弹
中程弹道导弹
高超音速目标

S-400的战斗任务各个阶段高度自动化，现代化的硬件设备大大减少了操作人员。“S- 400”装置的构造原理和广泛的通信系统使它不仅可以集成到空军的各种指挥级别中，还可以集成到其他更高级别的指挥系统中。值得一提的是，S-400可以确保导弹的“超机动性”的系统以及提高的指向精度，使得能够实现改善导弹满足目标条件的制导轨迹，从而提高了使用防空导弹战斗设备的效率。

S-400防空系统中使用的导弹具备独特的可控战斗部（可能是48N6E3和9M96以及40N6），在拦截有人目标时直接击中目标使其结构破坏，在拦截无人目标例如弹道导弹时击中其战斗部使其丧失杀伤力。拦截弹的战斗部由无线电引信控制，无线电引信利用导弹上的所有可用信息来适应与目标的交汇条件。无线电引信确定弹头的爆炸时机，必须与战斗部碎片的飞行速度严格协调，以用碎片场的外形覆盖目标的脆弱部分以及确保飞行速度增加时碎片释放的方向。战斗部碎片的定向迸溅是使用带有多点起爆系统的制导高爆破片战斗部进行的。该系统根据无线电引信的命令以受控模式引爆弹头（如果存在有关未命中的信息），则在对应于所需方向的爆炸的外围点中开始引爆拦截弹战斗部装药，使得炸药爆炸的能量沿给定方向重新分布，令碎片场/杀伤区域的主要部分以增加的速度向目标“聚焦”投射。在缺少有关未命中阶段的信息的情况下，战斗部则进行中心集中爆炸以及碎片场/杀伤区域的对称膨胀。通过以上战斗部引爆策略实现对目标最大程度的杀伤

在这里必须单独提一下俄军S-400在叙利亚的赫梅明空军基地受到的威胁，自由军对该空军基地采用各种袭击方式例如煤气罐炸弹，自杀式无人机,2018年1月6日晚上，恐怖分子再次利用大规模微型武装无人机发动袭击。俄罗斯军方总共摧毁并迫降了13架无人机、但是仍然有一部分无人机躲过地面铠甲-S2的防空火力，造成数架战机受损和1人死亡

为了应对无人机的“高密度狼群战术”，俄军首次把具备优秀多目标扫描/探测/跟踪能力的91N6战场管理雷达部署在赫梅明空军基地，之前俄军驻叙利亚S-400采用的是96L6全高度探测器/预警雷达用作多目标处理，但是96L6在这次袭击中表现不佳后来被91N6替换（96L6虽然可用作战场管理但是其低成本决定了多目标处理能力不如专业的91N6）