文 | 张学峰
编辑 | 蒲海燕 瞭望智库
巴以冲突持续让“铁穹”成为焦点。
对于一款投入使用超过10年，实战中进行过数千次拦截的反火箭炮、火炮、迫击炮（C-RAM）系统，“铁穹”迄今为止仍然披着一层神秘的面纱。仔细观察之下，相较于传统的防空系统，“铁穹”有几个反常规的方面。这些反常规的背后，隐藏着什么秘密？
01.大雷达配小导弹
“铁穹”的第一大反常，是用一部大型雷达配备较小型的导弹。
2019年1月24日，在以色列特拉维夫，以军士兵从“铁穹”防御系统附近经过。新华社/法新
“铁穹”系统包括三大部分：由以色列航空工业公司（IAI）研制的EL/M-2084多功能雷达；由以色列米普莱斯系统公司提供的战场指挥与武器管制中心（BMC）；由以色列拉斐尔先进防御系统公司研制生产的拦截弹以及发射装置。通常一套系统有3部发射装置，每部容纳20枚拦截弹。
这看上去并无特殊之处，但凡防空导弹，都得有这些系统。但是，大多数防空系统都要求雷达和导弹“门当户对”。远程防空系统，通常配备大型的、探测距离数百千米的雷达，外加远程防空导弹；近程防空系统，通常是小型雷达配小型拦截弹。否则，大型雷达配备一个小导弹，浪费了雷达的探测距离，而且导致整套系统不便于机动；小雷达配大导弹，造成打得远看得近，发挥不了导弹的射程优势。
当然，现在很多远程防空系统开始兼容多种型号的防空导弹，防空导弹有大有小，但是最大的导弹，必然是和雷达匹配的。而“铁穹”则用大型雷达配备小型的拦截弹。
我们先看看它的雷达。EL/M-2084火控雷达是整个“铁穹”中最高端的装备，这是一种全固态有源相控阵雷达，具有探测距离远、精度高，可识别多个来袭目标的能力。当然，该雷达最初并非专门为“铁穹”研制，而是一种多用途雷达，可进行对空警戒、火箭弹或者导弹跟踪、炮位侦察，还用于为斯派德防空系统充当火控雷达。
可以说，只要开发相应软件，这种有源相控阵雷达的用途可以大大拓展。EL/M-2084雷达对炮弹的定位精度可以达到50千米外误差125米左右，扫描范围为水平方向120度（固定模式）或360度（旋转模式），垂直方向正负40度。该雷达能计算出每枚（发）火箭弹/迫击炮弹的预定弹着点位置，从而可对有可能遭受攻击的地点发出警报，然后发射导弹在空中实施拦截。用于防空时，EL/M-2084能够探测并跟踪固定翼飞机、直升机、巡航导弹和无人机等各种空中目标，最大探测距离可达350千米。这一性能足见其“大”。
但是“铁穹”使用的拦截弹，却比较小。它使用的塔米尔拦截弹弹长3米，弹径0.16米，弹重90公斤，配装高爆预制破片战斗部。拉斐尔公司没有公布该导弹的射程。经常有资料声称其拦截最大射程达到70千米，但实际上这是一个误解。这里指它能拦截最大射程70千米的火箭弹。按照该导弹长3米，重90公斤的体型判断，其射程应在10-20千米之间。总体来说，它的弹体和近程防空导弹的弹体相当。
“铁穹”之所以采用大雷达，是因为它对付的目标主要是火箭弹、炮弹、迫击炮弹，雷达散射截面积很小。用小型雷达，探测距离太近，不能及时发现。而该雷达可以同时跟踪200枚（发）来袭火箭弹或者迫击炮弹。如果火控系统分析认定来袭火箭弹将会落入开阔地带，不会造成人员伤亡时，火控系统不会导引导弹进行拦截。
【编者注：雷达散射截面积（Radar Cross Section，简称RCS）是雷达探测目标的一种方法。较大的RCS表明物体更容易被探测到。】
之所以选用小型导弹，主要是为了降低成本。因为塔米尔拦截弹拦截的不是什么高价值目标，通常是只有几千美元的简易火箭弹，而且往往来袭数量非常多，降低拦截弹成本是一个硬指标。实际上，导弹也是论斤卖的，导弹射程越远，体积越大、重量越大、采用的技术往往越复杂，价格就越昂贵。当然，也不是导弹越小越好，导弹越小，射程越近，保护的面积就越小。所以选择导弹的射程，要从保护面积和成本之间找一个折中。
02. 成本超级低
“铁穹”另外一个反常之处，就是拦截弹相对很低的成本。根据不同时期的不同信息来源，其拦截弹价格有2万美元、4万美元、10万美元的各种说法。就算是10万到20万美元，那也是非常便宜的。
2023年5月10日，以色列“铁穹”防御系统在以色列南部发射拦截导弹。新华社/路透
前面说过，其设计时就要考虑降低成本，所以没用大型拦截弹。即便在小型防空导弹中，它的成本也算低的。比如美国的“拉姆”防空导弹，使用的是“响尾蛇”导弹的发动机和“毒刺”导弹的导引头，再加上一个被动射频导引头，其最新型号，一枚也要80万美元。AIM-9X空空导弹，近年来的单价也在50万美元以上。塔米尔拦截弹，很多元器件都是从美国购买，它又凭什么那么便宜呢？
更关键的是，外界还普遍认为，“铁穹”使用的是雷达导引头。而雷达导引头本身是非常昂贵的，它相当于一部小型精密的雷达。4万美元、10万美元的价格，不要说制造一枚雷达制导导弹，就是制造一个雷达导引头都不够。这就让这种低成本更加反常。
它是怎么实现这种低成本的呢？“铁穹”的拦截弹有相当大一部分部件由美国雷神公司提供。雷神公司的网站中明确谈及，塔米尔导弹具有光电传感器和带有近炸引信的弹头。因此，按照这个说法，塔米尔拦截弹应该是采用了光电传感器。但是一般来说，光电传感导引头——很可能是红外导引头，通常其传感器安装在头部，外部不加整流罩，以便于其跟踪目标。几乎所有的红外制导空空导弹头部的“大眼睛”都是这样。
塔米尔拦截弹的头部，有一个整流罩——这通常是雷达导引头的特征。但是，再仔细观察拦截弹弹头，我们可以通过很多图片看到，其整流罩中间有缝隙，是一分为二的。更有拦截弹的残骸照片显示了这种从中间分离的整流罩。再仔细看以色列拉斐尔公司公开的照片，我们可以发现在塔米尔拦截弹最后拦截来袭火箭弹时，其头部整流罩不翼而飞了。
这证实了该弹主要采用红外制导或者说光电制导的说法。因为雷达制导无需最后把头部整流罩抛掉。而光电制导，则必须抛掉，否则导引头看不到目标。
但是，拉斐尔公司在幻灯片里也提到，拦截弹是全天候作战，并且在全天候后面的括弧里备注了“主动射频导引头”，很有可能就是导弹拥有至少两个不同的型号：一种是红外导引头，主打价格便宜量又足。按照现有的红外成像反坦克导弹的价格来看，如果塔米尔拦截弹使用简单的点源红外制导，价格压到10万美元等级，是有可能的。而在性能上，它多数情况下都能满足要求，因为来袭的火箭弹的发动机燃烧完毕后温度还是很高的；另外一种就是射频制导，主要用于在复杂气象条件下作战，比如说有雾、雨水或者沙尘的情况，这样的气象条件对红外导引头影响比较大，这个时候可以用雷达制导型，满足它的全天候的要求，但是它的成本会比较高。
有人可能会说，干脆不放导引头，使用指令制导，那不就能更加便宜。比如说，俄罗斯的“铠甲”-S系列、“道尔”系列近程防空系统，都是用指令制导。精度足够高，还便宜。但是指令制导的问题是对付多目标能力比较差。导弹怎么飞，往哪飞，都要听制导雷达的，而且制导雷达必须密集地发送指令，才能确保导弹命中。这样，能够同时抗击的目标数量就非常有限，一般是3个左右。如果给导弹自己装上导引头，让它自己开天眼，地面雷达只需要引导它到大概位置，自己就去找目标了，那么同时抗击目标数量10个以上是没问题的。“铁穹”这种应对大规模火箭弹袭击的C-RAM系统，必须得给导弹装导引头。
03. “不走寻常路”的导弹
“铁穹”系统的第三大反常，就是使用的塔米尔拦截弹“不走寻常路”，经常玩“神走位”。
2023年10月7日，在以色列南部城市阿什克隆，以色列“铁穹”防御系统导弹成功拦截从加沙地带发射的火箭弹。新华社发（伊兰·阿萨亚格摄/基尼图片社）
很多“铁穹”大战火箭弹的视频显示，“铁穹”的发射装置如同火箭炮发射一样发射大量的拦截弹，这些拦截弹首先是朝一个方向飞，然后到了某一空域，突然间“集体拐弯”，再朝另一个方向飞去，最后爬升拦截火箭弹。更有甚者，先进行爬升，紧接着向下俯冲，向下俯冲到一定高度后又向上爬升，最后在爬升中完成拦截。
通常来说，一般的防空导弹不采取这种拦截轨迹。特别是，哈马斯的火箭弹基本上沿抛物线飞行，不进行机动，拦截弹完全可以不用这么漂移。
导弹拦截目标用什么样的轨迹，取决于引导律——引导导弹飞向目标的规律。一个常用的原则是尽量让这个导弹“少走弯路”，少走“冤枉路”。人走弯路、冤枉路，累；导弹走弯路，同样也消耗额外能量。
这一点其实不难理解，如果让导弹轨迹特别弯曲，“拐弯抹角”，就是浪费导弹的能量，降低它的速度，速度降下来了，作用在舵面上的力量也小了，机动性就会降低，同时速度衰减较快，也会降低射程。
最早的指令制导导弹通常是采用“三点法”进行引导，也就是让导弹、目标和制导雷达始终在一条线上，也叫“瞄准线法”。此时，即便目标不做任何规避机动而是飞直线，导弹也会不停地调节它的飞行方向。这样导弹从发射到命中，飞行轨迹是很弯曲的，比较浪费能量。
后来又进行改进，采用了前置点法、半前置点法。就是让导弹飞行方向有个提前量，瞄着目标运动前方打，这样导弹的运行轨迹就没那么弯曲了。再后来，又采用比例引导法，使用“准最佳弹道”，进一步减小防空导弹的机动，甚至目标不必机动到一定范围，导弹就进行额外的修正，尽量让拦截弹没事不要大开大合地机动。所以这些导弹不会上下翻飞。
现在有些防空导弹、空空导弹经常采用高抛弹道，让它先爬升，化动能为势能，而且在高空它受到的阻力小，然后到末端再俯冲，化势能为动能。这种飞行轨迹，在飞行初期，不需要拦截弹过于复杂的机动。当然，我们看一些防空导弹打靶的视频时，也有不少没有规律的“神走位”，那主要是因为目标进行了机动，导弹必须要进行大过载机动。
但是“铁穹”拦截弹就比较有意思，当然也有一个规律，别管开始做什么机动，往往是最后进行拉升，由下往上拦截。其实，这是使用了逆轨拦截，俗称逆弹道拦截。就是先把导弹引导到来袭目标的下行轨迹上，然后再迎头去打。
这样有几个好处：第一，有利于导引头发现目标、跟踪目标。拦截弹在来袭火箭弹的逆行弹道上，目标在导引头上的角度变化小，有利于进行搜索跟踪。这一点降低了发射后锁定的难度；第二，由于目标相对运动比较小，对拦截弹的机动要求也降低了。相反，如果是侧向拦截，目标的角度变化比较大，跟踪和拦截难度就会比较高；第三，有利于进行引战配合（引信和战斗部的配合），让战斗部在最佳位置起爆。以前有专家认为这个导弹不太可能以非常高的成功率拦截来袭火箭弹，因为无法控制弹（导弹）目（目标）交汇角，战斗部破片不能很好地作用于火箭弹弹体。实际上，采用这种逆轨拦截后，基本能保证导弹和目标迎面交汇，有利于引信在最佳位置引爆战斗部。
其实，逆轨拦截技术最早是用来拦截弹道导弹的。“爱国者”反导系统，最初就是使用逆轨拦截。而火箭弹在轨迹上和弹道导弹类似。如此看来，这一点属于反导技术的外溢。
04. 拦截数量能“反常规”吗？
其实，“铁穹”所有“反常的设计”，都是为了更高效、更准确、更廉价地拦截来袭的大量火箭弹。可能有人会问，它到底能拦截多少来袭火箭弹呢？这个数量能反常规么？
目前为止，“铁穹”系统能够同时拦截来袭火箭弹的数量尚没有公开报道。尽管有报道称，其雷达可以同时跟踪200个目标。但是一般情况下，同时拦截目标数量，要远远小于同时跟踪的目标数量。因为拦截目标时，雷达要对目标进行更加精确、刷新率更高的探测。到目前为止，公开已知的单部制导雷达控制的防空导弹系统，最多可以同时攻击10个左右的目标。那是用来对付可以大幅度机动的航空器。如果对付火箭弹这种末段速度远远低于弹道导弹，飞行轨迹又比较呆板的目标，相信“铁穹”能够具备更强的多目标拦截能力。但是这个数字，恐怕也不会比10多多少。
那么，面对海量来袭目标时，“铁穹”会不会“崩溃”“宕机”呢？就像是卖票网站，买的人太多就瘫痪了呢？
作为一款基于计算机系统的防空系统，理论上确实有死机风险。其作战程序占用空间可能多达几百兆，源程序代码几十万、几百万行。如果哪里设计不当，有个程序错误，确实存在突然死机的理论可能。但是，对于军用系统来说，一旦死机将造成不可挽回的损失，因此开发方会非常重视软硬件的可靠性设计。比如，在硬件上，采取冗余设计，多个系统互为备份；也会对软件系统进行大量测试，以求将风险降到最低。只要在其能力范围内，系统应该具备很高的可靠性。特别是“铁穹”这套系统，已经投入使用十多年，实战拦截了数千次，就算有些缺陷，也会在初期使用中充分暴露，并得以改进。
而且，防空系统跟踪、拦截目标的基本原理决定了，它不会因为天上的目标多而罢工。这就好比是一个停车场，有200个停车位，但是一下子来了2000辆车，咋办？如果这2000辆车都一股脑涌进停车场，势必导致停车场被堵得水泄不通，停车场立马瘫痪。但是，哪个停车场都不会这样干。进来200辆车之后，都是大门一关，然后出一辆进一辆，保证停车场内部的基本畅通。
包括“铁穹”在内的防空系统也是如此，假设它只能跟踪200个目标，一下子来了2000个目标，那它就只探测先来的200个目标，其他的目标则是“眼不见心不烦”。击落一个目标后，它再捕捉新的目标。这样就能保证它的正常运行。大多数防空系统也都是如此。
其实，就算没来2000个目标，雷达也不会闲着。比如说有100个目标，那么它在跟踪这100个目标的同时，还要进行空间搜索。目标增加之后，它会把搜索的一部分精力放在跟踪上；但跟踪通道满员之后，它就没有精力去搜索了。当然，虽然来袭目标过多不会让防空系统那么容易宕机，但是确实会让它长时间满负荷地工作，增大其工作负担，导致其出现故障。
