Tìm hiểu các hệ thống tên lửa phòng không hiện đại

[OldBuff]

Hệ thống tên lửa phòng không đa kênh di động S-300P
Lịch sử hình thành

Đạn tên lửa

Hệ thống 300 sử dụng 2 loại đạn tên lửa do Phòng thiết kế chế tạo máy “Fakel”/Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" (nay là Phòng thiết kế chế tạo máy “Fakel” mang tên viện sỹ P.D.Grushin thuộc Liên hiệp phòng không Almaz-Antey) phát triển là đạn tên lửa tầm trung V-500K và đạn tên lửa tầm trung xa V-500R. Đây là 2 loại đạn có thiết kế và bề ngoài giống nhau, trừ hệ thống điều khiển. Đạn tên lửa V-500K, còn gọi là đạn 5V55K, sử dụng hệ điều khiển lệnh vô tuyến/радиокомандное наведение. Đạn tên lửa V-500R, còn gọi là đạn 5V55R, sử dụng hệ điều khiển hỗn hợp lệnh vô tuyến và điều khiển qua đạn/наведение через ракету hay còn được gọi là bám sát mục tiêu qua đạn/сопровождение цели через ракету.

Đạn tên lửa 5V55 (ảnh http://pvo.guns.ru)

Trong phương án thiết kế ban đầu, đạn tên lửa phòng không tầm trung xa V-500R được trang bị các khí tài phục vụ hệ điều khiển bán chủ động/полуактивное наведение tương tự đạn tên lửa của hệ thống S-200, theo đó đạn thụ động thu sóng dội từ mục tiêu bị đài mặt đất chiếu xạ, rồi tự tính toán lập lệnh lái đạn tấn công mục tiêu. Phương án này có nhược điểm là khí tài tính toán mang theo khiến đạn nặng không phù hợp với công tác chiến đấu và phục vụ hậu cần của hệ thống phòng không di động, đồng thời làm giảm tính linh hoạt của đạn khi chống lại mục tiêu bay cơ động chiến thuật và hoạt động trên nền nhiễu mạnh. Khắc phục nhược điểm vừa nêu, hệ thống điều khiển của đạn V-500R được thiết kế theo nguyên lý đạn điều khiển bằng lệnh vô tuyến kết hợp bám sát mục tiêu bán chủ động qua đạn tên lửa. Như vậy thay vì gắn máy tính điều khiển ngay trên đạn như trường hợp thiết kế đạn dẫn bán chủ động, thì ở đạn V-500R chỉ giữ lại an ten thu sóng dội từ mục tiêu bị chiếu xạ, rồi truyền tín hiệu sóng dội đã được khuếch đại của mục tiêu về đài điều khiển để máy tính của đài tính toán lập lệnh lái đạn.

Các đạn V-500K và V-500R có thiết kế một tầng thuốc phóng rắn để tránh việc quăng bỏ tầng phóng gây thiệt hại cho mục tiêu cần bảo vệ ở phía dưới như với đạn thuộc các tổ hợp S-75, S-125 và S-200. Ngoài ra, các đạn của hệ thống S-300 còn được thiết kế để có thể phóng trực tiếp từ thùng mang phóng ở tư thế phóng thẳng đứng, tránh việc thiết kế hệ thống động cơ đồng bộ bệ đạn phức tạp cho xe phóng, đồng thời cho phép đạn không bị các góc cấm phóng hạn chế giúp đạn phóng được từ hầm phóng hay vật che khuất trận địa.

Theo thiết kế ban đầu, đạn khởi động phóng trực tiếp từ trong ống phóng có khoét lỗ dẫn khí thuốc phóng phía đáy. Tuy nhiên sau các thử nghiệm phóng vào tháng 8/1972, kiểu thiết kế ống phóng đạn trực tiếp kiểu này bị loại bỏ do nguy cơ đạn có thể phát nổ ngay trong ống phóng gây thiệt hại tới xe phóng và các thùng phóng đạn còn lại. Nhóm thiết kế đã chuyển sang phương án phóng đạn bằng liều phụ ra khỏi ống phóng trước khi động cơ chính của đạn kích hoạt. Phương án này được gọi là phóng kiểu cối/миномётный старт, hay còn được gọi là phóng nguội/холодный старт. Theo phương án phóng nguội, đáy ống phóng đạn được gắn một khối tích khí áp liều phóng rắn (PAD)/пороховой аккумулятор давления (ПАД) cõng quả đạn phía trên. Khi lệnh phóng được ban hành, liều phóng trong khối PAD được đốt cháy tạo áp lực khí đẩy quả đạn và khối PAD chạy dọc theo ống phóng hướng lên trên. Sau khi toàn bộ quả đạn vọt lên cách miệng trên ống phóng từ 5 m tới 10 m thì động cơ chính trên đạn mới được kích hoạt. Phương án phóng nguội bằng khối PAD này được thử nghiệm từ năm 1973 tới năm 1977 thì bị loại bỏ vì chi phí chế tạo và khắc phục các thiệt hại do vỏ khối PAD bị vứt lại sau khi phóng đạn gây ra đối với xe phóng và các xe chiến đấu bố trí tại trận địa.

....

[huyphongssi]

Có thể thấy rõ việc quăng khối PAD (Пороховой аккумулятор давления - ПАД) qua hình phóng tên lửa đường đạn R-36M phía dưới:

[OldBuff]

Hệ thống tên lửa phòng không đa kênh di động S-300P
Lịch sử hình thành

Đạn tên lửa

....

Cảnh phóng nguội đạn 5V55 bằng cần phóng của tổ hợp S-300PT (ảnh: http://www.armyrecognition.com)

Đầu năm 1977, việc phóng đạn từ thùng phóng theo phương án phóng nguội mới được thông qua. Thay vì sử dụng khối PAD để đẩy đạn ra khỏi thùng phóng theo kiểu cối, phương án mới dùng tới cần phóng/катапультный старт gồm có 2 xi lanh đạn phóng bố trí dọc thành ống phóng và được nối với cần kéo bàn đỡ đế đạn. Khi phóng, 2 đạn phóng đốt liều phóng rắn và nhờ áp lực khí thuốc chạy dọc theo ống xi lanh lên phía trên miệng ống phóng, kéo theo cần nối bàn đế hất đạn ra khỏi ống phóng ở độ cao tới trên 20 m trước khi động cơ trên đạn kích hoạt. Kiểu cần phóng này trở thành thiết kế phóng cơ sở cho tất cả các loại đạn của tổ hợp S-300P sau này.   

Hình cắt ống phóng đạn có thiết kế cần phóng của tổ hợp S-300PMU2 (ảnh: http://dic.academic.ru)

[BOM BI]

HỆ THỐNG PHÒNG VỆ TÊN LỬA PATRIOT

Khẩu đội Patriot PAC-2.

Giới thiệu chung

Patriot là hệ thống tên lửa phòng không tầm xa đa năng thế hệ thứ ba  (tầm bắn xa nhất từ 70 đến 160 km), có khả năng tác chiến trong mọi điều kiện thời tiết với trần bay của mục tiêu lên đến 24 km. Patriot được thiết kế để chống lại mọi loại máy bay tiên tiến cũng như các loại tên lửa đạn đạo, tên lửa hành trình với tốc độ lúc tấn công mục tiêu của tên lửa lên đến Mach 5, tương đương tốc độ 6.125 km mỗi giờ.

Được phát triển từ năm 1964, chương trình phát triển tên lửa phòng không hiện đại Patriot bắt đầu với cái tên chương trình AADS-70S (Army Air Defense System for the 1970s), rồi SAM-D (Surface to Air Missile Development). Tháng 5/1967, công ty Raytheon chính thức được chọn sản xuất hệ thóng tên lửa này. SAM-D được hoàn thành và bắn thử lần đầu vào năm 1969 và chính thức mang tên Patriot từ ngày 21/5/1976. Patriot được đưa vào sản xuất hàng loạt năm 1982 và đưa vào trang bị cho Quân đội đội Mỹ năm 1985.

Đối với quân đội Mỹ, Patriot được trang bị ở cấp tiểu đoàn, mỗi tiểu đoàn được chia thành nhiều đơn vị nhỏ với chức năng và nhiệm vụ khác nhau. Một tiểu đoàn tên lửa Patriot của Mỹ có thể có từ 550 đến 600 quân nhân. Mọi quyết định liên quan đến việc bắn tiêu diệt các mục tiêu đều được chỉ huy bởi chỉ huy tiểu đoàn là một Trung tá.

Thông tin chi tiết

Hệ thống vũ khí của Patriot :

1. Hình đầu tiên : Trạm nguồn điện AN/MSQ-26.
2. Hình thứ hai, bên trái : Ăng ten/tổ hợp ăng ten.
3. Hình thứ ba : Xe chỉ huy điều khiển AN/MSQ-104.
4. Hình thứ tư : Thiết bị radar đa chức năng AN/MPQ-53.
5. Hình cuối cùng : Các bệ phóng/dàn phóng tên lửa M901

Radar AN/MPQ-53 thuộc hệ thống phòng không PAC-2 Israel.

Chịu trách nhiệm điều khiển và kiểm soát toàn bộ khả năng tác chiến của tổ hợp Patriot là xe chỉ huy AN/MSQ-104 với các thiết bị liên lạc, máy tính dữ liệu thiết bị đầu cuối và một số phụ kiện khác. Patriot được trang bị radar mảng từng giai đoạn đa chức năng AN/MPQ-53 với đường kính 2,44m, hệ thống radar này được đặt trên xe hai cầu do xe M818 kéo, nên có khả năng cơ động cao, có thể cùng một lúc đảm nhận nhiều nhiệm vụ như săn tìm, phát hiện, nhận biết, bám đuổi, chiếu xạ vào mục tiêu, dẫn tên lửa và đối kháng điện tử,..., có thể tiến hành săn tìm và theo dõi 100 mục tiêu ở khoảng cách lên đến 100 km trong điều kiện nhiễu mạnh, có thể bám sát 8 mục tiêu cùng lúc, và ra chỉ lệnh cho 5 quả tên lửa, dẫn đường cho 3 quả tên lửa, chặn đánh ba mục tiêu, nhận dạng mục tiêu từ khoảng cách tối đa 35-50 km, phát hiện mục tiêu có vận tốc đối đa 2.200 m/giây. Nó bắt mục tiêu nhanh, độ chuẩn xác cao, cự ly tác dụng xa. Các mục tiêu trên không thông thường khó lọt qua cặp mắt của nó. Một chức năng nổi bật của radar là có thể chuyển đổi tín hiệu sang dạng kỹ thuật số, cho phép sử dụng máy tính để kiểm soát chế độ hoạt động. Ngoài ra, còn có vệ tinh trinh sát vũ trụ và máy bay cảnh báo sớm trên không cung cấp các tin tình báo, giúp nó càng nhánh chóng bắt trúng mục tiêu, tiến hành đánh chặn.

Màn hình radar dẫn đường cho tên lửa Patriot.

[BOM BI]

Một quả tên lửa Patriot được xuất xưởng.

Patriot sử dụng nhiều loại tên lửa dẫn đường như Standard, ASOJ/SOJC, PAC-2, PAC-2 GEM, GEM/C, GEM/T và PAC-3 với tổng toàn bộ thời gian vận hành từ khâu lắp đặt cho tới lúc khai hoả chỉ mất 45 phút.

Tên lửa Patriot PAC-2 dài 5,2 m, có đường kính 0,4m và sải cánh 0,85m, sử dụng động cơ hỏa tiễn dùng nhiên liệu rắn có năng lượng cao, tốc độ bay nhanh, hơn nữa thiết bị vũ khí hoàn hảo, phạm vi tấn công rộng lớn, khả năng tác chiến mạnh. Tên lửa Patriot được trang bị hệ thống dẫn đường TVM, có thể cập nhật liên tục dữ liệu của mục tiêu cho trung tâm chỉ huy mặt đất. Tốc độ bay nhanh nhất của tên lửa cao gấp 5 - 6 lần tốc độ am thanh, trử tên lửa Sam - 10 và Sam - 12 của Liên Xô (cũ) có thể sánh ngang với nó, còn các loại tên lửa đất đối không khác đều không thể sánh ngang với nó. Bán kính tác chiến lớn nhất từ 80 - 100 km, nhỏ nhất là 3 km; độ cao tác chiến cao nhất là 24 km, thấp nhất là 300 m; hệ thống vũ khí được lắp đầu đạn chứa 90 kg thuốc nổ mạnh hoặc đầu đạn hạt nhân, bán kính sát thương 20 m, có khả năng tấn công ở tầm cao, tầm trung, tầm thấp và tấn công tầm xa, tầm trung bình và tầm gần.

Các tên lửa Patriot PAC-3 được nâng cấp từ Patriot PAC-2 được trang bị hệ thống dẫn đường mới GEM-T (Guidannce enhanced missile) và thậm chí có cả những tính năng ưu việt của hệ thống phòng không S-300V do Mỹ mua của Nga về nghiên cứu. Nhờ đó, Patriot PAC-3 có thể tấn công được các mục tiêu có diện tích phản xạ radar cực nhỏ như tên lửa hành trình.

Cận cảnh bệ phóng tên lửa Patriot.

Hệ thống thiết bị phóng tên lửa Patriot bao gồm động cơ điện diesel, bệ phóng tên lửa , thiết bị điện tử của bệ phóng và dàn phóng. Các tên lửa được bố trí trên bệ phóng M901 được đặt trên khung xe moóc M860 và di chuyển bằng xe kéo chuyên dụng, có khả năng cơ động cao. Mỗi xe phóng mang 4 tên lửa Patriot PAC-2 hoặc 16 tên lửa Patriot PAC-3 sẵn sàng phóng đi, phương vị của bệ phóng có thể quay 180⁰, khi tác chiến có thể vươn cao 38⁰. Hệ thống tự động hóa cao, phản ứng nhanh. Khi tác chiến, các xe phóng luôn giữ liên lạc với xe chỉ huy loại AN/MSQ-104 trên dải sóng VHF với khoảng cách giữa các xe có thể lên đến 10 km, giúp Patriot có thể phòng thủ trên diện tích rất rộng. Tuy nhiên, bệ phóng này vẫn phải xoay theo hướng mục tiêu, nên kéo dài thời gian sẵn sàng chiến đấu, không thuận lợi như việc phóng thẳng đứng của S-300, S-400 của Nga và HQ-09 của Trung Quốc

Tên lửa Patriot rời bệ phóng

Tên lửa Patriot sử dụng phương thức dẫn tổng hợp với độ chính xác cao, khả năng chống nhiễu mạnh. Sau khi tên lửa được phóng đi, gia đoạn đầu tên lửa vẫn bay theo chương trình đã lập sẵn, giai đoạn giữa tên lửa bay theo chỉ lệnh của radar, giai đoạn cuối tên lửa theo sóng radar được mục tiêu phản xạ trở lại để chủ động tìm mục tiêu và ác định một cách chính xác sai số góc đối nhau giữa tên lửa với mục tiêu rồi cung cấp cho radar mặt đất. Sau khi radar mặt đất xử lý xong sẽ chỉ lệnh điều khiển truyền lên cho tên lửa, điều khiển tên lửa bay theo hướng mục tiêu. Vì thế khi bị gây nhiễu, độ bắn chính xác của tên lửa cũng không bị ảnh hưởng gì.

Hiện nay, hệ thống tên lửa Patriot là hệ thống tên tên lửa không đối không tầm trung, tầm xa chuẩn mực của Quân đội Mỹ và khối NATO trong thế kỷ 21. Nhươc điểm của hệ thống này là một khi trạm chỉ huy bị phá hủy, thì toàn bộ hệ thống sẽ bị tê liệt hoàn toàn, mất hết khả năng tác chiến

[BOM BI]

Nâng cấp, hiện đại hóa

Khi bắt đầu được nghiên cứu và chế tạo hệ thống tên lửa Patriot chỉ có thể tiêu diệt được các mục tiêu trên không ở độ cao dưới 30 km và tầm xa khoảng 80 km.
 
Chính vì những nhược điểm này mà những quan chức quốc phòng Mỹ giai đoạn đó đã quyết định thực thi các chương trình cải tiến hệ thống tên lửa theo các phương án PAC 1 (Patriot Advanced Capability), PAC 2 và PAC 3.
 
Các dự án PAC này nhằm đạt được các mục đích lần lượt là: Tạo cho các hệ thống tên lửa này có khả năng vô hiệu hoá được các loại tên lửa đạn đạo cấp chiến thuật, chiến dịch; có thể sử dụng các loại tên lửa có sức huỷ diệt và uy lực lớn hơn; hoàn thiện những vấn đề liên quan đến kỹ thuật điện tử để Patriot có thể hoạt động một cách hiệu quả và đồng bộ với những thành tố khác của toàn bộ hệ thống như radar, trạm điều khiển hoả lực…

- Patriot PAC-1 với nhiệm vụ làm tăng hiệu quả đánh chặn các tên lửa tên lửa đạn đạo chiến thuật và tăng góc quét của radar. PAC-1 lần đầu ra mắt vào tháng 3/1985, và tháng 9/1986 được thử nghiệm tại thao trường White Sands với nhiệm vụ đánh chặn tên lửa “Lance” ở độ cao 8 km. Nó đã làm chệch hướng tên lửa “quân xanh” vài km cách vị trí “bảo vệ”.

- Patriot PAC-2 : Patriot tiếp tục được nâng cấp lần hai với PAC-2 để phá hủy hoàn toàn tên lửa đạn đạo chiến thuật, chứ không chỉ là làm chệch hướng. PAC-2 được thử nghiệm lần đầu vào năm 1987. Việc hiện đại hóa lần này gồm cả cải tiến đầu đạn tên lửa. Đầu đạn được trang bị một kíp nổ mới và tăng khối lượng mảnh vỡ. Ngoài ra, radar AN/MPQ-53 cũng được nâng cấp nhằm cải thiện khả năng đánh chặn các tên lửa đạn đạo chiến thuật.

- Patriot PAC-3 : Trong khuôn khổ lần cải tiến thứ 3, với tên lửa mới ERINT, PAC-3 được tăng cường hiệu quả đánh chặn các mục tiêu trên không có sử dụng công nghệ tàng hình”, và mục tiêu đạn đạo. Tên lửa ERINT sử dụng nhiên liệu rắn một tầng tấn công trực tiếp cơ động cao. Phạm vi tấn công các tên lửa đạn đạo lên đến 1.000 km. Kích thước nhỏ gọn đáng kể so với các “tiền nhiệm”, ERINT có thể được bố trí tới 16 quả cho mỗi bệ phóng. Ngoài ra, PAC-3 còn được trang bị hệ thống dẫn đường mới GEM-T.

Dàn phóng tên lửa PAC-3 của Đài Loan.

Lịch sử tham chiến và các nước sử dụng

Trận đánh "thử lửa" đầu tiên của hệ thống tên lửa Patriot là trong chiến dịch Bão sa mạc năm 1991 tại cuộc chiến tranh Vùng Vịnh. Trong cuộc chiến này, Patriot có nhiệm vụ bắn chặn tên lửa Scud và tên lửa Al Hussein của Iraq. Patriot PAC-2 đã bắn hạ 70% tên lửa Scud của Iraq phóng đến Saudi Arabia, và 40% bắn đến Israel. Sau một sứ mạng không thành công, Patriot đã khiến Bộ Quốc phòng Mỹ thất vọng.
 
Ngày 25/2/1991, một tên lửa Scud bắn trúng căn cứ Dharan tại Ả Rập, làm 28 quân nhân Mỹ thiệt mạng. Điều tra sau đó cho thấy lỗi phần mềm trong hệ thống đồng hồ điện tử của Patriot là nguyên nhân khiến không cho nó không thể bắn chặn được tên lửa Scud của Iraq.
 
Bộ pin Patriot tại Dharan lúc đó đã hoạt động 100 giờ, thời điểm mà hệ thống đồng hồ bị lệch 1/3 của một giây. Với một tên lửa với tốc độ bắn nhanh như Scud, điều đó tương đương với việc Patriot bắn lệch mục tiêu đến 600 m. Mặc dù trong thực tế, radar Patriot đã phát hiện được tên lửa đối phương nhưng bởi lỗi đồng hồ nên giàn bắn Patriot lại di chuyển theo hướng không có mục tiêu.
 
Trong cuộc chiến Vùng Vịnh 2003, Patriot ra trận lần thứ hai. Các báo cáo kết quả sau chiến tranh cho thấy Patriot đã hoạt động rất hiệu quả trong việc bắn chặn được ít nhất 8 tên lửa đạn đạo chiến thuật (TBM-Tactical Ballistic Missile) của Iraq đồng thời bắn chặn được tất cả 11 TBM Iraq bay về phía các căn cứ quân sự lực lượng đồng minh NATO. Hai loại TBM của Iraq là Al Samoud-2 và Ababil-100, đều bị Patriot vô hiệu hoá hoàn toàn.
 
Patriot được Mỹ bán cho nhiều quốc gia trên thế giới và chủ yếu là những quốc gia được xem là đồng minh thân cận cận của Washington như Anh, Nhật, Đức, Israel, Hàn Quốc…Theo thông tin mới nhất, năm 2005, Hà Lan đặt mua 32 tên lửa, Nhật Bản đặt mua 16 tên lửa Patriot PAC-3. Năm 2007, các Tiểu vương quốc Arập thống nhất cũng mua 9 xe phóng, 288 tên lửa PAC-3, Đài Loan cũng đặt mua 330 tên lửa Patriot PAC-3 cùng các bộ phụ tùng nâng cấp cho Patriot PAC-2. Hiện nay, Mỹ đang tích cựC chào hàng hệ thống tên lửa phòng không Patriot phiên bản PAC-3 cho Ấn Độ.