Có nhiều phiên bản được trang bị các loại tên lửa khác nhau, radar cải tiến, khả năng chống các biện pháp phản công điện tử tốt hơn, tầm xa hơn và khả năng chống các tên lửa đạn đạo tầm ngắn hay các mục tiêu bay rất thấp cao hơn. Hiện chúng có ba biến thể chính.

Cây phả hệ hệ thống S-300

Dòng S-300

S-300V

S-300P

S-300F

S-300V1

S-300V2

S-300PT

S-300PS

Fort

Rif

S-300VM

S-300PT-1

S-300PM

S-300PMU

Fort-M

Rif-M

Favorit-S

S-300VM1

S-300VM2

S-300PT-1A

S-300PM1

S-300PMU1

Antey 2500

S-300PM2

S-300PMU2

Phiên bản sử dụng trong nước

Favorit

Phiên bản xuất khẩu

S-300VMD

S-400

S-300P

S-300P trên đất liền

Hai tên lửa S-300-PM TEL và một 'Flap Lid' radar

S-300P (chuyển tự từ tiếng Nga С-300П) là phiên bản nguyên thuỷ của hệ thống S-300 đi vào hoạt động năm 1978.[2] Năm 1987 hơn 80 địa điểm được triển khai sẵn sàng, chủ yếu tại khu vực quanh Moskva. Hậu tố P thể hiện PVO-Strany (hệ thống phòng không quốc gia). Một đơn vị S-300PT gồm một radar giám sát 36D6 (tên hiệu NATO TIN SHIELD), một hệ thống kiểm soát bắn 30N6 (FLAP LID) và các phương tiện phóng 5P85-1. Phương tiện phóng 5P85-1 là một xe tải kéo móc. Thường một radar thám sát tầm thấp 76N6 (CLAM SHELL) cũng là một phần của đơn vị.[3]

Hệ thống là một sự phát triển đáng kể, gồm cả việc sử dụng radar mạng phase và khả năng chiến đấu với nhiều mục tiêu trên cùng Hệ thống kiểm soát bắn (FCS). Tuy nhiên, nó có một số hạn chế. Mất hơn một giờ để chuẩn bị cho hệ thống bán cơ động này sẵn sàng khai hoả và phương pháp phóng thẳng nóng được sử dụng thường làm hư hại TEL.[4]

Ban đầu nó được dự định lắp đặt hệ thống dẫn đường Track Via Missile (TVM). Tuy nhiên, hệ thống TVM gặp các vấn đề khi thám sát các mục tiêu bay dưới 500 m. Thay vì chấp nhận giới hạn, người Liên xô quyết định rằng việc thám sát các mục tiêu độ cao thấp là một yêu cầu bắt buộc và quyết định sử dụng một hệ thống chỉ huy-dẫn đường thuần tuý cho tới khi đầu TVM sẵn sàng.[4] Điều này cho phép độ cao chiến đấu tối thiểu ở mức 25 m.

Những cải tiến cho S-300P đã dẫn tới nhiều phiên bản phụ lớn cho cả thị trường trong nước và xuất khẩu. S-300PT-1 và S-300PT-1A là những cải tiến lớn từ hệ thống S300PT nguyên bản. Việc giới thiệu tên lửa 5V55KD và biện pháp phóng lạnh sau đó cũng được thực hiện. Thời gian chuẩn bị sẵn sàng giảm xuống còn 30 phút (có thể sánh với Patriot PAC-2) và việc lựa chọn đường đạn cho phép 5V55KD đạt tới tầm hoạt động 75 km.[4]

S-300PS/S-300PM (tiếng Nga C-300ПC/C-300ПМ) được giới thiệu năm 1985 và là phiên bản duy nhất được cho là được trang bị một đầu đạn hạt nhân. Model này xuất hiện cùng TEL, radar di động và các phương tiện chỉ huy hiện đại tất cả đều được đặt trên xe tải MAZ-7910 8x8.[2] Model này cũng sử dụng các tên lửa 5V55R mới tăng tầm chiến đấu tối đa lên 90 km (56 dặm) và phương thức dẫn đường điều khiển radar bán chủ động (SARH). Radar giám sát của các hệ thống này được đặt tên 30N6. Cũng xuất hiện cùng phiên bản này là sự phân biệt giữa các TEL tự hành và không tự hành. TEL không tự hành được đặt tên 5P85T. Các TEL tự hành là 5P85S và 5P85D. 5P85D là một TEL "phụ", được điều khiển bởi một TEL 5P85S "chính". TEL "chính" có thể được phân biệt nhờ một container thiết bị lớn phía sau cabin; ở TEL "phụ" khu vực này để trống và được dùng chứa dây cáp hay lốp dự phòng.

Cận cảnh bên, sẵn sàng phóng. Ảnh từ Field Artillery Magazine.

Phiên bản hiện đại hoá tiếp theo, được gọi là S-300PMU (tiếng Nga C-300ПМУ) được giới thiệu năm 1992 cho thị trường xuất khẩu và sử dụng tên lửa cải tiến 5V55U vẫn dùng phương pháp dẫn đường trung gian giai đoạn cuối SARH và đầu đạn nhỏ hơn của 5V55R nhưng tăng khả năng chiến đấu chung khiến loại tên lửa này hầu như có cùng tầm hoạt động và độ cao như loại tên lửa 48N6 mới hơn (tầm hoạt động tối đa 150 km/93 dặm). Các radar cũng được cải tiến, với radar giám sát cho S-300PMU được định danh là 64N6 (BIG BIRD) và radar rọi (illumination radar) và dẫn đường được định danh là 30N6-1 trong bảng GRAU.[5]

S-300F (SA-N-6) trên biển

Cận cảnh các bệ phóng SA-N-6 trên tàu Marshal Ustinov.

S-300F Fort (tiếng Nga C-300Ф Форт, hậu tố F cho Flot, tiếng Nga có nghĩa hạm đội) được giới thiệu năm 1984 như phiên bản đầu tiên trang bị trên tàu thuỷ (hải quân) của hệ thống S-300P do Altair phát triển với loại tên lửa 5V55RM mới với tầm hoạt động 7–90 km (4-56 dặm, tương đương 3.8-50 hải lý) và tốc độ tối đa của mục tiêu lên tới Mach 4 trong khi độ cao chiến đấu giảm còn 25-25,000 m (100-82,000 ft). Phiên bản hải quân sử dụng các radar TOP SAIL hay TOP STEER, TOP PAIR và 3R41 Volna (TOP DOME) và dùng dẫn đường điều khiển với một phương thức dẫn đường radar bán chủ động (SARH) giai đoạn cuối. Nó lần đầu tiên được lắp đặt và thử nghiệm trên biển trên một tàu tuần tiễu lớp Kara và cũng được lắp đặt trên các tàu tuần tiễu lớp Slava và tàu chiến lớp Kirov. Nó được giữ trong tám (Slava) hay mười hai (Kirov) bệ phóng tám tên lửa bên dưới boong. Phiên bản xuất khẩu của hệ thống này được gọi là Rif (Russian Риф — reef).

S-300FM Fort-M (tiếng Nga C-300ФМ) là phiên bản hải quân khác của hệ thống, chỉ được lắp đặt trên tàu tuần tiễu lớp Kirov RFS Pyotr Velikiy, và sử dụng loại tên lửa 48N6 mới. Nó được giới thiệu năm 1990 và tăng tốc độ tên lửa lên xấp xỉ Mach 6 với tốc độ tiếp chiến mục tiêu tối đa lên tới Mach 8.5, tăng kích thước đầu đạn lên 150 kg (330 lb) và tăng tầm tiếp chiến một lần nữa lên 5–150 km (3-93 dặm) cũng như độ cao tiếp chiến 10m-27 km (33–88500 ft). Các tên lửa mới cũng sử dụng biện pháp dẫn đường tối tân track-via-missile và có khả năng ngăn chặn các tên lửa đạn đạo tầm ngắn. Hệ thống này sử dụng TOMB STONE MOD thay cho radar TOP DOME. Phiên bản xuất khẩu được gọi là Rif-M. Hai hệ thống Rif-M đã được Trung Quốc mua năm 2002 và lắp đặt trên các tàu khu trục tên lửa phòng không có điều khiển Type 051C.

Cả hai phiên bản hải quân đều được cho là còn có một máy do tìm hồng ngoại giai đoạn cuối thứ hai để giảm khả năng bị ảnh hưởng của hệ thống do bão hoà, tương tự như hệ thống tên lửa Standard mới của Mỹ. Điều này cũng giúp tên lửa có khả năng tiếp chiến các mục tiêu dưới đường chân trời của radar, như các tàu chiến hay các tên lửa chống tàu bay lướt trên mặt biển.

S-300V (SA-12)

S-300V

9K81 S-300V Antey-300 (tiếng Nga 9К81 С-300В Антей-300 - được đặt theo tên Antaeus) hơi khác biệt so với các phiên bản khác. Nó được sản xuất bởi Antey chứ không phải Almaz.[6] Hậu tố V thay cho Voyska (các lực lượng mặt đất). Nó được thiết kế để hoạt động như hệ thống phòng không tầng thứ ba của quân đội, cung cấp sự bảo vệ chống lại các tên lửa đạn đạo, tên lửa hành trình và máy bay, thay cho SA-4 'Ganef'. Các tên lửa "GLADIATOR" có tầm chiến đấu tối đa khoảng 75 km (47 dặm) trong khi các tên lửa "GIANT" có thể chiến đấu với các mục tiêu ngoài 100 km (62 dặm) và lên tới độ cao khoảng 32 km (100,000 ft). Trong cả hai trường hợp đầu đạn khoảng 150 kg (331 lb).

Tuy nó được tạo ra từ cùng dự án (và vì thế cùng có tên định danh thông thường S-300) các tính chất khác biệt là kết của một thiết kế khá khác biệt so với các phiên bản khác. Hệ thống S-300V được mang trên các xe vận tải bánh xích MT-T, khiến nó có khả năng cơ động băng đồng tốt hơn thậm chí cả loại S-300P trên các xe tải 8x8. Nó cũng hơi khác hơn loại S-300P. Ví dụ, tuy cả hai đều có radar quét cơ khí để tìm kiếm mục tiêu (9S15 BILL BOARD A), mức độ khẩu đội 9S32 GRILL PAN có khả nặng tìm kiếm tự động và SARH được giao cho radar rọi trên TELAR. Phiên bản 30N6 FLAP LID ban đầu trên S-300P thực hiện thám sát và rọi, nhưng không được trang bị tìm kiếm tự động (cải tiến sau này).

Các hệ thống tên lửa đất đối không tầm cao SA-12

S-300V đặt ra sự ưu tiên lớn hơn cho ABM, với loại 9M83 chế tạo riêng biệt. Tên lửa này lớn hơn và mỗi TELAR chỉ có khả năng mang hai tên lửa. Nó cũng có một radar ABM riêng biệt - radar mạng phase 9S19 HIGH SCREEN ở cấp độ khẩu đội. Một tiểu đội S-300V thông thường gồm một thiết bị thám sát mục tiêu và thiết bị chỉ định, một radar dẫn đường và tới 6 TELAR. Thiết bị thám sát và chỉ định gồm đài chỉ huy 9S457-1, một radar giám sát toàn bộ 9S15MV hay 9S15MT BILL BOARD và radar giám sát khu vực 9S19M2 HIGH SCREEN.[7] S-300V sử dụng radar đa kênh 9S32-1 GRILL PAN. Bốn kiểu TELAR có thể được sử dụng với hệ thống này. 9A83-1 mang 4 tên lửa 9M83 GLADIATOR và 9A82 mang hai tên lửa 2 9M82 GIANT và các bệ phóng đơn giản, trong khi 9A84 (4× tên lửa 9M83) và 9A85 (2× tên lửa 9M82) gồm cả bộ phận nạp/phóng.

Hệ thống S-300V có thể được điều khiển bởi một hệ thống đài chỉ huy cấp trên 9S52 Polyana-D4 tích hợp nó với hệ thống tên lửa Buk thành một sư đoàn.[cần dẫn nguồn]

S-300PMU-1/2 (SA-20)

S-300PMU-2 radar thám sát 64N6E2 (một phần của đài chỉ huy 83M6E2)

S-300PMU-1 (tiếng Nga C-300ПМУ-1) cũng được giới thiệu năm 1992 với các tên lửa 48N6 mới và lớn hơn lần đầu tiên xuất hiện với vai trò triển khai trên đất liền và có tất cả các tính năng cải tiến từ phiên bản S300FM gồm gia tăng tốc độ, tầm hoạt động, dẫn đường TVM và khả năng ABM.[8] Đầu đạn hơi nhỏ hơn phiên bản hải quân ở mức 143 kg (315 lb). Phiên bản này cũng là lần đầu tiên radar 30N6E TOMB STONE mới và có tính năng tốt hơn được giới thiệu.

S-300PMU-1 được giới thiệu năm 1999 và lần đầu tiên đưa ra nhiều kiểu tên lửa trên một hệ thống duy nhất. Ngoài các tên lửa 5V55R, 48N6E và 48N6E2, S-300PMU-1 có thể sử dụng hai loại tên lửa mới, 9M96E1 và 9M96E2. Cả hai đều nhỏ hơn các tên lửa trước đó, ở mức 330 và 420 kg (728 và 926 lb) và mang theo đầu đạn nhỏ hơn, chỉ 24 kg (53 lb). 9M96E1 có tầm chiến đấu 1–40 km (1-25 dặm) và 9M96E2 là 1–120 km (1-75 dặm). Chúng vẫn mang 4 tên lửa 48N6E và 48N6E2 trên mỗi TEL, và do có kích thước nhỏ hơn nên mỗi xe phóng có thể mang tới 16 tên lửa nếu dùng loại 9M96E1 hoặc 9M96E2. Ngoài việc chỉ dựa vào các đuôi khí động học để điều khiển, các tên lửa sử dụng một hệ thống động lực khí cho phép tên lửa có khả năng tiêu diệt (Pk) tốt hơn dù đầu đạn nhỏ hơn. Pk được ước tính ở mức 0.7 chống lại một tên lửa đạn đạo cho bất kỳ tên lửa nào.

S-300PMU-1 thường sử dụng hệ thống chỉ huy và điều khiển 83M6E, dù nó cũng tương thích với các hệ thống chỉ huy và điều khiển Baikal-1E và Senezh-M1E CCS cũ. Hệ thống 83M6E được tích hợp radar giám sát/phát hiện 64N6E (BIG BIRD). Radar kiểm soát bắn/nổ và dẫn đường là 30N6E(1), có thể lựa chọn thích hợp với một radar thám sát thấp 76N6 và một radar thám sát mọi cao độ 96L6E. Hệ thống chỉ huy và điều khiển 83M6E có thể kiểm soát tới 12 TEL, cả phương tiện tự hành 5P85SE và bệ phóng kéo 5P85TE. Nói cung các phương tiện hỗ trợ cũng gồm trong hệ thống, như xe kéo 40V6M, được dùng để kéo trạm ăng ten.[9]

Các phương tiện S-300PMU-2. Từ trái sang phải: radar thám sát 64N6E2, đài chỉ huy 54K6E2 và 5P85 TEL.

S-300PMU-2 Favorite (tiếng Nga C-300ПМУ-2 Фаворит – Favourite, định danh DoD SA-20B), được giới thiệu năm 1997, là một phiên bản cải tiến của S-300PMU-1 với tầm hoạt động mở rộng lần nữa lên 195 km (121 dặm) cùng tên lửa 48N6E2 mới. Hệ thống này rõ ràng có khả năng không chỉ chống lại các tên lửa đạn đạo tầm ngắn, mà cả các tên lửa đạn đạo chiến thuật tầm trung. Nó sử dụng hệ thống chỉ huy và điều khiển 83M6E2, gồm phương tiện chỉ huy 54K6E2 và radar giám sát/dò tìm 64N6E2. Nó sử dụng radar điều khiển bắn/nổ và dẫn đường 30N6E2. Tương tự như S-300PMU-1, 12 TEL có thể được điều khiển, với bất kỳ kiểu phương tiện tự hành 5P85SE2 và bệ phóng kéo 5P85TE2. Tuỳ lựa chọn nó có thể sử dụng radar thám sát mọi cao độ 96L6E và radar thám sát độ cao thấp 76N6, như S-300PMU-1.[10]

S-400 (SA-21)

S-400 Triumf (tiếng Nga С-400 «Триумф», trước kia gọi là S-300PMU-3/C-300ПМУ-3) được giới thiệu năm 1999 và có đặc điểm ở những tên lửa mới, lớn hơn với 2 tên lửa trên mỗi TEL. Dự án đã gặp phải những chậm trễ từ khi được thông báo lần đầu và việc triển khai chỉ bắt đầu trên quy mô nhỏ năm 2006. Với tầm chiến đấu lên tới 400 km (250 dặm), tuỳ thuộc vào biến thể tên lửa sử dụng, và được tuyên bố là có khả năng phát hiện các mục tiêu tàng hình, nó là phiên bản hiện đại nhất.[11][liên kết hỏng] Ít thông tin được công bố về phiên bản này, các nhà sản xuất tuyên bố nó có thể bắn hạ các loại máy bay tàng hình tiên tiến nhất và cả tên lửa đạn đạo tầm tới 3.500 km.

S-300VM (SA-X-23)

S-300VM (Antey 2500) là một phiên bản cải tiến của S-300V. Nó gồm một phương tiện chỉ huy mới, 9S457ME và một bộ các radar mới. Nó có khả năng dùng cả radar thám sát 9S15M2, 9S15MT2E hay 9S15MV2E, và radar giám sát khu vực được nâng cấp lên 9S19ME. Radar dẫn đường nâng cấp có danh mục Grau 9S32ME. Hệ thống vẫn sử dụng tới 6 TELAR, các bệ phóng 9A84ME (lên tới 4 × tên lửa 9M83ME) và lên tới 6 bệ phóng/xe nạp được triển khai cho mỗi bệ phóng (2 × tên lửa 9M83ME mỗi chiếc).