為對付美國“黑鳥”偵察機，中國決定研製紅旗-3號地空導彈。“紅旗”-3之後中國又決定研製“紅旗”-4地空導彈。
“紅旗”-4號地空導彈從1968年末開始論證，當時“紅旗”-3號的研製已經基本完成，只差一些小的技術問題和後期的正式打靶和驗收定型了。
美國SR-71“黑鳥”偵察機是研製“紅旗”-3和“紅旗”-4的主要動因
“有的放矢”打什麼仗用什麼武器，打什麼野獸用什麼獵槍。研製一種新武器是幹什麼用，它的作戰對象和目標是什麼，這是武器研製生產論證的第一步。當時，“紅旗”-4號的作戰對象，有兩方面考慮，第一還是SR-71“黑鳥”這種“雙3”高空高速偵察機。你可能會問，對付“黑鳥”我們不是有“紅旗”-3了嗎，幹嘛還要搞“紅旗”-4號呢?其實“紅旗”-3號雖然速度、射高和射距都符合設計要求，但是它的發動機(二級)採用液體燃料偏二甲肼，這種燃料劇毒並有強烈的腐蝕性，所以不能長期在導彈體內貯藏，絕大部分情況都是在作戰前臨時加註，同時還要加註氧化劑、高壓氣體，這樣一折騰，至少需要兩個多小時才能完成發射準備。而戰場上情況瞬息萬變，戰機稍縱即逝。而且一旦停止發射，還要迅速把液體燃料抽出來，並用清水把液體燃料艙徹底清洗一遍，還要用熱風烘乾才行，這一切做起來，非常麻煩。所以國際上同期的先進地空導彈如蘇聯的SA-3，美國的“霍克”等都採用了固體燃料發動機，從而大大減少臨戰前的準備時間。
還有一點也很重要，根據在越南戰場實際考察發現，當時許多美國戰機並不都是臨近目標上空才投彈轟炸的，而是在很遠的地方就投放新型炸彈，這樣一來，原有“紅旗”-3號的斜射距離42千米也就夠不著了，所以需要射距更遠的防空導彈。當然還有一些其它原因，促使上級決定要研製“紅旗”-4號。
經二院與空軍高炮部(當時地空導彈都是歸這個部管的)會商，並參照國際上同型先進地空導彈，提出“紅旗”-4號的基本戰術技術指標。報國防科工委批准，開始實行。
當時中國地空導彈部隊主要裝備 “紅旗”-2地空導彈
“紅旗”-4號的最大速度為5馬赫，這是以目標速度為3馬赫設定的。該彈最大射高為3萬米，最小為5 000米。“紅旗”-4號的最大發射斜射距為70千米，最小為3.5千米，2彈齊發命中率在96％以上。它的兩級固體燃料發動機均採用雙基固體發射藥。“紅旗”-4號的牽引移動發射架採用我國從蘇聯引進技術生產的59式100毫米高炮的底盤改造而成，牽引車也使用59式100毫米高炮的軍用大功率越野汽車。
“紅旗”-4號的制導雷達採用相控陣雷達，裝在幾部高機動性越野卡車上，雷達的研製與導彈的研製同步進行。後來在相控陣雷達小型化方面又有了重大突破。總的來講，“紅旗”-4號地空導彈系統達到了當時國內的最先進水平，其產生的影響至今猶存。
“紅旗”-4號長約10米，重3噸多，由於導彈採用固體燃料發動機，沒有費時費力而且對操作者有很大危險的液體燃料加註程序，所以發射準備時間由2.5小時減到0.5小時左右，大大提高了反應速度。由於不用攜帶液體燃料、高壓空氣充氣等許多輔助車輛，所以“紅旗”-4號的車隊也比“紅旗”-3、“紅旗”-2少得多，以一個導彈營，擁有6部發射架為例，總共才20多部車輛，比“紅旗”-2號用60多部車要少許多。
當然，“紅旗”-4號這些優點是付出很多艱苦的努力得來的。單就“紅旗”-4號所需各種特殊材料的研製就花費了很大精力和成本。當時二院的五個所及大部分工廠都在上海及附近地區。上海的工人師傅技術水平高超，工作認真一絲不苟，給院領導留下深刻印象。
1973年左右，“紅旗”-4號導彈基本完成了主要技術工作。當時正是“文革”期間，局勢很亂，搞這樣一種集當時高科技技術為一體的新型導彈，需要全國許多工廠、科研院所聯合攻關。
“紅旗”-4地空導彈雖然最終沒有裝備部隊，但其很多先進技術被用到了“紅旗”-9地空導彈上
“紅旗”-4號最終沒有裝備部隊的原因很複雜。不過，“紅旗”-4號的學費並沒有“白交”。1981年以後，航天二院又陸續完善了“紅旗”-4號的研製工作(當時代號改為“紅旗”-5號)。後來許多單項成熟的、至今也沒有過時的先進技術被應用在瞭解放軍現役的 “紅旗”-9號防空導彈上。
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