沈祉怡 趙博文
(1.海軍航空大學(xué) 煙臺(tái) 264001)(2.92941部隊(duì)45分隊(duì) 葫蘆島 125000)(3.中國(guó)海警局 北京 100080)
伯克級(jí)驅(qū)逐艦是美國(guó)海軍從80 年代初期開(kāi)始建造,是當(dāng)今美國(guó)海軍的主力艦艇。伯克級(jí)驅(qū)逐艦隱身性能好,效費(fèi)比高,并配備先進(jìn)的宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng),具備較強(qiáng)的區(qū)域防空、反潛及對(duì)陸打擊能力,在編隊(duì)作戰(zhàn)中主要擔(dān)負(fù)防空、反潛和對(duì)海作戰(zhàn)任務(wù)。
伯克級(jí)驅(qū)逐艦的防空反導(dǎo)體系主要由對(duì)空警戒探測(cè)、防空武器、電子戰(zhàn)等系統(tǒng)組成,通過(guò)遠(yuǎn)、中、近層層設(shè)防,依次出擊,軟硬結(jié)合,協(xié)同作戰(zhàn)的方法,構(gòu)建了全方位的立體防空體系。
美國(guó)伯克級(jí)驅(qū)逐艦主要分為FlightⅠ/Ⅱ,F(xiàn)lightⅡA,F(xiàn)lightⅢ型,本文以現(xiàn)役最多的FlightⅡA 型為研究對(duì)象,其主要裝備兩組MK-41 垂直發(fā)射系統(tǒng),共96 個(gè)發(fā)射單元,艦艏32 個(gè),艦艉64 個(gè),可用于發(fā)射“標(biāo)準(zhǔn)”艦空導(dǎo)彈和改進(jìn)型“海麻雀”近程艦空導(dǎo)彈[1];還配備兩套MK-15 型6 管20mm 的“密集陣”防空艦炮。
1)AN/SPY-1D無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)
AN/SPY-1D 是世界上裝艦數(shù)量最大、范圍最廣的相控陣?yán)走_(dá)。作為伯克級(jí)驅(qū)逐艦的心臟,其集搜索、探測(cè)、跟蹤于一體,工作頻段為S 頻段,最大有效探測(cè)距離為450km,對(duì)空的最大探測(cè)距離約325km,能夠監(jiān)視400 批目標(biāo),并自動(dòng)跟蹤其中100批,按威脅程度提供16批目標(biāo)的指示信息[2]。該雷達(dá)以分時(shí)的方式為“標(biāo)準(zhǔn)-2”導(dǎo)彈和改進(jìn)型“海麻雀”導(dǎo)彈提供中段指令制導(dǎo);因其探測(cè)精度較高,也可為AN/SPG-62 照射器提供目標(biāo)指示,以驅(qū)動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射,完成末段制導(dǎo)任務(wù)[3]。
圖1 伯克級(jí)驅(qū)逐艦單艦防空反導(dǎo)火力范圍
2)AN/SPG-62火控雷達(dá)
AN/SPG-62 型火控雷達(dá)作為新一代的火控照射雷達(dá),歷經(jīng)多次迭代和升級(jí),作為直接照射器或者從屬照射器,本身不需搜索或者接收回波,只具備發(fā)射X頻段照射波的功能,主要用于“標(biāo)準(zhǔn)-2”導(dǎo)彈和改進(jìn)型“海麻雀”導(dǎo)彈的防空末制導(dǎo),即當(dāng)“標(biāo)準(zhǔn)-2”導(dǎo)彈和改進(jìn)型“海麻雀”導(dǎo)彈接近目標(biāo)后,末段半主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭開(kāi)始工作,此時(shí)需要AN/SPG-62 雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射引導(dǎo)[4]。伯克級(jí)驅(qū)逐艦共裝備3部AN/SPG-62型火控雷達(dá),其位置分布及照射范圍如圖2所示。
圖2 伯克級(jí)驅(qū)逐艦火控雷達(dá)范圍
從圖中可以看出,三部AN/SPG-62 型火控雷達(dá)可以跟蹤照射覆蓋艦船360°范圍。其中,1 號(hào)火控雷達(dá)照射范圍為-135°~+135°(左舷為-,右舷為+,下同),2 號(hào)和3 號(hào)火控雷達(dá)照射范圍均為-45°~-180°、+45°~+180°。對(duì)于任意導(dǎo)彈來(lái)襲方向上實(shí)施照射的照射器數(shù)量:艦艇左右舷0°~45°范圍內(nèi)只有一部照射器;在艦艇左右舷45°~135°范圍內(nèi)有三部照射器;在艦艇左右舷135°~180°有兩部照射器。由此可以看出,伯克級(jí)驅(qū)逐艦防御相對(duì)較弱的部分為艦艇左右舷0°~45°范圍。
3)AN/SPS-67(V)3對(duì)海雷達(dá)
AN/SPS-67(V)3 是G 波段的兩坐標(biāo)固態(tài)對(duì)海搜索與導(dǎo)航雷達(dá),可提供高精度的海洋水面監(jiān)視和導(dǎo)航數(shù)據(jù)、探測(cè)和跟蹤低空飛物,作用距離約104km,同時(shí)為伯克級(jí)驅(qū)逐艦提供水面、空中交戰(zhàn)的能力和艦炮支援[5]。
1)標(biāo)準(zhǔn)-2 BlockⅢA(SM-2 BlockⅢA)型中遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈
SM-2 BlockⅢA 型導(dǎo)彈是在“標(biāo)準(zhǔn)-1”(SM-1)導(dǎo)彈基礎(chǔ)上改造而來(lái),主要擔(dān)負(fù)著區(qū)域防空任務(wù)。相較SM-1 導(dǎo)彈,提高了射程、精度及抗干擾能力。其最大射程達(dá)167km,最大速度2.7Ma,殺傷區(qū)遠(yuǎn)界167km,近界15km,高界24km,低界10m;采用垂直發(fā)射系統(tǒng),導(dǎo)彈的發(fā)射間隔為1s;制導(dǎo)采取慣性+無(wú)線電指令+半主動(dòng)雷達(dá)尋的,火控雷達(dá)不需要全程跟蹤照射目標(biāo),只需要在末段逐個(gè)照射目標(biāo)即可,使艦載雷達(dá)負(fù)擔(dān)減輕[6]。伯克級(jí)驅(qū)逐艦正常的儲(chǔ)彈量為46枚,最多可攜帶60枚~90枚[7]。
但是SM-2受限于導(dǎo)彈自身和伯克級(jí)驅(qū)逐艦的性能,所以還存在一些不足。
首先,受限于導(dǎo)彈自身的射界范圍,對(duì)于超低空掠海飛行低于10m 的反艦導(dǎo)彈無(wú)法有效攔截。其次,受制于火力通道數(shù)量,伯克級(jí)驅(qū)逐艦配備三部SPG-62 型火控雷達(dá),每部SPG-62 火控雷達(dá)可照射引導(dǎo)4 批目標(biāo),三部雷達(dá)在全域范圍內(nèi),最多可同時(shí)攔截12 批目標(biāo),但是在同方向范圍內(nèi)同時(shí)攔截的數(shù)量不多于6 枚。最后,受限于艦載雷達(dá)的探測(cè)范圍,SM-2 導(dǎo)彈的有效射程遠(yuǎn)大于SPY-1D型雷達(dá)對(duì)低空目標(biāo)探測(cè)的距離,這就大大縮短有效攔截距離。
2)改進(jìn)型“海麻雀”近程防空導(dǎo)彈
改進(jìn)型“海麻雀”導(dǎo)彈(ESSM)是美海軍全天候、區(qū)域防空導(dǎo)彈,且兼具點(diǎn)防御導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)靈活性,主要用于攔截先進(jìn)的超音速反艦導(dǎo)彈。其射程為50km,最大速度3.6Ma,殺傷區(qū)遠(yuǎn)界50km,近界3.5km,高界15km,低界5m;制導(dǎo)采取慣導(dǎo)+S 或X波段指令修正+X 波段半主動(dòng)雷達(dá)尋的[8]。末段同SM-2導(dǎo)彈一樣,需要火控雷達(dá)分時(shí)照射目標(biāo);采用垂直發(fā)射系統(tǒng),一坑四彈設(shè)計(jì),可以裝載更多防空導(dǎo)彈。每艘伯克級(jí)驅(qū)逐艦正常的儲(chǔ)彈量為24枚[7]。雖然ESSM 裝彈量增多,但ESSM 與SM-2 需共用火控照射雷達(dá),所以受到照射目標(biāo)通道數(shù)量限制,ESSM 的飽和攻擊能力不會(huì)提高,但可以提升持續(xù)抗擊能力[9]。
3)密集陣MK-15 Block1B型近防火炮
伯克級(jí)驅(qū)逐艦每艦配備兩門密集陣MK-15 Block1B 型近程防御火炮,采用6 管20mm 加特林炮,射速為3000 發(fā)/min,有效射程1500m,高低射界-25°~+80°,左右射界各115°,采取大閉環(huán)火控設(shè)計(jì),帶有自動(dòng)校正彈著點(diǎn)的功能,命中率較高[10~11]。但是其缺點(diǎn)是射程較近,對(duì)反艦導(dǎo)彈攔截反應(yīng)時(shí)間不足、攔截次數(shù)有限。
除了硬武器系統(tǒng)外,伯克級(jí)驅(qū)逐艦還裝備電子戰(zhàn)系統(tǒng),可以截獲來(lái)襲反艦導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)并向己方發(fā)送威脅警告,并實(shí)施干擾欺騙等對(duì)抗措施。
1)SLQ-32V(2)電子戰(zhàn)系
SLQ-32V(2)電子戰(zhàn)系統(tǒng)具備對(duì)來(lái)襲反艦導(dǎo)彈的末制導(dǎo)雷達(dá)和目標(biāo)指示雷達(dá)進(jìn)行預(yù)警、偵察和測(cè)向的能力,可同時(shí)攔截多向多目標(biāo)并能夠?qū)嵤┯行У母蓴_[12]。因?yàn)槠涔ぷ鞣秶诶迕撞úǘ?,所以不能探測(cè)偵察毫米波雷達(dá),并且不具備有源干擾能力,不能對(duì)紅外和電視導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾壓制。
2)MK-36干擾火箭彈
MK-36 型6 管干擾火箭彈發(fā)射裝置可發(fā)射箔條干擾彈或紅外干擾彈,以沖淡式或質(zhì)心式干擾反艦導(dǎo)彈[5]。箔條干擾彈發(fā)射后產(chǎn)生虛假的雷達(dá)目標(biāo)信號(hào),用以迷惑反艦導(dǎo)彈,使其不能確認(rèn)目標(biāo)而脫靶。紅外干擾彈發(fā)射后產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅外輻射,使反艦導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)受到干擾,不能準(zhǔn)確定位目標(biāo)。這兩種方式都能有效地干擾反艦導(dǎo)彈的準(zhǔn)確制導(dǎo),增強(qiáng)艦船的生存率。
伯克級(jí)驅(qū)逐艦除了存在油耗大、續(xù)航能力弱、空間相對(duì)狹小等問(wèn)題以外,在反導(dǎo)能力上也存在一定不足。
1)特定方向探測(cè)能力弱
伯克級(jí)驅(qū)逐艦的四面陣SPY-1D 艦載探測(cè)雷達(dá)受海面雜波和多路徑效應(yīng)的影響,對(duì)超低空掠海飛行的反艦導(dǎo)彈探測(cè)能力較弱,距離僅為30km 左右[7]。此時(shí),來(lái)襲若為亞音速反艦導(dǎo)彈,則留給伯克級(jí)驅(qū)逐艦預(yù)警反應(yīng)時(shí)間約25s~30s;若是超音速反艦導(dǎo)彈,則反應(yīng)時(shí)間不足10s。四面陣SPY-1D艦載探測(cè)雷達(dá)的俯仰角為0°~80°[13],所以在伯克級(jí)驅(qū)逐艦頂部存在一定的探測(cè)盲區(qū),所以對(duì)于高空灌頂?shù)姆磁瀸?dǎo)彈探測(cè)能力較弱。
2)火力通道數(shù)量受限
伯克級(jí)驅(qū)逐艦的SPY-1D 可以同時(shí)跟蹤100批目標(biāo),垂發(fā)系統(tǒng)有96 個(gè)單元,但是同時(shí)打擊目標(biāo)的數(shù)量較少。因?yàn)镾M-2 導(dǎo)彈和ESSM 導(dǎo)彈末段需要火控雷達(dá)照射指示目標(biāo),伯克級(jí)驅(qū)逐艦有三部SPG-62 照射雷達(dá),每部雷達(dá)可以分時(shí)照射4 批導(dǎo)彈,理論上3 部照射雷達(dá)可以引導(dǎo)12 批導(dǎo)彈[14],所以伯克級(jí)驅(qū)逐艦有12個(gè)火力通道。
但是每部火控雷達(dá)照射范圍不同(如圖2),1)無(wú)法進(jìn)行全向引導(dǎo),所以,實(shí)戰(zhàn)中,真正可以攔截的反艦導(dǎo)彈數(shù)量可能不足12 批;2)艦艏左右舷45°只有一部照射雷達(dá)覆蓋,為火力最為薄弱的范圍,如果來(lái)襲導(dǎo)彈全部來(lái)自同一方向,則最多同時(shí)攔截4批目標(biāo)。
根據(jù)伯克級(jí)驅(qū)逐艦存在的不足,可以運(yùn)用以下技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)措施,提高反艦導(dǎo)彈突防概率。
1)掠海飛行能力
艦載雷達(dá)受海雜波及多路徑效應(yīng)影響,對(duì)掠海飛行目標(biāo)探測(cè)距離大大縮減,且SM-2 導(dǎo)彈發(fā)射的低界為10m,反艦導(dǎo)彈飛行高度一旦低于10m,就進(jìn)入其攔截盲區(qū),即便發(fā)現(xiàn)也無(wú)法攔截,只能靠其他防御武器攔截。所以,反艦導(dǎo)彈降高至10m 以下,突防概率能得到有效提升。
2)隱身性能
反艦導(dǎo)彈可采用隱身外形設(shè)計(jì)、隱身涂覆材料及紅外特征的隱身等技術(shù)[15]。隨著科技不斷進(jìn)步,如生物仿生隱身、離子體隱身及新型隱身材料等新型隱身技術(shù)出現(xiàn),反艦導(dǎo)彈可獲得更好的隱身性能,使艦載雷達(dá)探測(cè)更加困難,預(yù)警反應(yīng)時(shí)間縮短,利于反艦導(dǎo)彈的突防。
3)高超聲速飛行
雖然高速飛行會(huì)帶來(lái)顯著的紅外特征,容易被雷達(dá)捕捉[16],但反艦導(dǎo)彈飛行速度快,留給艦艇防御系統(tǒng)的時(shí)間縮短,防御次數(shù)相應(yīng)減少,所以高超聲速突防艦船有一定的優(yōu)勢(shì),并且高速度毀傷的動(dòng)能更大,對(duì)艦艇的毀傷能力更強(qiáng)。
4)多模復(fù)合導(dǎo)引頭制導(dǎo)
反艦導(dǎo)彈采用單一制導(dǎo)模式容易受到干擾,采用多模復(fù)合制導(dǎo)方式可以提高反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)效能[17]。如毫米波/紅外成像導(dǎo)引頭具備全天候、全天時(shí)作戰(zhàn)能力,且抗干擾能力強(qiáng),可以突破SLQ-32(V)2 電子戰(zhàn)系統(tǒng)。隨著傳感器及人工智能技術(shù)的發(fā)展,三模復(fù)合制導(dǎo)和智能制導(dǎo)是未來(lái)反艦導(dǎo)彈發(fā)展的趨勢(shì),復(fù)合導(dǎo)引頭的新技術(shù)使導(dǎo)引頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)探測(cè)、識(shí)別、跟蹤和捕獲目標(biāo),從而有效提升反艦導(dǎo)彈的抗干擾能力和命中精度。
1)單方向數(shù)量飽和攻擊
伯克級(jí)驅(qū)逐艦火力通道數(shù)量有限,對(duì)其采取單方向上的飽和攻擊,效果要優(yōu)于多方向上的不飽和攻擊。如反艦導(dǎo)彈同時(shí)對(duì)的艦艏左右舷45°突擊,此方向只有一部照射雷達(dá)覆蓋,火力最為薄弱,最多可同時(shí)攔截4 批目標(biāo),用彈量更少,實(shí)現(xiàn)節(jié)約高效。
2)方向上飽和攻擊
伯克級(jí)驅(qū)逐艦受限于照射雷達(dá)及近程武器系統(tǒng)的性能,最多可以抗擊3 個(gè)~5 個(gè)方向上的來(lái)襲反艦導(dǎo)彈[7]。若反艦導(dǎo)彈采取多方向的攻擊方式,可結(jié)合航路規(guī)劃技術(shù),從超低空掠海、高空及灌頂?shù)忍綔y(cè)攻擊的薄弱方向同時(shí)攻擊,以達(dá)到很好的突防效果。
3)多彈種、多平臺(tái)聯(lián)合突防
利用平臺(tái)優(yōu)勢(shì)發(fā)射不同反艦導(dǎo)彈,充分發(fā)揮反艦導(dǎo)彈的射程和速度優(yōu)勢(shì),組合出擊,梯次配置??刹捎酶邚椀琅c低彈道結(jié)合,亞音速與超音速結(jié)合,不同制導(dǎo)模式導(dǎo)彈結(jié)合,以達(dá)到突防概率最大化。
伯克級(jí)驅(qū)逐艦作為美國(guó)主要的防空反導(dǎo)艦艇,其綜合作戰(zhàn)能力位于世界前列,本文通過(guò)對(duì)艦載探測(cè)系統(tǒng)及軟硬武器性能的分析,提出應(yīng)對(duì)策略,也為未來(lái)反艦導(dǎo)彈的發(fā)展指明方向。下一步對(duì)伯克級(jí)驅(qū)逐艦進(jìn)行仿真建模,進(jìn)一步驗(yàn)證策略的可行性。面臨的難題是,伯克級(jí)驅(qū)逐艦的一些詳細(xì)技術(shù)參數(shù)還并未獲取,相應(yīng)的未知參數(shù)只能以推測(cè)的數(shù)據(jù)代入,計(jì)算結(jié)果可能會(huì)與實(shí)戰(zhàn)存在偏差,但仍具有一定的參考意義。