金 虎 马冬冬 郭新民

(92785部队 秦皇岛 066200)

水面舰艇单舰反导技术*

金 虎 马冬冬 郭新民

(92785部队 秦皇岛 066200)

随着各种精确制导反舰导弹的不断发展,水面舰艇将面临极大的空中威胁,反舰导弹防御技术已经当前研究的难点和热点问题之一。文章主要针对箔条干扰技术、舰空导弹抗击技术和舰艇反导过程中的电磁兼容控制技术进行了分析,在水面舰艇的单舰反导技术方面做出了一些有益的探讨。

箔条干扰;反舰导弹;末制导雷达;电子干扰

Class NumberE927

1 引言

随着现代反舰技术的发展,反舰导弹对水面舰艇的威胁越来越受到重视,水面舰艇的反导技术特别是单舰反导技术也越来越受到关注。水面舰艇反导技术主要分为硬对抗技术和软对抗技术。软对抗是指反导防御电子对抗系统用电子对抗的方法对反舰导弹进行干扰,使其不能正常捕获目标,产生弹道偏离,攻击假目标等等。硬对抗主要是用舰空导弹对反舰导弹进行远程拦截摧毁,或者使用各种近程防空火炮系统对反舰导弹进行精确、密集的弹幕射击从而将其摧毁。在复杂的战争环境中,一般采用软硬抗击手段综合反导以获得更好的防御效果。

2 反舰导弹攻击过程

当前装备各国海军的反舰导弹种类较多,比较典型的有美国“鱼叉”、法国“飞鱼”、意大利“奥托马特”、英国“海上大鸥”和俄罗斯SS-N-22等。它们性能各异,但对舰艇的攻击过程大致相当。以法国的AM-39“飞鱼”导弹为例,反舰导弹对舰艇攻击过程为:挂载导弹的载机打开机载雷达,搜索识别和跟踪目标,并将目标数据和载机导航系统的有关数据(飞机的速度、垂直方位等)输入适配器,计算导弹发射参数;然后选定发射的导弹并装定预置数据;进行瞄准,使航向陀螺对准目标方向,发射导弹。空舰导弹飞行一般分为巡航段和自导段(舰舰导弹飞行分为助推段、巡航段和自导段),发射后导弹直接启动巡航发动机,在高度表和航向陀螺信号的控制下,一面下降,一面进入巡航高度,当导弹降至离水面15m时转为水平巡航飞行(速度280m/s),此时受弹载高度表和惯导系统控制。当距离目标约12km时,导弹进入自导段,导引头开机搜索目标,搜索范围超过10°以上,在每一个距离波门内接收反射能量,取能量中心作为捕获一个目标,并将回波最强的目标确定为跟踪目标。当距离目标10km时,导弹按预定程序下降到离海平面8m的高度,按比例导引规律飞行。当距离目标5km时,导弹第二次降低高度至4.5m或2.5m,飞至离目标约300m处时开始向目标俯冲攻击并命中目标[1]。

3 单舰反导干扰技术

水面舰艇对反舰导弹的干扰主要是针对自导段末制导雷达开机之前到命中目标或者失去目标后坠毁这段过程。干扰方式主要分为有源干扰和无源干扰。有源干扰主要是在舰载电子设备侦察到导弹威胁目标信号之后自动或者人工按照自身功能,按照预先设定的程序进行反导抗击,这里不做太多说明;无源干扰则是使用箔条、角反射体等各种无源干扰物对反舰导弹进行干扰,其中箔条干扰是无源干扰的主要技术之一。这里主要从干扰时机等方面对箔条干扰技术进行一些分析。

导弹末制导雷达开机距离通常为6km～22km。箔条干扰反舰导弹末制导雷达,使导弹的命中概率下降,主要有以下三种使用方式[2]:

1)冲淡干扰。冲淡干扰只有在导弹末制导雷达开机前干扰云形成,才能起到干扰作用,而对末制导雷达已开机的导弹,该干扰方式无效。干扰使用方式为:当舰载雷达侦察机发现敌搜索或火控雷达信号,可进行冲淡干扰当舰载侦察系统发现敌方发射导弹,弹上雷达还未开机时,立即向被掩护舰艇周围发射数枚干扰火箭,形成数个假目标,引诱敌导弹捕捉跟踪假目标。

2)转移干扰。当舰艇已被导弹末制导雷达跟踪时,为摆脱被跟踪状态,舰艇在自身周围发射箔条弹,形成假目标。用有源干扰将末制导雷达的跟踪波门拖到箔条假目标上,使雷达跟踪假目标。

3)质心干扰当收到末制导雷达告警信号时,进行质心干扰。干扰使用方式为:在舰艇无法摆脱导弹末制导雷达的跟踪时,在舰艇周围约100m左右发射数枚箔条弹,使末制导雷达跟踪箔条和舰艇的能量中心;由于箔条云的反射面积比舰艇的反射面积大2倍左右,能量中心偏向箔条一边,随着风对箔条的吹动和舰艇的规避运动,最终使雷达跟踪箔条假目标。

由于受自身条件和技术的影响,弹上末制导雷达抗箔条干扰技术一直受到制约。制约末制导雷达抗箔条干扰性能的几个因素主要为:

1)由于雷达装在弹上,其体积、重量受到严格限制,因此对有些抗箔条技术的应用受到限制。

2)末制导雷达的工作时间短,从开机到击中目标一般只有20～40s的时间,因此对抗干扰系统的要求高,系统反应时间要快,可靠性要强。

3)末制导雷达本身的精度和分辨率不高,给目标识别带来困难。

4 舰空导弹杀伤范围评估

由于箔条干扰等干扰措施成本低廉,应用范围广,通过干扰技术进行反导一直是水面舰艇反导的一个重要方面。但是,由于软对抗技术自身的局限性和反舰导弹抗干扰技术的不断提高,硬对抗技术在水面舰艇的反导过程中也是非常重要的。这里我们主要分析舰空导弹的反导。

舰空导弹是水面舰艇对空防御中的主要硬抗击武器,其主要作用是对敌来袭反舰导弹实施拦截。相对于其他防空武器,舰空导弹有着许多显著的优势:射程远,根据不同防御任务的需要,其射程从数百米到100多公里以上;命中精度高,例如外军“巴拉克”导弹的单发杀伤概率为0.8,“海狼”导弹的双发命中概率则大于等于0.95;作战反应时间短,一般为十几秒到几十秒;杀伤威力大,摧毁空中目标一般只需命中一发;具有对付多目标攻击的能力[3]。

舰空导弹杀伤区,它的大小和形状主要取决于导弹武器系统性能、射击条件、导引方法、目标的特性和导弹杀伤目标概率的预定值等;还与导弹的飞行动力学特性、制导系统作用距离、系统的控制特性、引战系统性能等诸多因素有关。通常采用垂直杀伤区和水平杀伤区来描述舰空导弹的杀伤区,如图1所示。其中ABCDE表示的是垂直杀伤区,垂直杀伤区的边界由舰空导弹的最大有效射程、最小有效射程、最大射高、最小射高和最大高低角εmax所决定;FGKLMN表示的是水平杀伤区,水平面杀伤区的边界由舰空导弹的最大航路角、最大航路捷径、杀伤区边界纵深所决定[4]。

图中以舰空导弹发射位置为原点,以水平面为x轴方向,其中BC段和ED段分别为以舰空导弹的最大有效射程、最小有效射程为半径的同心弧,AB,CD的高度为舰空导弹的最大射高、最小射高。

图中以舰空导弹发射位置为原点,其中LK段和FN段分别为以舰空导弹的最大有效射程、最小有效射程为半径的同心弧,qmax为最大航路角。

5 舰艇反导过程中的电磁兼容控制技术

舰空导弹和舰空武器制导系统与电子对抗在综合反导时,往往会存在电磁不兼容的情况。要充分发挥舰艇的综合防御效能,提高单舰反导体系的作战能力,必须充分考虑二者在综合使用时的电磁兼容问题。

根据现代防空作战的基本要求,电子战应贯穿于作战全过程。在使用舰空导弹防空反导时,必须考虑电子战系统的作战使用。但是,由于目前水面舰艇防空反导作战时必须使用主动雷达探测跟踪目标,包括目标搜索雷达、跟踪雷达、导弹制导雷达、目标照射雷达、弹上雷达导引头等。这些设备如果电磁兼容处理得不好,当电子战系统工作时就有可能会直接影响其工作。在研究综合防空反导方案时,应充分考虑电子战系统和舰空导弹的使用特点,综合其优点,克服其相互影响的不利因素,使各武器系统电磁兼容,才能有效发挥这些武器的综合作战能力。

在电磁不兼容情况下,电子设备和导弹武器使用需要依据抗击反舰导弹的综合效果最好的原则。具体使用原则如下[5]:

5.1 有源干扰与舰空导弹使用

当舰艇发现敌导弹或导弹末制导雷达信号时,为不影响舰空导弹反导效果以及防止反辐射导弹沿干扰波束跟踪、攻击舰艇,通常不使用有源干扰机实施干扰。如果根据战场情况确需使用有源干扰机,也只能在敌导弹距舰艇15km以上时使用,因为小于15km会影响跟踪雷达,影响舰空导弹的使用。

5.2 无源干扰与舰空导弹使用

使用无源干扰与舰空导弹共同防空反导时,主要分以下3种情况:

1)质心干扰与舰空导弹使用

在一定情况下,质心干扰的干扰效果超过硬武器的抗击效果。因此在存在电磁不兼容使用时,质心干扰的使用仍是首选。质心干扰的干扰效果与多种因素有关,因素之一是干扰弹的发射角度,但发射角度在一定的范围内,干扰依然有效;在电磁不兼容的情况下,通过改变质心干扰弹的发射角度使电磁兼容,但角度的改变必须是在综合抗击效果优于不改变角度的情况下。

2)冲淡干扰与舰空导弹使用

由于舰空导弹对空防御能力强,因此当电磁不兼容时,如果对敌方的制导体制和抗干扰措施不明的情况下,在这种情况下,考虑最不利因素,只进行舰空导弹抗击。当充分获取来袭导弹信息的情况下,通过计算综合抗击效果来决定是否进行冲淡干扰。

3)烟幕干扰与舰空导弹使用

烟幕干扰与舰空导弹武器系统的光电跟踪器在使用上电磁不兼容。电视跟踪器是操作手判断舰空导弹是否跟踪来袭目标的观测仪器,它对舰空导弹的使用效果影响不大;烟幕干扰是对付激光和电视制导导弹的有效手段,因而在使用时以烟幕干扰为主。

6 结语

反舰导弹在利用新的制导技术使其突防能力大幅度提高,采用单一手段防御具有局限性。在水面舰艇反导作战中,要充分发挥舰空导弹武器和电子战的综合战斗力,必须了解装备的技战性能和作战对象,充分考虑电磁兼容问题,合理确定划分作战对象、作战区域和使用时机,才能有效提高作战效能,形成较强的综合反导能力[6]。总体而言,由于舰空导弹具有射程远、命中精度高、杀伤威力大等特点,其作战任务应以全程拦截威胁等级最高的目标为主,保证及时摧毁来袭反舰导弹,消除威胁;电子战系统应在其作用距离内,以不影响硬武器射击为前提,全方位进行电子战支援和对敌反舰导弹进行干扰。

[1]王平建,等.外国海军武器装备发展2006年度报告[R].北京:海军装备研究院科技信息研究所,2006

[2]王明鉴.未来反舰导弹可能采用的新技术[J].中国航天,2000,261(1):45～46

[3]邱杰.反舰导弹电子对抗新途径探讨[J].飞航导弹,2001(10):44～47

[4]宋文斌,王鼎奎.舰用电子战系统中电子干扰技术的发展[J].舰船电子对抗,2002,25(3):1～5

[5]潘世田.舰载软硬武器使用中电磁兼容问题的探[J].飞航导弹,2001(12):38～42

[6]叶志林,陈建华,吴红星.单舰舰空导弹对空防御问题研究[J].舰船电子工程,2009,29(3):10～15

Anti-missile Defense Technology of Surface Ship

Jin Hu Ma Dongdong Guo Xinmin
(No.92785 Troops of PLA,Qinhuangdao 066200)

Along with the development of,the warship has to face danger from air,and how to defense anti-ship missile is already a matter in research.In this article,we paid attention to chaff jamming technology,missile defence of anti-ship missile,and the EM C controlling in defence,and we made some useful research in defence technology of anti-ship missile.

chaff jamming,anti-ship missile,guided radar,electronic countermeasures

E927

2010年8月28日,

2010年9月30日

金虎,男,助理工程师,研究方向:雷达技术,复合制导技术。