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剑与盾的碰撞

2014-09-24陈和彬

航空世界 2014年7期
关键词:宙斯雷达战机

陈和彬

海上神盾——超强防空能力,是否名符其实?

对空探测系统

“宙斯盾”系统的核心是AN/SPY-1被动相控阵雷达,全系统由相控阵天线、信号处理机、发射机和雷达控制及辅助设备组成。能完成全空域快速搜索、自动目标探测和多目标跟踪。该雷达工作在S波段(1550~5200兆赫),对空最大搜索距离约为400千米,可对空中和海面目标进行自动搜索、检测、跟踪,并完成舰空导弹的中段制导。系统可在1秒钟内测出目标的方位并为火控系统提供目标的距离、高度及速度等参数;可在50微秒内进行搜索与跟踪方式的转换;在对抗反辐射导弹攻击时,可在1秒钟内使雷达电波中止,也可在1秒钟内重新启动,并依据停机时的资料重新搜索。

AN/SPY-1雷达发射几百个窄波束,对以本舰平台为中心的半球空域进行连续扫描。如果其中有一个波束发现目标,该雷达就立即操纵更多的波束照射该目标并自动转入跟踪,同时把目标数据送给指挥和决策分系统。指挥和决策分系统对目标做出敌我识别和威胁评估,分配拦截武器,并把结果数据送给武器控制分系统。后者根据数据自动编制拦截程序,通过导弹发射分系统把程序送入导弹。在导弹飞行前段,采用惯性导航,武器控制分系统通过 AN/SPY-1雷达给导弹发送修正指令;进入末段后,导弹寻的头根据火控分系统照射器提供的目标反射能量自动寻的。引炸后,AN/SPY-1雷达立即做出杀伤效果判断,决定是否需要再次拦截。该雷达采用边跟踪边扫描方式工作,始终对全空域扫描以发现新目标。在整个作战过程中,战备状态测试分系统不断监视着全系统的运转情况,一旦发现故障,立即采取措施,以确保作战系统具有很高的可靠性。

防空指挥系统

如果说AN/SPY-1雷达是“宙斯盾”系统的耳目,那么MK-1指挥决策系统就是整个“宙斯盾”系统的大脑。该系统包括四机柜AN/UYK-7计算机、AN/UYK-4显示控制设备、变换装置、RD-281存储器和数据变换辅助控制台等。该系统是全舰的指挥和控制中心。它负责建立战术原则,显示并处理来自舰上各传感器的信息,做出威胁判断和火力分配,协调和控制整个作战系统的运行。

MK-1指挥决策系统具有高度自动化能力,可同时接收AN/SPY-l相控阵雷达、AN/SPS-49对空雷达、AN/SPS-55对海雷达、AN/SPQ-9火控雷达、声呐、电子支援系统、卫星导航、数据链以及其他设备送来的目标和战场环境的有关信息。并将这些信息分类、识别并进行威胁判断,再根据本舰或友军舰艇、战机的情况,由AN/UYA-4型显控台向武器控制系统传递指令信息,也可以根据指挥决策程序自动传递指令信息。

在“宙斯盾”系统中,总的决策由MK-1指挥决策系统下达,指挥官的决定通过显示系统进行人机交互,另外一部分作战指挥功能和火控功能则交给了MK-1武器控制系统。MK-1武器控制系统由AN/UYK-7计算机、“宙斯盾”综合装置、MK138射击开关组合件和数据交换辅助控制台组成。该系统负责按照MK1指挥和决策系统的作战指令,具体实施对武器系统的目标分配、指令发射和导弹制导等功能,可根据指挥决策系统传来的指令信息和己舰武器状态,实施目标指示、指令发射和导弹制导等功能。

通过武器管制系统的整合与指挥,舰上的作战系统得以发挥最大的能力进行必要的攻击与防御措施。武器管制系统可控制轻型空载多用途系统(LAMPS)、“鱼叉”反舰导弹、“标准”-2/-3型防空导弹、“密集阵”近防系统、鱼雷发射系统以及“海妖”反鱼雷装置等。

对空火力系统

“阿利·伯克”级导弹驱逐舰上可参与防空作战的火力包括MK45型127毫米舰炮、“密集阵”6管20毫米近防炮,以及MK41垂直导弹发射装置。除了“标准”舰空导弹外,MK41垂直发射装置还可发射“鱼叉”反舰导弹、“阿斯洛克”反潜导弹和“战斧”巡航导弹。

“宙斯盾”系统可在远距离上发现目标,能够快速搜索和跟踪来袭目标,最远搜索距离可达400千米;能够对海、对空三维搜寻,并且可以同时检测、识别、判断和跟踪多达400个目标;可同时对12枚舰载型“标准”系列防空导弹进行中段制导;可向随行的其他舰艇提供目标指示数据;可为多枚导弹使用的半主动制导雷达提供引导;可对武器杀伤效果做出及时、精确的评估。目前,美国海军“宙斯盾”系统装备的舰空导弹为“标准”-3 Block 1A型。导弹直径约为343毫米,最大射程600千米,拦截高度160千米,最大飞行速度3~3.5千米/秒。导弹战斗部的动能弹头可以直接摧毁弹道导弹,利用其运动能量实现对核弹头的完全摧毁(这种方式最适合用于摧毁核弹头使其丧失杀伤力)。

空中击剑手——廉颇老矣,尚能饭否?

苏-24为双座双发可变后掠翼重型战斗轰炸机(苏联/俄罗斯称前线轰炸机),北约代号“击剑手”(Fencer),是苏联时期第一种能进行空中加油的战斗轰炸机。至2004年,尚有约800架在俄罗斯空军中服役,增强了俄罗斯航空兵的对地攻击能力和海上突袭能力。

苏-24主要特点是续航时间长,加速性能好,具有低空高速突防和全天候作战能力。它的出现极大地增强了苏军航空兵的战区进攻能力和战略突袭能力,堪称是其战斗轰炸机中最好的一种,但也有传闻称其双发之间存在不协调的问题,影响了部分机动能力。苏-24上装有性能较先进的导航/攻击雷达,最大作用距离可达80千米;最新改型还装有毫米波雷达,以及“希比内”先进电子对抗系统,可对敌电子系统进行压制。除了机头的大型雷达外,前机身下方有激光测距/目标标识器。发动机进气道两侧及垂尾上有雷达告警接收机,中机身上方有导弹告警接收机。中机身及垂尾前缘下部还有热交换器的冲压进气口。该机还装有反辐射主动压制设备。苏-24共有9个武器挂点,最大载弹量8000千克,可挂装500千克激光制导炸弹和各型空地/空舰导弹,还能挂AA-2或AA-8空空导弹,以提高自卫能力。endprint

战斗轰炸机——突击舰船,战术多变

在与战舰的对抗中,因为有速度和空间维数上的优势,飞机一直处于主动地位,其可以采用的战术、战法,也是多种多样。

高空接近,低空突防

在受领任务后,苏-24战机通常采用9000米高空巡航飞向作战海域。按照最初制定的作战程序,战机在距离作战海区200千米左右时下降到300至800米低空进入战斗。而实际作战中,苏-24战机飞行员不一定全套遵循,因为300米高度雷达发现距离大约在100千米,并不具备很好的隐蔽性,而且诸如“标准”-3型防空导弹完全能够在飞机没有进入射程前进行拦截。因此,苏-24更可能采取的战术时,在接近作战海区前以100米左右高度超低空飞行,在发射导弹前跃升到250米以上最小发射高度,先稳定搜索,迅速装定导弹发射,然后快速俯冲脱离。

在苏-24战机携带导弹作战过程中,机载系统之间的交联关系为雷达提供目标运动方位要素,导航系统提供飞机姿态和飞行参数,大气数据系统提供飞机高度和真实空速;这些数据通过总线系统汇集到射击指挥仪,指挥仪根据这些分系统数据计算导弹的射击诸元并自动装定导弹。由于系统座舱仪表板操作显示较为复杂,在整个发射过程中工作量较大,苏-24战机设置串列双座很有必要。飞机进入作战海域前数分钟,后座武器操作员将接通导弹电路,预热弹上雷达和检查导弹射前状态,使开关工作状态和发射系统的弹号选择处于正确的位置上。飞机携带4枚导弹时,发射前,机上系统将轮流对4枚导弹进行检测。导弹发射前,飞机的飞行高度必须大于300米。当发射系统全部指示灯正常显示后,后座的武器操作员按下发射按键,导弹从弹架上投下后,苏-24雷达迅速关机。

降高俯冲,适时打击

在距目标5000米时,导弹开始第二次降高,贴近海面5~7米高度飞行。此时,导弹低于目标舰上的近防系统位置,近防系统只能俯视和俯射拦截。由于近防系统火控雷达波束主瓣俯视会触及海面,因此杂波严重,一些精度差、抗干扰性能不高的系统很可能失效。导弹在距目标500米时进入遭遇段,改为向目标水线附近俯冲。直接命中舰体后,导弹半穿甲战斗部穿透舰壳,进入目标舰内部爆炸。导弹半穿甲战斗部前部有防跳弹作用,引信位于战斗部底部,以保证穿甲过程中,引信不接触船体钢板从而不会被损坏出现哑弹。

如果是进行多枚导弹攻击,雷达将持续到定间隔导弹发射全部完毕后关机。导弹离开发射架后3秒发动机点火,高度降到250米时,弹上高度表参与控制,使导弹平飞段保持20~30米高度飞行。导弹装定的自导雷达开机时间一到,雷达开机搜索海面。自导雷达搜索的海面区实际是一个矩形区域。导弹自导雷达捕获目标0.6秒后开始执行航向战斗指令转入自导飞行,此时导弹自动转向对准目标。这种转向经常被误认为是导弹末段主动机动,事实上转向过程也确能造成目标舰拦截系统误差增大。

规模齐射,饱和攻击

美国海军的“宙斯盾”系统是目前功能最为强大的对抗多目标袭击的系统,但是其抗击来袭导弹的能力依然受限于火力通道数。苏-24采取超低空突防,依靠第三方远程侦察平台指示目标的数据时,能够在多个方向的海天线附近发射导弹,并迅速降到海天线以下。“宙斯盾”系统针对大队以上规模的突袭无法有效抗击,更难以应对这种突发的跃升攻击。

理论上舰艇编队能够相互支援,协同作战,而实际上舰艇所处位置不同,很多时候火力难以做到及时有效。通常航空兵对舰攻击是先打击最外围的舰只,对于组织严密的舰艇防空编队来说,失去一艘战舰,整个防空网就将出现巨大的漏洞。其他舰只弥补这个漏洞可能要航行1小时以上,而组织严密且快速机动的航空兵能在此期间发动数轮攻击,甚至能使整个舰队陷入困境和混乱。每架苏-24能够携带4枚导弹,一个中队的苏-24能够携带16枚空舰导弹。按照俄海军航空兵的饱和攻击战术,对重要目标通常出动1个大队至1个团的苏-24,以疏散队形多方向多批次发动攻击。目标将遭受从各个方向射来的多达32~96枚空舰导弹的攻击。苏-24发动饱和攻击的可怕之处在于突发性和多方向。据估计苏-24高度控制能够保持50米掠海飞行,雷达发现距离约为50千米,此时目标已经被纳入射程。

利剑碰坚盾——拿敌练兵,虚打真备

2014年4月10日,面对不断升温的乌克兰局势,美国海军“唐纳德·库克”号导弹驱逐舰(DDG-75,“阿利·伯克”级)驶入黑海,旨在向北约盟友和黑海伙伴表明美国致力维护地区安全的决心。按照计划,“唐纳德·库克”号将在黑海参加联合军演,提高战备水平和协同作战能力,从而深化美国与盟友伙伴的防务关系。

4月12日,装备“宙斯盾”系统的“唐纳德·库克”号正在黑海以西海域巡逻时,有两架没有武装的俄罗斯苏-24战斗轰炸机出现附近,其中一架飞机采取挑衅行动,先后12次逼近美舰。“唐纳德·库克”号多次发出问询和警告,俄军战机不予理会,对峙持续将近一个半小时。当时,苏-24战机最低时贴近海平面飞行,最高爬升至2000米左右,但却没有采取过顶飞越“唐纳德·库克”号上空等危险性动作。

美国方面认为,“宙斯盾”系统抗干扰性能很强,在严重电子干扰环境下仍可正常工作。针对此次“密切接触”,美国国防部发言人除了指责俄罗斯方面的“挑衅行为”违背了双方“达成的共识与协议”外,还表示以“唐纳德·库克”号的装备水平可以很容易地对付两架苏-24。然而俄罗斯媒体认为,这次“飞近”行动中的苏-24战机装备了先进的电子干扰设备,对美舰实施高强度电子干扰,瘫痪了美舰的“宙斯盾”反导系统,使美舰无法锁定目标。并有消息称,经过此次事件后,多名美舰上作战人员感觉美军吹得神乎其神的先进防空系统不靠谱,直接申请退役,更多的舰员需要心理辅导。endprint

俄美在黑海此次对峙,被为形容“苏-24模拟对美舰发动攻击”。俄战机利用送上家门口的假想敌,在驱逐舰甲板上空飞行,做出战斗绕飞动作,模拟导弹对目标进行攻击,实施电子压制,针对性地对来犯之“敌”模拟迎头痛击,提高实战能力水平, 检验部队应对各种突发情况的能力。俄空军一直强调遵循“像战斗一样训练,像训练一样战斗”的训练原则,以在未来战争中掌控主动。通过苏-24攻击机模拟对美舰发动攻击、超低空飞行、空中电子对抗等科目训练,真实感受美舰的反制措施,让部队尽可能地体验近似实战的飞行环境,以确保其在未来的实际战斗中面临任何状况都能从容应付。俄空军强调利用跟踪监视外军的契机,使用假想部队进行对抗训练,把带着敌情练兵改变为与“敌人”一起练兵,极大地提高了部队战斗力水平。借敌练兵不仅使部队的训练更加逼真,贴近实战的对抗还有效地吸引了参训官兵的注意力,激发了他们的潜能。

“宙斯盾”虽是最先进的舰载作战指挥系统,但也有致命的弱点,无法防御低空高速导弹,在实战中可能形成致命伤。为了在防空火力中生存下来,当时的战术轰炸机都趋向于采用以下措施:一是高速低空突防,通常为一倍声速;二是采用地形规避技术,就是利用地形起伏躲过雷达;三是加强电子干扰;四是直到目前还是最有效的一招:采用精确制导的远射程导弹或灵巧炸弹。1982年马岛战争中,阿根廷“超军旗”战斗轰炸机低空突防成功,而在300米以上高度飞行的阿根廷攻击机,则在20千米以外遭到“海标枪”舰空导弹的有效攻击。这表明,现代海战中,如果攻击机群采用中高空攻击方式,将会遭到舰队面防空导弹系统在远距离上的拦截。苏-24战机最致命的缺陷是机动摆脱攻击的能力比较弱,采用中程舰空导弹或老式的中高空地空导弹对其都有很高的命中率。

一般而言,飞机在80千米外的海面掠海飞行,军舰是没有办法使用防空导弹进行抗击,有时甚至无法发现。实施对海攻击的飞机,在距离军舰90千米时开始加力接近声速(由于海平面压强大,飞机很难超声速飞行,只有开加力以达到高亚声速)。假设在获得最大动能后,在距离目标60千米处发射反舰导弹,具备很高初始速度的导弹可以用最大推力飞完60千米的距离。如果是马赫数达到3的超声速导弹,那么留给战舰的反应时间只有55秒。

从战舰的角度说,只能在80千米以内时才能用雷达锁定低空的攻击机,其后发射舰空导弹。攻击机在接近到60千米时发射导弹并调头返航,利用大翼面的优势借助空气升力开加力快速爬升;小翼面的舰空导弹全靠发动机做功克服引力,会大大消耗燃料而影响射程。假设舰空导弹平飞的射程是120千米,在爬升到2万米的高度时射程将缩短到60千米。此时,爬升到高空稀薄大气中的攻击机,可以很快加速到2倍声速逃脱。因为有初始的60千米距离,即便舰空导弹的速度高于攻击机,也没有办法在达到最大射程前追上目标。

实战中,普通舰载雷达对低空飞机的发现距离远达不到80千米。一般的说法是海天线在40千米左右,且从确认目标到发射导弹也需要反应时间。所以,单艘舰艇面对空中打击时的处境会更加被动。据国外媒体披露,在此次对峙中,美舰“宙斯盾”系统从空中锁定战机飞近,并拉起战斗警报,舰载雷达识别出目标接近路线。但突然间所有雷达屏幕出现花屏,“宙斯盾”系统失灵,防空导弹不能获得目标指示。尽管美舰对“宙斯盾”采取了各种方式试图将其激活,并为导弹系统给出目标指示,但均无果而终。美军舰载反导防空“宙斯盾”系统尽管很先进,但只有在有若干艘舰船结伴而行且相互协调的情况下,才能够发挥出色。这次仅有一艘驱逐舰,面对苏-24的电子压制,美舰“宙斯盾”系统完全失灵。

面对孤单的“唐纳德·库克”号,苏-24战机依靠其良好的机动性、先进的雷达预警系统、电子干扰能力能够占据主动。无论美国方面是否承认,在军事层面上俄罗斯无疑是占了上风的。

军舰是一个国家流动的领土,过顶飞行意味着可以对目标实施轰炸和攻击,极可能引起对方误判擦枪走火。战机一般从舰艇两侧上空或前后飞过,俄军机对美舰实施贴近飞行,在一般军事行动中属于带有示威和恫吓性质的行动,警告意味很浓。如果俄军机过顶飞越美舰甲板,性质则大为升级。因此,此次对峙事件,绝不是年轻飞行员炫耀逞能的行为,很难相信这是俄罗斯飞行员自作主张采取的行动。从战机不配备武器以及不对美舰实施过顶飞行来看,俄军对此次行动分寸把握得很好,目的就是要告诉美国人:在拥有空中优势的黑海,俄罗斯的底气很足。endprint

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