涂林峰

TVM制导的原理

TVM制导对于防空导弹来说也是很重要的一种制导类型。这是一种比较特殊的制导方式，为一种变形的半主动寻的和指令制导结合的制导体制，既可以把它看作寻的制导方式的一种，也可以把它看作复合制导方式的一种，其中的典型代表包括美国“爱国者”PAC-1、PAC-2和俄罗斯S-300防空导弹系统。TVM制导又称为“指令-寻的制导”，引用百科的定义就是：“TVM制导通过地面制导站测量目标和导弹的坐标，当导弹接近目标时，导弹上的测向仪接受目标散射的照射信号以测量目标相对于导弹的精确角度，再将测量的坐标数据通过下行通道发回地面，由地面站进行处理，得出导弹的控制指令，再由地面指令发射机发射导弹控制指令控制导弹飞行。”引用前篇的场景剧来解释就是：士兵（舰空导弹）长有一双正常的眼睛，但脑子不是很灵光，后方的指挥官（舰载或陆基雷达）用强光探照灯将僵尸（敌方目标）全身照亮（这一点与半主动雷达制导相同），士兵虽然能够看见僵尸的一举一动，包括僵尸的方位、行动方向和行动速度，但由于太笨，自己拿不定主意该怎么走，只能把自己所观察到的信息通过通信设备（双向数据链系统）回传给后方的指挥官，由指挥官分析后给士兵指出正确的前进路线，然后这个比较笨的士兵就可以奔僵尸而去，将其一砖拍死。

可见，TVM制导与半主动雷达制导非常相似，区别在于半主动雷达制导相当于是一个脑子正常、有自主思考能力的士兵，而TVM制导则相当于是一个很笨、其行动必须依赖后方指挥官指令的士兵。对应到现实中就是，半主动雷达制导导弹的导引头同时具备对目标的探测能力和数据处理能力，而TVM制导的导弹则相当于将目标探测和数据处理两种能力分置，目标探测的部分放在导弹弹体上，数据处理部分则放在地面/舰载制导站上。TVM制导实际上是一种变形的半主动雷达制导方式，两者的区别在于前者的数据处理是由地面制导站代为执行的，后者则是由导弹自己执行。那么为什么会出现TVM制导这种独特的制导体制呢？这实际上是寻的制导技术不成熟的情况下产生的一种替代方法。早期的微电子技术比较落后，各种数字器件计算能力低下，因此在导弹弹上空间有限的情况下，不得不将数据处理装置从导弹身上转移至地面制导站，从而节省弹上空间，减小导弹的尺寸、重量和结构复杂程度，使导弹的设计更容易实现。这其实不难理解，在当时的那个年代，谁能想象到现在一个智能手机的计算能力会比当初一个计算机机柜的计算能力还要强大的多呢？因此TVM制导可以看作是早期技术不成熟时的一种替代产物，是一种变形的半主动雷达制导体制。

同时，TVM制导又具备了无线电指令制导的一些特征，比如地面指挥站需要进行数据处理与计算，并通过数据链将生成的控制指令上传给空中飞行的导弹，控制导弹的飞行弹道并将导弹引向目标。在前篇中曾讲过，无线电指令制导的导弹相当于是一个没有自主行动能力的瞎子士兵，他的行动受到外界的全程遥控，纯粹是后方指挥官的傀儡。这一点TVM制导导弹也是一样，唯一不同的是TVM制导的导弹长了一双正常的“眼睛”，只不过思维能力受限而与瞎子士兵一样需要后方的指挥官加以遥控与指挥。由上可见，TVM制导相当于是将半主动雷达寻的制导和无线电指令制导相结合而成的一种复合制导体制，因此又称为“指令-寻的”制导。总结来说，无线电指令制导、TVM制导和半主动雷达制导三者的关系是——无线电指令制导：既没眼睛又没脑子的士兵；TVM制导：有眼睛却没脑子的士兵；半主动雷达制导：既有眼睛也有脑子的正常士兵。

TVM制導的优点

首先，与单纯的无线电指令制导不同的是，TVM制导的导弹可以接收照射雷达对目标进行照射后产生的回波，因此TVM制导避免了无线电指令制导的一大缺点——即制导作用距离偏近。TVM制导和半主动雷达制导一样，具备了寻的制导方式的一个很重要的优点，那就是当导弹越接近目标时，接收到的目标辐射/反射的能量就越强，制导精度也就越高，这一点与无线电指令制导正好相反。因此TVM制导可以用于远程防空导弹，并且拥有与半主动雷达制导相似的制导精度，非常适合打击各类空中高机动目标。而从弹上设备的角度来看，TVM制导导弹的弹上设备相比无线电指令制导的导弹要复杂一些，成本也更高一些，但比半主动雷达制导导弹的弹上设备又要简单一些。那么TVM制导相比半主动雷达制导又有什么不同的特点呢？TVM制导相当于将半主动雷达制导的数据处理部分从导弹弹体上转移到地面制导站上，很明显，TVM制导比半主动雷达制导是具有一定优势的，因为地面制导站的“大脑”比导弹上的“小脑”要强大的多，也更加“聪明”，地面制导站远比导弹弹载计算机的计算能力更强大，这样的直接好处就是可以提高导弹的制导精度和抗干扰能力，甚至可以实现多枚导弹之间对攻击目标的分配，避免多枚导弹攻击同一目标，或者有意控制多枚导弹攻击同一目标。

由上可见，TVM制导与半主动雷达制导和无线电指令制导相比，有着整体上的性能优势。TVM制导相当于半主动雷达制导和无线电指令制导结合而成的产物，所以同时集两者的优点于一身，既有半主动雷达制导的制导精度高、适于攻击高机动空中目标的优点，同时又具备无线电指令制导的潜在抗干扰能力，且弹上结构较为简单，有利于控制导弹成本，减小导弹的设计难度。最后，TVM制导还有一个很有意思的特点是，敌方目标反射的雷达回波既由导弹导引头接收，又由地面雷达接收，因此地面制导站可以将两者的回波信号进行综合处理，再形成最优的控制指令。就好比战场上不光士兵的眼睛在观察目标，同时后方指挥官也在不停的观察目标，由于TVM制导是由后方指挥官来进行决策的，因此指挥官可以将两者同时观察到的信息进行对比分析，从而实现比士兵一个人更好的观察效果，而且指挥官强大的“大脑”也有利于将两者的观察信息进行融合处理。而半主动雷达制导则一般都是“士兵单干”，即无论是对目标回波的接收还是对回波信号进行分析解算，都是由导弹自身来完成的，半主动雷达制导的“一人观察”模式相比TVM制导的“两人观察”模式是存在一定劣势的。

综上所述，我们又可以得出新的结论：无线电指令制导虽然是个既没眼睛又没脑子的士兵，但眼睛和脑子放在后方的指挥官身上，如果后方指挥官距离士兵过远的话，就会出现观察不清、指挥不力的情况。因此，无线电指令制导很难单独用于远程防空导弹，但应用在中近程防空导弹上又有一定的优势。半主动雷达制导是个既有眼睛又有脑子的正常士兵，因此后方指挥官只需用探照灯为它照亮目标，士兵过去后可以全自主地寻找目标，找不找的到就全看士兵自己的本事了，因此对士兵自身的能力要求较高，即导弹的弹上设备较为复杂。TVM制导则是一个有眼睛、没脑子的士兵，但后方有一个大脑非常发达的指挥官为士兵的行动提供支持，而且指挥官和士兵能同时观察目标。如果士兵的观察被僵尸暂时所蒙蔽（对应敌方目标施放的电子干扰），则后方指挥官还能继续保持对目标的观察。而如果后方指挥官由于距离太远而看不清目标时，则士兵的近距离观察又能补充上去。由上可见，TVM制导具有良好的制导性能，相比无线电指令制导的“指挥官单干”模式和半主动雷达制导的“士兵单干”模式而言，TVM制导则属于一种“士兵与指挥官协同作战”的制导模式。而且在特殊情况下，TVM制导也可以转为“士兵单干”模式或“指挥官单干”模式，因此TVM制导的优势自不必多说。现在我们应该明白TVM制导为什么又被称为“指令-寻的”制导了，TVM制导不但相当于将遥控制导和寻的制导的功能合为一体，并且同时集两者的优点于一身。

TVM制导的缺点

由于TVM制导与半主动雷达制导非常相像，这里主要讲一下TVM制导相比半主动雷达制导的缺点。根据前文的描述，可以看出TVM制导的过程比较复杂，存在系统单元数目多、结构复杂的缺陷，技术研发的难度也较大。无论是无线电指令制导的“指挥官单干”模式，还是半主动雷达制导的“士兵单干”模式，都比TVM制导的“士兵与指挥官协同作战”模式要简单一些，这就使TVM制导的应用范围受到了限制。比如在用于空基平台时，由于战斗机难以容纳TVM制导那先进的跟踪雷达系统和庞大的数据处理设备，因此以战斗机为主的空基平台一般都不会选择TVM制导导弹，而大多采用半主动雷达制导、主动雷达制导和被动红外制导等常见的寻的制導导弹。

对于TVM制导来说，由于指令制导的部分需要参与导弹攻击目标的全过程，包括中段飞行和末段攻击阶段，因此对后方的指挥官（地面或舰载雷达）要求极高，不但要全程奉陪到底，而且对能力的要求也是极高的。同样，地面或舰载雷达也必须同时具备半主动雷达制导的目标照射功能，以及无线电指令制导的对目标和导弹的高精度跟踪能力，同时地面/舰上指挥控制系统还必须具备很强的数据处理能力，并配备先进的双向通信数据链系统。可见，TVM制导是一种较为复杂的制导体制。因此，采取了TVM制导体制的防空系统如“爱国者”PAC-2、S-300等都配备了先进的相控阵雷达系统，集搜索、跟踪、引导、火控、照射等功能于一体，而普通的机械扫描雷达是很难担当此重任的。TVM制导对陆上/舰载系统的要求还要高于以“标准”-2为代表的中段指令修正+末段半主动雷达制导的复合制导体制。作为一种主流的远程半主动弹，“标准”-2实现远程区域防空能力对跟踪雷达和照射雷达的要求都不是很高，多部不同功能、不同类型的机械扫描雷达配合工作后即可满足其基本制导需求，这已经在“基德”级、KDX-2等非“神盾”防空舰上得到了体现。

在海基平台上，早期的防空舰大都采取了类似“标准”-2的中段指令修正+末段半主动雷达的制导方式，或者采取全程半主动雷达制导，而很少采用TVM制导方式，就是因为TVM制导相比半主动雷达制导对舰上系统的要求更高，导致舰上系统过于复杂。因此我们可以看到采取TVM制导体制的多为陆基防空系统，就是因为陆基防空系统对系统复杂度的承受能力要好一些。而海基平台受限于舰艇吨位的限制，对于包括雷达在内的舰上设备是能简化则尽量简化，否则就有可能超出舰艇平台的承受能力，或挤占其它作战系统的空间。但也有例外，那就是俄罗斯“里夫”-M/SA-N-6舰空导弹系统。“里夫”-M是从陆基S-300防空系统移植而来的，也继承了后者的TVM制导方式，这造成的直接后果就是整套系统体积庞大、设备复杂。这一点我国海军也是深有体会的。我国当年为了建造051C驱逐舰而引进俄制“里夫”-M舰空导弹系统时，由于整套系统过于庞大，连俄罗斯人都不认为这玩意能塞进051C驱逐舰7 000吨级的舰体，要知道人家那边是装在万吨以上的巡洋舰上的。据说“里夫”-M不包括雷达和垂发，整套系统仅后端处理设备就多达20多个机柜，为此很让我国军工头疼了一阵，最后我国设计人员愣是将其简化到2个机柜，并硬生生地塞了进去。051C驱逐舰为此付出的代价也是不小的，虽然勉强搭载了48单元的导弹垂发系统，但舰桥前方的平台只能配备2组共16单元垂发，舰体后部平台上虽然配备了4组垂发，却是以牺牲直升机库为代价而获得的，这直接影响到了舰载直升机的搭载能力，并进一步影响到051C的其它作战能力，如反潜能力。当然，“里夫”-M系统体型庞大以及051C驱逐舰搭载困难，不光是导弹制导体制方面的问题，还有其它方面的原因，不过这是题外话了。

051C型驱逐舰配备的是俄制30N6E1型搜索/火控雷达（该雷达也配备于俄罗斯“彼得大帝”号核动力巡洋舰上），采取相控阵雷达体制，属于一种单面旋转阵，据称工作于X波段。由于雷达天线的尺寸较大，发射功率增强，最大作用距离可达300千米，能同时制导12枚导弹攻击6个不同目标。整个系统除了防空作战外，还具备了一定的反导拦截能力，其制导精度足以用于拦截末段高速飞行的战术弹道导弹。不过，30N6E1相控阵雷达的性能指标虽然看上去较为理想，但由于采取了单面旋转式的雷达天线，只能在90°～120°左右的方位角范围内对特定方向的空中目标进行跟踪和防御作战，因此它的整体防空性能与“神盾”舰相比存在着明显差距。加上30N6E1相控阵雷达的天线尺寸较大，难以安装至较高的位置，只能安装在051C舰体后部的平台之上。由于前方建筑和相关设备的遮挡，使30N6E1雷达的前方视野受到很大限制，综合以上因素导致了051C型驱逐舰并不具备全向的远程区域防空能力。实际上，30N6E1作为一种作用距离高达300千米的X波段相控阵雷达，它的先进程度是不容否定的，而且它无论是性能还是功能都足以满足TVM制导的苛刻要求。但正是由于TVM制导体制的要求较高，导致了30N6E1雷达的尺寸重量过大，无论是俄罗斯“彼得大帝”号巡洋舰还是我国051C型驱逐舰，都无法将其安装至桅杆顶端，从而导致其全向视野范围受到影响。再加上TVM制导的特殊性要求导致了30N6E1雷达不能采取类似英法“神盾”舰的旋转阵体制。30N6E1虽然采取了旋转式的雷达天线，但在与目标接战时只能停止旋转“凝视”一个特定的方向，所以30N6E1相控阵雷达的整体性能虽然不输于英法旋转阵，甚至在某些方面还有所超出，但却只具备特定方向的远程探测能力，其综合防空性能是比不上英法旋转阵的，原因还是要归于TVM制导的特殊性上。

此外，影响TVM制导上舰的另一个限制因素是，在同等级别的舰载雷达系统的支持下，TVM制导的多目标攻击能力要差于半主动雷达制导体制。这是因为在TVM制导体制下，舰上系统的制导负担要远大于半主动雷达制导体制，无论是舰载雷达的跟踪和火控能力、舰上指挥控制系统的数据处理能力，还是双向数据链的通信能力，都有可能会构成瓶颈而影响到TVM制导的多目标攻击能力，即水面舰艇的抗饱和攻击能力，而这正是舰上防空的重要指标之一。半主动雷达制导的舰空导弹无论是中制导还是末制导阶段，对舰载雷达系统的要求都相对较低，尤其是在末制导的目标照射阶段对舰载火控/照射雷达的要求低，不但“火控盾”能完美支持末段目标照射服务，甚至老式的机械扫描式照射雷达也能支持（比如“伯克”级驱逐舰上的AN/SPG-62照射雷达和KDX-2型驱逐舰上的STIR-240照射雷达）。但TVM制导就要挑剔的多了，其不但要求舰上火控雷达提供对目标的照射，还要求火控雷达具备很强的目标跟踪能力，一般的火控/照射雷达是难以满足TVM制导的要求的。我们可以看到，不光051C型驱逐舰采用了先进的30N6E1相控阵火控雷达，而且俄罗斯“光荣”级、“基洛夫”级（改进前）巡洋舰也都配备了体型巨大的“顶罩”火控雷达（采取无源相控阵体制），其尺寸达到6.2米（长）×5.6米（宽）×7.65米（高），天线总重量达到26.5吨，为舰上的SA-N-6舰空导弹系统提供火控支持。而这些尺寸巨大的雷達系统无疑对载舰提出了更高的要求，其适装性不容乐观。可见，相比TVM制导体制而言，半主动雷达制导的舰上适配性更好，更适合上舰。综上所述，作为两种非常相似的制导体制，虽然TVM制导相比半主动雷达制导在性能上存在着一定的优势，但在多种因素的限制下，导致其并不适合上舰。相反，半主动雷达制导由于制导体制相对简单，在舰载防空系统上得以普遍应用。

事实上，陆基防空系统也在逐渐淘汰TVM制导体制。前文讲过了，TVM制导方式是当初那个特殊时代下的特殊产物。而如今随着科技的进步，不仅半主动雷达导引头技术早已成熟，更先进、结构更复杂的主动雷达导引头技术也已经成熟。现在的主动雷达导引头早已实现体型小型化、成本白菜化，而且性能也越来越强大，其大规模应用已不存在问题。与TVM制导相比，主动雷达制导导弹的弹上结构更复杂，但可以简化地面/舰上系统的复杂程度，并且主动雷达制导舰空导弹的多目标攻击能力更强，更适合用于舰上防空。因此我国“海红旗”-9舰空导弹系统的研制并没有采纳TVM制导，而是一上来就采取了主动雷达制导方式。再看美国“爱国者”防空系统从PAC-2发展到PAC-3，以及俄罗斯S-300发展到S-400防空系统的过程，TVM制导体制都已被放弃，转而采用更先进的主动雷达制导体制。这种统一是时代发展的必然规律，TVM制导将和其它过时的军事技术一样，最终在博物馆里度过余生。