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[军事] 宏亮瞻局|终极盾牌:海军近防系统的演进与价值

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发表于 2018-8-28 02:43 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


宏亮瞻局|终极盾牌:海军近防系统的演进与价值(上)

澎湃新闻特约撰稿 王宏亮

2018-08-25 08:23 来源:澎湃新闻

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尽管华盛顿与德黑兰一夜间“反目成仇”的故事足以成为战后国与国之间关系的负面典型,尽管霍梅尼和哈梅内伊都曾宣称美国是这个星球上“最大的撒旦”,然而对于伊朗军方来说,曾经来自“撒旦”的“利剑”却一直备受青睐。这的确是一个巨大的讽刺,而且仍很有趣。毕竟今天距1979年伊朗伊斯兰革命已经过去近40年,面对西方严格的武器禁运和制裁,“痛恨”西方的伊朗本来有足够的时间和理由将本国军队的装备体系从“美系”改造成“俄系”,或“其他什么系”。
但事实却并非如此。在这近40年里,德黑兰一方面加大了从俄罗斯、中国,乃至朝鲜引进武器的力度;另一方面,其发起的所谓“自给自足圣战”运动却仍不遗余力地试图维持本国自王国时代遗留的大量美系装备的可操作状态,甚至还进一步“山寨研发”全新的美系装备填充本国武库。从国家战时安全角度来看,此举似乎很不合理;但这也从侧面证明了伊朗军方——尤其是直接收编自巴列维政府的伊朗国防军——对美系装备的高度认可,以及拥有上千年辉煌文明史的波斯人在对待和处理具体问题时所信奉的实用主义态度。
伊朗目前已经可以自行生产美制F-5E/F、F-4D/E和F-14A战斗机上的绝大部分零部件。在1993年和2005年,伊朗还独立对现役F-14A战斗机进行过两次全面大修。当美国海军抛弃“雄猫”后,伊朗成为了这款经典且至今仍具备强大作战能力的重型战斗机的第二故乡。
伊朗新近展示了号称自主研发的五代机“天河”。抛开其能否被称为五代机一事不谈,这本身着实体现了伊朗不俗的山寨能力。  视觉中国 图
伊朗人显然并不满足于只是对老旧美制战斗机的“修修补补”。8月22日,伊朗军方又高调推出了一款“完全自主研发”的新型战斗机“天河”。仅从外形来看,将其称之为“山寨版”F-5也许并不为过,但这也同时标志着伊朗航空工业“山寨研发”完整作战平台能力的成熟。
此外,为了填补原装美制弹药“打一发少一发”的缺口,伊朗人还“山寨”出GBU-67/9A“力量”、AGM-379/20“箭”等精确制导弹药。在2001年实施的现代化改进中,65架F-4D/E加装了性能更强大的机载雷达,以便发射本国生产的精确制导炸弹和空舰导弹——这是其他国家的美制F-4所不具备的。同期升级的F-5战斗机雷达探测距离从32公里提升至64公里,截击距离也从16公里升至40公里,初步具备超视距空战能力。最为人称道的是2003年推出的伊朗版AIM-54“不死鸟”远程空空导弹(专用于F-14),其竟然是在美制陆基“霍克”地空导弹基础上研制的,体现出伊朗科学家扎实的技术功底与创新能力。
就在近来波斯湾局势急转直下,美伊间剑拔弩张之时,伊朗国防工业再曝“重大喜讯”——又一款美国海军的现役核心作战系统被伊朗科学家“山寨成功”:据伊朗半官方媒体塔斯尼姆新闻社8月18日报道,伊朗国防军海军司令侯赛因·堪萨迪宣布,完全由伊朗自行研发并生产的“卡曼德”舰载近防系统(CIWS)完成各项测试,目前已经安装在首艘军舰上,并将很快装备伊朗海军的其他舰艇。
另据路透社报道,“卡曼德”实际上就是美国 “密集阵”系统的“伊朗山寨版”。与几乎同期亮相的“天河”战斗机相比,“卡曼德”特殊的意义在于其“山寨研发”的是美军现役主战装备,而F-5“虎”式战斗机则只是一款主要供出口,且早已过时的被淘汰机型。
“卡曼德”舰载近防系统,与美制“密集阵”颇为相似。
当“极少数”变成“大多数”
对于只拥有轻型舰艇的伊朗海军来说,由于其没有装备高性能的区域防空和点防空导弹(如伊朗最强大的水面舰艇“贾马兰”号仍装备陈旧的美制“标准”-1舰空导弹),因此类似“密集阵”的国产CIWS系统就成为伊朗水面舰群唯一可以依靠的反巡航导弹屏障。
然而,“密集阵”甚至整个CIWS体系真的可以被“依靠”么?我们不妨从一部好莱坞电影的片段中先“直观感受”一下:
200X年X月X日,“斯坦尼斯”号航空母舰航行在冰冷的夜空下。此时,北大西洋汹涌的波涛拍打着钢板,这艘巨大的尼米兹级核动力航母似乎已经沉睡。
突然,值夜班的雷达操作员在屏幕上发现多个正在高速接近的目标。距“斯坦尼斯”号700公里外,5架图-22M3超声速轰炸机在美军舰载机巡航范围的边缘发射了10枚AS-6“王鱼”重型反舰导弹,它们拖着鲜红的尾焰,以接近3马赫速度冲向航母。
大约40分钟后,就在“斯坦尼斯”号上的水兵已经能够肉眼看到“死神来临”时,舰上的“密集阵”6管20毫米速射炮紧急开火,2枚“王鱼”几乎就在航母凌空被打成火球。
然而,这已经不足以挽救这艘倒霉的航空母舰。另外至少4枚“王鱼”几乎同时击中“斯坦尼斯”号的舰桥与飞行甲板,整条航母瞬间一片火海…… 
上述情节来自美国著名硬派军事小说作家汤姆·克兰西的作品《恐惧的总和》。这部描写美俄差点爆发核战的小说,后来被改编成同名电影。影片里,CVN-74“斯坦尼斯”号在俄海军航空兵致命打击下彻底瘫痪。 
电影毕竟只是电影。我们没有在影片中看到航母战斗群分层拦截来袭目标的情景,突破前三道防线(舰载机、区域防空导弹、点防空导弹)的至少6枚反舰导弹直接出现在航母上空。“密集阵”此时的尴尬可想而知。伊朗CIWS的“角色设定”本来只是拦截极少数“漏网之鱼”,但当“极少数”变成“大多数”时,“密集阵”在如此近的距离内,也只能眼看着母舰被炸成漂浮海上的棺材。
“神风特攻”催生CIWS
舰载近防系统是航母战斗群对空防御的最后一道硬防线,却也是最脆弱的防线。而对于类似伊朗海军这样的近岸海上力量来说,CIWS尽管仍旧脆弱,却聊胜于无,其至少可以让伊朗的水面舰群在“鱼叉”和“战斧”的饱和打击下不至于完全“裸奔”。 
CIWS概念最早发端于二战的太平洋战场,当时各国军舰普遍装备由瑞士厄利孔公司研制的20毫米多联装速射炮。太平洋战争中,美军航母战斗群的护航舰艇发现,这种小口径低空速射炮在对付日军俯冲轰炸机和“神风”自杀式飞机时,可以在舰体局部上空短时间制造出密集弹幕。为此,美军在太平洋战争后期为几乎所有舰艇都安装了多如刺猬的厄利孔高炮,而日本与其他国家的海军舰艇也采用了类似做法。这就是后来CIWS的雏形。
随着喷气式飞机和导弹时代来临,美国海军发现,传统20至40毫米口径机关炮几乎已经沦为舰艇上的摆设,它们的射程和射高都对敌方喷气式战机无能为力,而射速与精度又不足以拦截体积比飞机小得多、速度又快得多的反舰导弹。在1967年的第三次中东战争中,反舰导弹已经展示出主宰未来海战场的巨大威力。可美国海军当时装备的三款舰空导弹(“黄铜骑士”、“小猎犬”、“鞑靼人”)却均不具备拦截巡航导弹的能力。面对苏联海军由大量远程超声速反舰导弹构成的压倒性不对称优势,美国于1967年同时启动了两款反巡航导弹武器的研究,其一是“海麻雀”点防空导弹;另外一款就是美军第一代真正的CIWS——“密集阵”近防火炮系统。
埃及在1967年中东战争中使用2枚SS−N−2“冥河”反舰导弹击沉了以色列海军主力驱逐舰,开创了人类海战史的新纪元,如何防范反舰导弹也成为各海军强国的新命题。
“密集阵”的出现为航母战斗群提供了一种应对非饱和反舰导弹打击的手段。该系统凭借超高射速、近距离内极小的弹着点散布,以及全自动火控系统,在对付数量不大的来袭目标时具备不俗拦截概率。在1980年正式服役后,“密集阵”不仅装备包括航母在内的美军几乎所有水面舰艇,还出口到其他20多个国家和地区。其与更早服役的苏制AK-630近防炮一起所代表的现代CIWS概念,也迅速被全世界海军所接受。
导弹时代的高炮
可能出乎很多人意料,作为一款导弹时代的“高射炮”,“密集阵”研制时间竟然长达13年,比“标准”和“海麻雀”舰空导弹的研制时间还要长。其第一款量产型号MK15Block 0直到1980年才服役。
 “密集阵”编织的火力网蔚为壮观
这是一种无需在炮位内操作的全自动火炮。在给定目标资料后,“密集阵”就可以完全依靠独立的火控雷达实现搜索、追踪、目标威胁评估、锁定和开火。这种设计的优点是安装容易,载台只需提供电力,无需与舰上的其他雷达和作战指挥系统整合;安装的甲板位置只需确保足够结构强度和空间,甚至不必在甲板上开孔。
另外,将独立的雷达与火炮整合在同一平台上还有利于提高射击精度。速射炮超高速射击会导致剧烈的震动甚至火炮平台的轻微位移。如果用舰上雷达搜索目标,雷达无法“感受”到这种位置关系的变化,其传输给火炮的目标诸元就会有误差,从而导致射击精度下降。而“密集阵”将雷达与火炮安装在同一平台上,其能够完全“感受”火炮射击带来的与目标位置关系的细微变化。俄制AK-630近防炮将雷达与火炮分离安装,成为其命中率不如“密集阵”的重要原因之一。
“密集阵”的遥控操作台设置于舰桥内,每个控制台最多可控制四组火炮。如果舰桥内的控制台失效,每套“密集阵”也留有一个独立炮位控制台作为备份。在“密集阵”火炮上方的白色保护罩内就是火控雷达,该雷达可在5000米内锁定雷达反射截面积为0.1平方米的导弹级目标。
“密集阵”的火炮采用了成熟技术。其安装一门6管M61A1“火神”旋转式机炮,该炮之前已经被美国空军战机在越南战场上大量采用。虽然最大射程达5000米,但实际有效射程只有450至1800米,最高射速4500发/分。
火神机关炮是“密集阵”威力的来源,曾运用于经典科幻作品《终结者2》中。
自1980年服役后,美国海军对“密集阵”做了多次升级改进,现装备的版本为MK15Block ⅠB。其重点加强了对付超声速掠海反舰导弹,以及水面和低空低速目标的能力。MK15Block ⅠB的测试记录极为辉煌,曾成功拦截模拟俄制SS-N-22“日炙”反舰导弹攻击模式的靶机,测试时靶机以超声速掠海飞行,同时进行高机动闪避动作。负责项目开发的雷神公司宣称这是全世界唯一以机炮击落此类目标的记录。
除雷达外,“密集阵”MK15Block ⅠB还安装有一套英国研制的HDTI-5-2F热成像系统,可以辅助火控雷达工作。试验表明,HDTI-5-2F追踪掠海目标时的误差要比雷达低很多。改进后的MK15Block ⅠB命中精度比早期型“密集阵”提高了约30%。
为了进一步提高对反舰导弹的毁伤概率,MK15Block IB还在弹药上做文章。其发射的MK244Mod0脱壳穿甲弹采用更强的装药与钨合金弹头,推进能量与膛压都大幅增加,命中目标时的动能相当于30毫米口径炮弹。与新型弹药相匹配,MK15Block IB换装了OGB炮管,长度由原先的1524毫米增至2007毫米,每根炮管的重量增加一倍。
(未完待续)

 楼主| 发表于 2018-8-28 02:44 PM | 显示全部楼层

宏亮瞻局丨终极盾牌:海军近防系统的演进与价值 (下)

澎湃新闻特约撰稿 王宏亮

2018-08-26 08:32 来源:澎湃新闻

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“拉姆”起死回生
通用动力公司曾在1987年提出“密集阵”MK15Block Ⅱ与CIWS-2000的两阶段近防系统换代计划。其核心内容包括换装新的雷达与红外传感器,采用射速更高、口径更大的火炮等等。这意味着美国海军下一代CIWS本来仍将是一款火炮系统。然而,冷战结束打断了原先计划,“密集阵”MK15Block Ⅱ与CIWS-2000相继下马。到本世纪初时,美国与德国联合研制的“拉姆”近防导弹大批上舰,虽然“密集阵”还没有完全退役,不久前还刚在新一代“福特”号航母上完成射击测试,且有进一步整合定向能武器的传言,但从近年来美俄海军各类CIWS(如俄制“卡什坦”弹炮合一系统)的上舰规模来看,舰载近防系统的导弹化似乎已无可阻挡。
“拉姆”导弹系统的开发可以追溯到1975年,由美国通用动力公司和联邦德国的拉姆系统公司合作研制。该系统早在1978年就成功完成首次试射,但后续发展非常不顺利。美国甚至一度终止了此项目。“走走停停”的“拉姆”于1985年终于投入试生产,由于美国海军对该型武器并不感冒,因此其第一批客户主要是美国海军陆战队。陆战队的考虑是用这种简单廉价的短程防空系统装备缺乏防空火力的各型登陆舰。
 “拉姆”近防导弹
不过,“拉姆”后来展现出的通用化潜力挽救了这个一度濒临死亡的项目。该武器系统的核心理念很简单,即用一个简易的多联装通用发射平台向目标空域齐射大量的“响尾蛇”空空导弹。由于导弹本身采用被动制导技术,具备全程“发射后不用管”能力。因此,整套系统的火控部分可以大幅简化。而且,只要空军对“响尾蛇”导弹的升级不停,海军的“拉姆”就可以不断得到完善。
在这一理念指导下,美国海军开始在水面舰艇上大量安装“拉姆”,并出口到盟国海军。目前已经上舰的“拉姆”主要包括MK31和MK15两大系列,两者的共同点是均采用原来“密集阵”系统的发射平台。也就是说,过去所有安装了“密集阵”的舰艇均可以在原平台上直接换装“拉姆”。MK31和MK15型“拉姆”的最大区别在于火控系统与发射器,MK-31需要连接舰上的AN/SWY-2目标搜索与火控系统,且采用21联装导弹发射器;而MK15则将通用化贯彻到底,其直接采用“密集阵”的火控雷达,与“密集阵”唯一的不同就是将6管“火神”炮换成了11联装导弹发射器。
MK15型“拉姆”目前已被正式定名为“海拉姆”,从侧面显示出美国海军对该武器已经另眼相看。由于最大限度利用现成资源,对于预算总是不够用的美国海军来说,用大量11联装的“海拉姆”来换装现有舰艇上的“密集阵”显然更划算。
同时,“海拉姆”还继承了“密集阵”不依赖舰载传感器的完全独立作战方式,将火炮换成被动制导的“响尾蛇”导弹,本来已经不存在雷达与火炮分开安装所导致的射击精度下降问题。但“海拉姆”仍然坚持探测与火力单元的整合平台概念,这既是出于换装方便考虑,也体现出美军对CIWS独特战场作用的理解,即一旦舰载雷达被摧毁或致盲,导致区域防空导弹及点防空导弹无法使用时,舰艇至少还保有一种最基本防空手段不至于任凭敌方反舰导弹蹂躏。
海军版“响尾蛇”
“拉姆”近防系统的性能主要取决于其发射的导弹。早期的“拉姆”导弹采用“响尾蛇”空空导弹的弹体和发动机,红外导引头则改进自“毒刺”便携式防空导弹;目前的RIM-116导弹则直接应用了AIM-9X“超级响尾蛇”的战斗部、火箭发动机及导引头。RIM-116采用鸭式布局,弹体头部装有一对三角形控制舵和一对矩形固定翼,导弹发射后不断自旋,每旋转一周,两个舵面在垂直和水平方向进行两次调整,从而不断修正航迹飞向目标,该导弹的最大机动过载超过20G。
RIM-116采用红外与被动雷达双模制导,其弹长为2820毫米、弹径127毫米、弹重73.5公斤、飞行速度2马赫、有效射高5000米、最大射程9.6公里。从这组数据来看,目前的“拉姆”只能被看做是介于ESSM“增程型海麻雀”与“密集阵”之间的远程CIWS,但其实际任务与射程均已覆盖“密集阵”区间,且拦截概率更高。在1999年进行的一些列测试中,“拉姆”系统被证明可以拦截SS-N-22——其精度之高,甚至无需引爆战斗部就以动能碰撞方式摧毁了靶弹。因此,要不是美军还希望保留一种舰载轻型火炮用于对付海盗等非传统威胁,恐怕“密集阵”离彻底退休的日子就不远了。
SS-N-22“日炙”是世界上第一个使用整体式组合冲压发动机的实用型超音速反舰导弹,中国海军也有装备,其具备很强的突防能力。而这也反衬了“拉姆”系统优良的防御能力。  海军360网站 图
“拉姆”的潜力还远不止于此,美国陆军已经试射了一种名为“斯拉姆拉姆”的远程“拉姆”系统,其采用AIM-120超视距空空导弹取代了原来的“响尾蛇”视距内格斗弹。美国海军未来完全可以在同一套发射系统内,或者同一艘舰上的同型发射系统内混装近程和远程两种“拉姆”导弹,用一套远程近防系统取代目前“海麻雀”承担的点防空,以及“密集阵”承担的近程防御任务。AIM-120D的射程已达200公里,其海基改进版的射程应该不会小于80公里(海基版导弹发射时几乎没有初始速度,且其爬升段和低空高密度大气均会大幅削减导弹射程)。由于AIM-120D采用主动雷达末制导,因此远程“拉姆”无需另外安装照射雷达,只需将火控系统与舰上的搜索雷达相交联,以便提供无需持续的中段指令修正即可。
CIWS的“七寸”
目前,美国航母战斗群的各舰艇还保留有大量的“密集阵”,该系统作为航母最后一道防线的价值可以从两方面来看:首先,如果航母战斗群的前三道防空网能够充分发挥作用,那么“密集阵”作为“捡漏者”还是足堪使用的;但如果敌方反舰导弹发起超饱和打击,成功突防至航母上空的目标较多,且方向集中,那么只能单通道拦截的“密集阵”恐怕就很难挽救自己的母舰了。
“拉姆”近防系统的出现带来了新的攻防格局。在同一方向空域内,RIM-116导弹不用受到雷达火控通道的限制,可以一次性向威胁空域齐射至少11枚导弹,拦截11个不同的空中目标,这在对付单波次大密度反舰导弹攻击时尤为有效。
 “海拉姆”与“密集阵”具备很高的通用性,且防御力更强
不过“拉姆”也有自己的问题。首先是齐射后的再装填时间长,有可能为敌方留下攻击窗口。其次,为了强调独立作战能力,现在大量上舰的“海拉姆”无法利用舰载传感器的情报资源,在执行完单次拦截任务后会自动关闭火控雷达与射击保险,当舰上雷达搜索到下一波次目标时,却无法提前将目标参数传输给“海拉姆”。后者接到雷达开机指令后,必须重启自身雷达再次搜索空域,这个过程大约需要4秒,不仅浪费了宝贵的拦截时间,也增加了漏失目标的概率。此外,受限于安装平台限制,“密集阵”与“海拉姆”系统的雷达只能与机炮(或导弹发射器)共用同一个回旋/俯仰角,无法独立执行广域搜索。
针对上述弱点,攻击方可以将大密度单波次攻击转换成多波次同一方向的持续攻击,在保证每一波攻击密度的情况下,尽量延长攻击持续时间。如果仍能保证相当数量的反舰导弹飞临航母上空,负责某一方向的单套“拉姆”在齐射完毕后就会被后续反舰导弹压制,同时,其他方向装弹待发的“拉姆”则由于雷达视野有限,难以及时填补正处于装弹状态的“拉姆”所留下的火力空白。
由此可见,CIWS无论升级到何种水平,拦截距离过短的先天缺陷必然导致其无法担纲舰队反导的主力;如果进一步提高射程,如采用AIM-120D级别的拦截弹,则CIWS也就不再是传统意义上的近防系统,而是一种改头换面的点防空武器了。

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