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055舰背后的中国海军区域防空抗饱和攻击力远超美

          来源:www.5619.cc | 2017-07-11 11:04:07 | 人气:23 次    

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  除航母外,所谓的“万吨级大驱”恐怕是西方媒体炒作中国正在发展一支“马汉型”海军的最重要“证据”之一。在刚刚过去的5月底,美国《国家利益》双月刊网站便又刊发了一篇十分唬人的文章——《海军对垒:美国朱姆沃尔特级驱逐舰对中国055型驱逐舰》。

  仅从文章标题即不难看出《国家利益》在海军专业领域的确“不够专业”,或者是为了炒作而故意“不专业”。朱姆沃尔特级并非一款典型驱逐舰,其隐身武库舰的设计理念即便在美国也已基本被抛弃——由于批量建造计划已经被终止,该舰在去年底服役的象征意义明显大于实际意义。而中国的所谓“万吨级大驱055型”驱逐舰则很可能成为未来50年内中国大洋海军的中坚力量。其“对标”的美国海军舰型更应该是提康德罗加级“宙斯盾”巡洋舰,而非朱姆沃尔特级。

  按照这篇“不专业”文章的介绍,055型驱逐舰的满载排水量将高达1.4万吨,远超提康德罗加级。充足的排水量将保证055型可以轻松布置128个通用垂直发射单元,与提康德罗加级相当。毫无疑问,这些垂直发射井中的大多数都将被用来装载远程防空导弹,再加上新一代中国版“宙斯盾”系统,该级舰的主要任务就是为中国逐渐发展的航母平台提供远海护航。

  055型的服役很可能为中国在区域防空舰领域近半个世纪以来的探索画上一个阶段性句号。从中国最早的防空护卫舰计划053开始,历经051S、052C 、051C、052D直到055,一路走向成熟与巅峰的“中华神盾”印证了中国海军对区域防空概念理解的不断深入,其中既有博采国外经验的追赶,亦不乏中国式智慧的光彩。

  什么是现代区域防空

  现代区域防空概念发端于1941至1945年的太平洋战争。相对于主要保护特定舰只的“点防空”来说,区域防空的“服务对象”是舰只所在的整个海上编队。随着反舰武器射程的扩大,区域防空的范围也越来越大。在前导弹时代,由127毫米高平两用舰炮撑起的区域防空网只能拦截10公里左右的空中目标。冷战中期,美国海军“标准”-1型区域防空导弹的覆盖范围不到50公里。进入上世纪80年代,以“标准”-2和“里夫”(即S-300F)为代表的新一代区域防空导弹将射程提高到100公里以上,并由此定义了现代海上区域防空的基本标准。

  在一支拥有航母的海军中,区域防空舰是舰载机之后的第二道对空防线;而对于像日本海上自卫队的“八八舰队”式非航母编队来说,区域防空舰则必须承担起最前沿的防空任务。因此,专用区域防空舰对于任何梦想脱离陆基防空掩护、立志蓝水的舰队来说都是必不可少的。

  目前全球最为典型的区域防空舰当属美国的“宙斯盾”战舰——即安装了“宙斯盾”作战系统的提康德罗加级巡洋舰和阿利?伯克级驱逐舰,它们最主要的外部特征是在上层建筑四周安装了4块固定的大尺寸平面相控阵雷达天线,每面天线负责90度探测范围,4面天线即可实现360度全向无死角探测。而“宙斯盾”系统的核心也正是这装有4块平板天线阵列的AN/SPY-1无源相控阵雷达。

  然而,“宙斯盾”又绝不仅仅只是一座雷达。

  虽然现在的“宙斯盾”整合式作战系统已经具备强大的反舰和反潜功能,但其最主要的任务仍然是防空,这是由该系统最初的研发背景决定的。为了应对苏联反舰导弹的饱和攻击,在上世纪60年代研制之初,美国海军需要“宙斯盾”解决的问题主要包括以下几方面:首先是对于多目标的追踪和威胁分析能力,尤其是在复杂战场环境或强电磁干扰条件下的持续作业能力;其次是面对大量空中目标,尤其是大量高速反舰导弹来自多方向的同时攻击时,如何提高火力密度的问题;第三,传统的机械扫描雷达因为资料更新率的周期性限制,对于低空或者高速目标的侦测与处理速度明显跟不上,需要采用电子扫描的相控阵雷达来提高探测速度和精度;最后,在越战时期,美军已经引入数字式计算机协助的自动化作战系统,这让美国海军对于利用计算机提高系统反应速度及逻辑合理性充满期待——所有这些能力都被要求整合至一套集中式全自动化作战系统上。

  在美国海军看来,正是“宙斯盾”作战系统筑起了美国海军超级航母战斗群的防空盾牌,那些没有装备或无法装备“宙斯盾”的舰艇因不具备抗饱和打击能力,只能被现代海战环境所淘汰。这也是小排水量的佩里级护卫舰必须退役、功能单一的斯普鲁恩斯级驱逐舰无法继续生存的主要原因;同一时期,尽管由长滩级、特拉克斯顿级、班布里奇级和弗吉尼亚级组成的全核动力水面舰群耗资巨大,但也还是因为设计时没有考虑搭载“宙斯盾”,只能遗憾地早早退役。

  革命前夜

  目前中国海军正处于从近海走向远洋、从非航母编队向航母编队发展的关键时期。在未来的舰队编成中,区域防空舰是地位仅次于航母的核心水面作战舰艇。在2013年“辽宁”号航母首次奔赴南海的大演习中,我们已能看到052C与051C两种区域防空舰与航母协同演练的场景。因此,在下定决心构建以航母编队为核心的“美式”远洋海军,而非以核潜艇为核心的“苏式”远洋海军后,中国对区域防空舰的需求自然与美国的“宙斯盾”舰群存在诸多重合。但在此之前,中国海军对远洋区域防空能力的追求其实也曾有其他选择。

  值得注意的是,如果西方媒体所说的中国“万吨大驱”的确采用“055”这个舰型编号的话,则无疑是对历史的传承。早在上世纪60年代末,055型防空驱逐舰就已经在中国海军高层提出的《关于建造远洋护航舰船的建议》中出现。该文件也表明,即便在窘迫地靠“四大金刚”(指人民海军从苏联引进的第一批4艘驱逐舰)撑门面的时代,海军领导层仍然时刻关注着世界海军装备的发展潮流与动向。到上世纪80年代,英国又提出向中国出售当时其最新锐的42型防空驱逐舰与相关技术,其中还包括“海标枪”区域防空导弹。然而,由于42型驱逐舰在马岛战争中表现糟糕,再加上随后国际与国内政治形势发生变化,该方案(051S)最终不了了之。

  急需远程防空能力的中国海军从上世纪90年代开始陆续引进了4艘俄制现代级驱逐舰,该级舰搭载射程40公里的“施基利”防空导弹与“顶板”三坐标混合模态雷达(俯仰电扫,方位机扫,最大探测距离300公里),没有装备垂直发射系统。此后,两艘国产的052B型舰也采用了类似的配置。但是,现代级虽然是彼时中国海军防空能力最强的舰艇,却仍不具备真正的区域防空能力。

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  现代级导弹驱逐舰(舷号136/137/138/139)

  很显然,在052B之后,中国下一步将投入建造的将是一款真正的区域防空舰。由于缺乏相关经验,其设计研制思路将必然受到其他国家同类舰艇的影响。而放眼当时世界,除了美式的“宙斯盾”外,俄罗斯的“里夫”与西欧刚刚兴起的另外一股区域防空舰流派同样值得关注。

  “宙斯盾”的AN/SPY-1为固定四面阵的无源相控阵雷达,而德国萨克森级与荷兰七省级护卫舰上的APAR雷达、英国45型驱逐舰上的“桑普森”雷达均为有源相控阵雷达。APAR采用了与AN/SPY-1类似的固定四面阵结构,但天线尺寸很小,4面天线直接装在了主桅上,萨克森级护卫舰的分散式指挥系统也与“宙斯盾”背道而行;“桑普森”则为机械旋转的双面阵雷达,天线外扣了一个球形雷达罩。

  此外,法国为地平线级驱逐舰、下一代多用途护卫舰和“戴高乐”号航母分别研制的EMPAR、“武仙座”和“阿拉贝尔”雷达,均是单面机械旋转的无源相控阵雷达。

  俄罗斯的“里夫”系统则由机械旋转的“顶板”双面阵混合模态雷达提供目标搜索,再由机械旋转的“顶盖”单面阵无源相控阵雷达负责导弹制导与目标照射。

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  052D导弹驱逐舰

  探索之路

  有源还是无源、固定还是旋转、分散还是集中……在当时,中国国产第一代区域防空舰似乎并非只有“宙斯盾”一条路可走。

  如果仅从性能指标看,有源技术加固定多面阵(至少3面即可实现360度覆盖)无疑是最完美的。有源雷达维护更方便、可靠性更高、雷达发射能量易控,而且因为没有行波管节省了不少空间,舰艇适配性更好;而且,固定式多面阵雷达是真正的全向电扫雷达,其数据更新理论上没有时间间隔。但是,单面或双面雷达就不同了,以法国EMPAR雷达为例,其必须旋转一周才能更新一次全空域数据。至于指挥系统是分散还是集中,恐怕没有绝对的优劣之别,分散模式的优点是可靠性与战时安全性更好,即便一部分系统被摧毁,也不影响其他分系统工作;集中模式的指挥效率则会更高一些。

  显然,上述原则对于中国海军来说都是不难理解的。作为在该领域的后发国家,中国的最佳选择肯定是对国外经验的优势集成。

  2005年10月18日,中国第一代区域防空舰052C首舰“兰州”号正式加入南海舰队。052C装备了类似美国“宙斯盾”系统的相控阵雷达及俄式风格的冷发射圆形垂发系统。不过与标准的俄式“里夫”防空系统相比,052C的“海红旗”9导弹发射井每单元只有6个发射管,比“里夫”少2个。这套系统的最大改进是放弃了“里夫”的左轮式发射,每个发射管都能直接发射导弹,从而提高了齐射速度。全舰的区域防空弹总携带量为48枚。

  052C最引人注目之处,就是艏楼四周加装了四具固定式有源相控阵天线。这套采用S波段的346型雷达天线外罩为弧形,这是气冷系统的静压箱,而天线本身则是平的。

  当“兰州”号服役时,外界普遍认为中国海军的目标就是打造一支类似于伯克级的美式区域防空舰队。然而早在052C服役之前的2002年4月,中国还从俄罗斯购入了两套“里夫”M舰载区域防空系统。果然,一艘俄式区域防空舰“沈阳”号在2006年服役,同型舰“石家庄”号也很快交付海军。在已经拥有更先进的国产同类舰艇的情况下,这两艘051C型区域防空舰的出现当时让外界颇为费解——无论是雷达还是左轮式垂发系统,无一不是纯粹的俄制产品。该系统中的30N6E1相控阵雷达最大搜索距离为300公里,全舰配备6组8联装共48单元垂发系统,与052C相当。

  中国为什么同时发展两款完全不同的区域防空舰?接下来,是进一步批量生产“宙斯盾”风格的国产052C,还是购买技术专利,建造更多的俄式051C?中国海军直到6年后才给出答案。在之前下水的4艘区域防空舰连续服役后,从2004年到2010年,中国海军整整6年没有一艘新型区域防空舰下水。可想而知,海军与造船工业界内部的争论与分歧肯定存在。头两艘052C采用了太多的国产新技术,需要时间完善和验证。而装备成熟系统的两艘051C则可以随时投入实战。

  孩子肯定还是自己的好!052C的3号舰“长春”号于2010年终于滑下船台,051C之后却再没有一艘新舰开工,一切争论就此结束。052C的6号舰“西安”号于2015年2月服役,这也是最后一艘该级舰。在此之前,第一艘052D“昆明”号已经于2014年3月入役南海舰队,且至今已经有十余艘新舰下水。

  052D与对手

  052D外形上的最大特征是把052C的弧面相控阵雷达换成了类似“宙斯盾”的平面阵雷达,且4个阵面的尺寸更大,这意味更多的发射单元与更大的发射能量。由此可以推断,新的346A型雷达应具有更远的探测距离和更高的探测精度。其取消了过去346型雷达气冷系统的弧面外罩,显示出中国已经发展出配合有源相控阵系统的内部液冷设备。由于液冷系统的冷却效果更好,这对于提高雷达发射功率意义重大。

  该级舰还装有一部2坐标远程搜索雷达,这也是典型的美式“宙斯盾”配置。尽管现代舰载大型相控阵雷达已经可以实现远程搜索,但在300公里以外的空域一般只偶尔(一分钟数次)分配波束。如果持续全功率搜索,其惊人的耗电量所占用的燃油会大幅削减舰艇续航能力,同时降低雷达寿命。因此,用一部2坐标雷达来弥补相控阵雷达早期预警能力的不足是比较合适的。而欧洲防空舰的远程搜索警戒一般会由一部3坐标雷达来承担,这很可能意味着中国舰载相控阵雷达的远程搜索能力已经可以与AN/SPY-1相媲美,并超过欧洲产品,因此不需要3坐标雷达来提供精确的目标坐标。

  052D型舰的的另一大改进是将原来俄式的圆形垂直发射单元换成了美式的矩形单元。其在舰桥前方与机库前方分别配置一套4组8联装垂直发射系统,共64个发射单元。该系统是依照中国国防科学技术委员会在2006年颁布的《水面舰艇导弹通用化垂直发射装置通用要求》设计的第一种通用、冷热共用舰载垂直发射系统,能相容于冷发射的“海红旗”9防空导弹以及其他冷/热发射弹种。

  总的来看,052D的技术试验色彩仍然很浓。其在有限的船体平台上安装了中国海军多种刚刚研制成功的区域防空模块。其中,新的平面阵雷达和通用垂直发射系统让该级舰的美式风格更明显。从当初并行发展的051C与052C,到今天的052D,中国海军的区域防空舰已经走过了最初的彷徨与犹豫。我们在052D上已基本看不到俄式区域防空技术的痕迹,这无疑为中国之后的区域防空舰发展明确了方向。

  然而必须承认的是,052D型舰7000吨左右的排水量决定了其与伯克和爱宕级尚不是同级别的对手。由于吨位不够,052D只配置了64单元的通用垂发系统。也就是说,即便发射筒内的导弹全是“海红旗”9,052D也只能带64枚区域防空弹——这还是放弃了所有点防空导弹、反潜导弹、对陆巡航导弹和反舰导弹(该舰取消了反舰导弹发射架)的“极端”结果。相比而言,超过1万吨的提康德罗加级配备128个通用垂直发射单元,超过9000吨的伯克级与日本的金刚和爱宕级也配备了96个垂发单元。此外,与俄制区域防空舰的代表光荣级相比,后者虽然也只有64个垂发单元,但由于排水量重达1.2万吨,其可在搭载64枚区域防空弹外,再加装12个SS-N-12远程重型超声速反舰导弹发射筒,以及大量独立安装的点防空导弹系统。

  在抗饱和打击能力上, 光荣级与051C均只有一部“顶盖”制导/照射雷达,可以同时引导12枚导弹拦截6个目标,导弹齐射间隔为3秒。提康德罗加级有4座SPG-62照射雷达,可同时拦截16个目标,伯克、金刚和爱宕级则只有3座SPG-62,可同时拦截12个目标。美制MK-41垂发系统的齐射间隔只有1秒。不过这里需要指出的是,上述拦截数据均只是理论上的,由于照射雷达的扫描扇面有限,只有来袭目标从理想分配的各个方向实施攻击时,每部照射雷达才能同时发挥最大拦截功能,而真实的战场情况显然要复杂的多。

  我们在052D与052C上均未看到任何照射雷达,主要原因是“海红旗”9采用了主动雷达末制导,无需在末制导段依赖舰上照射雷达指示目标。此外,这可能也意味着采用有源相控阵技术的346A雷达的多目标处理能力与远程探测精度要好于AN/SPY-1。由于“海红旗”9无需受照射雷达火力通道与扫描扇面的限制,因此理论上052D的抗饱和打击能力比伯克级更强。

  不对称需求

  在做单纯横向性能比较的同时,我们也很有必要对双方海上编队的防空需求做一番审视。美国海军研发“标准”-2导弹、“宙斯盾”系统、MK-41垂发系统的初衷就是拦截苏联海军的超声速饱和打击,其防空压力非常大。而目前美国海军自身的反舰导弹则主要是舰载和机载的“鱼叉”。该导弹最大射程仅为100多公里,飞行速度只有0.75马赫,在现代舰艇编队的多层对空防线面前,“鱼叉”成功突防的可能性不大。这无疑是美国海军舰艇的防空能力普遍强于苏俄舰艇的重要原因之一。

  而对于那些服役时间不长的中国现代化舰艇来说。拦截“鱼叉”,甚至发射“鱼叉”的“超级大黄蜂”的难度肯定要比击中美国航母低得多。无奈的是,现有防空舰艇的区域防空弹载弹量只有48-64枚(实际很难达到)。如果是在缺乏近岸基地补给的远海持续作战,面对蜂群般的敌机与亚声速反舰导弹的持续攻击,即便抗饱和打击能力再出色,也很可能面临无弹可打的窘境。从这个意义上来说,中国的确需要建造更多的重型区域防空舰,比如“万吨大驱”055。(作者系上海交通大学国家战略研究中心特约副研究员)

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