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美國海軍專家對“中華神盾”的技術性分析!zt

(2006-08-22 16:25:40) 下一個
原文發表於美國《信號》雜誌2005年7月號,作者詹姆斯.C.巴塞特供職於美國海軍水麵作戰中心,主要負責水麵艦艇的反潛火控係統研究。本刊編發此文,並不表示讚同其觀點或證實其報道,僅供有興趣的讀者參考。   中國海軍最近接收了兩艘自行設計建造的新型導彈驅逐艦。引人注目的是,這兩艘被稱為最新型的導彈驅逐艦安裝有與美國海軍"宙斯盾"係統類似的平麵相控陣雷達、導彈垂直發射係統、先進的艦載遠程防空導彈和強大的指揮控製係統,而這些係統在中國以前建造的其他導彈驅逐艦上是從未出現過的。   將包括相控陣雷達、戰術數據鏈和導彈垂直發射係統在內的大量設備安裝在一艘排水量隻有6600噸左右的導彈驅逐艦上顯得多少有些不可思議。要知道,美國海軍裝備"宙斯盾"防空雷達和垂直發射係統的幾款戰艦中,即便是最小的"伯克"級導彈驅逐艦,其排水量也達到了8400噸,而俄羅斯版"宙斯盾"-"天空哨兵"(Sky Watch)係統更是隻能安裝在排水量30000噸以上的航空母艦上!除了重量大之外,這種防空雷達係統的複雜程度也是常人難以想象的。蘇聯在經過了多年研究、投入了大量的人力物力之後終因難以解決的技術難題而最終放棄了在普通驅逐艦上大量裝備這種先進艦載防空係統的願望,而隻在兩艘大型戰艦上裝備了該係統。即便是研製成功"宙斯盾"係統的美國海軍,在建造第一種"宙斯盾"型防空艦一"提康德羅加"級巡洋艦之前,也經曆了長達9年的研製開發和海上試驗,由此可以看出這種係統的複雜程度和設計的難度是何等之大!   中國僅僅建造了兩艘最新型導彈驅逐艦,而其後續建造的防空型驅逐艦就將安裝不同類型的"宙斯盾"雷達和垂直發射係統。隨著這麽一批先進的導彈驅逐艦陸續服役,中國海軍必將對其他國家和地區的海上力量產生極大的震懾作用,外國海軍再想對台灣海峽或者其他有爭議的海域指手畫腳的話就必須三思而後行了。   下麵,我們就來簡單分析一下中國最新型驅逐艦的主要艦載設備、武器和數掘鏈係統等的性能。   ◆新艦新平板   "宙斯頓"係統被認為是當今世界上最先進的艦載探測和指揮控製係統。1974年,美國海軍在試驗艦"諾頓灣"號(舷號AVM-1)上對第一套"宙斯盾"係統開始進行海上試驗。9年之後,也就是1983年,第一艘安裝了完整"宙斯盾"係統的"提康德羅加"級導彈巡洋艦才正式下水服役,該艦安裝有4麵相控陣雷達,前後兩麵雷達之間的距離達50米(注:原文如此)。而第一艘裝備了AN/SPY-1D相控陣雷達的"宙斯盾"驅逐艦是8400噸級的"伯克"級導彈驅逐艦,首艦於1989年下水。此後,美國海軍一直不斷地對其性能進行升級,迄今為止,該級驅逐艦的建造數量已經超過了50艘。"宙斯盾"係統所使用的AN/SPY-1型相控陣雷達長寬均為3.7米,高13.5米(注:原文如此),工作於F波段,工作頻率為3100到3700兆赫之間。   1988年,蘇聯海軍在"巴庫"號(現"戈爾什科夫海軍上將"號)航空母艦上安裝了第一套本國版的"宙斯盾"防空係統。該係統包括四麵正方形的相控陣雷達天線,外形尺寸為5X5米,外界推測其工作在F波段,頻率為850兆赫,性能類似於蘇聯/俄羅斯海軍許多水麵艦艇上裝備的"頂板"遠程搜索雷達。   蘇聯在"戈爾什科大海軍上將"號航母上安裝的相控陣雷達似乎出現了很多難以解決的問題,而且該艦與其他軍艦和飛機共同進行的聯合防空作戰測試好像也沒有獲得成功。由於問題太多且難以解決,因此接下來的"庫茲涅佐夫"號航母就沒有再安裝相控陣雷達,轉而使用了技術更加成熟的"頂帆/頂對"機械掃描式三坐標雷達。   中國海軍第一艘裝備了四麵相控陣雷達天線的導彈驅逐艦是6600噸級的"蘭州號"。該艦於2003年4月正式下水,6個月後,第二艘同型艦也正式下水。與美國的"宙斯盾"係統和俄羅斯的"天空衛士"係統不同,中國這兩艘驅逐艦上安裝的相控陣雷達的工作頻率應為C波段,而非L或者F波段。此外,這兩艘驅逐艦上的相控陣雷達天線外表麵彎曲成一定弧度,與美俄使用的平板形天線完全不同。4麵相控陣雷達天線的外形尺寸均為高4.6米、寬3.9米,安裝的位置與美國海軍的"伯克"級驅逐艦基本相同。有傳聞說,中國還從俄羅斯購買了兩套先進的艦載相控陣雷達係統,預計將安裝在排水量更大的防空導彈驅逐艦及其後續艦上。這批艦被認為是中國海軍較早期"旅大"級導彈驅逐艦的後續發展型。 獨特的艦載垂直發射係統   1989年,美國海軍在"提康德羅加"級導彈巡洋艦上首次安裝了MK41型垂直發射係統,其中艦首位布置了64個發射單元,艦尾32個。值得一提的是,該係統為通用型垂直發射係統,能夠發射多種型號的導彈,不過從時間上來看要比蘇聯的晚一些。蘇聯早在1977年就在第4艘"卡拉"級導彈巡洋艦上安裝了世界上第一套艦載導彈垂直發射係統-SA-N-6導彈垂直發射係統,並在8000噸級的"無畏"級導彈驅逐艦上安裝了8組SA-N-9導彈垂直發射係統。無論是SA-N-6還是SA-N-9垂直發射係統,使用的均是8枚一組的"左輪手槍"式垂直發射裝置,通過一部大型"頂罩"或者"十字劍"型日標搜索與火控雷達進行控製。   中國海軍的最新型驅逐艦裝備的則是國產最新型HHQ導彈垂直發射係統,其中艦首安裝6組,艦尾的直升機庫上安裝2組。乍一看,中國軍艦上安裝的垂直發射裝置與俄羅斯的極為相似,均為"左輪手槍"式,但是仔細看來卻大不相同。中國軍艦使用的垂直發射裝置為6聯裝,俄羅斯的則為8聯裝,而且俄式發射係統每組僅有一個活動艙蓋,發射時需要轉動彈艙裏的導彈支架,將待發導彈對準艙口才能發射,而中國海軍的"宙斯盾"驅逐艦上安裝的垂直發射係統卻不是這樣,發射速度明顯要比俄式係統高許多。至於為何會有這樣的差別,有人認為是由於8聯裝的發射裝置體積過於巨大,中國戰艦難以使用如此龐大的發射裝置,因此才選擇了這種"縮水版"。對於此種說法筆者認為有待商榷,因為盡管中國驅逐艦I所使用的6聯裝垂直發射裝置相對於俄式8聯裝係統體積小,但節省的空間實際上相當有限,所以上述說法是站不住腳的。筆者認為這種不同可能是由於俄方沒有提供原裝的艦載SA-N-6發射係統,因而中方隻能以S-300防空導彈代替所造成的。   與俄式發射係統一樣,中國最新型驅逐艦的垂直發射係統同樣采用了冷發射技術,這樣一來導彈的燃氣排導問題就可以迎刃而解,不用像美國的MK41垂直發射係統那樣還需要再設計複雜的燃氣排導係統。不過據傳中國海軍的一艘試驗艦正在對一種新型的垂直發射係統進行試驗,這種新係統采用了與MK41類似的矩形發射單元,有可能會安裝在正在建造中的下-代導彈驅逐艦上。  其他艦載雷達   中國最新型驅逐艦並沒有在垂直發射係統附近安裝類似俄式"頂罩"那樣的大型專用火控雷達,而是由四麵相控陣雷達提供目標的搜索與定位,安裝在垂直發射係統附近的小型雷達天線也能夠提供目標數據,而體積更小的目標導引和跟蹤雷達則位於艦首和艦尾。此外,在艦首和艦尾的垂直發射裝置附近還各有一套近程防空係統,每套近防係統均集成有一部小型火控雷達,不過該雷達通常被帆布覆蓋,外人很難窺其真麵日。艦上還安裝有多部天線,用於衛星通信和目標搜索等任務。艦橋的主桅頂端還安裝有一部大型雷達天線,看外型有可能是中國自行研製的多功能海空搜索、目標指示雷達。   最新型驅逐艦的艦尾安裝有一部蘇聯50年代研製的"刀架"八木天線早期預警雷達,而以前的168艦和"旅滬"級驅逐艦並沒有安裝該雷達,倒是"旅海"級和後期改進型的"旅大"級驅逐艦以及"江衛"級護衛艦裝備有該雷達。由於對空探測任務通常應當是由"宙斯盾"雷達完成的,因此該超長波天線的出現表明了"宙斯盾"雷達在探測某些特定目標方麵存在著一些不足。   ◆艦載武器   按照慣例,中國的水麵戰艦通常都安裝有意大利三聯裝反潛魚雷發射裝置和國產反潛火箭發射裝置,用於執行反潛作戰任務。不過從現有的最新型驅逐艦照片來看,這些設備都被隱藏得很好,從外麵很難看到。在艦首部位安裝有法國生產的DUBV-23型聲呐,主炮位則安裝有一門100毫米口徑的全自動艦炮,該炮據信是由法國克盧索-盧瓦爾公司的100毫米緊湊型艦炮發展而來的。   最新型驅逐艦安裝有兩套新型近程防空係統作為最後一道防空屏障,從外觀上看,該係統與荷蘭"守門員"近防係統極其相似,不過荷蘭方麵否認曾向中國出口過該係統。從照片上看,中國近防係統的火控雷達與荷蘭"守門員"所使用的在外觀上的確存在著很大的不同,甚至可以認為是兩種完全不同的雷達,早先曝光的168型驅逐艦也裝備有這種近防係統。   數年前,-艘"旅大"級改進型驅逐艦首次換裝了采用矩形發射箱的C-801艦對艦導彈,之後的導彈驅逐艦也均使用C-801作為標準的艦載反艦武器。而170號驅逐艦裝備的則是8枚采用圓筒形發射箱的新型反艦導彈,該發射箱的直徑比C-803所使用的發射箱要略大一些。由於該艦裝備的俄羅斯"音樂台"製導雷達的主動探測距離達250千米,被動探測距離更高達450千米,因此該艦裝備的應該是一種體積更大、射程更遠的新型反艦導彈,有可能是傳說中的C-805或者俄製新型超音速反艦導彈。   ◆數據鏈   為了充分發揮"宙斯盾"驅逐艦優異的綜合作戰能力,先進的數據鏈係統是必不可少的。1955年,在北約國家舉行的一次研討會上美國首次提出了海軍戰術數據係統(NTDS)的概念;1961年,三艘北約海軍軍艦被選中作為海軍戰術數據係統的試驗艦,此後數年,北約海軍以這三艘艦為基礎進行了大量的實驗,終於獲得了成功,開發出了被稱為TADIL-A的11號戰術數據鏈係統,該數據鏈其實是一種工作在高頻(HF)和超高頻(UHF)的數字式密碼數據總線係統。在這之後,西方又進一步開發出了更加先進的16號數據鏈係統(16號數據鏈不僅增加了更加完善的抗幹擾措施,而且數據傳輸速率更達到了11號數據鏈的10倍)。   蘇聯在海軍戰術數據係統方麵的研究並不遜色於美國,早在很多年以前就已在"卡拉"級和"克列斯塔Ⅱ"級導彈巡洋艦上安裝了被稱為"冠鍾"的綜合通信數據鏈係統。這也是蘇聯第-種艦載戰術數據鏈,其性能與北約的11號戰術數據鏈大致相當。1993年,俄羅斯海軍又裝備了更加先進的"捶鍾"艦載數據鏈,由專門的"穀燈"數據中繼器提供信息的中繼轉發,該中繼器的作用相當於北約海軍16號數據鏈中的聯合戰術信息分發係統(JTIDS)。中國從俄羅斯購買的"現代"級導彈驅逐艦上就安裝有"穀燈"和"音樂台"雷達,可以對SS-N-22反艦導彈實施中繼製導。   1991年,中國海軍第一套具備美國海軍戰術數據係統特點的戰術通信數據鏈出現在排水量4200噸的"旅滬"級導彈驅逐艦上。在這之前的1987年,中國海軍就曾經在105號導彈驅逐艦上安裝了一套法國原裝的TAVITAC作戰指揮係統(注:原文如此),而其他"旅大"級驅逐艦應當也有過這方麵的改進考慮。該戰術通信數據鏈係統工作在225兆赫的高頻和400兆赫的甚高頻,這一頻率段與美國海軍戰術數據係統的工作頻率相同,有可能與其他係統一起組成中國海軍新一代戰術數據鏈係統。   曾經向中國出口過武器的西方國家證實中國的空軍戰機已經裝備了MIL-STD 1553B數據總線,而且還在168型導彈驅逐艦上裝備了該係統。除此之外,中國還通過法國獲得了專門向非北約國家出口的Type-W數據鏈係統,該數據鏈與TADIL-A極為類似。此外,中國海軍從俄羅斯進口的"現代"級導彈驅逐艦及其配套的卡-28艦載直升機均配備了A-346Z防幹擾數據鏈,工作頻段為高頻、超高頻和甚高頻。而中國最新型護衛艦和168號等導彈驅逐艦裝備的則是自行研製的戰術數據鏈係統,該係統在研製過程中可能借鑒並且利用了上述這些國外數據鏈係統的技術。比如新型號驅逐艦就在艦尾的直升機機庫上安裝了一部"穀燈"數據中繼器用於反艦導彈的製導,而"音樂台"雷達的使用也使得俄製武器能夠使用來自中國數據鏈係統的數據。   中國海軍"宙斯盾"驅逐艦配備有綜合作戰能力較強的卡-28直升機,該機具備在較遠距離上執行搜索以及攻擊任務的能力,而且該機很克能還可以攜帶導彈進行作戰。此外,由於"宙斯盾"艦安裝有性能先進的數據鏈係統,因此卡-28還可以將目標數據通過雙向數據鏈傳至該控製艦,從而實現對反艦導彈的中繼製導。在近岸作戰時,該驅逐艦還可以與岸基遠程航空兵實現戰場信息的共享,攜帶M400大型偵察吊艙的蘇-30MKK戰鬥機可以通過數據鏈將目標的實時信息傳回控製艦,同時也可以接受控製艦的指揮,使用自身攜帶的3M80"白蛉"中程超音速反艦導彈對目標實施攻擊。據傳,中國現在正與俄羅斯進行談判,希望能夠為其引進的最新型蘇-30MK2戰鬥轟炸機配備下一代TSIMSS-1型數字式數據鏈,而為了能夠與航空兵裝備的各種蘇霍伊戰鬥機實現聯網,最新型驅逐艦應該也會配備相應的數據鏈係統。   在配備了能夠直接與"宙斯盾"控製艦進行通信的數據鏈之後,圖-154或者Y-8巡邏型之類的遠程海上巡邏機的戰鬥力就能夠更加充分地發揮出來。俄羅斯海軍通常使用R-837和R-807高頻電台進行遠程通信,使用R-802超高頻電台進行指揮,而這些設備在中國海軍的軍艦上也能找到。此外,盡管中國的海事衛星偵察能力還相當有限,但是中國完全有能力截獲和利用別國衛星(包括美國衛星)所偵察到的信息,從而彌補本國衛星偵察能力的不足。艦隊中的其他非"宙斯盾"艦則可以通過數據鏈係統與"宙斯盾"控製艦進行通信,從而對"宙斯盾"艦發射的製導武器進行中繼製導,以實現對目標的超視距攻擊。此外,這些非"宙斯盾"艦也可以接受控製艦的指揮,使用自身攜帶的武器進行作戰,這就大大拓展了整個艦艇編隊的攻擊範圍和攻擊強度。因此,在未來以"宙斯盾"艦為核心的驅逐艦作戰編隊中,現代化的"現代"級、"旅滬"級和"旅海"級將是非常理想的戰鬥夥伴。如果有必要的話,"旅大"級驅逐艦甚至更為輕型的護衛艦也可以補充進采。   ◆作戰指揮係統   對於一艘"宙斯盾"驅逐艦來說,能否將強大的綜合作戰能力充分發揮出來,在很大程度上要看艦艇本身的局域網性能以及由各種傳感器和運算/控製工作站組成的通用顯示控製台的性能如何。為了充分發揮"宙斯盾"係統的優勢,美國海軍"宙斯盾"驅逐艦所使用的工作站從研製成功至今已經更新了好多代。   對於中國軍艦作戰指揮係統的結構,外界知之甚少,公開的文獻資料對此也很少提及,筆者隻能通過其他途徑對此進行分析。在一張關於"旅滬"級驅逐艦工作區的照片上,筆者看到許多類型相同的控製台,幾名技術人員正在進行操作,這些控製台在以前的中國軍艦上是從未出現過的。從外形上看,它們好像也不是俄羅斯或者法國的產品,很有可能是中國自己的電子科研機構研製生產的。   中國"宙斯盾"驅逐艦所使用的指揮係統有可能采用俄羅斯的GOST標準或者法國TAVITAC作戰指揮係統所使用的數據總線型局域網,中國海軍近期新建的軍艦通常都采用了後者。而顯示控製台所使用的操作係統也可以采用民用產品如Windows或者VX Works(由美國Wind River System公司開發的一種嵌入式實時多任務操作係統)。由於中國空軍和陸軍的作戰指揮係統均采用了以太網或者MIL-STD 1553型數據總線,因此海軍如果要裝備的話應當也不是什麽難事,而且這樣一來,各軍種之間就可以很容易地實現戰場信息的共享,從而極大地增強各軍種之間的協同作戰能力。
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