理论教育 密集阵与海拉姆:强化最后的防线

密集阵与海拉姆:强化最后的防线

时间:2023-07-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:可美国海军装备的三款舰空导弹却均不具备反巡航导弹能力,面对苏联海军由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。CIWS也作为一种最基本的防空武器配置被各国海军接受。改进后的MK15 BlockIB命中精度比早期型“密集阵”提高了约30%。

密集阵与海拉姆:强化最后的防线

■ 《恐惧的总和》电影海报

■ 挂载AS-6“王鱼”(苏/俄代号KSR-5)超声速反舰导弹的图-16轰炸机,该弹身形巨大,长达10米,可携带1吨重的常规战斗部或35万吨TNT当量的核战斗部,巡航速度达3.5马赫

CIWS是航母战斗群对空防御最后的硬防线,却也是最脆弱的防线。

“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甲板,这艘巨大的尼米兹级超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700千米外,5架图-22M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用肉眼看到“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”几乎就在航母上空被打成火球。

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……

《恐惧的总和》航母遇袭片段

■ 埃塞克斯级航母“黄蜂”号(CV-12)舷侧一排壮观的厄利空20毫米速射炮阵

“神风特攻”催生CIWS

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,近防火炮的任务是拦截极少数漏网之鱼,当“极少数”变成了“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在海上的棺材。

的确,舰载近防系统(CIWS)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。

CIWS概念最早发端于太平洋战争,当时各国军舰普遍装备由瑞士厄利孔公司研制的20毫米速射炮。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20~40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。可美国海军装备的三款舰空导弹却均不具备反巡航导弹能力,面对苏联海军由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。

“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、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的拦截概率。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。CIWS也作为一种最基本的防空武器配置被各国海军接受。

■ 2006年4月4日,大西洋某海域,“约翰F·肯尼迪”号(CV-67)舷侧的“密集阵”MK15 Block 1A正在全速射击

4500发/分弹幕

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MK15 Block 0直到1980年才服役。

■ “密集阵”MK15 Block0配用的M61A1“火神”旋转式机炮

美海军“密集阵”近防炮射击

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,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,安装的甲板位置只要确保足够结构强度,甚至不必在甲板上开孔。“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450~1800米,最高射速4500发/分。

■ “密集阵”MK15 Block0剖视图

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MK15 BlockIB。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。MK15 BlockIB的测试记录极为辉煌,曾成功拦截模拟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”MK15 BlockⅠB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MK15 BlockIB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,MK15 BlockⅠB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,MK15 BlockIB换装了OGB炮管,长度由原先的1524厘米增至2007厘米,每根炮管的重量增加一倍。

“拉姆”装弹全过程

向“日炙”齐射“响尾蛇

通用动力公司曾在1987年提出“密集阵”MK15 BlockⅡ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,冷战的结束打断了原先计划,“密集阵”MK15 BlockⅡ与CIWS-2000相继下马。到21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”还没有退役,但舰载近防系统的导弹化趋势似乎已无法阻挡。

“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各型号登陆舰——这些舰艇缺乏有效的防空火力。

不过,“拉姆”后来展现出的通用化潜力挽救了这个濒临死亡的项目。该武器系统的核心理念很简单,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。(www.daowen.com)

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。

■ 2014年8月19日,大西洋某海域,“西奥多·罗斯福”号(CVN-71)航母舷侧的MK31型21联装“拉姆”正在发射RIM-116

■ 正在发射RIM-116的MK15型11联装“拉姆”,即“海拉姆”

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。由于最大限度利用了现成资源,对于预算捉襟见肘的美国海军来说,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,MK15型“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,这体现出美军对CIWS独特战场作用的考虑,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防空手段,而不至于任凭敌方反舰导弹蹂躏。

如前所述,“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73.5千克、飞行速度2马赫、有效射高5000米、最大射程9.6千米。从这组数据来看,目前的“拉姆”只能被看做是介于ESSM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年进行的一系列测试中,“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机。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。

■ 海拉姆

“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。如果愿意,美国海军未来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200千米,其海基改进版的射程应该不会小于80千米。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即可。

多波次攻击撕开“拉姆”防线

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,且集中于同一方向,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。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,“密集阵”与“海拉姆”系统的雷达只能与机炮共用同一个回旋/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,无法填补正处于装弹状态的“拉姆”所留下的火力空白。

军情链接

其他国家的近防系统

AK-630苏联与俄罗斯海军目前装备的标准CIWS是AK-630及改进型AK-630M六管速射炮,安装于目前俄罗斯海军除航母与基洛夫级巡洋舰外的几乎所有舰艇上,中国海军的054型护卫舰及022型导弹艇也装备类似的国产系统。AK-630在1970年就已上舰服役,比“密集阵”早了整整10年。其系统结构与“密集阵”明显不同,每座AK-630火炮没有单独的雷达,在全自动封闭炮塔内只安装火炮及供弹机构。每两座炮塔共用一套火控雷达,雷达与火炮的位置分开,同时还有一套光电火控系统作为备份。AK-630由一门AO-18六管30毫米机炮、MR-123-02火控雷达、SP-521电子光学追踪器组成。MP-123雷达可以追踪4千米外的空中目标。SP-521的对空探测距离为7千米。AK-630最高射速达5000发/分,射程3800米,系统反应时间小于5秒。

守门员该系统由荷兰信号公司与美国通用电气公司合作研发,1980年服役,被大量安装于荷兰皇家海军、英国皇家海军、韩国海军、葡萄牙海军、智利海军与比利时海军的各型舰艇上。“守门员”采用7管30毫米速射炮,有效射程2000米,射速4200发/分。该系统最大的特点是为每门火炮独立配备了一座搜索雷达和一座火控雷达,这就避免了“密集阵”在对单一目标执行跟踪任务时,无法观察周围空域的缺陷。不过其价格也高出“密集阵”4倍。

卡什坦是前苏联海军的第二代CIWS,其采用了弹炮合一设计,在俄海军中只配备“库兹涅佐夫海军元帅”号航母、基洛夫级核动力巡洋舰等高端重型舰艇,印度也引进了部分该系统。每套“卡什坦”装有两个4联装导弹发射筒和两门6管30毫米速射炮,火炮分别安装在旋转式炮塔两边,导弹发射筒则分别装在两门火炮上方。该系统的火炮射速高达10000发/分,最大射程4000米,射高3000米。配备的导弹是SA-N-11,最大射程10千米,射高6000米。“卡什坦”的火控系统可同时跟踪30个目标,并拦截其中的6个。雷达对反舰导弹的探测距离为12千米,对飞机的探测距离为45千米。此外还拥有一套光电火控系统作为备份。

■ 这门历经沧桑的AK-630,炮座防锈漆大面积开裂,锈迹斑斑,炮口已经磨出金属原色

■ 俄海军“守护”级护卫舰“机敏”号(531)上的“卡什坦”

■ 密集阵、AK630M、守门员730性能参数

■ “守门员”的7管30毫米速射炮

“守门员”近防炮射击瞬间

最畅销军事小说大师汤姆·克兰西

汤姆·克兰西1947年生于马里兰州巴尔的摩,2013年10月1日去世。克兰西的成名作是《猎杀“红十月”号》,此书因包含大量真实详尽的技术数据和无可辩驳的内幕细节,被时任总统里根称之为“一个在技术上近乎完美的故事”。

克兰西曾有十多部小说被《时代》杂志评为畅销书。他在1989年出版的《燃眉危机》卖出160多万套精装本,使他成为80年代畅销小说作家第一人。克兰西虽无实际军旅经验,却靠着对于科技政治及军事的深刻认识,铺陈了一个个栩栩如生、紧张刺激的冒险故事。令人惊讶的是,他在书中所记述的详实技术数据和内幕资料竟然全部取材于报纸、电视互联网。克兰西的作品布局广大、结构严谨、气势磅礴。

■ 安纳波利斯海军学院出版社于1984年出版的《猎杀“红十月”号》

除《猎杀“红十月”号》外,还有《红色风暴》《爱国者游戏》《克里姆林宫的枢机主教》《燃眉追击》《恐惧的总和》《彩虹六号》《虎牙》等佳作。1996年出版的《总统命令》描述恐怖分子驾驶波音747客机自杀性攻击国会山,美国民间据此有说法称恐怖分子是按照克兰西的小说策划了911事件。克兰西的非小说作品也不少,包括《核潜艇之旅》《装甲骑兵团之旅》《战斗机联队之旅》《海军陆战队之旅》等。其多部作品被好莱坞改编成票房大片,部分作品被改编成电子游戏。

恐惧的总和MP3

猎杀红十月号1MP3

猎杀红十月号2MP3

■ 汤姆·克兰西在一艘提康德罗加级巡洋舰上

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