doi:10.16338/j.issn.1009-1319.20210161
介紹
RIM-162改進型海麻雀飛彈(ESSM)是RIM-7P海麻雀飛彈的改進型,主要負責航母、巡洋艦、驅逐艦、兩棲戰艦等艦艇的中程防空和自衛反導任務,用於防禦高效能反艦飛彈、巡航飛彈和戰鬥機,以超音速、高機動性反艦飛彈為主。 秉承瞄準實戰、引領威脅的發展理念,兩大改進改造了海雀飛彈,其作戰效能已今非昔比。
改進的海麻雀飛彈通過增加中途指揮制導、引入間歇輻照技術、提高動力系統效能、改進低空制導控制演算法,在對付低空高速機動突防目標、擴大作戰空域、提高多目標能力方面實現了第一次飛躍。 通過主動和半主動雙模導引頭的融合,以及制導和通訊鏈路的完善,先進的海麻雀飛彈在應對各種海上威脅方面實現了第二次飛躍,突破了輻照雷達對火力通道的限制,融入了協同制導系統,適應了多種海空作戰平台。
1 裝置狀態
改進型海麻雀飛彈是由美國、澳大利亞、德國、西班牙等12個國家研製生產的國際合作專案。 截至2024年10月底,主要使用者包括美國、澳大利亞、加拿大、德國、日本等15個國家,共裝備了美國、日本的13種艦艇,如表1所示。
二、分析改進型海雀飛彈的效能特點及發展
改進後的海麻雀飛彈經歷了Block 1和Block 2兩個發展階段,如圖1所示。
2.1 改進型海麻雀 Block1 飛彈
1)基本效能。
Block 1飛彈(圖2)的壽命為3年66m,前徑203mm,後徑254mm,發射質量297kg; 該發電廠是1 MK134固體火箭發動機,最高速度為3馬赫6、最大機動過載50g; 殺傷區的遠限為50km,近邊界為35公里,高邊界15公里,低邊界5公尺; 高爆破片殺傷人員彈頭的質量為39kg,並配有近炸觸發引信; 制導方式為慣性導航+S波段或X波段指令校正+X波段半主動雷達制導。
2)主要型號。
Block1飛彈(代號為RIM-162)於2024年7月裝備了部隊,目前有四個主要版本。
配備宙斯盾艦的RIM-162A從MK41垂直發射系統發射,每個發射單元可以使用MK25儲存箱裝載4枚飛彈,飛彈具有S波段上行鏈路和下行鏈路(圖3)。
RIM-162B裝備非宙斯盾艦,使用MK41垂直發射系統發射,並由艦上的X波段輻照雷達向上鏈傳輸,沒有下行鏈路。
基於 RIM-162B 的 RIM-162C 配備了配備 MK48 垂直發射系統的艦艇,同樣只有 X 波段上行鏈路(圖 4)。
RIM-162D 也基於 RIM-162B,使用 MK29 盒式傾斜發射器(圖 5),還使用 X 波段上行鏈路。
與傾斜發射版本不同,Block 1飛彈的垂直發射版本在尾部有乙個小型氣舵控制系統(JVC),發射075 年代後脫落。 JVC主要用於飛彈的初始轉彎機動,確保飛彈在發射後迅速指向目標方向。
3)主要特點。
與海麻雀RIM-7P相比,改進的Block1具有以下特點:
首先,它配備了新型火箭發動機,採用小型氣舵控制系統和全電子尾控側滑轉彎(STT)技術,使飛彈飛行速度快,機動性強,可以應對4G過載飛行的超音速反艦飛彈。
第二種是使用4條形機翼,翼展約為04m,比RIM-7P多102M,減少60%,允許1個MK41垂直發射單元裝載4枚飛彈(圖6),大大增加了水面艦艇的載彈量。
三是增加了作戰空域,提高了中程防空能力,改進了制導控制軟硬體,增加了擊殺低空目標的概率,可以攔截在10公尺以內飛行的反艦飛彈。
第四,增加了中途指揮制導模組,終端精確制導只需要由艦載X波段輻照雷達進行短暫照射即可。 傳統的機械輻照雷達(如SPG-62)採用分時輻照策略來實現多目標攔截。 相控陣輻照雷達(如APAR)採用間歇輻照技術,利用計算機控制的波束對目標進行快速切換和輻照,幾乎同時照射多個目標,進一步提高了多目標攔截能力。
五是陀螺儀和固態內振得到了改進,大大縮短了飛彈的預熱時間,發射筒內的飛彈可以立即發射,發射準備時間短。
第六,採用高能低煙推進劑,減少尾煙排放對船舶光電感測器的干擾。
4)飛彈攜帶通訊鏈路。
改進後的海麻雀被美國和許多歐洲國家的水面艦艇使用,為了適應不同艦船配置的雷達,該飛彈配備了S波段和X波段上行鏈路接收器,以及S波段下行鏈路發射器。 對於不同的艦艇,飛彈通訊鏈路的使用和制導方法不同。
阿利·伯克級驅逐艦上裝備的AN SPY-1D(V)相控陣雷達為S波段,在飛彈的制導階段,AN SPY-1D(V)雷達採用頻移鍵控(FSK)技術調製制導指令,通過上行鏈路傳送給飛彈,飛彈接收到後通過S波段下行鏈路對每個上行訊號作出響應。 事實上,AN SPY-1D(V)雷達通過使用無線通訊鏈路(稱為“遙控響應”機制)攔截、跟蹤和引導飛彈。
在沒有S波段雷達的艦艇上,如德國的F124薩克森級護衛艦、荷蘭的七省級護衛艦、丹麥的伊萬·赫特菲爾德級護衛艦、日本的秋月級驅逐艦,都使用X波段雷達進行輻照制導。 由於飛彈沒有X波段下行鏈路,因此只能通過艦載雷達接收飛彈目標回波訊號來攔截和跟蹤飛彈。 在中制導階段,X波段雷達(即輻照雷達)利用相位調製副載波進行FSK調製,通過X波段上行鏈路向飛彈發射目標速度向量和初始指揮點資料,飛彈根據慣性制導飛到初始指揮點附近後, 半主動導引頭開啟搜尋目標,接收X波段雷達照射目標後的反射訊號,實現終端攔截交會。為了適應對高機動性目標的攔截,一些艦艇增加了S波段下行鏈路接收裝置,以實現雙向鏈路通訊。 在Block2的後續研製中,直接在炸彈上加裝X波段發射器,形成雙波段通訊鏈路,可相容S波段和X波段雷達制導。
5)戰鬥模式。
改進後的海麻雀Block1艦空飛彈具有全流程半主動制導、連續波輻照(CWI)和間歇連續波輻照(ICWI)等多種作戰模式。
全過程半主動歸位模式通常用於近距離攔截和抗擊目標、干擾或制導通訊鏈路故障的情況。
CWI模式應用於SPG-62、SPG-51和STIR240等傳統X波段機械輻照雷達,採用分時輻照策略,在精確交會結束時實現輻照制導。
ICWI模式,適用於APAR、SeaPAR等相控陣輻照雷達,利用計算機控制波束對目標進行快速切換和輻照,4個陣列可引導32枚飛彈同時攔截16個目標。
以阿利·伯克級驅逐艦和秋月級驅逐艦為例,不同作戰模式下目標搜尋和飛彈制導過程中使用的雷達如表2所示。
2.2.改良的海麻雀。
改進後的海麻雀Block2飛彈(圖7)是Block 1的公升級版,也稱為先進海麻雀,於2024年形成初始作戰能力,預計將於2024年開始全速生產。
1)改進。
首先,改進了末端制導方法,飛彈採用了改裝改進的Standard-6飛彈的X波段主動半主動雷達雙模導引頭,在戰鬥中使用更加靈活(圖8)。
二是完善制導通訊鏈路,在原有制導通訊鏈路的基礎上,引入新的X波段聯合通用**資料鏈(JUWL),該飛彈同時擁有S波段和X波段雙向資料鏈路,可以更好地相容美國和北約國家的海空作戰平台, 並整合到協同交戰能力系統(CEC)和綜合火控防空系統(NIFC-CA)中。
三是擴大彈體內部容量,前彈體直徑由203mm增加到254mm,與後彈體一致,彈體長度增加到4枚57m,可容納更大口徑的天線和雙模制導元件。
四是動力裝置得到改進,據說換上了更先進的雙脈衝發動機,飛彈的動力效能進一步提高,對中高空目標的最大射程超過50公里,最高速度超過4馬赫。
2)影響分析。
Block2將成為美軍艦艇中程防空和自衛反導防禦的關鍵,其部署和應用將進一步提高阿利伯克級驅逐艦的單艦防禦和打擊能力。
首先,它可以適應海上和空中的各種威脅。 先進的“海麻雀”飛彈在導引頭和動力系統公升級後,可以應對戰鬥機、精確制導炸彈、高機動超音速掠海目標、低訊號特徵反艦飛彈、反艦彈道飛彈、高速小型水面目標等威脅,能夠更好地適應未來的作戰環境。
二是顯著提高抗飽和攻擊的能力。 與Block1相比,Block2採用主動半主動雙模導引頭和中航指揮制導,無需艦載SPG-62雷達照射即可充分發揮SPY-1D雷達制導能力,增強艦載防禦火力密度,提高反飽和攻擊能力。
三是要切實提高單艦攻防能力。 通過部署更小、射程更遠的Block2飛彈,結合“一坑四飛彈”,可以減少標準-2飛彈的數量,增加海麻雀飛彈的數量,提高持續作戰能力。 釋放後的發射單元可以裝載更多的進攻性飛彈,改變攻防飛彈的比例,有效提高阿利·伯克級驅逐艦的單兵攻防能力。
以阿利·伯克級驅逐艦的96個垂直發射單元為例,考慮無海麻雀方案、當前美軍裝填方案、強化防禦方案和進攻聚焦方案四種配置比例,分析了防禦飛彈和進攻飛彈的數量。
根據表3中目前裝載方案的配置比例,有10枚標準-3飛彈,19枚標準-6飛彈,29枚標準-2飛彈,40枚改進型海麻雀飛彈,共計98枚防空飛彈。 如果將當前裝載方案的海麻雀飛彈的改進裝載率用於標準系列飛彈的裝載,那麼防空飛彈將總共67枚。 顯然,改進的海麻雀飛彈的10%裝載率使飛彈數量增加了31單位。
在加強防禦計畫中,有10枚標準-3飛彈,19枚標準-6飛彈,14枚標準-2飛彈,96枚改進型海麻雀飛彈,總共139枚防空飛彈。 與目前的裝載方案相比,飛彈數量增加了41枚,大大提高了連續作戰的能力。
在進攻計畫中,有10枚標準-3飛彈,19枚標準-6飛彈,14枚標準-2飛彈,20枚改進型海麻雀飛彈,共計63枚防空飛彈。 43枚戰斧巡航飛彈。 與目前的裝載方案相比,防空飛彈數量減少了35枚,戰斧巡航飛彈數量增加了19枚,攻擊能力大大提高到原來的1枚8次。
從以上資料可以得出結論,改進的海麻雀Block2飛彈是美軍阿利伯克驅逐艦攻防能力的調節器。 面對日益嚴峻的反艦飛彈威脅,水面艦艇對艦空飛彈的需求是,區域防空飛彈用於空域控制、遠端威懾、拒止和攔截,打擊中高空飛機,但不需要大量載荷; 中短程防空飛彈用於攔截低空突防飛機,低空穿透飛機要求低空效能好,火力通道多,載荷大。 改進後的海麻雀Block2飛彈正好滿足了防空和反導系統中中短程飛彈的需要,其優異的作戰效能將使其成為美國一流艦艇中程防空和自衛反導的核心支撐。
2.3 分析改進型海麻雀飛彈的研製。
經過兩代的發展,改進後的海麻雀飛彈的效能有了很大的提高,但改進後的海麻雀飛彈對阿利·伯克級驅逐艦防空和反導作戰的影響也應理性看待。
首先,在阿利·伯克級驅逐艦防空反導系統中,攔截低空滑海反艦飛彈仍是改進型“海麻雀”飛彈的首要任務,而艦艇編隊的區域防空任務仍由標準-6和/或標準-2飛彈完成。
其次,改進的海麻雀Block1飛彈和標準系列飛彈共用3個SPG-62輻照雷達,採用半主動制導方式,在理想條件下,乙個SPG-62雷達可以在不同時間點照射4 6批次亞音速掠海目標或2 3批次超音速掠海目標,輻照雷達仍是限制全艦目標通道的最大瓶頸, 提高改進後的海麻雀Block1飛彈的裝填比,不會提高反飽和攻擊能力,但會顯著提高反連續攻擊能力。
第三,改進後的海麻雀Block2飛彈採用主動制導模式,雖然可以擺脫輻照器的束縛,增加同時攻擊的目標數量,但目標通道的數量仍將受到SPY-1D(V)相控陣雷達同時發射飛彈數量的限制(理論上, 可同時制導32枚飛彈攔截16個目標)。
第四,在高海況條件下攔截隱形反艦飛彈或攔截掠海目標時,由於目標反射截面、海雜波和主動雷達導引頭功率的影響,制導精度和單發殺傷概率降低。 半主動雷達制導方式,由於採用艦載大功率輻照雷達實現末段交會制導,在對抗低空短程隱形反艦飛彈和掠海小型反射面目標方面具有一定優勢。
因此,與標準-2飛彈相比,改進後的海麻雀飛彈的最大貢獻如下:一是“一坑四彈”提高連續抵抗能力; 其次,主動制導方式打破了輻照通道的限制,同時被抵抗的目標數量明顯增加,這在提高超音速反艦飛彈攔截能力方面最為明顯。
3 戰鬥流程
3.1.單平台引導模式。
以阿利·伯克級A型驅逐艦為例,說明改進後的海麻雀Block1攔截反艦飛彈的作戰過程。
目標打擊後,艦載AN SPY-1D(V)相控陣雷達,AN SPS-67(V)3海上搜尋雷達(由於DDG-119一直使用X波段SPQ-9B無源相控陣雷達來取代AN SPS-67(V)3)和AN SLQ-32(V)電子戰系統來探測,探測和跟蹤來襲的反艦飛彈, 並將目標跟蹤資料傳送到MK2指揮和決策系統。
MK2指揮和決策系統識別敵友,評估威脅並安排攔截,制定攔截計畫並將其推送到MK8**控制系統。 根據作戰情況,MK2指揮決策系統可以選擇全自動、自動、半自動或手動操作模式,自動模式完全不需要人工干預,可以指揮控制系統控制自動發射,其他三種模式都需要人工參與作戰控制。
MK8**控制系統根據MK2指揮決策系統的指令,根據雷達精度資料決定攔截模式,選擇發射器和飛彈,計算攔截並控制飛彈發射。
MK41垂直發射系統為指定的飛彈通電,並將MK8**控制系統產生的預裝引數安裝到飛彈上,進行飛彈發射。
SPY-1D(V)相控陣雷達連續跟蹤來襲目標,MK8**控制系統通過SPY-1D(V)雷達傳送低資料速率校正指令,將飛彈引導至目標。
當飛彈在預定的起始範圍內飛行時,半主動導引頭開始搜尋目標,艦載SPG-62輻照雷達對目標進行短暫照射,引導飛彈交會殺死目標。
3.2綜合火控 - 防空模式。
改進後的海麻雀Block2飛彈整合到一體化火控防空系統後,在預警機的資訊支援下,可以充分發揮飛彈動態射程的優勢,攔截艦載雷達視距範圍之外的目標,將超低空目標的攔截距離範圍提高到飛彈的最大有效射程。 超視距反導作戰流程如下:E-2D預警機通過資料鏈(CEC、LINK-16)為宙斯盾艦提供地平線外的目標資訊,宙斯盾艦發射改進型海麻雀Block2飛彈攔截目標,E-2D預警機在攔截過程中持續為宙斯盾艦提供目標的高精度實時資料, 宙斯盾艦傳送制導指令,將改進後的海麻雀Block2飛彈引導到目標附近,飛彈主動雷達導引頭開啟。捕獲目標後,切換到自尋引導。
在火控-防空一體化模式下,預警機充分發揮公升空和遠端優勢,為艦載制導飛彈提供外部高質量目標跟蹤資訊,而飛彈的制導和跟蹤仍由宙斯盾艦完成。 飛彈自載導引頭的存在,一方面降低了目標跟蹤資訊的質量要求,只需要保證中端的正常**,這使得非火控雷達可以制導飛彈; 另一方面,它打破了艦載輻照雷達在可視範圍內照亮目標所需的限制,使超視距攔截成為可能。
4 結束語
面對阿利·伯克驅逐艦日益增長的反飽和攻擊能力和連續攻擊能力,傳統的以反艦飛彈消耗戰為基礎的飽和攻擊戰術面臨著飛彈需求量大、作戰組織難、作戰成本高等缺點。
一是壓制系統的核心節點,降低網路化運營的有效性。 在火控-防空一體化模式下,預警機是聯網防反導系統的核心,也是推動防空和反導作戰能力發生質變的關鍵支撐。 因此,壓制宙斯盾反導系統,應將預警機作為關鍵壓制節點,採用干擾壓制、反輻射攻擊或遠端火力威懾等手段,破壞預警機的遠端探測、穩定跟蹤、連續傳輸能力,使預警機無法有效提供外部目標資訊, 宙斯盾艦以網路為中心的作戰能力應該降級為以平台為中心的作戰。
二是利用進攻體系對抗平台防禦,擴大作戰優勢。 在缺乏預警機資訊支援的情況下,將宙斯盾艦的作戰能力降級為以平台為中心的作戰能力,重點摧毀宙斯盾艦殺傷鏈中的探測和跟蹤環節,採取集資訊壓制、低成本無人誘餌掩護、隱身機動穿透、 反輻射攻擊,對飛彈火力進行硬破壞,提高反艦攻擊系統的綜合穿透對抗能力。