舰艇编队防御超音速反舰导弹研究＊

罗金平 徐清华 李微波

（海军兵种指挥学院 广州 510430）

1 引言

目前，仅有一例超音速导弹击沉水面舰艇的案例［1］，即1988年4月18日的美伊海战，美军“辛普森”号导弹护卫舰FFG-56使用“标准”SM-1MR导弹（速度3.5Ma）连续两枚命中伊朗卡曼级导弹艇“乔森”号上层建筑，第三枚击中了“乔森”号的主甲板，“乔森”号随即起火燃烧并最终沉没。在此过程中，伊朗“乔森”号没有实施任何对抗手段，虽然美军使用了多枚“标准”SM-1MR导弹才击沉一艘200t的“乔森”号，但是“标准”SM-1MR导弹是按舰空导弹设计的，如果是一枚真正的反舰导弹，其战斗威力是不言而喻的。目前，反舰导弹多采用了半穿甲战斗部，实践证明，一枚携带200kg弹头的反舰导弹，足以使一艘3000～5000t排水量的驱护舰失去战斗能力。目前，我周边拥有超音速反舰导弹的国家或地区就达五个，并将随着武器的扩散，拥有超音速反舰导弹的国家将会更多。目前，公开资料显示有法国的“紫苑”，美国的“海拉姆”舰空导弹的性能指标中明确显示具有拦截超音速反舰导弹的能力，而大多数舰空导弹在技术性能指标中均未提及对超音速反舰导弹的防御问题［2］。由于超音速反舰导弹飞行速度快，留给舰艇编队预警的时间短，给舰艇防空武器可抗击时间大大缩短。一旦海战爆发，超音速反舰导弹将会给舰艇编队的生存带来严峻挑战。舰艇编队如何有效防御超音速反舰导弹，是目前值得研究的重大课题之一。

2 超音速反舰导弹发展概况及优缺点

俄罗斯（前苏联）是最先发展超音速反舰导弹的国家，其超音速反舰导弹走在世界的前列，也是拥有超音速反舰导弹型号最多的国家［3］。目前，拥有超音速反舰导弹的国家和地区正在增多，部分超音速反舰导弹发展情况见表1。

表1 部分超音速反舰导弹一览表

从表1不难看出，我国周边有不少装备超音速反舰导弹的国家和地区，防御超音速反舰导弹是我舰艇编队不得不正面对待的问题之一。

文献［4～5］总结了超音速反舰导弹的优缺点。其优点是：1）制导精度高；2）突防能力强；3）破坏威力大。不足之处是：1）体积大，质量突出，携载不便；2）红外、雷达特征典型，被对方观察系统的发现距离较远；3）制导系统反应时间短，易受对方软对抗措施影响；4）费用相对比较昂贵。由于超音速反舰导弹具有亚音速反舰导弹无法比拟的突防优势，目前从发展情况来看，超音速必将是反舰导弹的一个发展趋势。

3 防御超音速反舰导弹面临的问题

水面舰艇抗击反舰导弹的过程一般是：预警探测、目标识别、威胁判断、组织舰载武器对其进行软硬抗击、抗击效果评估等几个方面。而在防御超音速反舰导弹方面主要面临以下几个难题。

3.1 预警探测方面

目前，舰艇编队自身对空探测主要依靠对空雷达，红外警戒设备等。

在雷达探测方面，由于超音速反舰导弹飞行速度快，目标多普勒效应明显，具备提取多普勒效应的舰载雷达可以轻易从海面杂波中捕获到导弹的回波，并且信号清晰，跟踪稳定。超音速反舰导弹飞行过程中强烈的多普勒效应为舰载雷达远距离发现目标提供了可能。

在红外警戒探测方面，超音速反舰导弹由于飞行速度快，弹体与空气摩擦剧烈，产生大量的热量，以及剧烈燃烧的喷口，导致超音速反舰导弹红外特征特别明显，其红外辐射强度是亚音速反舰导弹的20～50倍。文献［6］显示红外警戒设备对超音速反舰导弹的发现距离是对亚音速反舰导弹发现距离的1.5倍，为舰载红外警戒设备对其探测提供了可能。

3.2 舰空导弹抗击方面

3.2.1 目标可抗的充分必要条件

通过查阅资料，舰空导弹对亚音速反舰导弹的抗击，拦截次数平均能达到三次以上，从预警探测，目标识别，威胁判断，到火力抗击，不存在系统反应时间太长，来不及抗击的问题。但是，舰空导弹对超音速反舰导弹能否实现有效抗击，主要受发现距离、系统反应时间、目标速度和发射区近界等方面决定［7］，当目标速度大到一定时，就存在系统来不及反应，无法抗击的问题。下面就舰艇对超音速反舰导弹可抗的充分必要条件作简要分析。

建立模型，假设以下条件：

1）发现距离为D；

2）防空系统反应时间为tf；

3）舰空导弹杀伤区近界Dsj；

4）目标速度为vm，舰空导弹飞临杀伤区近界平均速度为vd；

5）发射区近界为Dj；

6）目标高度忽略不计，航路捷径为0。

对目标可抗的充分必要条件分析：即超音速反舰导弹自被舰载预警探测系统发现，飞行至舰空导弹发射区近界的时间应大于或等于舰空导弹武器系统反应时间。数学表述如下：

其中Dj可表示为

通过式（1）和式（2），可以得出舰空导弹对目标是否可抗的表达式（3）：

通过表达式（3）可以看出，当超音速反舰导弹速度vm一定时，增大对目标的发现距离、减小舰空导弹杀伤区近界、缩短系统反应时间，增大舰空导弹速度等是提高舰空导弹武器系统对超音速反舰导弹可抗击能力的有效途径。

3.2.2 舰空导弹武器系统面临的问题

目前舰空导弹已经发展为具有远、中、近程，高、中、低抗击能力的体系。由最初仅具备点防御能力的近程防空导弹发展为具有区域防空的中远程防空导弹。

然而，目前超音速反舰导弹普遍具有末端超低空巡航的特点，中远程区域防空导弹因为地球曲率原因，舰艇本身的雷达难以发现处于视距外的超音速反舰导弹，而对视距内的超音速反舰导弹抗击主要受目标速度、发现距离、舰空导弹系统反应时间、杀伤区近界、舰空导弹平均飞行速度、单发命中概率的限制。

对超音速反舰导弹和对亚音速反舰导弹的防御，一个显著的差别就是抗击时间变短。假设舰载雷达对超低空巡航的亚音速反舰导弹和超音速反舰导弹的发现距离均为23km，则系统留给对亚音速反舰导弹抗击时间和留给对超音速反舰导弹时间如表2所示。

表2 目标速度对可抗击时间影响表

从表2不难看出，当发现距离一定时，目标速度越快，目标在可抗击区域内停留时间越短，留给防空系统可抗击时间越短。

同时可以分析，具有区域防空能力的垂直发射的舰空导弹在防御低空巡航的超音速反舰导弹并不具有明显优势，相反，系统反应速度快、单发命中精度高、杀伤区近界小的舰空导弹在防御超音速反舰导弹方面具有更明显的优势。

3.3 舰炮武器抗击方面

舰炮武器系统用于防空反导方面的主要有中口径舰炮和小口径速射炮，其中由于中口径舰炮射速低，散布大，在反导作战中的效能就很低。而小口径速射炮由于具有射速高，闭环校射等优点，普遍用于舰艇自身的末端反导。

舰炮武器在防御反舰导弹的效能主要由以下公式表示［8］，假设单发命中概率为Pi，射击速度n发／分钟，持续抗击时间t秒，利用式（4）可以求出舰炮武器系统对该枚超音速反舰导弹的命中概率P。

其中n为持续抗击时间t秒内发射的弹丸数。当pi一定时，提高单位时间内发射弹丸的速度n，能提高对超音速反舰导弹的命中弹数。

目前采用直接命中杀伤机理的小口径舰炮有20、25、30mm三种。根据德马尔经验式（5），可计算其破甲能力［9］。

式中：装甲厚度b和弹径d用dm表示；着速Vc用m／s表示；弹丸重量用kg表示；对均质装甲K值取2000～2400对非均质装甲K值取2400～2600；可计算出结果如表3。

表3 三种反导小口径舰炮弹丸穿甲能力对比

通过对表3分析，不难看出30mm小口径舰炮破甲能力最强，而面对超音速反舰导弹速度快，导致抗击时间变短，命中弹数下降的现实，选择30mm小口径舰炮对抗超音速反舰导弹最好。同时可以根据式（5）分析，在同等条件下，假设小口径速射炮弹丸着速为1000m／s，其对超音速（速度取680m／s）反舰导弹是对亚音速反舰导弹速度取（300m／s）破甲能力的1.44倍，随着超音速反舰导弹速度的增加，小口径速射炮对其破甲能力会更强。

3.4 软武器抗击方面

超音速反舰导弹由于飞行速度快，在自导段飞行时间相对变短，飞行速度3Ma的超音速反舰导弹与飞行速度0.8Ma的亚声速导弹相比，超音速反舰导弹的干扰和制导数据的可用处理时间比亚音速反舰导弹要少60%。如果这两种导弹对付干扰技术的能力相当，则前者的信号和制导数据处理速度必须提高两倍才行。在同等技术条件下，超音速反舰导弹对付软抗击的能力相对有限。

对抗反舰导弹的主要软抗击手段是对反舰导弹末制导雷达实施箔条冲淡干扰和箔条质心干扰。在具体操作使用时，冲淡干扰主要保证冲淡箔条云在末制导雷达开锁以前形成并满足导弹捕捉目标的条件。因视距的限制，仅依靠舰艇编队自身很难准确把握冲淡干扰的准确发射时机。而舰艇能否成功实施质心干扰主要是看箔条云的施放位置是否在反舰导弹末制导雷达的方位、距离和高度分辨单元之内，并保证箔条云的雷达反射面积大于舰艇雷达反射面积。

4 提高防御超音速反舰导弹的措施

4.1 构建严密的一体化预警探测体系

对超音速反舰导弹的防御，首先要解决预警探测问题。由于超音速反舰导弹飞行速度快，有些雷达甚至无法对其实施自动跟踪。

目前，传统舰载机械扫描雷达基本不具备跟踪速度2Ma以上超音速反舰导弹的能力。而相控阵雷达具有多功能、高可靠性和自适应能力的特点，尤其是其相控阵天线具有电子波束快速扫描能力和波束形状快速变化能力的优点。在实际应用方面，相控阵雷达具有在数据更新、对多目标的处理能力以及跟踪快速目标方面具有明显优势。因此，发展舰载相控阵雷达是目前舰载主战雷达发展的一个趋势。

为实现对超音速反舰导弹的有效防御，仅仅依靠舰载雷达是远远不够的。为此，应建立一体化防空预警体系，利用预警侦察卫星、对空警戒雷达（特别是远程警戒雷达和相控阵雷达）、侦察雷达以及红外告警装置，构建严密的对空预警探测体系，通过数据融合和编队综合数据链系统，形成统一的空情态势图［10］，为后续软硬抗击提供可能。

4.2 加强对超音速反舰导弹的硬抗击能力

舰空导弹对超音速反舰导弹的防御，主要受发现距离、舰空导弹系统反应时间、杀伤区近界、舰空导弹速度及单发命中概率的限制。为此，有针对性研制系统反应时间更短、杀伤区近界更近、飞行速度更快、单发命中概率更高的舰空导弹，能提高对超音速反舰导弹的防御能力。

在防御超音速反舰导弹过程中，探测器对超音速反舰导弹的发现距离、留给防空武器系统的可抗击时间和防空武器系统反应时间是关键。

近程小口径速射舰炮对超音速反舰导弹主要受限于舰炮系统的射速，为此，提高近程末端反导舰炮的射击速度是提高对超音速反舰导弹的有效途径；同时，提高近程小口径速射舰炮的弹丸初速能有效增强其对超音速反舰导弹的破甲能力。

4.3 有针对性的发挥软对抗在防御中的作用

目前反舰导弹有的采用主动雷达末制导，有的采用被动雷达末制导，有的采用红外导引头，有的反舰导弹为增强抗干扰能力，采用了复合末制导模式，如越南“堡垒－P”岸舰导弹采用主／被动雷达进行末制导。

对采用单纯主动雷达末制导的反舰导弹，可以采用箔条冲淡和箔条质心干扰；对采用单纯被动雷达末制导的反舰导弹，可以采用双舰轮流雷达开机的方式干扰其末制导雷达；对于红外末制导头，可以发射红外干扰弹，也可以使用舰艇的水幕系统干扰反舰导弹的红外导引头；而对于采用复合制导的反舰导弹，软抗击就相对较难。

针对复合末制导超音速反舰导弹，可以大力发展舷外复合干扰源，文献［11］介绍了舷外有源诱饵的作用机理，并对其合理布放进行了研究，可以认为舷外复合干扰源是对抗采用复合末制导手段的超音速反舰导弹的可行途径。

前文提到超音速反舰导弹对干扰和制导数据的可用处理时间比亚音速反舰导弹要少60%，为此，可利用一体化预警系统提供的信息及时合理有针对性的对超音速反舰导弹实施干扰可有效提高软抗击的效能。

5 结语

超音速反舰导弹给舰艇编队的生存能力带来了严峻挑战。构建一体化预警体系，增大对超音速反舰导弹的发现距离；减小舰空导弹杀伤区近界、缩短舰空导弹武器系统的反应时间、提高舰空导弹飞行速度、提高舰空导弹单发命中概率；提高近程末端反导系统的射击速度和弹丸初速；有针对性及时合理的对超音速反舰导弹进行软抗击是提高舰艇编队防御超音速反舰导弹的有效途径。

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