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国外舰载弹炮结合武器系统现状及发展研究❋

2014-01-11孟庆操刘春来

舰船电子工程 2014年8期
关键词:火炮防空武器

杨 光 孟庆操 刘春来

(1.海军大连舰艇学院舰炮系 大连 116018)(2.92771部队 青岛 266001)

1 引言

在高技术条件下的现代局部战争中,空袭与反空袭已成为主要的作战模式,并贯穿于战争的始终和决定着战争的胜负[1]。近年来随着科学技术的不断发展和应用,舰艇的作战对象和所面临的威胁变得越来越复杂多样,尤其是反舰导弹的发展和更新换代,使水面舰艇生存能力受到了极大的威胁。然而,这也从另一方面促进了舰载武器装备和舰艇综合防御能力的不断改进和提高。为满足未来复杂环境下海战的需要,一方面应着力加强编队作战能力,充分发挥编队中各舰艇装备的综合优势,另一方面,应努力提高单舰的防御能力和综合作战能力。舰载弹炮结合武器系统由防空导弹和小口径火炮结合在一起,主要用于打击低空和超低空来袭目标,并可有效对抗固定翼飞机和直升机、战术导弹和巡航导弹、精确制导弹药和无人机等各类空中威胁,对于提高单舰防御能力和综合作战能力,加强编队整体作战性能尤为重要[2]。

目前弹炮结合主要有两种方式。一种是弹炮分置式,即一套火控系统对分别配置的导弹和火炮实施控制和发射。另一种形式是弹炮共架式,即一套火控系统对共架结合成一个整体的导弹和火炮实施控制和发射[3]。

2 国外舰载弹炮结合武器系统现状

2.1 “嘎什坦”弹炮结合防空反导武器系统

俄罗斯“嘎什坦”弹炮结合防空反导武器系统主要用于拦截反舰导弹、来袭飞机以及攻击岸上和水面目标。系统主要由指挥单元和战斗单元两大部分组成。其中,指挥单元包括搜索雷达、计算机、显控台等单元。战斗单元包括有Ku波段跟踪雷达、制导雷达、光电系统、火控台、两门AK-630K 型6管30mm 转管炮和8枚9M311-1防空导弹及其发射装置等。在旋转式炮塔的两边分别安装有两门6 管火炮,在火炮上方,安装有两组4 联装9M311-1防空导弹发射管,跟踪雷达、电视和激光测距仪、热成像跟踪系统和导弹制导雷达集成于炮塔中部。作战时,导弹随火炮一起转动和俯仰,由火控系统统一分配目标。防空导弹的有效拦截区段为1.5~8km,毁伤概率为0.8~0.9;火炮的发射率可达10000发/分,对速度为2M 的导弹的拦截区段为0.5~1.8km,毁伤概率为0.5。采用弹炮一体化的设计后,能充分发挥防空导弹和小口径速射舰炮在不同距离上拦截来袭导弹的优势,不仅可使毁伤概率高达0.95,而且提高了武器系统的利用率和快速反应能力[4~6]。

2.2 拉比斯综合防御系统

美海军装备的拉姆导弹系统采用射频/红外复式制导,是一种全天候、全自动、快速反应的近程导弹武器系统。密集阵系统是全自动近程速射火炮武器系统,用于抗击已突破航母战斗群外层和中层防御的反舰导弹或飞机,它是现役的唯一一种能实现自动搜索、探测、评估、跟踪、锁定和攻击威胁目标的近程防御系统。将拉姆与密集阵相结合的双层自卫系统,被称作拉姆与密集阵综合防御系统,简称拉比斯系统。拉比斯系统接收密集阵系统的搜索雷达数据,跟踪威胁目标,区分威胁次序,并根据威胁目标的距离、方向和密度向拉姆或密集阵系统发出开火指令。另外,拉比斯系统还可指令“密集阵”系统进入远程跟踪模式,以提高目标跟踪精度,支持“拉姆”导弹对目标发起精确攻击。实际上,拉比斯系统就是一种弹炮分置式的弹炮结合综合防御武器系统,它不仅增大了近程防御的距离,而且还提高了系统打击多批次目标的能力,使武器系统的作战效能有了很大的提高[3]。

2.3 栗树弹炮结合防空系统

俄海军装备的栗树弹炮结合防空系统主要用于拦截各类反舰导弹、攻击各种来袭飞机,也可毁伤较小的海上目标和地面目标。系统采用弹炮共架式,将导弹、火炮与光电火控系统合为一体,由指挥单元和战斗单元两大部分组成。整个系统采用模块化结构设计,体积小、质量轻,可装在各种舰艇上。根据舰艇排水量和作战任务,指挥单元和作战单元可灵活地组成多种配置形式。每个指挥单元最多可以控制6个战斗单元。栗树系统中防空导弹的有效拦截区段为1500~8000m,对来袭反舰导弹的毁伤概率约为80%~90%,而两门8管93毫米火炮在2000m 的距离内对导弹的毁伤概率可达50%左右,这样整个系统对来袭导弹的毁伤概率可达95%以上,反导性能非常优异[3]。

2.4 “旋风”-K 弹炮共架武器系统

“旋风”-K 弹炮共架武器系统,是在AK-306型低射速外能源6 管30mm 转管炮的两侧加装“箭”-2型导弹。转管炮射速600~1000发/分,备弹500发,最大射程4~5km。炮塔两侧各配2枚共4枚VIKHR 导弹,系统使用昼/夜光学瞄准装置,由操作手在显控台上控制,对目标实施跟踪射击。导弹的最大射程为10km。“旋风”系统主要装于20t级小排水量的、在濒海和领海执行巡逻和作战任务的水面舰船上[5]。

2.5 “棕榈”弹炮结合武器系统

“棕榈”弹炮结合武器系统采用双联装AO-18KD 型6管30mm 转管自动机,炮位中间为光电系统,可使用次口径脱壳穿甲弹或高爆燃烧弹,射速为10000 发/分,炮口速度为1100m/s。系统加装了Sosna-R 近程防空导弹,使系统防御范围从4km 扩大至8km。系统还可以加装“毒刺”或“西北风”等自寻的导弹,用于防御固定翼飞机和直升机的攻击,摧毁巡航导弹、空投炸弹、无人机、水面及海岸威胁目标。炮位光电系统由电视和热成像跟踪系统、激光测距仪、高精度稳定和减震装置等组成,还可为防空导弹加装制导雷达,实现全天候作战[5]。

2.6 “台风”内层防御系统

“台风”内层防御系统是以色列飞机工业公司和拉斐尔军械局共同开发的,1994年开始工程研制,1995年中期海试成功,2001年9月在国际航展上公开展出。“台风”系统主要由装在一个座架上的两枚NT-D 防空导弹和一个20mm~30mm 的火炮组成,全重不到1000kg,高度1.6m。该系统适装于中小型水面舰艇,尤其适于小型高速巡逻艇,其主要使命是防空反导,对小型水面目标作战。系统样机采用美国麦道公司研制的M242型25mm“大毒蛇”弹链式火炮,火炮可在光电指挥仪的控制下实施遥控射击,也可人工操控,射速175 发/分,射程2000m,火炮配用杀伤爆破燃烧弹,载弹200发。导弹为NT-D防空导弹,弹重33kg,长度1.67m,直径170mm,有效射程400~6000m,有效射高20~5000m,配用锥形装药战斗部,穿甲杀伤能力强[6]。

2.7 “海上风暴”武器系统

“海上风暴”武器系统是由土耳其阿塞桑公司于1999年推出的一种舰载座架安装式弹炮结合防空武器系统。“海上风暴”武器系统主要是为了满足土耳其海军对未来舰空近程防御的潜在需求而研制的。该系统装有四枚“毒刺”导弹,导弹之间装有12.7mm 的机关炮和被动式监视、识别和跟踪传感器系统。传感器系统中的热成像摄像机和昼光电视摄像机用于确保全天候探测目标,多脉冲激光测距仪则用于确保“毒刺”导弹攻击在有效射程内的来袭目标。该系统的发射塔采用陀螺稳定方式,在最恶劣的海况中也能自动对目标进行跟踪和攻击。“海上风暴”系统既可由舰艇作战中心控制,亦可由操作人员遥控[6]。

2.8 “刀刃”弹炮结合武器系统

20世纪80年代后期,苏联“牛郎星”设计局研制了单舰近程防空用“刀刃”系统,即“克里诺克”防空导弹与AK-630M 组成的分置式弹炮结合武器系统,这是一种全天候、全空域、多通道的自主防空系统,能对低轨道反舰导弹、中低空攻击武器、有人/无人驾驶飞机进行有效的拦击,能在60°×60°的扇形空间区域内,同时杀伤四个目标。以9M330防空导弹与AK-630M 为基础的弹炮分离式系统,已装备于“库兹涅佐夫”号航空母舰、“基洛夫”级巡洋舰、“无畏”级驱逐舰和“不惧”级护卫舰等[7]。

3 舰载弹炮结合武器系统的发展趋势

3.1 提高系统对目标探测跟踪能力

必须保证纵深足够的情况下做到,对掠海飞行目标具有一定的搜索扇面和发现概率,并具有较高的跟踪精度和一定的抗干扰措施,以保证系统对来袭目标实施有效拦截。未来的海上战争,将是武器系统反应速度和抗击能力的较量。因此及早发现并准确跟踪目标是弹炮结合武器系统的基本要求,也是增大对目标毁伤概率的重要途径。未来舰载弹炮结合武器系统在提高目标探测能力方面的技术途径:一是采用无源探测技术,提高预警能力,加强与C4I系统的连接,二是采用新技术提高观测跟踪系统性能,三是采用雷达、光电等多种探测和跟踪手段,进一步提高系统的生命力、环境适应力和抗干扰能力[3]。

3.2 增强抗饱和攻击能力

饱和攻击已经成为了现代海战的主要进攻样式,因此,在发展新型舰载弹炮结合武器系统时,应增强抗饱和攻击能力。可选用分置式的弹炮结合武器系统,一套火控系统控制导弹和火炮独立攻击目标,或采用火力转移迅速的小口径火炮,能在短时间内射击几个目标。这样组合起来的弹炮结合防空武器系统,可同时对多个目标作战,从而提高其抗饱和攻击能力。

3.3 提高火炮射速。

较高的射速可以提高射击火力密度和毁伤概率。可采用串联发射新技术提高射速,如澳大利亚的“金属风暴”,其单管发射率可达45000发/分,在极短的时间内发射大量的弹丸,形成饱和密集的弹幕,拦截来袭的各类低空突防导弹[8~9]。

3.4 增加导弹射程和精度

采用和发展复合制导技术,提高抗干扰能力和全向攻击能力和全天候作战能力,保证导弹在增大射程的情况下仍具有较高的制导精度。

3.5 加载激光武器

激光武器是发展最为成熟的一种定向能武器,它不仅能对付各类空袭目标,还能够攻击迫击炮弹、火箭弹和炮弹等目标。美军于2009年~2010年先后在复仇者和密集阵弹炮结合武器平台上装载光纤激光器并取得靶试成功。激光、导弹和火炮三种武器在10km 射程以内,可形成远、中、近程优势互补的严密的末端防御系统。“光弹炮”武器系统将是舰载弹炮结合武器系统重要的发展方向之一[3,6]。

4 结语

作为末端防御武器的弹炮结合武器系统是对空防御不可或缺的最后一道防线,必须在有限的时间内尽可能多地有效发射拦截武器。为满足这一需求,必须在弹炮结合武器系统反导作战的各个环节上采取新的措施,以“坚盾”防“利矛”,其中包括探测跟踪设备要能远距离发现和跟踪目标,使防空反导系统快速反应和进行拦截,扩大拦截武器的有效距离,并在有效射击区段内尽可能多地发射拦截武器。舰载弹炮结合武器系统是当前国外舰载防空武器的一种趋势。

纵观当今防空作战的演变及防空武器系统的发展历程,舰载弹炮结合防空系统正以其独特的优势和特点在各国近程防空武器库中占据重要地位,必将得到进一步的发展[10]。

[1]董文祥,李才葆,毕建民,等.国外弹炮结合防空武器技术发展[M].北京:兵器工业出版社,2006:3-21.

[2]赵莲芳.舰载武器共架共系统技术发展[J].情报指挥控制系统与仿真技术,1998(6):1-2.

[3]吴法文.国外弹炮结合武器系统防空发展趋势[J]飞航导弹,2012(9):62-64.

[4]孙敬一.“卡什坦”舰载弹炮合一武器系统[J].现代舰船,1994(8):27-29.

[5]李翔.俄罗斯舰载近程防御武器系统“三化”设计分析[J].舰船科学技术,2007,29(增刊1):154-155.

[6]海天.反舰导弹的终结者——舰载内层防御系统[J].舰载武器,2003(1):35-38.

[7]杨宇刚.舰载近程武器系统路向何方[J].现代舰船,2004(7):28-31.

[8]王宝成,冯宇晨.近程反导舰炮武器系统发展趋势[J].火炮发射与控制学报,2008(3):94-96.

[9]刘杨,胡江.国外舰炮武器系统现状及发展研究[J].舰船电子工程,2013(8):5-6.

[10]董受全.舰载弹炮结合防空武器系统研究[J].火力与指挥控制,2002(增刊):44.

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