美国海军舰载自卫防御系统现状及发展趋势∗

2018-12-10刘尚富蔡昱明

舰船电子工程 2018年11期

关键词：协同作战声纳宙斯

刘尚富胡辉蔡昱明

（1.海军工程大学武汉 430000）（2.海军士官学校蚌埠 233012）（3.92730部队25分队三亚 572000）

1 引言

随着现代信息技术的快速发展，以及各种高新技术装备在军事领域内的广泛应用，实现信息共享和软硬武器相结合，已经成为舰载自卫防御系统的主要发展方向。美国借助其在信息技术方面所具有的优势，不断采用高技术最多、发展变化最快的部分［1］。

2 美海军水面舰艇自卫防御的基本过程

面对来自空中的威胁，美海军水面舰艇部队在构建其防御体系时的基本指导思想是：及时预警，远程抗击，多层防御，软硬一体［2］。

对空防御的基本过程：利用先进的探测预警体系，在较远的距离及时发现来袭之敌，并运用巡航导弹和远程作战飞机，对敌实施攻击和压制；在较近的距离，由战术飞机和装备“宙斯盾”系统的巡洋舰和驱逐舰等“区域防空”兵力，对来袭兵力兵器实施拦截；最后一道空中防线，由“舰船自卫系统”将各舰船上独立的防空武器和探测设备，结合成一个整体，从而实现多目标作战自动化，提高舰船快速反应能力和抗击效果。防御的全过程，主要强调三个方面：

一是通过“协同作战能力系统”实现区域作战信息共享，合理分配作战资源［3］；

二是强调传感器与武器系统的直接交联，提高作战系统的整体反应速度［4］；

三是综合运用防空导弹、密集阵火炮和电子战手段，提高防御抗击效果［5］。

3 美海军舰载自卫防御系统现状

美海军舰载自卫防御系统主要包括：预警探测、信息处理与分发、软硬抗击武器等部分［6］。

3.1 宙斯盾系统

宙斯盾系统原是美海军“提康德罗加”级导弹巡洋舰开发的，现也用于“何利·伯克”级导弹驱逐舰。该系统由武器、传感器和信息处理等部分构成，通过全面控制舰艇对空、对海、对潜传感器和武器装备，为舰艇战斗群提供综合的“纵深目标”信息。该系统通过位于作战信息中心的处理机和显控台，可实现对威胁目标，特别是来袭导弹的快速反应［7］。

宙斯盾系统配置了SPY-1三坐标相控阵雷达，该雷达具有对空搜索、跟踪、导弹制导等多种功能，可在方位360°，距离400km范围内，同时探测和跟踪200个以上的目标，其改进型SPY-1A和SPY-1B均采用两个发射机和四个相控阵天线，每个天线移相器多达4200个，电子波束以射方位移动范围大于90°。“阿利·伯克”级导弹驱逐舰的改进型SPY-1D雷达，仅采用一个发射机，进一步提高了装备的可靠性。同时，SPY-1D雷达还采取了天线改进和反电子干扰措施，提高了探测低空反舰导弹和抗电子干扰的能力。

宙斯盾系统对空防御作战基本工作过程是：当雷达探测到目标时，便对目标进行连续跟踪，然后由指挥与决策系统评估目标参数与属性，识别是敌方还是非敌方。如果是敌方，则舰艇的战术执行官和指挥员可以选择发射MK41或MK26垂直发射系统的“标准2”防空导弹。如采用预定指令，该系统还可以自动触发导弹发射。当“标准2”导弹发射后，SPY-1雷达提供连续的中段制导，在末段制导阶段，宙斯盾MK99导弹控制系统接收来自SPY-1雷达的目标指示并照射目标，为导弹提供末段制导。

1998年“文森斯”号导弹巡洋舰误击伊朗商用航班后，美海军对宙斯盾系统进行了更新和改进，开发了“非协同”目标识别系统，同时为了对付掠海飞行的反舰导弹以及提供更有效的防御，宙斯盾系统采用了速度更高、能力更强的UYK-43和UYK-44计算机替代UYK-7计算机，并改进了雷达与“标准2”导弹的接口。另外，还将UYK-43计算机使用的军用标准规格结构，转变成以商用流行技术为基础的结构，采用了显示能力较强的基于商用技术的的UYQ-70显示系统。新宙斯盾系统的基本结构，已经从传统的“点对点”结构，转变为基于局域网的结构，并与“协同作战能力”系统相联接。

3.2 协同作战能力系统

“协同作战能力”系统（也称传感器联网）的基本功能主要是：将多个装备该系统的水面舰艇和飞机作为一个“分布式”防空系统，可把雷达目标测量数据，实时地传送给各个作战单位。目前，“协同作战能力”系统被美海军视为新型“网络中心战”作战系统的关键，它要求以一体化的战斗群，而不是单个战舰作为海战的作战单元［8］。

“协同作战能力”系统主要有两个部分：协同作战处理机和数据分配系统。在“协同作战能力”系统支持的作战中，将来自舰载对空搜索雷达的有关空中目标测量信息（非航迹），提供给协同作战处理机，经数据重组后送给数据分配系统，然后译成密码并传输给其它舰只，舰艇在几分之一秒内，就可接收所有协同单元的数据。数据分配系统采用高抗干扰和反侦察的窄定向信号，这种信号可以同时在各个协同单位之间进行点对点的通信，它的输出信息可作为实时火控数据，送给武器系统，舰艇直接使用这些外来数据对目标进行攻击，而无需用自己的雷达站跟踪目标［9］。

根据“网络中心战”新概念，美国水面舰艇飞机将与其它战区以及盟国海上作战兵力的传感器，同在一个实时网络中，被海军“协同作战能力”系统的先进技术无缝地连接在一起。

3.3 SQQ-89反潜战系统

SQQ-89水面舰艇反潜战系统由SQS-53C舰壳声纳、SQR-19战术拖曳线列阵声纳、MK116反潜火控系统、AN/SQQ-28声纳浮标处理器、SQR-4直升机数据链、USQ-132战术显示支援系统等组织，可根据不同需要，进行多种配置，具有较强的适用性。主要装备于“提康德罗加”级巡洋舰、“阿利·伯克”级和“斯普鲁恩”级驱逐舰［10］。

SQS-53C是SQS-26舰壳主动声纳的增强型。SQQ-28为处理声纳浮标声数据的处理机，而声纳浮标是通过轻型舰载多用途反潜直升机投放系统布放的。MK116火控系统处理由三个声纳系统接收的回声数据，用于计算机反潜武器发射诸元。MK116还综合了声纳数据和非声纳数据，并将它们传送到“宙斯盾”舰的指挥与决策系统或者传送给“斯普照鲁恩”级舰的指挥与决策系统，然后将这些数据与雷达和其它传感器数据综合在一起。目前美海军已为该系统引入了在TAC-4海军工作站上运行的战术决策支持系统，使该系统的作战使用效能得到了进一步的提高。

20世纪90年代，美海军陆续对其水面舰艇广泛使用的AN/SQQ-89水面反潜系统进行了多项改进，改进后的系统被称为“啸声-89”。目前“啸声-89”已装备“提康德罗加”级导弹巡洋舰、“阿利·伯克”级、“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰和“佩里”级导弹护卫舰。改进的主要内容有：用SH-60R替代SH-60B直升机；利用拖曳式主动接收分系统，在SQS-53C舰壳声纳、SH-60R直升机载低频声纳之间，进行双向或多向信息传递；采用先进的回声跟踪分类仪来提高主动分类能力；采用轻型宽波段变深声纳；加装遥控猎雷处理及显示系统；采用多传感器鱼雷识别及告警处理器。

4 美海军舰载自卫防御系统发展趋势

4.1 宙斯盾系统

为进一步提高宙斯盾系统的防空作战能力，按照美海军的计划，到2008年的目标是实现宙斯盾舰艇现代化。计划的两个关键方面，一是进一步提高宙斯盾舰艇防空作战系统的作战能力；二是增加MK41垂直发射系统的灵活性。计划对27艘提康德罗加级巡洋舰中的22艘进行改造，以确保它们的作战系统仍能适应以后的新型武器、传感器和计算机技术。

新宙斯盾舰将装备改进的海麻雀导弹，还将安装SPY-1D（V）多功能雷达，配备SPQ-9B对空搜索雷达，改进MK41垂直发射系统和战斧巡航导弹；改进SQQ-89（V）15声纳设备、综合遥控扫雷声纳系统、轻型混合鱼雷，配备SQQ-89水面舰艇反潜作战系统，从部分阿利·伯克级舰艇上取消SQR-19声纳拖曳阵，目前正在为所有导弹驱逐舰开发新的多功能拖曳阵。通过上述一系列的改造，海军舰艇的防御作战能力，特别是战区弹道导弹防御与区域防空能力将有较大提高。

4.2 反潜战系统

为进一步提高反潜作战能力，美海军在反潜作战领域内引入了网络中心战的思想，准备大力开发声和非声传感器的组合、网络化目标搜索等关键技术。可以预计，美海军正式启动的SC-21水面舰艇计划，将使新一代水面舰艇的反潜作战能力得到全面提升，在反潜作战中，实现对潜搜索信息共享和信息交换的网络化。

此外，美海军正在研制中的高级可部署式系统（ADS），是一种可快速部署的高机动性水下监视系统，它采用了模块化设计，可随海上作战编队一道行动，与舰艇使用的拖曳线列阵声纳结合，对探测浅水区活动的核动力潜艇和安静型常规潜艇十分有效，能提供准确水下目标位置和图像信息。按计划，ADS将于2005年间进入舰队。

4.3 舰船自卫系统

正在研制中的第二代舰船自卫系统将与协同作战能力系统及战术数据链相连接，大幅度提高航母和两栖舰船抗击敌方反舰导弹及低空飞机的作战能力。第二代舰船自卫系统与第一代相比，将原SPQ9A对空搜索雷达改换为SPQ98，并采用改进型海麻雀和第二代拉姆近程防空导弹。

为生产第二代舰船自卫系统，美海军于1998年末重新制定了改造计划，其目的是在作战系统部件之间达到较以前结构水平更高的系统互操作性。新的舰船自卫系统结构将以第一代系统、协同作战能力系统和先进作战指挥系统的综合为基础。新的舰船自卫系统主要是以商用计算机处理技术和网络技术为基础，把海军独有的传统软件转换成商用的高级软件，并逐步淘汰UYK43海军专用计算机［11］。

第二代舰船自卫系统主要由以下三大部分构成。

4.3.1 探测系统

1）SPQ-9B搜索雷达

该雷达是在SPQ-9A雷达基础上研制的新型X频段脉冲多卜勒相控阵雷达，用来探测和跟踪超低空、超音速飞行的反舰导弹。美海军计划于2002财年内对该雷达进行作战测试与评估，预计2003财年决定开始批量生产的时间。

2）多功能雷达（MFR）和大容量搜索雷达（VSR）

这两种新型雷达将取代美海军现用的9种搜索和照射雷达，其技术体制均为大功率固态宽频段主动式相控阵雷达，主要用于探测反舰导弹。其中多功能雷达工作在3公分波段，主要功能一是可自动识别与跟踪低空反舰导弹，二是探测搜索水面目标，三是可为改进型海麻雀导弹及标准2型防空导弹提供终端寻的照射，四是可用于舰船导航，首部雷达装备预计将于2006年交付。美海军计划将该型雷达首先装备在即将建造CVN-77核动力航母和新一代核动力航母CVN（V）及驱逐舰DD-21上。

4.3.2 硬杀伤（HARD KILL）武器系统

1）改进型海麻雀导弹（ESSM）

该型导弹是以此约海麻雀导弹系统为基础研制，具备全天候作战能力的新一代防空导弹（编号为RIM-162），采用了直径更大的火箭发动机，并增加了用于垂直以射系统的发射加速器，增加了有效拦截距离，可拦截各咱制导方式的来袭导弹和空中目标。美海军计划从2003财年开始批量生产该型导弹，并在2003～2007财年内完成在17艘舰船上的安装。

2）第二代拉姆导弹

第二代拉姆导弹采用了灵活的多种制导方式，既可拦截高速飞行的巡航导弹，又可拦截慢速航行的单引擎螺旋桨飞机、直升机和小型快速水面目标。美海军计划于2003财年开始装备第二代拉姆导弹，并在2007财年将现有的第一代拉姆导弹全部改装为第二代。此外，美海军正在研制名为海上拉姆的导弹系统，该统由密集阵武器系统的探测器和可发射11枚第二代拉姆导弹的发射架组成。

3）新型密集阵武器系统（BLOCK 1B）

美海军舰船目前使用的为1996年开始服役的密集阵武器系统（BLOCK-1A级）。研制中的新型密集阵武器系统，将增加热成像系统和自协搜索视频跟踪器，以进一步提高该系统跟踪信息的精确度、增大拦截距离和增加火炮命中概率。美海军计划在2003～2007财年期间将现有的1A级系统改装为1B级。

4.3.3 软杀伤（SOFT KILL）武器系统

1）高级整体电子战系统（AIEWS）

该系统为美海军正在研制中的，适用于近距离作战的新一代舰载电子战系统。它由两个主要部分组织：一是舰载无线电频率与红外高级干扰分系统；二是高级电子战支援系统，包括精确测向、特种了射源识别、高级显示及舷外诱饵等分系统，该分系统具有很强的早期威胁探测与识别能力。美海军计划从2005财年开始批量生产该系统，并计划在2020财年前全部取代现役SLQ-32系列电子战系统。

2）纳尔卡（NULKA）雷达诱饵系统

该系统为美海军与澳大利亚合作研制的新型舰载主动式雷达诱饵系统，专用于对付雷达制导的反舰导弹。该系统利用安装在盘旋飞行平台上的宽频无线电频率转发器，发射出与来袭导弹制导雷达相似的雷达信号，引诱和欺骗来袭的反舰导弹，使其偏离攻击目标。近年来，美海军已开始在部分水面战舰上安装该系统，还计划将其安装在研制中的DD-21驱逐舰和LPD-17两栖舰船上［12］。