台军舰队防空与“海弓”3舰空导弹

雷炎

2016年11月21日，台湾“中山科学研究院”（以下简称“中科院”）在九鹏基地进行“海弓”3舰空导弹的系统测试，导弹顺利从岛内自制的垂直发射单元内发射。按计划，“中科院”在2017年将进行“海弓”3的全系统制导测试，若一切顺利，2017年底有望进入实弹射击靶弹的验证。未来，台湾海军与“中科院”主要以“高雄”号两栖指挥舰作为自制“海弓”3、“海剑”2舰空导弹与美制MK41垂直发射系统集成的测试平台，进行海上试射，如果成功，意味着台湾海军舰艇将拥有相控阵雷达和垂直发射系统，能够对抗“饱和攻击”。本文取自台湾媒体的分析，仅供参考。

由火炮到舰空导弹的海基防空

1949年国民党败退台湾后，美国陆续军援或赠送大批二战水平的驱逐舰，即“阳”字号。到了20世纪70年代初，这些舰龄届满30年的老舰普遍老化，武器装备更是停留在人工操作火炮状态，而发达国家新一代舰艇逐渐实现“快炮化”和“导弹化”，解放军海军舰艇也已配备反舰导弹，舰空导弹也在积极研制中。眼见形势逼人，如何增强驱逐舰火力特别是自卫能力，成为当时台湾海军的重要课题。

1974年，时任台湾“行政院长”蒋经国在第18次“国防会议”上表示：“将现有驱逐舰换装飞（导）弹，并希望海军总部将此项任务作为优先目标。”这一指示，为台湾海军前后实施三期、历时20多年的“武进计划”定下基调。台湾海军立即行动，还邀请系统分析顾问萧乐客博士和刚由美国海军派来的技术与武器顾问莫菲参与研究，于1974年10月提出“台湾海军驱逐舰武器系统革新方案”。

在有关舰艇防空作战部分，方案指出，大陆一旦在台海用兵，对台湾海军水面舰艇威胁最大的是航空兵。在台军作战任务划分中，海峡防空作战虽由空军负责，但战时台湾空军必须应付全局性的防空作战，对海上舰艇的掩护很难顾全，所以台湾舰艇自身的防空能力必须迅速加强。鉴于现有舰载武器对高速喷气机防御不力，台湾海军已向美方订购“海檞树”舰空导弹4套，将加装在4艘驱逐舰上，预定于1975年2月完成。方案也明确指出，“海檞树”不是最理想的舰空导弹，但基于当时的台湾财力，也属无奈，在安装试用之后，酌情予以追加采购。

方案进一步指出，基本型“海檞树”导弹属于近距离防御武器，攻击方式是以被动红外导引头追踪目标，反舰导弹因红外辐射量较大，是其主要攻击对象，而对一般红外辐射量较小（约为导弹热量一半）的喷气式飞机，则不易感应生效。该导弹的红外感应距离（即射程）约为7.5千米，若考虑台湾海峡80%的时间处于雾霾天气状态，基本型“海檞树”的感应距离会降至约4 500米，加上对目标瞄准方位需要精确到正负1度的限制，使“海檞树”的拦截能力更加低下。如果目标已进入2 500米以内，因操作手发射前需有10秒的准备时间，加上6.5秒的感应时间，会来不及反应，导致导弹无法发射，因此要发挥导弹效力，舰上还得加装自动电子预警系统。

台湾海军实施的首轮“武进一号”项目中，由于舰载H-930 Mod1作战系统没有集成舰空导弹，改装舰所配备的“海檞树”舰空导弹，数据指令传输与操作接战都完全依赖人工，后来才通过加装具有低空探测能力的SPS-58平面雷达和目标指示控制器（TAC），才实现作战情报自动化及“海檞树”导弹系统作战自动化。

从引进导弹到自制导弹

“海檞树”导弹让台湾海军防空作战由傳统火炮进入导弹时代，但“海檞树”系以“点防空”为原则，以拦截反舰导弹和低空飞机为主，只能作为单舰自卫之用。台湾海军也明白寻求射程较远的区域舰空导弹系统是大势所趋。

1977年8月22日，台湾海军总部提出新式武器装备需求表，其中提到将进行“武进三号”改装工程的驱逐舰有6艘，将安装美制“标准”系列舰空导弹和瑞典制40毫米博福斯炮，以加强防空和反水面火力。其中6套MK13单臂发射架和108枚“标准”SM-1导弹被列为第一优先采购，显示台湾海军已准备推动以防空为主的“武进三号”计划。“武进三号”在1986—1991年逐步完成，共改装7艘“阳”字号驱逐舰，每艘部署10枚装在发射箱内的“标准”SM-1舰空导弹，它们成为台湾海军第一批具备区域防空能力的水面作战舰。

20世纪80年代开始，台湾海军实施“光华一号”造舰计划，引进美国“佩里”级护卫舰的技术，在岛内建造“成功”级护卫舰，“标准”SM-1舰空导弹是该舰制式装备，每艘载弹量增至40枚。后来因“光华一号”附属的“先进战斗系统”项目（ACS）胎死腹中，台湾海军与相控阵雷达、垂直发射系统和“标准”SM-2舰空导弹擦肩而过。直到2005年底，台湾从美国购入“基德”级驱逐舰，台湾海军才获得远射程的“标准”SM-2舰空导弹，得以延伸舰队防空作战范围。除了远程防空外，“基德”级还具有多目标接战能力与完整的战场空域监视控制能力，不过台湾海军距离相控阵雷达和导弹垂直发射系统组成的反“饱和攻击”能力仍有一步之遥。

多年来，台湾海军一直向美国争取购入“伯克”级“宙斯盾”驱逐舰，直到21世纪第二个十年到来后才发现采购无望，于是被迫转为自制新一代主战舰艇。2014年1月，台湾海军司令部公布“十五年兵力整建愿景”简报，内容包括新建军舰、提高现役机舰战斗力、重建现有武器装备性能等。2016年6月20日，台湾海军在第一屆高雄海事展的最后一场活动“台北邀商说明会”上公开未来12项建军标划，确定未来造舰的主轴，自制舰空导弹系统成为台湾海军新一代主战舰和导弹护卫舰上的重要装备。

目前，台湾“中科院”研发中的舰空导弹分别是“天弓”3地空导弹的舰载型“海弓”3，以及2015年8月台北航天展上公开的“海剑”2和“海剑羚”舰空导弹，这三种导弹射程涵盖远、中、近程，能提供舰艇多层防御。其中，“海弓”3和“海剑”2确定与美制MK41垂直发射系统集成，后者因弹体较小，可能比照改进型北约“海麻雀”舰空导弹的装填模式，即一个MK41发射单元装填4枚“海剑”2，提高载弹量。未来，台湾海军配备垂发系统的主战舰都会同时配备“海弓”3、“海剑”2、“海剑羚”导弹，有望使舰艇防空武备完全自制。

现役“二代舰”的改装取向

导弹有了，但要让导弹上舰，台湾海军仍有很长的路要走。综观台湾海军实施过的三期“武进计划”以及后来将报废的“阳”字号舰上“武进三号”系统及其装备移植到美制“诺克斯”级护卫舰上，可以发现他们进行舰载武器装备改装时，不是利用旧有装备拆卸后腾出的空间，就是直接加装在尚有空间的甲板上（如“诺克斯”级护卫舰加装的“标准”SM-1导弹发射箱），并未变动舰体结构。即便是较新的“成功”级护卫舰加装40毫米炮和“雄风”2、“雄风”3反舰导弹，以及“康定”级护卫舰加装“雄风”2反舰导弹、“海檞树”舰空导弹，也都是直接安装在甲板，都没有触碰过舰体结构，这意味着变更舰体结构风险极大。即使不更动舰体结构，只加装武器装备，就可能影响到舰体结构，像“成功”级在舰体舯部加装“雄风”2、“雄风”3反舰导弹和40毫米炮后，除了对舰艇操纵稳定性产生影响外，额外的重量使得舰体舯部出现金属疲劳，再加上长期受到76毫米炮射击震动和风浪应力影响，甲板裂痕与日俱增。

具体到改装新式舰空导弹，在台湾海军现役“二代舰”中，“诺克斯”级护卫舰“淮阳”号（FFG-937）曾于2014年下旬试射“海剑”2导弹成功，但该级舰舰龄已高，陆续开始退役，未来改装新式舰空导弹的意义不大。

作为台湾海军吨位最大的水面作战舰，4艘“基德”级驱逐舰经过当初在美国进行的“新威胁反应提升”（New Treat Upgrade，NTU）工程，安装了ACDS Block1作战系统，虽能进行多目标接战，防空能力强大，但舰上雷达组件、作战系统显控台等电子装备都是20世纪80年代的式样，不仅老旧过时，而且早已停产，如今只能靠购买其它美国退役舰艇的零件来维持运转。据悉，美国还曾推出过ACDS作战系统的升级版Block1 level3，即全面改用民用现货部件、开放式框架取代过去封闭式框架的军标系统，并换成与“基线”7版“宙斯盾”作战系统相同的AN/ UYQ-70显控台，不过后来因美国海军决定以“伯克”级舰作为防空舰，因此针对“基德”级及其母型“斯普鲁恩斯”级驱逐舰的ACDS Block1 level3作战系统并未开发完成。台军若要将“基德”级的作战系统升级，除非独立出资完成后续集成开发工作，但花大钱单为4艘老舰提高作战系统并不符合成本效益，现在只能等“中科院”的“讯联”舰用作战系统研发完成，再将“基德”级的作战系统升级，维持防空能力。

再看“康定”级和“成功”级。由于台湾没有从法国获得“康定”级母型“拉斐特”级护卫舰的相关设计蓝图等数据，加上“中科院”并未研发完成垂直发射系统，未来“康定”级防空能力提高已经排除采用需变动舰体结构的垂发系统，以降低风险。今后，“康定”级即便要换掉现有的“海檞树”导弹，可以选择的品种恐怕只有“海剑”2导弹，而且是选择“中科院”开发的集成型茧式倾斜发射架，备弹16枚。茧式发射架可在不破坏舰体结构的情况下直接安装在甲板上，并且具有隐身外观，不会增加“康定”级的雷达反射截面积（RCS），而“海剑”2导弹的制导则采用“中科院”基于CS/MPQ-90“蜂眼”机动点防御相控阵雷达（PODARS）发展出来的“机动防空相控阵火控雷达”，但采用单面、双面旋转式天线或四面固定式天线，具体情况视舰上空间而定。“康定”级使用法制“塔尔维克-2000”作战系统，由于台法关系因为“佣金风波”持续恶化，作战系统难以升级，未来台军可能考虑换装“中科院”研发的“讯联”舰用作战系统。

剩下的“成功”级，目前配备“标准”SM-1舰空导弹，但美军会在2020年彻底淘汰这一型号，因此“成功”级的防空能力提高已纳入议程。据悉，台湾海军内部已评估过各项可能的方案，大致分为延续原有MK13单臂发射架以及加（换）装垂直发射系统两个。前者主要将舰上的“标准”SM-1导弹换装成“标准”SM-2，后者则通过加（换）装MK41垂直发射系统，让“成功”级不仅能使用“标准”SM-2导弹，还能使用相容于MK41系统的自制导弹。这里要强调的是，“标准”SM-1导弹采用全程半主动雷达制导，必须要舰载火控照射雷达全程照射，因此舰载雷达的数量就等于“标准”SM-1导弹能同时接战的目标数（目前是两个）。采用全程照射的另一个问题，就是导弹必须以平直弹道迎击目标，以便随时接收目标反射回来的雷达波，非常浪费燃料，也压缩了最大射程，而且还需等到照射雷达确实锁定目标后才能打，拉长了反应时间。“标准”SM-2导弹则采用中途惯性制导与无线电指令修正、末段半主动雷达制导相结合的方式，只需在导弹接近目标时，才需要火控雷达照射目标，因此在舰载雷达探测到目标后，解算出初步拦截点后便可发射导弹，缩短了反应时间。射出的“标准”SM-2导弹可自动将本身位置回报给己舰，己舰也会根据目标最新位置将修正弹道的控制参数上传给导弹。由于“标准”SM-2导弹的MK2自动导航仪可选择迎击弹道的参考点，使导弹能以较经济的抛物线弹道飞行，大幅增加拦截距离。“标准”SM-2的推进段与“标准”SM-1完全相同，但射程却超过后者60%以上。“标准”SM-2只需舰载火控雷达间歇性照射目标，就可获得足够信息，自动计算出弹道参数，因此照射雷达可以“分时照射多个来袭目标”方式制导各枚导弹分头接敌，大幅增加同时接战目标数目到20个。

“成功”级若换装“标准”SM-2导弹有两种方式。一是小规模修改舰上的MK92 Mod6作战系统，如加装“标准”SM-2导弹的程序电脑（SMAP）机柜，改装MK13单臂发射架，以及升级火控雷达，让MK92 Mod6能以原来“标准”SM-1导弹的全程半主动雷达制导方式制导“标准”SM-2。这种改装模式成本最低，却无法发挥“标准”SM-2导弹的射程优势，等于把“标准”SM-2降级当“标准”SM-1使用。另一种做法就是直接将MK92 Mod6系统升级为MK92 Mod12，改装MK13单臂发射架和连续波火控照射雷达（加大功率和新增上链功能），如此就能发挥“标准”SM-2导弹的最大射程，增加接战目标，但成本较高，也需另建MK92 Mod12系统的保修能力。不过这两种方案，都不会对舰体吃水和配重产生影响，这是其优点。

垂直发射系统的优势

“成功”级甲板下层弹库内的备弹采取内外两层环状排列，内层容弹16枚，外环容弹24枚，总数40枚，通过输送带将待射导弹送至装填口。MK13单臂发射架从导弹装填到瞄准的机械动作已大幅简化，两枚导弹连续发射间隔约10秒左右（再装填约需7秒，导弹通电需3秒），但相对于MK41垂直发射系统每秒1枚的速度仍较慢，无法应付饱和攻击。且发射架一旦故障就无法发射导弹。若是架上待射导弹故障，必须先将故障导弹送回弹库，才能换下一枚导弹待射，无法像MK41系统可立即改由垂直发射单元里面的另一枚导弹迎敌。垂直发射系统无需快速精确动作的大型活动机械，后勤维护需求大幅降低。所以将机械式旋转发射架改为垂发系统已是世界海军的潮流。垂发系统的另一个优势是，因其发射口盖平贴于甲板上，完全不会增加舰艇的RCS值。如果因下层甲板空间不够，垂发系统上半部露出甲板上，也可采用隐身外壳，让舰艇增加的 RCS值降至最小。

不过垂发系统也有短板，就是面对近迫高速目标（如超音速反舰导弹）的反应时间不足。虽然垂发系统射速快，但导弹垂直发射后必须先加速爬升至数百米高空，等速度达到控制翼面能有作用时才能转向目标方位，倒是机械式旋转发射架能先对准目标再发射导弹，让导弹直接飞向目标。当然，垂直发射系统面对近迫高速目标反应时间不足的问题，可通过导弹性能提升来解决。例如许多新型垂直发射的近程舰空导弹，如美国改进型北约“海麻雀”（ESSM）、欧洲“紫菀”系列、法国“米卡”、以色列“闪电”1和台湾自制“海剑”2等，都采用燃气舵或侧向喷嘴等技术，也就是在弹体后段的加力器喷嘴加装燃气舵以产生矢量推力，帮助导弹转向。“海剑”2导弹加力器尾部喷嘴就有4片能控制推力方向的燃气舵，不必把导弹发动机的燃料浪费在升空转向阶段，能延长有效射程。也有一些导弹在弹体上安装侧向喷嘴，直接推动导弹转向，以减少反应时间。

台湾海军如果要为“成功”级护卫舰加（换）装垂直发射系统，一种方案是借鉴澳大利亚海军“阿德莱德”级护卫舰的性能升级计划（PUP），在舰艏加装一座8单元MK41垂直发射系统；另一种方案是将原有的MK13单臂发射架拆除，换成3组或4组8单元MK41垂直发射系统。如果是加载或完全换装“标准”SM-2舰空导弹，“成功”级还必须同步换装MK92 Mod12作战系统。总之，总载弹量越多，越可有效应付饱和攻击。

未来台湾自制“海弓”3和“海剑”2舰空导弹都可与MK41垂发系统集成，但整个作战系统要换成“中科院”开发的“讯联”作战系统，还要加装相控阵火控雷达，工程浩大。若是在8单元MK41垂直发射系统中同时兼容“海弓”3、“海剑”2，再加上原来的“标准”SM-1或换装的“标准”SM-2导弹，等于舰上要装两套互不兼容的火控系统和雷达，工程难度更大，可行性不高。

此外，“成功”级舰加（换）装垂直发射系统最大的困难，是加（换）装垂直发射系统的舰体改造工程。澳大利亚海军首艘进行PUP升级的“悉尼”号在2005年完工后，发现新增的8单元MK41系统过重，导致舰艏下沉，调整油水柜配重也无法解决，只好在舰艉增加压舱物来平衡，但又引发艏、艉同步增加重量，使得“佩里”级的老毛病“舯拱”问题更严重，只好再补强舰体结构，这些额外重量降低了“悉尼”号的性能。要是“成功”级大幅改造成垂发系统，除了前述的艦体配重问题会更严重，且对舰体结构影响更大。

台媒认为，综观以上各方案，较合理的选择是升级MK92 Mod12作战系统，并将“标准”SM-1换成“标准”SM-2。台湾海军现有的“标准”SM-1导弹经检查维修并更换药柱，还可以延长使用寿命，为“成功”级的防空能力提升留出一段缓冲期。未来“成功”级提升防空能力的较合适时机，应是在新一代主战舰服役并淘汰“基德”级驱逐舰时，选择数艘舰龄较小、舰况较好的“成功”级予以升级改装。

◎台湾海军购入4艘“基德”级舰后，才获得远射程的“标准”SM-2舰空导弹

“海弓”3将具备“我看你打”功能

台湾海军未来引进远射程的“海弓”3导弹，再搭配“基德”级驱逐舰的“标准”SM-2导弹，理论上能大幅通过防空能力，扩大舰队防空作战范围，可增加预警时间。

不过远程舰空导弹仍有其“命门”，“基德”级的“标准”SM-2导弹射程远达170千米，但现在的战机大多采取低空突防，即使有空中预警机或岸基雷达提早探测，也要等来袭敌机进入舰上火控雷达照射范围，才能发射导弹，因此能发挥远射程优势的机会不多。除非空中预警机具有协同交战能力（CEC），并搭配主动雷达导引头的舰空导弹，即空中预警机通过CEC将探测到的目标资料持续传输给空中的舰空导弹，才有可能进行超地平线攻击，发挥舰空导弹的最大射程，但目前台军没有这样的能力。

理论而言，当台湾海军引进“海弓”3舰空导弹后，情况可能发生改变，“基德”级经过NTU升级的ACDS Block1作战系统具有独特的“我看你打”功能（Remote Track Launch on Search， RTLOS），就是通过11号数据链接收友舰的雷达信息，再将目标参数输入发射舰上的“标准”SM-2导弹的MK2自动导航仪，导弹发射后，发射舰仍继续接收友舰目标最新位置的信息，再将修正弹道的控制参数上传导弹，直到导弹接近目标时，才用发射舰上的火控雷达照射目标。这种“我看你打”功能，使舰队或船团前沿的舰艇不必开启对空搜索雷达，改由后方友舰提供雷达信息，避免被提前发现，一旦发现来袭敌机，就可提早接战。另一个优点就是当舰上雷达故障或战损，也可利用“我看你打”功能，持续防空火力。

1989年完成NTU升级的“基德”级驱逐舰“基德”号与“斯科特”号曾进行“我看你打”功能的实战测试。测试时，“基德”号开启对空搜索雷达，通过11号数据链传输雷达信息给“斯科特”号，由“斯科特”号发射“标准”SM-2导弹攻击目标。当然，台湾海军要集成美制预警机和自制舰空导弹有一定难度，但利用“海弓”3舰空导弹源出“天弓”3地空导弹的技术渊源，来发展台湾版“我看你打”功能，这时“看”的是陆基“天弓”3系统的相控阵火控雷达，再将目标信息传输给舰上的“海弓”3系统，发射“海弓”3导弹来“打”。

台媒认为，按照常理，舰上雷达高度有限，加上敌机或导弹可能低空来袭，都大幅压缩雷达探测距离，无法发挥舰空导弹的最大射程。如果由部署在较高位置的陆基“天弓”3系统的雷达充当海军舰艇的耳目，就能早期发现来袭目标，发挥舰空导弹的远射程优势。“天弓”3系统的雷达探测距离是导弹射程的两倍以上，因此配备“海弓”3舰空导弹的水面舰可部署离台湾本岛一段距离的海面上，扩大防空作战范围。至于目标信息的传递，陆基“天弓”3可通过台湾空军“防空飞弹暨防空炮兵联合指挥部”与海军“大成系统”衔接，或直接通过“迅安”指挥控制系统与海军作战舰连接，发挥“我看你打”功能。

“海弓”3舰空导弹灵活性能预测

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对于“天弓”3导弹没有采用与“爱国者”PAC-3相同的侧向和姿控系统，“中科院”的“天弓计划室”人员解释，这些技术在当初设计时都考虑过，但顾及增加开发和制造成本等因素，加上“天弓”3只是低层反导系统，射高有限，传统弹翼仍可控制弹体，而且拦截目标是近程弹道导弹，大多不具备释放诱饵或末段变轨能力，拦截弹飞行末段不需要做大过载动作，因此采用传统弹翼就足够获得较好的拦截精度。“中科院”人员还透露，“天弓”3的飞行速度可达5马赫以上，能够快速飞到拦截点，弹头雷达整流罩外部温度可达1 000摄氏度，但并不影响雷达寻的器的运作，“中科院”对“天弓”3导弹的耐热材料的开发颇为得意。

“中科院”负责人透露，“天弓”3上舰以及在舰上垂直发射都不是问题，但肯定要做修改，例如为了节省舰上空间，弹翼就要改成折叠式。至于“天弓”3系统的相控阵火控雷达，“中科院”内部称为“机动型中程三维相位阵列射控雷达”。2006年，“中科院”号称曾使用这台雷达对速度近7马赫、发射仰角78度的“探空-5号”火箭进行全程追踪，对贴海飞行RCS值极小的导弹，也能全部掌握，甚至连RCS值小于0.01平方米的火箭弹也能全程追踪，在雷达屏幕上可以清晰看到这些火箭弹自空中飞行落海的弹道。2007年10月10日台湾当局举行“国防展示”首次展出时，这台雷达已完成全系统发展与验证。

“天弓”3系统的相控阵火控雷达抗干扰能力较强、可靠性较高，当时台湾空军“防炮指挥部”人员操作验证几百小时后，仍工作正常。该雷达的高速数字信号处理器采用可程序化平行处理结构，与“宙斯盾”系统最新的SPY-1D相控阵雷达同级。另外，许多关键的大规模集成电路，设计制造也在岛内完成。“中科院”还协助岛内厂商开发用于雷达的加固型计算机。

“天弓”3的火控雷达功率和探测距离不比阵地式的“长白”相控阵雷达（450千米）短，水平侦察搜索范围应和“爱国者”系统的MPQ-53雷达一样为90度，而非“长白”雷达的120度，基座也与MPQ-53雷达一样可旋转，增加接战范围。不过，它的接战目标数从“长白”雷达的24个降为9个。至于使用何种波段仍然不清楚，不过在识别目标精度、锁定目标能力和抗电子干扰能力，应超过“长白”雷达。一旦上舰，“海弓”3舰空导弹的配套火控雷达应加强过滤海面杂波能力，以便及时探测低空来袭的反舰导弹以及防潮防蚀，适应海上操作环境。据称，如果出现同时装备“海弓”3和“海剑”2导弹的水面舰，“海剑”2完全能由“海弓”3的火控雷达控制。

台媒认为，虽然“海弓”3应具备有陆基“天弓”3的低层反导能力，但上舰后，“海弓”3可能无法在台海战场上发挥反导功能。由于低层反导系统拦截高度低，必须部署在防卫区域的后方，才能获得最长的探测时间，以解算最好拦截点，并在来袭导弹进入射程时发射导弹拦截。像防卫大台北地区的“爱国者”PAC-3导弹阵地就分别设在北边的万里、东边的南港和南边的新店，唯独西边的林口台地没有阵地。未来配备“海弓”3舰空导弹的台湾海军舰艇即使部署在台湾西部近海，来袭的弹道导弹穿越军舰上空时，弹道高度可能还在“海弓”3弹的射高之外，根本打不到。