盾和弹之间的那点事(二十八)

2019-09-23 08:23涂林峰
兵器知识 2019年9期
关键词:水面舰艇雷达战斗机

涂林峰

当“神盾”舰遭遇战斗机时,哪一方会赢?普遍的观点都认为战斗机将会是获胜的一方,因为战斗机与“神盾”舰相比有着很多不对称的优势。战斗机的飞行速度快,机动性强,作战半径远,攻击范围大,在空中拥有比陆上/海上作战平台更大、更远的视野,各种机载武器不但射程远而且精度高。而“神盾”舰在面对战斗机的进攻时,一般只能处于被动防御的态势。比如“神盾”舰这类水面舰艇的最大航速通常在30节(每小时55千米)左右,机动性相比战斗机也有着天壤之别。此外,虽然“神盾”舰普遍配备了射程超过100千米的远程舰空导弹,但舰空导弹射程的增加总是要落后于空射反舰导弹一步,这主要是因为舰空导弹是“由低打高”,而空射反舰导弹则是“由高打低”,发射高度的不同导致了两者拥有不同的重力势能。再加上舰空导弹攻击的是机动性很高的战斗机,因此自身也要具备很强的机动性,这样就不得不牺牲导弹的其它性能,比如有效射程。

“神盾”舰在面对战斗机的进攻时,一般只能处于被动防御的态势

现代舰空导弹多采取了推力大、加速性能好,但工作时间非常有限的固体火箭发动机,而空射反舰导弹面对的则是机动性能较差的水面舰艇目标,它在设计时具备了更有利的条件以追求更大的射程。目前的反舰导弹多采取了吸气式发动机,在保证了一定的飞行速度和机动性的前提下,还能大幅提高有效射程,可以实现对舰空导弹的射程优势,可实施防区外打击。因此同样的尺寸重量,舰空导弹的有效射程一般都低于空射反舰导弹。对于导弹类武器来说,速度和射程这两个指标往往是一对无法调节的矛盾。比如亚音速反舰导弹以数百千克的发射重量即可实现近200千米甚至更远的最大射程。而典型的远程舰空导弹如“海红旗”9和“标准”6则都达到了1.5吨左右的发射重量,俄制48N6E/48N6E2系列远程舰空导弹更是达到1.8吨左右。此外,舰空导弹的最大射程通常都是理论值,实战情况下在最大射程处的机动性会严重下降,此时导弹的固体火箭发动机已燃烧殆尽,导弹只凭借惯性作用继续飞行,速度下降且几乎没有机动性,此时已很难威胁到高机动性的战斗机类目标。

“神盾”舰相比战斗机的另一大劣势是高度劣势。“神盾”舰航行于海面之上,而战斗机则飞行在几千至几万米的中高空。“神盾”舰的舰载相控阵雷达始终会存在低空视距的问题,受限于地球曲率而难以对低空来袭目标进行有效的探测。而战斗机飞行在高空时的雷达视距基本上是不受限制的,其视野十分广阔,探测距离也足够远。基于以上种种原因,普遍观点都认为“神盾”舰仅凭借自身的作战能力是难以与战斗机相抗衡的,只有在参与航母编队后,或者与空军进行联合作战,由航母舰载机或岸基空军战斗机提供主动的进攻性防御后,“神盾”舰才有与敌方战斗机对抗的可能。而且由于美军在多次局部战争中利用空中打击形成的一边倒的优势,更强化了人们的这一传统观念,即强大的制空权可以决定一场战斗甚至战役的胜局。

反舰导弹和对地导弹多采取了吸气式发动机,有利于提高射程。图为“战斧”导弹弹体下方的进气口

本文接下来再探讨一下,当“神盾”舰与战斗机遭遇时,这场海空对决将会出现怎样的状况。其实这个话题是一个典型的架空讨论,不管是现代高技术空战还是海战,都是作战双方在体系支援下进行的海空联合化综合对抗,即体系与体系之间的对抗而不是单项作战装备之间的对抗。不管是“神盾”舰还是战斗机,它们都只是整个海空作战体系中的一环,脱离了作战体系而讨论两种装备之间的单独对抗,是没有什么实际意义的。本文之所以要进行这个讨论,是想呈现“神盾”舰和战斗机各自不同的作战特点,至于谁胜谁负反而是次要的。不过,鉴于实战中瞬息万变的战场态势变化,也难免会出现“神盾”舰单独遭遇敌方战斗机的情况,这也应了那句著名的广告词——“一切皆有可能”。

现代战斗机除了具备空战能力外,还具备很强的对地、对海打击能力。图中瑞典“鹰狮”战斗机的机翼下挂载了“幼畜”空地导弹和RBS-15空舰导弹

比如我国“神盾”舰在南海海域以单舰或小型作战编队执行防空警戒或其它作战任务时,就很可能会与对方战斗机“短兵相接”,毕竟现阶段我国海军的航母数量还很有限,整体技战术水平仍较低,指望航母舰载机提供远海海域的全空域、全时段的防空保护是不现实的。而且南海海域与我国大陆相隔甚远,我国空军的陆基战斗机要支援南海争端海域也存在着时效的问题。因此,目前我国海空军要掌握南海海域的完全制空权仍存在很大困难。

首先要明白的一点是,在“神盾”舰与战斗机之间可能存在的对决中,战斗机将是进攻的一方,而“神盾”舰则是防御的一方,这是由两者的作战定位决定的。水面舰艇的自持力较强,可以在海上长时间执行巡逻、警戒、侦察、护航、押运、对峙、封锁、支援等作战任务,可以阻止敌方使用某一海域、同时保障我方自由使用这一海域。而战斗机则是一種进攻性很强的空军作战装备,它的留空时间很短,飞行员难以长时间作战。一是因为战斗机油耗较大、载油量有限,难以在空中进行长时间巡航飞行;二是因为战斗机载弹量有限,在作战中很快会消耗殆尽,必须返回基地进行弹药补充;三是战斗机维护保障难度大、出动能力有限、飞行员长时间执行任务负荷过大。可见,“神盾”舰和战斗机各自不同的作战特性,决定了两者的PK中,战斗机将是发动攻击的一方,通过对敌方水面舰艇的空中打击来克制敌方舰艇的制海能力。而水面舰艇的作战要求是防御和抵挡对方战斗机的空中突击,并保证自身的制海任务不受影响。

“神盾”舰的相控阵雷达安装高度有限,存在低空视距不足的问题

水面舰艇可以凭借广阔的海洋来隐蔽自身的行踪

战斗机作为一种进攻性武器,它的进攻效果是与整个C41SR作战体系密不可分的,在没有外部体系支援的情况下,战斗机的攻击能力并没有人们想象中那么强大。首先,战斗机要在茫茫海洋中寻找并定位“神盾”舰。“神盾”舰作为防御方可以凭借广阔的海洋来隐蔽自身的行踪,水面舰艇的体型再大,在大海上也只是沧海一粟。战斗机作为进攻方,首先必须要搜索、发现并确定“神盾”舰的具体方位,否则根本谈不上对“神盾”舰的打击。战斗机在没有外部侦察力量支援的情况下(如预警机、海上巡逻机、大中型无人机提供的空中侦察),单凭自身的机载火控雷达对海搜索时的效率将是非常低下的。战斗机机载火控雷达一般都工作在X波段,这是因为战斗机的机头空间有限,难以容纳大口径的雷达天线,因此大都选择了体积小、重量轻的X波段雷达,并且多为脉冲多普勒体制。这种雷达对各种空中高速目标有较好的探测效果,但对水面舰艇这种低速目标的探测效果并不理想。虽然水面舰艇比典型的空中目标(如战斗机)有更高的雷达反射值,但水面舰艇处于海面杂波的掩护之下,机载雷达对它的探测会受到海面杂波的强烈干扰,所以探测难度较大。更关键的是,战斗机机载X波段火控雷达的工作频率较高,具有发射波束窄、扫描范围小的特点,且战斗机机载火控雷达多采取了机头固定式安装(或者只能在有限的角度内转动),只能对前方特定的一个较小区域内进行搜索,无法实现360°的大范围搜索(相控阵体制的机载火控雷达可以在有限的扇面内进行区域搜索),这也是机载火控雷达与专用对海搜索雷达(多装于大型高空ISR飞机上)的最大区别。

战斗机机载雷达转动角度有限,只能对前方特定区域进行搜索

可见,战斗机机载雷达并不适合用于对海大范围搜索,在茫茫大海上,战斗机的对海搜索效率远比不上预警机、海上巡逻机等专用飞机。一般来说,战斗机机载火控雷达的对海探测距离在100-200千米左右,受目标舰艇类型和海情状况的影响探测距离也不尽相同。一个战斗机编队的对海搜索效率可能还比不上一架专用的大型海上巡逻/警戒机。在缺少外部情报支援的情况下,战斗机能在茫茫大海上寻找到“神盾”舰就是一个很困难的任务了。由于对海搜索的效率太过低下,前期的目标搜索任务就需要多批战斗机在相关海域来回搜索,并且可能需要多架次的往返飞行才能最终确定目标,这无疑将消耗掉很大一部分战斗机的作战资源,而且很难保证战斗机在前期的搜索任务中不会遭到“神盾”舰的伏击。从某种角度上讲,这对于战斗机的强大性能是一种严重的浪费,等同于强行让它做并不适合它做的工作。而且战斗机将过多的作战资源用于前期的侦察与搜索行动的话,很可能导致其在之后的进攻作战中难以形成足够的出动架次以达成规模化的进攻能力。当然,战斗机也可以通过加挂各种侦察吊舱,比如电子侦察吊舱或光电侦察吊舱,以提高战斗机对海上目标的侦察和识别能力,但这也只能作为一种应急方案,并不能从根本上改变战斗机对海侦察的难题。

我国海军小规模水面舰艇作战群

我国苏-30MKK战斗机编队

美国AN/SPQ-9B近程搜索雷达

此外,“神盾”艦作为防御的一方完全可以采取雷达静默、隐蔽行踪的战术,即关闭主要的远程对空搜索雷达,以减少雷达信号的泄露,这更将使得战斗机对“神盾”舰的搜索和定位雪上加霜。相比战斗机而言,水面舰艇由于体量更大,可以配备更加丰富的传感器和各种侦察手段,因此水面舰艇完全可以保证在关闭主要的远程防空雷达后,仍具备一定程度的被动侦察能力和战场态势感知能力。对于现代海军舰艇来说,主要的远程防空雷达系统(即“神盾”舰上的舰载相控阵雷达,下文称之为主雷达)只不过是众多探测设备中的一种。除了用于远程大范围对空搜索的主雷达以外,水面舰艇通常还会配备探测距离较近的中近程雷达作为辅助雷达,比如我国052D驱逐舰上的SR-64近程对空/对海搜索雷达,以及美国“伯克”级驱逐舰上的AN/SPQ-9B近程搜索雷达。这些辅助雷达的作用距离较近,电磁辐射信号强度更小,使对方更难以在远距离外截收到雷达信号,并且可以使水面舰艇在主雷达关机、保持电磁隐蔽的同时,还能具备一定的对空/对海警戒能力。除了辅助雷达以外,先进水面舰艇大都还配备了光电探测系统以及电子侦察系统。这两类探测系统的共同特点是都采取了被动式探测方式,即不发射任何电磁信号,完全凭借被动接收对方的辐射信号来实现对目标的探测,可使水面舰艇在不暴露自身的情况下仍然具备一定的战场态势感知能力,以及应对战场突发状况的基本警戒能力。虽然这是一种较低限度的态势感知和警戒能力,不过战斗机作为主动进攻的一方,它无论是发现“神盾”舰的踪迹还是对“神盾”舰发动空中打击之前,都是有征兆可寻的,“神盾”舰仍然可以保证一定程度的反应能力,而且这种反应能力在舰上自动化作战系统的控制下非常迅速。

当然,作为舰上防空探测性能最为强大的主雷达,它的关机只是一种战术措施,并不意味着它在战场上就真的不使用了。假如“神盾”舰通过其它的舰载辅助探测系统发现威胁的存在,主雷达可以在极短的时间内(1秒以内)迅速开机,并利用电扫描的优势快速转移雷达波束至目标区域,完成对相关区域内目标的搜索、识别和跟踪,同时控制舰载武器与目标进行接战。对于战斗机来说,它也同样可以采取被动探测的方式,比如利用机载电子侦察系统或外挂的光电侦察吊舱实现对目标的被动探测与侦察。但问题在于,战斗机作为主动发起进攻的一方,它是很难凭借被动探测来实现对目标的侦察与打击的。在这一点上,“神盾”舰是拥有不对称优势的。因为水面舰艇完全可以凭借雷达静默和被动电子侦察以逸待劳,提前发现战斗机的行踪,甚至可以实现单向的发现和定位,因为被动电子侦察往往可以在更远的距离外截获对方的雷达信号,多艘舰艇实施的协同式被动电子侦察更可以实现一定程度上的目标定位能力。而水面舰艇如果保持雷达静默状态,则战斗机的被动电子侦察系统就派不上太大用场了,其外挂的光电侦察吊舱的作用距离又偏近,且很容易受海上气象条件的影响,全天候作战能力较差,不足以支持战斗机在茫茫大海上发现“神盾”舰的行踪,以及引导机载导弹发动后续的打击。因此,外挂侦察吊舱通常还是作为一种辅助侦察装备,战斗机仍然要依靠机载雷达的主动探测能力以实现对“神盾”舰的发现、定位和精确打击。从某种角度上讲,在前期的攻防作战中,“神盾”舰是可以做到对战斗机的先敌发现甚至先敌攻击的,“神盾”舰完全可以凭借被动电子侦察在更远的距离上率先发现战斗机的行踪,并在合适的时机对战斗机发动打击。退一万步讲,即使是双方同时发现对方,并同时发射武器向对方发动攻击,舰空导弹由于飞行速度远比反舰导弹快(反舰导弹的吸气式发动机导致其虽然容易获得大射程,但最大飞行速度却偏低),因此舰空导弹可以以速度换取反应时间,“神盾”舰仍然可以做到对战斗机的先敌攻击,并对来袭反舰导弹进行防御。

舰载光电探测系统

水面舰艇有条件配备多种不同类型的雷达系统

此外,水面舰艇由于体量比战斗机庞大,因此通常都可以配备比战斗机更丰富的各种探测设备和传感器设备,并且性能配置也比战斗机的更强大。比如同样是雷达设备,水面舰艇可以配备包括警戒、搜索、跟踪、火控、导航等多种雷达系统,并且实现了远、中、近多个层次的雷达探测能力。而战斗机通常只配备一种雷达,即机载火控雷达,且受到机头空间与尺寸重量的限制,通常都只能选择X波段这一种雷达频段,这不仅意味着雷达的功能和性能存在一定的局限性,而且单一频段的雷达系统也容易遭到对方的压制性干扰。由于战斗机通常只能配备一部雷达系统,因此机载雷达的一个重要的发展方向就是多功能化,利用同一部雷達系统在多种模式下工作以实现各种不同的探测功能。比如俄罗斯为苏一30系列战机设计的Zhuk-27雷达,就具备了边扫描边搜索(RWS)、边扫描边跟踪(TWS)、空战机动方式(ACM)、真波束地图测绘(MAP)、多普勒波束锐化地图测绘(DBS)、合成孔径方式地图测绘(SAR)、地图扩展与冻结、地面活动目标的识别与追踪(GMTI)、空对面大规模搜索、导航系统校正和速度测量等多种工作模式,可以根据实际作战需要选择相应的工作模式,从而实现雷达系统的多功能化。但话说回来,多功能机载雷达虽然实现了以一部雷达系统同时完成多种探测功能,但它与水面舰艇配备的各种专用的雷达系统相比,则具备了先天性的性能劣势。就好比一个三项全能冠军(游泳一自行车一跑步)运动员,如果让他单独参加三项运动比赛中的任何一项,那么他很可能连名次都拿不到。俗话说的“不怕样样会,就怕一样精”,指的就是这个道理。另外,水面舰艇有条件配备体型、重量更大的探测设备,比如大型光电探测系统和大型电子侦察系统。尺寸重量更大则意味着相应的探测性能也更加强大,这是由物理规律决定的,很难通过技术上的措施来改变。

【编辑/山水】

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