萬噸大驅背後的中國海軍區域防空之路(下)
本文作者:王宏亮
文章來源:澎湃防務
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萬噸大驅背後的中國海軍區域防空之路(上)
探索之路
有源還是無源、固定還是旋轉、分散還是集中……在當時,中國國產第一代區域防空艦似乎並非只有「宙斯盾」一條路可走。
如果僅從性能指標看,有源技術加固定多面陣無疑是最完美的。
有源雷達維護更方便、可靠性更高、雷達發射能量易控,而且因為沒有行波管節省了不少空間,艦艇適配性更好;
而且,固定式多面陣雷達是真正的全向電掃雷達,其數據更新理論上沒有時間間隔。
但是,單面或雙面雷達就不同了,以法國EMPAR雷達為例,其必須旋轉一周才能更新一次全空域數據。
至於指揮系統是分散還是集中,恐怕沒有絕對的優劣之別,分散模式的優點是可靠性與戰時安全性更好,即便一部分系統被摧毀,也不影響其他分系統工作,
集中模式的指揮效率則會更高一些。
顯然,上述原則對於中國海軍來說都是不難理解的。
作為在該領域的後發國家,中國的最佳選擇肯定是對國外經驗的優勢集成。
052C首艦170蘭州號
2005年10月18日,中國第一代區域防空艦052C首艦「蘭州」號正式加入南海艦隊。
052C裝備了類似美國「宙斯盾」系統的相控陣雷達及俄式風格的冷發射圓形垂髮系統。不過與標準的俄式「里夫」防空系統相比,052C的「海紅旗」9導彈發射井每單元只有6個發射管,比「里夫」少2個。
這套系統的最大改進是放棄了「里夫」的左輪式發射,每個發射管都能直接發射導彈,從而提高了齊射速度。
全艦的區域防空彈總攜帶量為48枚。
052C最引人注目之處,就是艏樓四周加裝了四具固定式有源相控陣天線,
這套採用S波段的346型雷達天線外罩為弧形,這是氣冷系統的靜壓箱,而天線本身則是平的。
當「蘭州」號服役時,外界普遍認為中國海軍的目標就是打造一支類似於伯克級的美式區域防空艦隊。
然而早在052C服役之前的2002年4月,中國還從俄羅斯購入了兩套「里夫」M艦載區域防空系統,一艘俄式區域防空艦「瀋陽」號在2006年服役,同型艦「石家莊」號也很快交付海軍。
在已經擁有更先進的國產同類艦艇的情況下,這兩艘051C型區域防空艦的出現當時讓外界頗為費解——無論是雷達還是左輪式垂髮系統,無一不是純粹的俄制產品。
該系統中的30N6E1相控陣雷達最大搜索距離為300公里,全艦配備6組8聯裝共48單元垂髮系統,與052C相當。
051C型驅逐艦115瀋陽號
中國為什麼同時發展兩款完全不同的區域防空艦?
接下來,是進一步批量生產「宙斯盾」風格的國產052C,還是購買技術專利,建造更多的俄式051C?中國海軍直到6年後才給出答案。
在之前下水的4艘區域防空艦連續服役後,從2004年到2010年,中國海軍整整6年沒有一艘新型區域防空艦下水。
可想而知,海軍與造船工業界內部的爭論與分歧肯定存在。
頭兩艘052C採用了太多的國產新技術,需要時間完善和驗證,
而裝備成熟系統的兩艘051C則可以隨時投入實戰。
孩子肯定還是自己的好!
052C的3號艦「長春」號於2010年終於滑下船台,051C之後卻再沒有一艘新艦開工,一切爭論就此結束。
052C的6號艦「西安」號於2015年2月服役,這也是最後一艘該級艦。
在此之前,第一艘052D「昆明」號已經於2014年3月入役南海艦隊,且至今已經有十餘艘新艦下水。
052D型驅逐艦172昆明號
052D與對手
052D外形上的最大特徵是把052C的弧面相控陣雷達換成了類似「宙斯盾」的平面陣雷達,且4個陣面的尺寸更大,這意味更多的發射單元與更大的發射能量。
由此可以推斷,新的346A型雷達應具有更遠的探測距離和更高的探測精度。
其取消了過去346型雷達氣冷系統的弧面外罩,顯示出中國已經發展出配合有源相控陣系統的內部液冷設備。
由於液冷系統的冷卻效果更好,這對於提高雷達發射功率意義重大。
該級艦還裝有一部2坐標遠程搜索雷達,這也是典型的美式「宙斯盾」配置。
儘管現代艦載大型相控陣雷達已經可以實現遠程搜索,但在300公里以外的空域一般只偶爾(一分鐘數次)分配波束。
如果持續全功率搜索,其驚人的耗電量所佔用的燃油會大幅削減艦艇續航能力,同時降低雷達壽命,
因此用一部2坐標雷達來彌補相控陣雷達早期預警能力的不足是比較合適的。
伯克級驅逐艦
而歐洲防空艦的遠程搜索警戒一般會由一部3坐標雷達來承擔,這很可能意味著中國艦載相控陣雷達的遠程搜索能力已經可以與AN/SPY-1相媲美,並超過歐洲產品,因此不需要3坐標雷達來提供精確的目標坐標。
052D型艦的的另一大改進是將原來俄式的圓形垂直發射單元換成了美式的矩形單元。
其在艦橋前方與機庫前方分別配置一套4組8聯裝垂直發射系統,共64個發射單元。
該系統是依照中國國防科學技術委員會在2006年頒布的《水面艦艇導彈通用化垂直發射裝置通用要求》設計的第一種通用、冷熱共用艦載垂直發射系統,能相容於冷發射的「海紅旗」9防空導彈以及其他冷/熱發射彈種。
總的來看052D的技術試驗色彩仍然很濃。
其在有限的船體平台上安裝了中國海軍多種剛剛研製成功的區域防空模塊。
其中,新的平面陣雷達和通用垂直發射系統讓該級艦的美式風格更明顯。從當初並行發展的051C與052C,到今天的052D,中國海軍的區域防空艦已經走過了最初的彷徨與猶豫。
我們在052D上已基本看不到俄式區域防空技術的痕迹,這無疑為中國之後的區域防空艦發展明確了方向。
噸位限制了052D的性能
然而必須承認的是,052D型艦7000噸左右的排水量決定了其與伯克級尚不是同級別的對手。
由於噸位不夠,052D只配置了64單元的通用垂髮系統。
也就是說,即便發射筒內的導彈全是「海紅旗」9,052D也只能帶64枚區域防空彈——這還是放棄了所有點防空導彈、反潛導彈、對陸巡航導彈和反艦導彈(該艦取消了反艦導彈發射架)的「極端」結果。
相比而言,超過1萬噸的提康德羅加級配備128個通用垂直發射單元,超過9000噸的伯克級與日本的金剛和愛宕級也配備了96個垂髮單元。
與俄制區域防空艦的代表光榮級相比,後者雖然也只有64個垂髮單元,但由於排水量重達1.2萬噸,
其可在搭載64枚區域防空彈外,再加裝12個SS-N-12遠程重型超聲速反艦導彈發射筒,以及大量獨立安裝的點防空導彈系統。
在抗飽和打擊能力上, 光榮級與051C均只有一部「頂蓋」制導/照射雷達,可以同時引導12枚導彈攔截6個目標,導彈齊射間隔為3秒。
提康德羅加級有4座SPG-62照射雷達,可同時攔截16個目標,伯克、金剛和愛宕級則只有3座SPG-62,可同時攔截12個目標。
美製MK-41垂髮系統的齊射間隔只有1秒。
不過這裡需要指出的是,上述攔截數據均只是理論上的,由於照射雷達的掃描扇面有限,只有來襲目標從理想分配的各個方向實施攻擊時,每部照射雷達才能同時發揮最大攔截功能,而真實的戰場情況顯然要複雜的多。
我們在052D與052C上均未看到任何照射雷達,主要原因是「海紅旗」9採用了主動雷達末制導,無需在末制導段依賴照射雷達指示目標。
此外,這可能也意味著採用有源相控陣技術的346A雷達的多目標處理能力與遠程探測精度要好於AN/SPY-1。
由於「海紅旗」9無需受照射雷達火力通道與掃描扇面的限制,因此理論上052D的抗飽和打擊能力比伯克級更強。
不對稱需求
在做單純橫向性能比較的同時,我們也很有必要對雙方海上編隊的防空需求做一番審視。
美國海軍研發「標準」-2導彈、「宙斯盾」系統、MK-41垂髮系統的初衷就是攔截蘇聯海軍的超聲速飽和打擊,其防空壓力非常大。
而目前美國海軍自身的反艦導彈則主要是艦載和機載的「魚叉」。
該導彈最大射程僅為100多公里,飛行速度只有0.75馬赫,在現代艦艇編隊的多層對空防線面前,「魚叉」成功突防的可能性不大。
這無疑是美國海軍艦艇的防空能力普遍強於蘇俄艦艇的重要原因之一。
而對於那些服役時間不長的中國現代化艦艇來說,攔截「魚叉」,甚至發射「魚叉」的「超級大黃蜂」的難度肯定要比擊中美國航母低得多。
無奈的是,現有防空艦艇的區域防空彈載彈量只有48-64枚(實際很難達到)。
如果是在缺乏近岸基地補給的遠海持續作戰,面對蜂群般的敵機與亞聲速反艦導彈的持續攻擊,即便抗飽和打擊能力再出色,也很可能面臨無彈可打的窘境。
從這個意義上來說,中國的確需要建造更多的重型區域防空艦,比如「萬噸大驅」055。
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