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美军研究协同交战系统,是比055大盾更强的防空技术

战略前沿技术  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-07-02 08:14

正文

来源:空天松鼠


055型万吨级驱逐舰下水,但防空能力还是不如美国宙斯盾战舰的

6月28日中国海军的万吨级新一代导弹驱逐舰,055型导弹驱逐舰在上海江南造船厂下水。055型导弹驱逐舰是人民海军第一艘万吨级主战战舰,它装备了双波段有源相控阵雷达和大量的近中远程防空导弹,是海军防空能力最强的战舰,防空能力在世界导弹驱逐舰中也是屈指可数的。然而,美国海军对此恐怕并不服气,美国海军很早就研制并实现了协同交战能力(CEC),主力战舰的实际防空能力比055型导弹驱逐舰有过之而无不及。


美国宙斯盾舰使用AN/SPY-1无源相控阵雷达,055的双波段有源相控阵雷达比它高到不知哪里去啦

美国的宙斯盾战舰使用的是20世纪70年代研制的AN/SPY-1系列无源相控阵雷达,虽然这种雷达的性能在当时十分惊艳,几十年来更是不断改进升级,但它的基本架构还是太老了,性能对比新一代舰载火控雷达尤其是055型驱逐舰上使用的346改进型雷达自然大有不如。要说宙斯盾战舰的防空能力比055型驱逐舰还强,肯定有很多中国军迷觉得荒谬:基本的态势感知能力都落后,美国靠什么更强呢?不过单舰的态势感知能力不仅和雷达等传感器有关,网络中心战的概念提出后,通信和数据融合同样是至关重要的因素,协同交战能力带来了空前的态势感知能力提高,弥补了美军战舰自身传感器性能的劣势,使美国海军的防空能力达到了空前的水平。


CEC通过DDS高速数据链交换数据,CEP对外界和本舰的数据进行融合,为显示和作战提供综合防空图景

协同交战能力的本质是高速数据链和数据融合。或许有人会问,使用数据链分发空防信息历史悠久,美国空军早就有半自动地面指挥系统(SAGE),美国海军研制了海军战术数据系统(NTDS),NTDS配套的Link 4数据链早就出现了,也为美国海军带来了态势感知能力的显著提高,现在协同交战能力和传统的数据分发有什么区别呢? 协同交战能力使用高速数据链实时分发网络内的传感器数据,通过高性能的数据处理器实现本地和外界传感器数据的实时融合,网络内每一个节点都可以看到所有节点传感器的原始数据融合而成的综合防空态势图。通俗地说,协同交战能力出现前的数据链带宽不足,也无法进行时间同步和空间同步,传统数据链分发来袭空中目标大致的位置和速度,主要用于预警指示,而协同交战能力传输更详细、更原始和更精确的传感器数据,可以和本地的传感器数据进行融合处理,大大扩展了网络内各个战舰节点对外界态势的感知能力,并依托外界传来的数据进行A射B导的第三方交战能力。简单地说,055型驱逐舰虽然比伯克级驱逐舰的雷达性能强,但伯克级可以通过协同交战能力共享舰队内所有战舰的雷达探测能力,无论从技术概念还是防空能力上,都要比055型驱逐舰更高一个层次。


CEC的典型应用:A射B导

从历史溯源,我们可以更清晰的看到协同交战能力的技高一筹。20世纪70年代美国海军发展出宙斯盾作战系统,CG47提康德罗加级导弹巡洋舰拥有十几个火力通道,防空能力空前强大,但面对苏联的反舰导弹饱和攻击,美国海军仍然觉得不太可靠。由于地球曲率的影响,无论宙斯盾系统使用的雷达多么强大,它也只能探测到跃出水天线的导弹,而雷达又不可能无限架高,宙斯盾战舰对掠海反舰导弹的探测距离,比传统的防空战舰没多大区别,只是火力通道多了而已。美国海军协同应用物理实验室(APL)不断探索更好的防空方案,先是提出用战斗机为防空舰发射的标准舰空导弹进行照射,然后又产生了预警机为防空舰提供射击诸元的概念,而协同交战能力的雏形,是打算防空舰发射标准导弹,然后用雷达飞艇进行中段修正和末段照射。总而言之,美国海军试图通过“众人拾柴火焰高”的协同作战,解决防空舰无法拦截水天线下目标的问题,扩展对掠海反舰导弹的拦截范围,通过多层拦截实现提高防御成功率的目标。


1996年山顶试验,通过CEC通信,使用山上的MK 74照射雷达,使导弹巡洋舰攻击探测距离外的目标

美国海军在20世纪80年代末期就在进行协同交战能力的研制,1990年进行了原型测试,1994年协同交战能力在地中海进行了测试,1996年美国海军在夏威夷进行了山顶试验,利用高山上的MK74火控系统制导战舰发射的标准2导弹,击落了距离战舰80公里远(水天线下)的掠海导弹,显示了协同交战能力的作战潜力。协同交战能力带来了诸多的优势,最直接的就是跨地平线攻击能力。美国海军战舰可以依靠E-2C/D预警机或是外围战舰的雷达,发射标准导弹进行防空作战,这样单舰对掠海反舰导弹的探测拦截距离就从约20-30公里提高到120公里甚至更远,可以进行分层多次拦截,无论是亚音速还是超音速反舰导弹被发现后,都几乎不可能穿透这样的防空圈。这样看来,虽然主火控雷达性能逊色一些,但具备协同交战能力的美军战舰,防空能力比停留在更大更强的雷达时代的055型“盾”舰强得多。


美国海军发展了两代CEC系统,目前已经在主力战舰上全面部署

协同交战能力的优势不仅体现在防空拦截上,态势感知能力上同样带来空前的提高,通过融合整个舰队多艘战舰和舰载机的雷达数据,协同交战能力可以大幅度“提高”探测精度,并极大的削弱不良气候或是敌方主被动电子干扰带来的消极影响。协同交战能力硬件分为舰载型和机载型,分别编号为AN/USG-2和AN/USG-3,1996年美国海军在CVN-69航空母舰和CG-68、70和71三艘导弹巡洋舰上装备了协同交战能力系统,2000年开始E-2C舰载预警机装备协同交战能力系统,2005年协同交战能力具备完全作战能力。美国海军到2010年已经有53艘战舰和24架E-2C预警机具备协同交战能力,预计到2020年将增加到250套协同交战能力系统,在美国海军全面普及协同交战能力。


CEC对态势感知的提高:即使气象不佳或受到干扰,仍然综合形成完整精确的图像

目前只有美国海军装备协同交战能力系统,不过我国也在迎头赶上,研制类似的网络化综合防空系统,未来055型导弹驱逐舰装备中国的协同交战能力系统后,才能理直气壮地说彻底超越了美国宙斯盾战舰的防空能力。

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