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[兵器知识] 地空导弹之制导方式

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发表于 2005-5-24 14:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

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总的说来,半主动雷达制导,都是用比例引导,比如HAWK,SA6,海麻雀,LY60。原型地面不用管飞弹,照射目标就好。
惯性修正加末端半主动,SM2,天弓1。搜索制导雷达引导飞弹中断,末端交照射雷达。

惯性修正加末端主动,天弓2和面射AMARRAM。这个不用说了

雷达指令SA2,3,NIKE,制导雷达同时抓飞弹和目标,计算发布无线电指令。

SA15,HQ16,相控阵制导雷达同时抓导弹和目标,通过数据链指导导弹。也可以雷达抓导弹,红外光电抓目标侧角,生产指令。

最牛B,Track via Missiel,S300,爱国者。制导雷达不用照射目标,导弹接收雷达信号,传回地面站,地面站就可以计算出导弹位置生成指令,然后传回导弹。导弹本身没有处理功能,类似一个移动天线。

瞄准线制导:不管雷达还是光电,波束或者十字线必须跟踪目标,导弹按三点一线跟踪。
SA19通古斯卡,大宇春马,射手光电同时抓导弹和目标,雷达作为备份不参加制导。
海响尾蛇,罗兰特,雷达或者光电抓目标导弹,生成指令
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 楼主| 发表于 2005-5-24 14:15 | 显示全部楼层
FM-90N发射瞬间

  在历届珠海航展上,中国航天科工集团多次展出了具有世界先进水平的“飞蠓”(FM)系列地空/舰空导弹系统。在我国科研人员的不断努力下,“飞蠓”系列不断发展壮大,作战效能不断提高。2002年的第四届珠海航展上,中国航天科工集团推出了“飞蠓”系列的最新精英:FM-90N。此次展出的FM- 90N,是一种舰空导弹系统,她可以为祖国的海军水面舰艇提供低空、超低空防空保护。尤其重要的是,它可以有效的抗击当前对水面舰艇威胁最大的武器——掠海反舰导弹。这样的反舰导弹包括“迦伯列”、“捕鲸叉”等。
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  “飞蠓”初生

  “飞蠓”系列地空/舰空导弹系统,是以我国引进的法国“响尾蛇”点防御地空/舰空导弹系统为基础,通过仿制、自研相结合,发展起来的一种防空导弹系统。1973年,法国海军提出把陆军的“响尾蛇”地空导弹系统转化为舰载型号,称为“海响尾蛇”。“海响尾蛇”具体由法国汤姆逊CSF公司研制,装在舰艇上,可击毁低空、超低空的战斗机、直升机和反舰导弹。最初的基本型是8B型,改进型8S型与8M型开始具有击毁掠海反舰导弹和攻击敌方舰艇的功能。 1982年法国海军正式采用“海响尾蛇”。8S型的8个导弹发射器和雷达、光电火控系统装在一起,而8M型的8个发射器与火控系统是模块化设计,可以分开配置。我国“飞蠓”舰空型号的原型是8M型。作为代表80年代低空防空导弹先进水平的“海响尾蛇”系统,具有作战空域接近中距防空导弹、反应时间短、自动化程度高、系统作战能力强等特点,并且是世界上较早具有反掠海导弹能力的舰空导弹。1988 年,我国仿制该系统成功,定名为红旗-7(HQ-7),FM-80(“飞蠓”-80)是出口编号。FM-80延续了“海响尾蛇”的优点,并进行了改进深化,提高了击毁来袭反舰导弹的几率。

  “飞蠓”家史

  FM-80是“飞蠓”系列防空系统的基本型,地空型号可以替代老式的红旗-61甲型地空导弹系统,可进行要地防空,也可自行机动保护野战部队。FM- 80与1990年代国外装备的低空防空导弹相比,在反应时间、作战空域、多目标能力方面都有着一定的优势。例如其反应速度、射界、带弹数量都优于英国的 “长剑”、德法两国的“罗兰特”等知名防空导弹系统。FM-80地空系统由搜索指挥车、3 部发射制导车、供电车组成。也可以装入标准方舱内,用拖车牵引机动。该系统不具备行进发射能力,但从行军状态只需5分钟转换时间,即可开火射击。搜索指挥车装有搜索雷达,可以将发现的敌对目标分发给3部发射车进行拦截。FM-80既可通过雷达截获和跟踪低空目标,也可使用电视系统与雷达构成复合制导方式进行工作。雷达搜索距离18.4千米,跟踪距离17千米。以复合制导方式工作时,电视系统可以自动跟踪目标,同时雷达测量导弹距离和角度差。FM-80还有人工操作方式,由操作手根据电视图像手动跟踪目标。电视系统是敌机无法蒙骗的,因此FM-80的抗干扰能力很强。舰空型的FM-80的作战方式类似于地空型,但目标信息由舰载大型雷达、光电系统提供。

  FM-80的导弹长3米,弹径156毫米,翼展0.55米。导弹发射重量84.5千克,最大速度2.3马赫,射高15—5500米。最大射程10到 12千米,最小射程500米。作为舰空型使用时,对付掠海导弹的射程为8.5千米,系统反应时间6到10秒,杀伤概率约为70%。有趣的是,台湾地区进口的法国制“康定”级护卫舰(法国“拉斐特”级),本来也计划装备“海响尾蛇”。但出于各种原因,“康定”最终只能使用台军的“小榭树”舰空导弹,防空能力大为削弱。

  经过FM-80的仿制,我国已经参透了“响尾蛇”导弹的技术。随后,FM-90地空型(又称FM-80M)横空出世,在2000年珠海航展上首次展示。与FM-80相比,FM-90系统各个车辆的设备配置、功能划分没有大的变化。其主要改进在于,导弹发动机推力更大,因而速度更快、射程更远、机动能力更好,拦截时抗干扰能力更强,火控系统搜索、跟踪距离提高为25和20千米。例如最大射程为15千米,比FM-80提高25%;最小射程也相应变为 700米;射高提高到6000米,能更早的拦截高空来袭的飞机和导弹;导弹最大速度900米/ 秒,超过2.6马赫。由于上述改进,单发命中率增至80%。值得注意的是,FM-90导弹提高了拦截飞行高度15米的超低空目标的能力,这对于抗击海湾战争后发展势头越来越迅猛的巡航导弹、低空直升机很有帮助。新系统采用了双波段雷达,改进了电视跟踪系统,增加了激光跟踪器,由此探测能力、抗干扰能力已非原版的“响尾蛇”可比。

  FM-90N作战详解

  如前所述,FM-90N导弹要对抗的最难缠的敌人,就是、“迦伯列”、“捕鲸叉”等掠海反舰导弹。像这样的反舰导弹,虽然飞行速度还不到声速,但飞行高度低,体积小,红外辐射少,一些新的型号还具有一定的末段机动能力。由于地球表面的曲率,舰艇探测设备,如雷达等发现掠海导弹的距离一般只有几十千米。我们来看看FM-90N如何对付这样狡猾的敌人。当舰艇可能被攻击时,指挥人员启动FM -90N系统,进入“射击准备”状态。这时,FM-90N火控系统等待舰艇平台上探测距离更远的大型雷达、光电系统发来的目标信息。

  一旦发现敌对的来袭飞机或导弹,舰艇平台即发出目标信息。FM-90N系统就会根据这一信息,将自身的雷达、光电火控系统转向目标来袭方向。当FM- 90N火控雷达对准目标来袭方向时,火控雷达开始搜索目标。一旦发现目标,系统自动转入跟踪状态,接通红外角偏差跟踪系统,通过光电手段对目标进行更加精确的跟踪。根据跟踪获得的目标信息,FM-90N的火控计算机运算拦截的可能性,以确定目标是否在可以拦截的范围内。如目标处于拦截范围内,FM-90N 系统向指挥员发出灯号、音响提示,按下“发射”按钮,系统进入不可停止的导弹发射状态。这时,FM-90N的旋转发射器已指向目标方向。由于有8发待发射导弹,系统会自动选出要发射的导弹,指令其发射筒内的抛盖设备启动,把发射筒的前盖抛掉。同时FM-90N导弹的弹上电池启动,系统火控计算机向导弹传送相关的编码和频率。完成后,把导弹固定在发射筒内的锁销被释放,火箭发动机点火,导弹射出。这时在发射筒内支撑导弹的四根弹托也飞出发射筒外。导弹离开发射筒后,最初的一小段飞行状态由火控系统的红外导引装置探测。根据这一信息,火控系统把导弹引导进跟踪雷达的波束内,或红外角偏差踞踪系统的波束内。随后,火控计算机同时跟踪导弹与目标,依据两者的角度偏差,以及导弹的距离数据,按“三点一线”的导引规律,引导导弹飞向目标。具体方法是:火控系统不断探测导弹与目标的偏差,发出无线电控制指令;导弹接收指令,弹上的自动驾驶仪使弹体上的舵面转动,修正飞行方向,准确的扑向目标。当FM-90N导弹不断加速,纵向加速度超过18g时,战斗部的保险装置被解除,进入待爆状态。同时,FM- 90N以比掠海导弹略高的高度飞行。弹上的引信不断发射无线电波束,探测目标是否进入战斗部的杀伤范围内。“飞蠓”系列,包括FM-90N在内的无线电引信都兼任高度表的职责,确保导弹在攻击掠海导弹时不会栽进海里。具体工作原理为,无线电引信上有3个品字形分布的天线,其中一个天线向正下方发射波束,弹上计算机根据回波信息控制飞行高度,相当于无线电高度表。FM-90N引信的三个波束成旋转锥形,略微向前射出。每个波束都很尖锐,可以有效的减少海浪变化时产生的杂波和虚警信号。因为波束向前,因此进入起爆范围时,引信会略微延迟战斗部起爆时间,以确保战斗部与目标距离达到最小值。当目标进入无线电引信波束内时,自动引爆14千克重的破片聚焦战斗部。大量的高速破片,足以摧毁现役的各种作战飞机和掠海导弹。至此,FM-90N即成功的拦截了来袭目标。

  随着舰艇对抗反舰导弹能力的提高,反舰导弹一方自然也会提高自身的突破能力。最直接有效的方法,就是以多枚反舰导弹同时向舰艇发起攻击,这样舰空防御系统很可能因为同时只能对抗一到两枚导弹,顾此失彼,眼睁睁得看着舰艇被击中。由于技术基础的原因,FM-90N虽然不具有1990年代所逐渐发展起来的 “抗饱和攻击”能力,但具有可观的抗击多目标能力。当FM-90N的火控系统发现有多个目标相继来袭时,可以先行发射一批(通常为一到两枚)导弹,制导攻击其中威胁最大的目标。在第一批导弹击中目标前,抗击第二个目标的第二批导弹可以先行发射。当第一批导弹击毁目标后,FM-90N的火控系统立即转向,引导第二批导弹击毁第二个目标。这样节省了宝贵的时间,提高了抗击多目标的能力。“海响尾蛇”和FM-80系统都有8枚待发导弹。需要时可便利的重新装填导弹,我军的舰载“飞蠓”系列还专门安装了不同于法国的装填设备,可快速装填,以更好的应付随时可能再次来袭的敌人。

  小节评述

  FM-90N由于具备雷达、红外、电视等多种探测、跟踪手段,实战中能克服掠海环境中常有的镜像干扰、背景噪声大、波束畸变等困难,精确的探测、捕捉和跟踪掠海导弹。“海响尾蛇”被公认为上世纪末世界上非常优秀的一种反掠海导弹武器。而经过不断改进的FM-90N,能力有过之而无不及,击毁单独来袭的 “迦伯列”、“捕鲸叉”导弹有很大的把握。同时,FM-90N延续并发展了“海响尾蛇” 完善的内置自检测系统和外部检测设备,操作可靠,维护简单。当然,FM-90N作为点防御舰空导弹,也存在着射程近等种种缺点。最突出的缺点是,随着“饱和攻击”成为反舰作战的热点,FM-90N在对抗多目标时有点力不从心。

  首先,对付“饱和攻击”需要处理能力强、反应速度快的新型舰空作战体系,但靠FM- 90N本身无能为力。其次,FM-90N脱胎于已有20余年历史的“海响尾蛇”,与美军专为对抗“饱和攻击”设计、刚刚服役的RAM“拉姆”近防导弹系统相比,有较大差距。但是,FM-90N仍可在短时间内拦截数量相对较少一些的多个目标。具体来说,FM-90N可以对付连续来袭的4批飞机,或者3批掠海导弹。如果没有陆基航空兵的支持,或大型航母,或多艘舰艇同时攻击,一般的海军舰艇不大可能发起这样大规模的打击。同时,FM-90N在解放军现役装备中还有着较突出的优势,不仅仅能用于反导弹,还可抗击近距的飞机和舰艇,装备我军舰艇仍有较大价值。从更高层面看,FM-90N也能统一协调的与其他岸基、舰载防空力量协同作战,以完善的防空体系对抗对方的“饱和攻击”。随着解放军海军的建设不断取得新成绩,FM-90N的作战效能在不断完善的体系中,也有着水涨船高的势头。法国“海响尾蛇”导弹的火控系统不仅能接收舰载探测识别系统的目标信息,而且可以反过来控制舰载火炮和其它武器。这说明“飞蠓”系列与舰艇平台的综合协调是非常有效的,有着发展为“弹炮合一”等综合武器系统的充分空间。而FM-90N系统为模块式结构,火控系统与发射装置相互独立,给改进改装留下了充分的空间。

  未来展望

  进入21世纪后,尽管国际局势总体缓和,但小冲突不断。而世界各国的反舰导弹不断得到改进提高,尤其是西方先进掠海超声速反舰导弹的出现,和俄罗斯反舰导弹的出口扩散,极大的威胁着水面舰艇的安全。可以说,FM-90N要对付掠海、以2 倍以上声速飞行的导弹,已经力不从心。总的来说,FM-90N射程和射高都较小,无法尽早拦截高速目标;由于只有一个火控通道,不能同时迎战多个目标;光电制导虽然能抗电子干扰,但是受气象影响很大。因此,FM-90N能满足当前部分的反掠海导弹作战的需要,但要对付更严酷的威胁,则要进一步改进或发展更新型的舰空导弹。对于FM-90N本身来说,火控系统反应速度、抗干扰能力,导弹射程、射高有一定提高,这在实战时有重大意义。FM-90N导弹本身的设计已经相当合理,进一步改进可以集中在火控系统上,例如装备性能更佳的雷达、红外热成像设备和火控计算机,进一步提高低角度视角探测掠海目标的精度和抗干扰能力。国外最新的舰载红外热成像设备,已经可以在31千米处发现超声速掠海导弹,可见FM-90N火控系统有一定的改进空间。

  此外,与美国“海麻雀”中近距舰空导弹的30千克战斗部相比,FM-90N的战斗部小得多。假如改用目前正在发展的定向破片战斗部技术,14千克的定向战斗部的威力,可以和30千克普通战斗部相比。同时,建立远距面防空导弹、中近距点防空导弹、近防火炮或弹炮合一系统组成的舰空防御系统,也有助于FM -90N扬长补短,与其他武器互补。在法国海军方面,新一代“海响尾蛇”,即CN2型已投入现役。但该系统实际上是全新型号,使用了J波段火控雷达、电视、红外复合火控,导弹也是全新的,只不过还用“海响尾蛇”这个名字。该导弹还计划改进为垂直发射,具备了对抗掠海导弹“饱和攻击”的基本能力。因此,我们对FM-90N给予肯定的同时,也应着眼于新型中近距舰空导弹的研制,打造能在新世纪为海军舰艇斩妖除魔的新“飞蠓”!(原载《世界航空航天博览》文:佳佳)
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 楼主| 发表于 2005-5-24 14:24 | 显示全部楼层

台湾天弓防空导弹效能分析

天弓可挽?

  ⊙ 长期以来,美国一直以秘密和公开的方式支持并武装台湾当局。进入20世纪90年代
后,又大力支持台湾获取弹道导弹防御能力,甚至积极拉拢台湾当局合作发展TMD系统和技术,助长了其“武力拒统”的邪念。美国一方面在私下频繁派员与台湾军方进行接触商讨合作事宜;另一方面“回应台湾要求”,向其出售爱国者PAC-2系统、商议出售PAC-3系统,协助台湾提高自身导弹防御能力。同时,也以导弹军售为契机,在捞取政治上的好处之外,还竭力达到掌握、控制台湾军事高科技产业的目的。在美国帮助下,台湾以“强网”系统为核心的防空网建设有了很大加强,而在其防空网中,台军自制的天弓系列防空导弹则是“台独”当局挟以自重的重要“法宝”之一。

  ◎ 天弓I的发殇

  研制过程

  20世纪70年代中期,台湾陆军的主力防空导弹是美制霍克改进型,按照国民党当局对我人民解放军1980年代初期军事力量发展预测,大陆可能引进F- 16、幻影2000等当时世界一流性能的战斗机。因此提出了研制新型高性能防空导弹以替换改进霍克系统。但由于工业基础的薄弱,最初的方案只是小打小闹:在改进霍克基础上换装大推力火箭发动机,改进气动外形。1975年,台湾“中山科学研究院”以霍克导弹弹体为基础,利用当时刚引进的电脑辅助设计 (CAD)技术,改造出了一型新的防空导弹,称为“先进防空导弹”,该弹总体上看有些类似美国的AIM-54不死鸟空空导弹,这便是天弓导弹系统的前身。

  由于新导弹的性能无法让台湾军方满意,因此军方责令“中科院”进行“精进”。此时美国的爱国者导弹经过近20年的研发,刚刚定型生产,但由于新产品的质量不稳定,雷锡恩公司和陆军方面经常扯皮。一时间爱国者将减少装备数量甚至撤消等传言四起,于是无论雷锡恩公司还是美国军方乃至政府都急于为爱国者研制中花费的天文巨资找一个下家当冤大头,以便在万一爱国者下马时不至于血本无归(这种对国民党当局借以“废物利用”式的军售早在20世纪 2、30年代就已经盛行,当时博览会般种类繁多又数量稀少的各式飞机便是借着这种路子进入中国的)。1981年,美国允诺向台湾转让85%以上的爱国者技术,“中科院”则于1982年由第二研究所正式成立“天弓防空导弹计划室”,并再次修改了天弓的布局。这个项目如此之顺利、在军售限制方面反对甚少,除去政治因素外,在技术上和当时爱国者的“状态低迷”,几乎被当作一项和XB-70、约克中士一般徒糜钱财的失败项目有很大关系。

  虽然美国允诺提供大部分爱国者的技术给台湾,但爱国者系统最关键、最核心的TVM制导技术却对台湾讳莫如深。而如果不采用TVM体制的话,照搬爱国者系统 AN/MPQ-53相控阵雷达的其他设计则缺乏针对性和系统性,技术上也很难实现。因此,“中科院”决定按照自己最熟悉的型号来开展研究——导弹使用引进的爱国者技术,而制导雷达则按照与美国的协议,以雷锡恩公司的另一型相控阵雷达宙斯盾为基础进行开发。台湾之所以采用为海军大型舰艇研制的宙斯盾系统为母版开发自己的制导雷达,其主要原因是宙斯盾系统中,相控阵雷达主要负责目标搜索和导弹截获引导,对目标的照射和导弹的末端制导另配有专门的照射雷达,而台湾恰好对所装备的美制霍克导弹系统的搜索雷达-照射雷达体制比较熟悉,如果引进宙斯盾技术,可以避开复杂的TVM技术难关,又能够发扬自己的长处,在操作继承性上也有裨益之处。因此“中科院”于1982年底向台湾军方提请了最后的总体方案报告,得到首肯后,研制工作迅速展开。在美国的帮助下,天弓I的研制进度很快,到1986年,首枚具备完全作战能力的全功能战备弹便试射成功。但由于台湾本身工业水平的限制,在生产和部队使用过程中遇到了不少麻烦,直到 1993年9月,第一套天弓I型系统才真正达到战备水平,从实验室到工厂再到部队,用去了7年时间——这个时间的长短,也是衡量综合科技实力的重要标准,台湾在这方面,显然不过关。

  1992年6月,台湾和美国达成为期5年的合作协议,由美国提供爱国者系统的关键技术和零部件,对天弓I型进行改进,使其具有反战术弹道导弹能力。 1998年7月15日,在台湾屏东导弹测试基地进行了试验,改进后的天弓I导弹以4马赫的速度拦截了战术弹道导弹靶弹,估计天弓I改进型将在稍晚时候将陆续装备部队。
照射雷达和半主动体制

  防空导弹系统从整体角度衡量是否先进,最主要看的就是采用的雷达体制和制导体制。由于技术引进上受到美国的限制,天弓系统的母型是海军舰载型的宙斯盾战斗系统,其导弹为半主动制导的标准SM-2,因此天弓I型的雷达、导弹也分别沿用了相控阵体制和半主动制导体制。这样的体制到底是不是像台湾媒体所说的那么先进呢,我们从它的作战过程入手分析就知道了。

  天弓I型系统以连为独立作战单元,1个连配有1辆战术指挥中心/长白(CSIST/GE ADAR-1)相控阵雷达车、2辆照射雷达车、至少4辆天弓I型发射车、1辆电源车和1辆导弹运输车。作战时首先由长白相控阵雷达搜索发现目标并将目标信息传给指挥控制中心,由指挥控制中心进行敌我识别、威胁判断和目标分配。并选定发射架,将发射前需要的数据和程序送给导弹。当导弹发射后,首先由长白雷达对其进行截获,使导弹和相控阵雷达之间建立起联系,通俗的话说,就是让雷达和导弹知道彼此的位置,形成闭环控制回路。当导弹进入末端后,由长白相控阵雷达交班给与改型霍克相类似的CS/MPG-25型连续波照射雷达照射目标、制导导弹。该雷达是在美制改型霍克系统的大功率照射雷达AN/MPQ-46HPI 的基础上研制的,但功率比改型霍克的大60%,且抗干扰能力和敌我识别(IFF)设备得到了改进。

  当天弓I型导弹上的半主动雷达导引头开机后,通过头部天线接收经目标反射的照射雷达信号,导弹尾部基准天线则直接接收通过照射天线旁瓣向导弹发射的照射波。在弹上对这两个信号进行相干检波后,所形成的信号中即包含有与导弹与目标接近速度成正比的多普勒频移,通过频率范围很窄的窄带频率跟踪器精确提取出这一频谱后,弹上电路就可以截获、跟踪目标多普勒频率,并从中提取出控制导弹飞行轨迹的制导信息。制导信息在自动驾驶仪中变换放大后,可产生操纵液压舵机的信号控制舵面偏转,使导弹按预定的弹道飞向目标,直到最后导弹和目标距离很近,进入杀伤区后,照射雷达将按照程序发射指令,让导弹打开引信(为了防止在飞行过程中受外来干扰的影响导致提前误炸,引信要等到距离目标很近时才打开),然后天弓I型导弹进入最后的交战程序,引信截获到目标后,按照程序选择起爆时机和方式。这就是天弓I型半主动制导体制工作的主要过程。

  说到这里,不得不再提一下天弓I型的导引头,在雷锡恩公司帮助下,天弓I型的导引头对目标速度跟踪时采用了多普勒跟踪,能从严重的地物杂波干扰中分离出运动目标,因此具有较好的低空性能。导引头采用倒置接收机,提高了抗干扰能力,噪声干扰对照射雷达天线照射目标影响不大。同时也提高了对多普勒频率的分辨能力。

  由上可见,天弓I型导弹和美俄同类以相控阵雷达为核心的远程防空导弹系统最大的差别就是其独特的导引方式。这样的半主动配置使长白雷达指挥作战时负担比爱国者和S-300要低,对空情的掌握能力更强。但这种制导体制也有自己的弱点:需要额外的照射雷达,虽然照射雷达只在最后阶段对目标照射5-10秒,相比搜索/警戒雷达从发现到击毁目标整个期间都在向其辐射电磁波来说要短的多,但它制导导弹跟踪目标的波束是持续不间断的,足以为现代战斗机的雷达告警器和定向仪提供充分的反应时间。而战斗机的综合电子战系统从接到告警器报警到电子侦察接收机进行目标定位,再到调用数据库分析做出处理结果,总共不会超过1 秒钟,剩下的时间就是发射反辐射导弹了。从美军反辐射导弹运用的战例看,在空地对抗中,照射雷达被反辐射攻击的概率最高,也是对方压制防空网的重点和突破口。以第一次海湾战争为例,伊拉克防空网的各类警戒雷达被反辐射导弹摧毁的损失率为17%,剩下大部分都是炸弹造成的伤害,而且都是在防空网瓦解或所配属的防空导弹单位中照射/制导雷达被摧毁后才遭轰炸损失的。而各类照射 /制导雷达被反辐射导弹击毁的损失率达到63%,可见照射雷达是最“招惹”反辐射导弹的。天弓I型的CS/MPG-25照射雷达源自霍克系统,虽然霍克系统经过三次现代化改进,但毕竟其基础设计是20世纪50年代的。因此照射雷达的峰值功率肯定很高,而且天弓在此基础上又将功率加大近一半,则功率就更高了,也更容易被对方电子侦察、锁定,成为很明显的辐射目标而遭到集中摧毁。虽然照射雷达被攻击后长白雷达仍可存活,但没有照射雷达,天弓I型导弹就无法制导,光剩下长白雷达也无用,这时对方飞机用炸弹也可以摧毁它。因此,天弓I型的这种半主动制导体制在现代空地对抗中已经落后。

  导弹

  在天弓I型系统研制之初,台湾并未获得美国援助,此前缺乏高性能导弹技术储备的台湾来说,要开发一种全新的导弹外形有些勉为其难,必然需要一个参照物。因此最早的天弓I型导弹便选中了台湾最容易得到的型号进行模仿:台军已经装备的美制霍克。从天弓I基本型的模型可以看出,其弹翼几乎就是霍克的升降副翼式的缩小形。当美国雷锡恩公司同意提供爱国者的诸多技术后,天弓I型导弹的外形和尺寸迅速改弦更张,其全功能战备弹露面时,已经变得与美国爱国者导弹惊人的相似,以后的天弓系列基本也沿用了这种配置:圆柱形弹体、圆锥形头部,位于弹体尾部的4片梯形全动式控制翼呈“X”形配置。虽然在技术上这样的跨度对于台湾来说有些大,但其母型爱国者数百次的风洞和实弹实践已经证明这种新颖的设计是可靠的,因此向来唯美国马首是瞻的台湾自然咬牙也要上了。不过,在天弓 I型导弹的外形上还是和爱国者有区别的,其头部雷达罩的梯度明显比爱国者小,因此雷达罩显得更细长,尖拱形整流罩由18毫米厚的浇铸石英玻璃制成,尖端为钻合金材料。具有良好的气动外形,也作为导引头的微波窗口和热防护装置。对于此材料的研制成功,台湾“中科院”甚是得意,认为已经进入“世界顶级行列”。可美国爱国者导弹的石英玻璃头罩厚度为16.5毫米,比天弓薄上了整整1.5毫米——不要小看这似乎十分细微的差异,它所说明的是台湾工业水平和世界一流之间的差距:材料强度达不到要求,所以才增加厚度,减小梯度。另外天弓I型和爱国者还有一处差别,它的弹体两侧装有突出的整流罩,这种布局在雄风反舰导弹和天剑-2空空导弹上也可以看到,但天弓I型上的尺寸明显比爱国者上的大,其原因是除了在罩中布设有连接中部控制段与尾翼控制系统的线路外,还有台湾自行设计的数据链接收天线,用以取代爱国者上装在尾部的两具TVM天线。

  天弓导弹的制导系统包括导引头、遥控发射/接收机系统和自动驾驶仪。制导舱为铝合金壳体,外缠15度斜绕的酚醛棉布条并涂一层改性橡胶以加强强度和提高隔热性能。导引头工作在J波段,由平面阵天线、常平架系统和控制导引头运动与处理信号的电子组合等组成。尾部控制舱为环形空间,内装液压舵机系统,通过自动驾驶仪接收指令,操纵舵面对导弹进行控制和稳定飞行。天弓I型导弹采用破片杀伤式战斗部,质量为90公斤。为了提高杀伤效能,导弹采用近炸和触发引信。这比爱国者上单一的无线电近炸引信的可靠性和冗余程度要高。单个破片质量3克,大于爱国者的2克。战斗部舱为铝合金精密铸造,除内装有战斗部外,还有惯性传感装置、遥控发射机/接收机装置、安全保险和电子装置、引信和天线等。

  天弓I型的动力装置由发动机、外部隔热罩和上述两条向尾翼传送控制信号的外部导管组成。发动机壳体是导弹结构的一部分,外部有隔热防护罩,和爱国者一样,天弓I型的固体火箭发动机也采用了先进的HTPB氢氧基聚丁烯混合推进剂系列。推进系统质量约490公斤。推力约 134.8千牛,工作时间12秒。按照台湾方面自称“天弓I型射程100公里”的说法,其弹体尺寸、质量与爱国者都基本无差别,那么要达到射程更远,则只有在推进剂上下功夫了。据称天弓I型上比爱国者上性能更高的推进剂是台湾自行开发的,但是考虑到台湾化学工业的水平,再从美国方面透露的蛛丝马迹看,其中有不少美国参与、协助的因素。由于这些不确定因素,对于天弓I型导弹的射程也有多种说法,主要的有两种:最大射程60公里,有效射程40公里;最大射程 100公里,有效射程80公里。从多方面因素分析看,笔者认为取前者可能性大些。因为如前所述天弓I型的照射雷达是在霍克基系统的础上改进并加大60%的功率,霍克导弹的最大射程为40公里,有效射程30公里。其照射雷达的作用距离在100公里左右,按照雷达方程,功率增加60%,作用距离只增加1.6的 4次方根,也就是说,天弓照射雷达的最大作用距离也只有115公里左右,再考虑其采用先进元件、优化设计等因素,至多达到130公里。这样的雷达作用距离要为射程达到100公里的导弹提供照射,有点勉为其难。别的不说,单单对方战斗机的电子对抗设备如果采用苏式大功率阻塞、压制路线的话,就很容易干扰掉采用半主动制导体制的天弓I型导弹。综合考虑,其最大射程在60公里比较符合台湾工业实际。

  总体来看,由于得到美国的充分技术支持,天弓I型导弹和爱国者相比差距不大,但在关键技术上还是缺乏一点火候,这也是美国人狡猾之处——卖技术,但不给关键技术,这样始终能够控制你。

  发射筒

  天弓I型导弹的发射筒为一密封加固的方形铝箱,内装隔热层,兼作运输和贮存导弹用。它由蒙皮、框架、导轨、支架、导向板、前后端盖、箱内保温材料、环境微调装置、固定导弹的自锁装置等组成。箱内下端有一条“工”字形导轨,这和爱国者的“U”字形导轨略有不同。导轨表面粘有石墨层,用以减小导弹发射时的摩擦。由于选用的铝材较爱国者的发射筒薄,因此早期的天弓发射筒外表面有8条垂直加强肋和2条水平加强肋,后期改进工艺、材料后改为4条垂直和2条水平的。在发射筒外部左侧,有测试导弹和发射前对导弹进行目标初始诸元装定的电缆,而爱国者的这些电缆则在筒尾部。导弹发射筒本身并非高技术产品,但其对加工工艺的要求很高。台湾在研制天弓I型时本想自行开发发射筒以节省引进技术所需的大量经费,但在多处工艺上遇到了困难,最后还是不得不私下请来为爱国者研制发射筒的马丁公司技术人员“传经送道”,才解决了薄铝合金壳体的焊接、防变形等问题。
◎ 天弓系统的核心——长白雷达

  虽然台湾的民用电子工业在亚洲处于领先地位,但他们的雷达技术并没因此被惠及。可台湾的天弓导弹系统又偏偏是世界上第三套配备相控阵雷达的陆基远程防空导弹系统。这和美国的大力支持密不可分,这使得台湾在1980年代因为军售限制难以获得高性能战机时,从地面防空火力上得到了一定补偿。

  天弓系统的核心是长白相控阵雷达和与之同处一车的战术指挥中心。由于是舰载雷达陆上化,因此该系统的设计和另两种一开始就为了地面防空专门设计的相控阵雷达来说差异不小。为了使之实用化,台湾方面颇费了些周折。

  在长白雷达设计之初,“中科院”也曾计划使长白雷达具备高机动能力,1987年10月11日的侨泰演习中,长白雷达首次露面便让众人吃惊不已。它的布局为一台越野底盘车上装载一个方舱,方舱上方再设置一个四面都布置有相控阵天线的舱体。它的好处是不需转动天线即可构成360度探测范围。但这样整车高度实在太大,达到6米以上,如此的高度在面对台湾岛内的桥梁、涵洞时恐怕困难重重。而且由于相控阵天线装在车顶,导致重心严重升高,也不便于越野,甚至转弯时的速度都不能太快,否则将倾覆。所以,这种怪异的布局很快被放弃了。

  在198——9年9月25日天弓系统移交台湾陆军的典礼上,长白雷达的决定版现身。这次是采用的半挂拖车方案。相控阵天线作为整体镶嵌在长12米、宽 3米、高4米的拖车车厢中间侧壁上,为避免地面杂波干扰,阵面与垂直面略有夹角。天线主阵面为矩形,尺寸为4.5X3.0平方米,相当于把一块宙斯盾 SPY-1相控阵天线贴在了车上,另有一块尺寸为2.8×0.8平方米的敌我识别天线位于拖车左前部。在天线阵面正后的车箱内为发射/接收机等雷达设备,车两端为指挥控制中心和信号处理设备。控制中心由计算机、通信设备和显示器组成。作为天弓系统的指挥控制中心与相控阵雷达、照射雷达、发射架等连接,操纵人员在此可完成威胁判断、拦截计算、发射架选择及战果评估。

  由于要伴随陆军机械化部队作战,爱国者和S-300都采用较高的工作频率,以减小天线尺寸,同时也牺牲了一定性能,雷达的最大跟踪距离都在150公里以内。而长白雷达设计时放弃了机动性,使用工作在S波段的大型天线,也没有采用前二者为了突出机动而采用的在天线阵面和发射机/接收机之间以空间直接馈电传送信号的方式,而沿用宙斯盾的思路使用了传统的波导管传递信号,使信号衰减更小,加上对电脑及天线配件的重量限制较小,使信号处理和目标管理能力大为提高。这一系列措施使其对高度20000米的目标跟踪距离高达450公里,对目标的探测能力高于爱国者和S-300的相控阵雷达。

  长白雷达采用了美国提供的固态收发单元、电子扫描技术(但美国不允许台湾制造这些元件,只让其负责装配)。整个天线阵面由6000个移项器收发单元构成,可覆盖方位120度、高低70度的范围,由于没有机械转动装置,扫描时没有机械惯性,波束可在瞬间改变在空间的位置,有利于同时跟踪多个目标。此外,长白雷达还具有频率捷变能力,可在受到干扰时自动转换工作频率点。在C3I系统支援下,长白雷达并入了台湾于1994年开始兴建的“强网”系统,可担负防空作战,也能在警戒雷达受损情况下转为监视或空中管制任务(美国E-2和E-3预警机上的雷达也为S波段)。

  为进一步确保长白雷达的安全,“中科院”按照爱国者的抗反辐射诱饵研制了长白雷达的诱饵天线。专门诱导反辐射导弹。随着技术发展“中科院”又研制了机动诱饵车,其发射波形和雷达配合,在雷达与诱饵之间形成一个信号中心,虚拟出一个“雷达”来,使测角精确度低、分辨率不足的被动导引头控制反辐射导弹命中两辆诱饵车与雷达之间的空地。这样,诱饵车就不会被反辐射导弹消耗光。

  但是,随着现代制导技术的进步,长白雷达的诱饵战术也在受到挑战。如俄罗斯X -31P等空地导弹已经装备了多模导引头,可自动进行数据融合,识别目标(见本刊2003年第13期《突防——苏俄反辐射导弹家族》)。另外,还可以靠X -31与红外/INS制导的X-59配合,或GPS+红外、红外+毫米波等多种制导模式来破解长白的诱饵阵。因此,固定阵地的长白雷达在密集、多方式的反辐射攻击面前,下场还是大不妙的。

  ◎ 天弓II的变革

  天弓II型是继天弓I型发展起来的,由于有了天弓I型的经验,天弓II型发展顺利,198--9年研制出样机,很快于1990年定型并于1992年开始生产,1994年交付部队。

  相比天弓I型,II型作了不少改进。最初问世的型号为直接在天弓I型弹体上增加1级固体助推器,采用85度准垂直发射。但由于发射时的弹体滚转和第一级火箭脱落等问题一直难以解决,后来天弓II改为单级火箭形式。新的天弓II将天弓I型弹体加长18厘米,弹径加粗。弹内电子元件改用美国提供的超大规模集成电路,缩小体积,增加燃料装药量以增大杀伤空域和拦截速度、射程,据称最大射高比天弓I型增加2000米,射程达到200公里。本来天弓II准备使用大推力冲压发动机,但由于研制进度跟不上,最后将此计划推延到天弓III型上了。

  天弓II型另一项重大改进是取消了照射雷达,以抛弃在现代空袭兵器及饱和攻击战术飞速发展下已过时的半主动制导体制。天弓II型导弹采用指令修正的惯性制导和主动雷达寻的复合制导方式。导弹垂直起飞到某一高度后,初制导系统控制导弹朝向目标方位按程序转弯。当导弹转向目标平面后,由惯性测量装置和弹道计算机组成的惯性制导系统测量出导弹的实际姿态、速度和位置,将数据交给指令修正系统与地面雷达进行交联,长白雷达通过计算机确定导弹的实时位置,得出导弹的偏移量,校正因风和其它干扰引起的横向偏差,使主动雷达导引头在最佳位置开机,减少导引头捕获目标的扫描时间,以防止被对方雷达告警器过早截获。导引头捕获目标后,长白雷达就此“撒手”,对目标的跟踪由弹上的主动雷达导引头完成。据推测主动雷达导引头工作在2厘米波段,采用微波单片集成电路以减小体积、重量。

  另外,还有消息称“中科院”专门为天弓I/II两型研制了通用红外导引头,以提高抗干扰能力,具备复合攻击能力,同时也可提高抗击多目标能力。但目前世界上没有哪个国家能为射程100公里以上的防空导弹研制出配套的红外目标指示设备,更无哪种导弹的红外导引头作用距离可达100公里。因此这种消息的可行性值得怀疑。至于有传闻说天弓I/II采用了主动雷达加红外双模导引头,则更难令人相信。至少从目前公布的照片来看,没有发现带有红外侧窗导引头的天弓导弹。
天弓II导弹已在1998年7月和9月进行了两次实弹打靶,2001年少量投产。根据美国和台湾1992年6月达成的一项为期五年的合作协议,美国雷锡恩公司将提供制导系统和技术,由台湾生产动力装置、控制系统及战斗部等以改进天弓II型,这项协议经费共1.2亿美元。原计划1993年底开始研制,后因经费问题而停顿。之后台湾又同美国达成采购7套改进的防空系统火力单元(包括导弹及发射架)、雷达、作战控站和支援设备协议。以便使天弓II型到2000年具有反战术弹道导弹能力。

  ◎ 天弓III的展望

  天弓III型是台湾中山科学研究院在天弓II型基础上发展的,主要发展其拦截战术弹道导弹的能力,预计2005年投产。1998年,天弓III型在屏东九鹏基地完成了3次试射,ATBM实弹在长白雷达导引下,以4马赫速度拦截先行发射的由天弓II型改装的导弹靶,并以破片杀伤方式摧毁靶标。随后“中科院”于1999年11月16日公布,天弓III反导型于同年9月以直接撞击方式命中靶弹,这是“中科院”1996年开始的“低层反战术弹道导弹系统关键技术研究”计划取得的重大突破。

  在天弓II型基础上,天弓III型导弹改用了冲压式火箭发动机,射程达到300公里。但如前所述,受地球曲度限制,超过100公里的射程对反飞机意义不大。而若天弓III型的冲压发动机无法使导弹的速度超过4马赫,则难以拦截高超音速的弹道导弹,而对于一般导弹而言,也鲜有飞这么高、这么快的,因此便是性能上的浪费。而若无法实现燃料固体化,则在后勤维护上存在相当的困难。因此,有迹象表明天弓 III型的冲压发动机可能是个幌子,真正的目的是借防空型的天弓导弹研制一种战术地对地导弹。

  目前,美国海军的“协同作战能力”(CEC)计划使用空中的预警机发现、确定目标,通过数据链可使宙斯盾巡洋舰在完全看不到目标的情况以主动导引的标准SM-III防空导弹下攻击地平线以下的目标。台湾对此很感兴趣,正在对可行性进行讨论,但要付诸实践,恐怕还是要等到2010年美国的CEC计划实现以后才能得到相关的技术转让。

  ◎ 浅析天弓的反导效力

  作为战区导弹防御系统(TMD)计划的一个重要组成部分,天弓系统对台湾建立反弹道导弹系统具有重要意义,台湾当局企图通过参与TMD、采购爱国者 PAC-3和发展宙斯盾的台湾版——天弓II系统及相关预警系统,配合已从美国购买的爱国者PAC-2型导弹和台湾正在研制的天弓III型导弹构建反导防御体系。但实际上,TMD还面临着许多问题。它的技术尚不成熟,10次高空拦截只有2次成功,对导弹的初始段、飞行段、再入段的拦截还有许多难题没有解决,有的甚至连基本的方法和公式都没有找到。再者战区导弹防御系统目前的拦截试验都是在特定条件下进行的,离实战还有较大距离,虽然爱国者PAC-3在 2003年伊拉克战争中拦截了多枚战术导弹,但那只是弹头和弹体不分离的早期型号,对射程远、速度大、末端弹头-体分离且伴随干扰和机动的新型战术弹道导弹,TMD要形成战斗力尚需时日。此外,台湾海峡特殊的地理环境和气象条件也会影响反导系统的发挥。而且前面提过,天弓II型系统的雷达和导弹制导方式都比美俄同型导弹更适合反导,其母型美国海军的宙斯盾雷达也多次展现了反导潜力。且S波段的探测距离远比C波段的爱国者MPQ-53雷达来得远,可以更早探测到弹道导弹,也就能延长导弹拦截的距离。但3型中唯独天弓导弹不具备反弹道导弹能力,这里面不免发人深思。其实反导的关键在软件上,可美国却偏偏不提供这些软件和算法。只要台湾能够得到有关的软件,知道如何增强导弹预测交汇点的能力以确保斜前方交汇,天弓的反导能力就能得到相当提升。否则,必须从多次的试验中积累经验,自行推算出一整套的方法,这样费时费力还费钱。难怪美国要拉台湾加入TMD为它分担一些研制、试验费用,但最后却只答应把成品(爱国者 PAC-3)卖给台湾,传家之宝,何以示人?所以,台湾要想建立自己不受制约的反导体系,困难重重。

  ◎ 军事实力竞争是综合实力竞赛

  台湾本岛的几座天弓导弹阵地,掩护了大部份西部人口密集地区。台湾军方认为:天弓导弹可保持24小时战备,可同时迎战上百个目标,如解放军空军想在地面摧毁台湾机群,则势必被大量的天弓导弹消耗飞机和飞行员,台湾空军则凭借天弓导弹保存实力并获得时间遂行“战略持久”的疏散行动或“战术速决”的集结兵力,以待机反击。一言以概之,天弓导弹是“台独”分子们自保的重要法宝。但请不要忘记,防御一方始终处于被动地位,进攻方完全可以用多种方式对其进行欺骗,然后在意向不到的时间、方向上发起攻击。伊拉克的核反应堆防备可谓严密吧,照样也被以色列空军摧毁。或者在必要的时候,对这几个威胁我作战顺利展开的天龙阵地用上一些比反辐射导弹、炸弹威力更大的武器,天弓导弹纵有再大的本事,也只能化为一堆废墟。

  军事实力的竞争是综合实力的竞赛,近年来,祖国大陆国民经济实力不断增加,人均生产力持续提高,国际政治实力和军事实力持续增强,台湾纵以重金取得一些先进武器,但和大陆飞速发展的实力相比,它的军事、工业实力只有愈来愈居下风。美国兰德公司的报告《恐怖的海峡》中也承认,到2005年,大陆和台湾双方军事实力将持平,而到 2010年,大陆将全面超过台湾!连他们的美国主子都这么认为,那么台湾陈水扁当局梦想以武力拒统,和大陆进行硬碰硬的武力竞争,这岂非痴人说梦?

天弓导弹发展大事记

  天弓导弹的发展由台湾“中山科学研究院”负责策划实施,最早可以上溯到20世纪70年代初,在进行多项试验性的研究后,于1982年正式开始。

  1982年3月“中山科学研究院”第二研究所正式启动“天弓”计划。

  1984年4月天弓I型红外导引型开始研制。

  1985年3月22日天弓I型导弹飞行实验弹(无战斗部和导引头)试射成功。

  1985年7月19日天弓I型导弹测试弹(无战斗部)命中靶机。

  1986年3月26日天弓I型导弹全功能战备弹(具备完全作战能力)试射成功。同年9月,《远见》杂志实地采访“中科院”,并公布了一张加装火箭推进器的早期型天弓II导弹的飞行照片。

  1986年4月17日采用红外导引头的天弓I导弹成功拦截超音速飞行的霍克导弹。

  1986年7月18日中山科学院证实天弓I型导弹的电子组件精密程度远远落后于爱国者导弹。

  1986年10月9日在台北松山机场外贸展览馆首次举办的“国防科技与兵工生产展”会场上,“中科院”展出了天弓I型导弹的四联装发射车、操控台、导弹的部分实体和连续波照射雷达。

  1987年10月11日台湾当局领导人蒋经国视察湖口“侨泰”演习,天弓导弹的相控阵雷达车首度出现。

  1988年8月17日台湾“国防部”宣布长白多功能相控阵雷达研制成功。

  198——9年9月29日“中科院”将天弓导弹系统移交给陆军,成立实验连,天弓导弹系统全部诸元首次公开。

  1991年11月19日部署天弓导弹的天龙阵地首次在“第一届台北国际航太科技展”上公开。

  1992年1月14日美国媒体透露,美国同意向台湾出售爱国者导弹零组件。

  1992年10月28日台湾“国防部”宣布天弓天弓I/II型导弹系统开始生产。

  1993年上半年天弓导弹完成作战测试,发射7枚,命中5枚。

  1993年9月30日第一个天弓导弹连在台北县三艺区部署成军。

  1994年底第二套在高雄县大冈山担负战备。

  1996年第三套在高雄县林园担负战备。

  2000年3月天弓II型导弹进驻东引东小岛,与先前在此的天弓I型形成混合配属。
动机

  天弓自制与美国对台推销TMD背后的故事

  电子工业是当今军工产业的重要支柱。在美国政府长期投资扶持下,美国的电子工业一贯走在世界前列,在6、70年代研制多型相控阵雷达的需求牵引下,美国的固态微波技术和微电子技术又成为了全球翘楚,而且独执西方世界电子工业标准制订权力的牛耳。欲进入微电子和固态技术领域的国家,无不需要通过美国的层层刁难。所以我国的台湾地区以及美国在亚洲的传统盟友日本、韩国才会不惜经济上“大出血”、政治上冒大不韪试探加入TMD,除开政治原因,从技术上说,就是为了分享在军、民用电子产业中均占有重要地位的固态微波、超大规模集成电路技术。进而发展自己的高端电子产业。

  由于固态微波等高精尖技术的敏感性,美国对此一直采取技术封锁,台湾无法通过正常的贸易渠道获得该技术的核心部分,唯有通过与美联合构筑TMD系统,加入美国人的“反导俱乐部”,既从政治上、军事上捞取挟洋自重的资料,也能在技术上、经济上通过引进、许可证生产,再加上私下聘请前研究人员等明的暗的手段,逐步搞到固态微波、高速处理芯片等技术,提升自己的雷达研制水平。台湾的最终目标是能自行制造先进相控阵雷达系统的核心元器件,进而掌握这种可以反馈为民用,并可以左右未来民用微波、通信、电子工业的技术。最终,以此提高自身民用产品的竞争力,使军工产业的“死投入”在国民经济领域变成“活水”,为提高台湾在此领域的国际竞争力、替“台独”当局聚资敛财出力。这样的打算可谓一本万利,就是不知道美国是否会傻到白将自己花了上百亿美元得到的成果轻松送人这种程度了。美国为什么放手让台湾搞天弓,难道光卖爱国者不行吗,美国是怎样通过对台湾的导弹技术援助达到控制、左右台湾高科技产业乃至政治、军事、经济走向的?我们不妨从台湾自己研制天弓各型导弹过程来分析站在“中科院”背后的美国人的真实用意。实际上,雷锡恩公司的科研人员广泛参与了天弓I/II型的研制,现在的天弓 III型也有美国人的“指点”和“咨询”。从天弓系统的研制、对台军售爱国者PAC-2系列导弹到鼓噪台湾加入TMD系统这系列过程中美国的种种举措,我们可以分析出他们打的算盘:

  首先,通过拉台湾入伙,可以转嫁风险。在政治上,台湾加入TMD系统是美国加快对台武装的一大步。在军事上,台湾防空反导能力确实可以加强,增强其 “武装拒统”的底气。而在经济上,则可以让台湾当回冤大头,替美国负担一部分高昂的科研费用、分担风险,一举多得。有消息称,爱国者PAC-3的主动导引头的研制工作可能由台湾分担了部分研制费用,并可部分分享其技术成果。这种做法真是一石数鸟:大幅度提高台湾防空能力又不落公开武装台湾的口实;既减轻了研制费用的压力,也可以把研制风险转嫁给台湾;还能把台湾绑在自己身边,让台湾欲罢不得,前期已经投入不斐资金,相当于在美国政府那里交了不予退还的“押金”,只有乞求美国出售爱国者PAC-3;对台湾的尖端武器研制水平也是种控制手段,一旦台湾自行研制的天弓-III取得突破进展,便可以抛出一些爱国者 PAC-3的技术,或者直接出售装备,打压台湾本土科技研发力量,并通过军售从政治上对台湾进行控制,捞取经济、政治双重利益,将台湾玩弄于股掌之间。

  要了解台湾以天弓为代表的导弹工业的尴尬处境,2002年中生产天弓II型导弹的工人们因为美方“关键部件停产”而不得不也跟着放假一事就是最好的例子,为什么美国雷锡恩公司感冒,台湾“自行研制”的天弓会跟着发烧呢?因为台湾实际上只是自己设计了天弓,但不能完全靠自己造出来,所以只好“来料加工”。说到底,这一切还都是美国人的商业头脑在起作用。山姆大叔表面上大大咧咧,不甚计较,其实暗地里非常精明。这缺的“关键部件”就是固态微波器件,至于“美国停产”一说更是台湾当局的挡箭牌,挡挡公众舆论的诟病而已。其实背后掩盖的是美国乘台湾之危的恶行:先形成垄断,再产生依赖,最后抬高价格——用 “元件老旧,我已停产,现转产新型器件”之说来欺负台湾。你还要买吗?要买就得为“维持生产线”出一笔银子,否则我们就不专门为你生产这种器件了。想要 “有效吓阻”、武力拒统的“台独”当局能怎么办?只有一条:继续掏冤枉钱。

  回顾台湾天弓导弹的研制,可以看到,当初美国“慷慨”给台湾一点点诱人的技术,让他们自己设计出天弓来,并“自行制造”,似乎皆大欢喜。但利润最高、技术含量最高的铁氧体移相器、固态微波器件、发射机行波管等关键部件却仍在美国完成,缺了这些技术台湾也不可能自己造出什么好东西来。最后,等看台湾的天弓已经形成规模,就算要刹车停产也欲罢不能了(牵涉到现有装备的零备件保障、换装其他系统的沉没成本等诸多问题),美国再告诉台湾“以前给你的东西落后了,我们的爱国者PAC-3上已经换新的了,你也换吧?”,将台湾死死套牢。就美国挖空心思对台湾进行军工、军事体系的控制这一点上,用“狼子野心何其毒也” 形容不过分吧?(文/王小源) □ 本刊特约撰述 韩东红 张泽传 廖新华

  破解长白雷达参数

  通过一些零散的资料分析一种新型兵器的基本参数和技战术性能,是许多军事爱好者常爱做的事,同时也是各国情报机关和军工部门不可或缺的任务。对于在现代战争中起到越来越大作用的雷达来说,要对其进行分析则更为复杂。由于电磁保密的重要性,各国对雷达参数都十分保密。在采用电子侦察获取敌方雷达数据之前,对新出现的雷达性能分析,最主要的就是靠由各种渠道获得的照片,根据经验进行类推。下面我们以本文介绍的天弓系统的长白雷达为例,说明如何由外观和经验入手分析雷达波长。

  雷达的性能与波长、工作频率、工作体制、导弹的制导方式乃至整个系统的体制等息息相关。从波长、频率上看,作为防空导弹的相控阵雷达,需要同时具备搜索目标、跟踪目标和照射目标的多重功能,其工作频段是一个很窄的范围,因为首先要考虑跟踪精度问题,又要兼顾搜索目标的快速性,还要考虑信号衰减、地 (海)面境面反射等诸多问题,因此在这种种限制下,世界上绝大部分照射/制导雷达的工作频段都落在了从1厘米到5厘米这个狭小的范围内。波长越短,测量精度可以越高,但是相应的受地形起伏、噪声杂波等自然界影响越大。所以,在精度和抗干扰以及整个系统综合性能之间选择一个平衡点,取适当的波长是每个雷达总体设计师的要则。美国宙斯盾系统选择10厘米波段为工作频率,就是因为作为舰载雷达,首先要考虑消除对反低空目标影响较大的海面镜面反射杂波,然后再解决测量精度的问题。而天弓系统的总体框架和设计思路取自宙斯盾,那么对长白雷达的分析自然就可以比照宙斯盾了——采用10厘米波段的可能性也比较大,然后再以此为基础进行分析,这也算是个经验公式。

  如果从雷达工作体制和导弹的制导体制上看,实际上宙斯盾- 标准和爱国者两种防空导弹系统的设计原理是完全不同的,因此在分析天弓时,也应该注意个中差别。宙斯盾的相控阵雷达首先是一部目标搜索雷达,因此选用了 10厘米波段,在制导精度上打了折扣。因此其制导体制是由相控阵雷达负责搜索发现目标,截获、引导导弹进入末端制导后交班给专门的照射雷达,然后半主动的标准导弹在照射雷达控制下进行攻击,此时相控阵雷达不再管导弹。而爱国者的相控阵雷达则首先是一部制导雷达,优先考虑制导精度,故其波长选用5厘米波段,可全程引导导弹进行TVM制导。而天弓I型的制导体制和宙斯盾完全一样,在相控阵雷达之外又配属了照射雷达。天弓II由于导弹的进步,采用了主动导引头,因此取消了照射雷达。也就是说,对于末端精度问题可以忽略不计。这样的话,对于长白雷达采用10厘米波段推测的可能性进一步增加。当大体的范围决定了之后,我们就可以用专业知识来精确推算长白雷达的波长等性能了。

  无论雷达采用什么体制,是相控阵的也好,是普通天线的也好,有一点是一样的:对目标跟踪时对角度分辨率的要求远高于搜索状态。而大部分雷达的工作波长是单一的,在设计之初便已固定无法更改,无论设计师在后期采用什么办法提高雷达性能,都无法脱离这个基础。因此,按照雷达方程,在波长不变的情况下,只有增大雷达有效孔径、缩小雷达波束宽度才能提高角度分辨率。

  在跟踪截获目标时,雷达对方位和高低角精度的要求是一致的,早期跟踪、照射雷达天线都是圆形或近似圆形的。由于相控阵雷达的波束是靠众多的移项器所迭加而成的,因此在水平和高低上都必须有足够数量的阵元才能形成波束、满足跟踪精度。通过分析照片上的天线阵概略尺寸,就可以推出单个移相器的尺寸,进而得出天线阵面内移相器的总数。然后即可估计出雷达的工作频率(由于涉及到许多专业知识和数学计算,在此不作详细推算)。当年美国的爱国者和苏联的S-300 系列分别问世后,双方的情报部门都是根据媒体公开或私下流传出的照片,用这种方法分析出最初的有关S-300和爱国者的频率的。长白雷达的也如是。

  在推测出波长之后,还有诸如工作体制、制导体制等进一步的详细性能,这些参数的分析则需要更专业的知识,在此不再详述。

  导弹术语解释

  杀伤区 防空导弹战斗部能够杀伤目标的有效威力区,按测试方式可分在地面静止时测得的静态杀伤区和在飞行中实测的动态杀伤区。一般现代采用非触发引信的防空导弹的动态杀伤区为围绕弹体中轴旋转的一个圆锥或圆柱面。而静态杀伤区为一个球体或半球体。

  倒置接收机正置接收机和倒置接收机的说法是按照雷达接收机对目标信号处理时对频段选择方式的一种分类方式,前者在处理目标回波信号时,最前面级接收的频带宽,越往后面级处理时频带越窄。而倒置接收机则在接收、选取信号的最前面级上固定一个很窄的频段宽度,只有满足这一范围的信号才能够进入接收机,这样有利于选取特定的信号,减少干扰。现代导弹的雷达导引头多半采用倒置接收机,如AIM-7、AIM-120、R-77等都是采用的倒置接收机。

  脱靶量 导弹需要抵近目标的最近距离。这个值一般由导弹战斗部的杀伤半径决定。

  指令制导 依靠地面雷达求测目标诸元后形成控制指令传输给空中导弹,控制其飞行状态的制导方式。

  瞄准式干扰 干扰机在获取了雷达工作频率的比较精确的范围之后,进行的集中能量于其工作频段内的干扰方式。

  烧穿距离 由于雷达回波信号功率大于干扰信号功率而致使干扰机发射的干扰失效的最大距离。

  过载 雷达接收机接收到的信号量超过了其可以处理的流量达到饱和,而无法正常工作,也称“烧穿”。
天龙阵地

  由于台湾地区纵深狭小,长白雷达又越野能力低下,支援系统复杂,动起身来惊动不小,难以进行机动部署,只好采取固定阵地部署,台军称为“天龙阵地”,天弓导弹也因此成为世界上唯一采用发射井发射的防空导弹。根据1994年“第一届台北国际航太科技展”现场展示的模型,天龙阵地采取地下式部署方式,采用垂直发射箱型系统,将天弓I/II型导弹混合部署在内,数个这样的垂直箱型发射系统,就可容纳一个导弹连全部导弹。台军已至少部署一个下辖6个导弹连的天弓导弹营,即6个天龙阵地。其中有一个天龙阵地设在金门外岛东引岛,以增加“防空纵深”。另在东部佳山基地也可能有一个天龙阵地以防备来自太平洋上的进攻。

  天弓I/II部署情况

  导弹型号天弓I天弓II

  阵地位置高雄县大冈山/

  高雄县林园/

  马公/

  台北县三艺区/

  /台中

  东引东小岛东引东小岛
  对抗天弓导弹制导系统的可能措施

  天弓地空导弹武器系统采用相控阵制导雷达,提高了整个武器系统的抗干扰能力,对其采用一般的干扰手段效果较差,但也并非无懈可击,办法是有的。对于连续波半主动制导的天弓Ⅰ导弹,可首先采用间断开关的速度偷引干扰其导引头,然后乘机直取其照射雷达,以多模导引头的反辐射导弹配合其他制导方式的空地导弹突击,再以无人驾驶反辐射飞机摧毁相控阵制导雷达,可有效对付天弓I型系统。

  而对主动导引的天弓II型导引头可先用多架飞机挂载间断开关瞄准式(或回答式)噪声干扰方法,形成多辐射源复合干扰,压制其相控阵雷达。再配合前向投射的箔条,在导弹与目标间形成箔条云,干扰导弹的导引头和引信。随后进行反辐射攻击。台湾军方对天弓II型导弹的宣传都强调其大射程,但实际上考虑到地球曲度影响,防空导弹射程超过100公里以上便难以打击低空战机。因此攻击机可采用“视距外攻击战术”,在距离天弓阵地数十公里外跃升到地平线以上,锁定位置后发射远程空对地导弹,再躲回地平线以下,即便长白雷达低空侦测能力再好,也只能拦截空对地导弹。就算发现稍纵即逝的战机,发射了导弹之后,当天弓II 型导弹能飞到战机位置,也早已失去目标踪迹——天弓II 型主动导引头只有20公里的探测距离,等它飞到目标先前出现区域时,对手早已脱离了。

  此外,从系统对抗的角度看,天弓系统在作战时一般先靠强网系统为其指示目标,确定目标诸元后再开机捕捉,因此也可采用干扰强网雷达和预警机的办法,使其反应时间变长,或迫使长白雷达提前开机,暴露自己,便于反辐射攻击。

天弓I/II部署情况
导弹型号 天弓I 天弓II
阵地位置 高雄县大冈山 /
高雄县林园 /
马公 /
台北县三艺区 /
/ 台中
东引东小岛 东引岛东小岛
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 楼主| 发表于 2005-5-24 14:25 | 显示全部楼层
霍克(HAWK)为全天候、超音速、中、低空地对空导弹武器系统。可以拦截飞机、飞航导弹和战术地对地导弹。主要用于要地防空,也可用于野战防空,是美国雷达、导弹业巨擘雷锡恩公司的杰作。霍克防空导弹的研制可以追溯到20世纪50年代初。当时,苏联战术飞机飞速发展,以仿制美国B-29而成的Tu-4轰炸机为首的各型战略轰炸机在土希诺航空节上频频亮相,并完成了多次环绕苏联本土的不间断飞行,随后又把航迹延伸到北极上空,苏联仿自德国V-2导弹的多型弹道导弹(下称TBM)也通过了国家试验。尤其苏联新的军事思想提出“向敌人发起大规模先发制人的进攻是自卫的最好方法”,苏陆军集团军、军、师各级则苦练空地协同,在苏联红军的多次演习中都可以看到前线强击航空兵的伊尔- 10、在伴随JS-3、T-34、SU-152前进的观察员指导下投弹扫射的场景。头顶更有苏联红军歼击航空兵的米格-15、雅克-9上下翻飞。刚刚成立的北约集团对此十分忌惮,以往靠高炮支撑的防空体系感到前所未有的压力。而即使在美国陆军中也只有刚刚问世的“奈基-1”一种导弹苦称局面,而且这种导弹是用来打击中、高空轰炸机的,受到性能限制,其最低射高也在1000米以上,根本无法对抗苏联未来可能出现的以装备了核战斗部的战术弹道导弹为先导的大规模导弹、飞机多层次一体化打击。北约迫切需要研制一种能在低空发挥作用,并可截击战斗机、强击机的新型防空导弹。

  在1950年时,防空导弹在美军中还属于新生事物,它的上级管理单位是陆军野战防空炮兵司令部,由于美军的高炮大多采用自行底盘,因此官僚们认为新的防空导弹也必须具有相当的战略、战术双重机动性,达到具备伴随装甲部队行进速度的要求,以便适应战线飞速变化,及时为快速推进的装甲部队撑开防空伞。于是美国陆军野战炮兵司令部受美国国防部委托在1951年提出了研制一种机动性能好、在中、低空作战的防空导弹,用于为“奈基-1”填补低空盲区,代号为 Homing All-the-Way Killer,意思是“全程导向杀手”,缩写为“HAWK”,因此,按照我国科技术语翻译规定,将其缩写直接意译为“鹰式导弹”的译法是错误的,而应该将其音译为霍克,这就是为什么专业书刊上对此系统的称谓都是霍克的原因,类似的情况还有海尔法导弹和陶式导弹。

  根据美国陆军野战防空炮兵司令部制定的研制计划。这种新导弹系统的主承包商为雷锡恩公司。1954年7月正式开始研制,诺斯洛普公司则负责研制发射架、装弹车、雷达和火控系统。1955年底,霍克导弹的试验全尺寸样弹完成飞行试验,1956年6月,首枚全系统战斗弹试射成功,1957年8月,基本型霍克导弹(MIM- 23A)研制完成,1958年初,基本定型投产,并于1960年初开始装备部队。

  为了使霍克能够适应并跟上战场态势的变化,美国紧接着于1964年提出了对霍克的改进计划。改进型代号为MIM-23B。改进型的研制进度很快, 1965年,首枚试验样弹飞行成功,随后于1966年完成了全系统测试,1968年5月,改进型定型,首批系统于1969年6月投产,1972年11月装备部队。1973年又开始了共分3个阶段的进一步研究改进。霍克导弹除了装备美国陆军和海军陆战队之外,世界上约有20多个国家和地区装备。北约的一些成员国和日本还取得了许可证,自己可以生产霍克导弹改进型。

  基本型的研制、试验共用经费为1.46亿美元,总采购费约 8.23亿美元,共生产基本型导弹 13,067枚(其中包含研制试验用的 291枚),每枚导弹平均价格约4.1万美元(1965年美元值)。截止到 1993年共生产改进型24,739枚(不包括研制试验用),单价为 27.8万美元(1993年美元值)。相比爱国者导弹75万美元的单价(1993年美元值)来说相当便宜。这也是它经久不衰,将同时期、同性能的苏联SA -2导弹比下去,成为世界上使用最为广泛、生命力非常强的导弹系统之一的重要原因。

  ◆ 导弹

  霍克系统的主要任务是对划定的空域提供有力的防御。由于霍克导弹的射程较远,航路捷径大,所以它适用于大面积的防御。而且霍克导弹有专门的抗干扰系统,能够在杂波、消极和欺骗式的电子干扰情况下进行作战。而三联装的导弹能够迅速地发射,构成密集火力,以补足精度的不足,再加上导弹的大威力战斗部保证了它大的杀伤概率。

  霍克导弹的布局与结构属于典型的第二代防空导弹布局,其基本型与改进型导弹的外形相同,都是采用无尾式气动布局。头部呈锥形,用玻璃钢纤维材料制成。弹翼为梯形,位于弹体中部稍后,按“×”配置,前缘后掠角 76度,后缘与弹体垂直。一对弹翼的总面积约为 1.86平方米(包括弹体部分)。4片矩形舵接在弹翼后缘,除进行稳定和控制俯仰与偏航外,还控制导弹的滚动稳定。舵面用铝合金制成,一对舵的面积约为 0.2平方米。弹体由5个舱段组成。导引头舱天线罩内装有抛物面天线;电子仪器舱装雷达接收机。无线电引信、自动驾驶仪、解锁装置及电源等;战斗部舱;动力装置舱装固体发动机,其上有4片弹翼;最后舱为舵面伺服机构和电源/液压传动装置。

  基本型的动力装置早期采用串联装药内孔燃烧的M22E7型双推力火箭发动机,但是这种发动机推力不稳定,经常发生发射后推力突然减小甚至失效的情况,在靶试时出现过多起导弹在飞行中突然从半空中坠落的尴尬场面。为了解决这种不利局面,雷锡恩从1956年开始进行技术攻关,终于研制出固体燃料改为同心装药的M22E8型双推力火箭发动机,并于 1959年底开始装备。M22E8发动机的固体燃料燃烧时间为25~32秒。为了达到起飞时产生峰值推力大、暴发性强,正常飞行时稳定、持久的双推力, M22E8发动机采用了两种固体燃料,它们先后燃烧并产生两种不同的推力,分别起助推和主航作用。起飞推进剂为ANP-2830HO型。M22E8发动机中间联结第一级燃料和第二级燃料的点火系统为电起爆装置,当第一级助推燃料棒燃烧完毕后,自动传递、控制巡航燃料棒开始工作。为了保险起见,防止第一级燃料工作时第二级燃料误工作,起爆装置采用了双重保险的机械式安全与解除保险装置,只有在第一级彻底燃烧完毕后延时一段很短时间后,才点燃第二级。在改进型霍克上,动力系统换成M112型双推力固体火箭发动机,体积减小而推力有所增加,巡航级工作时间也加长,射程也从基本型的32公里增加到40公里。

  霍克导弹的雷达导引头工作方式为半主动连续波体制。即靠地面照射雷达发送连续波信号照射目标,导引头接收反射回波,然后经自动驾驶仪处理后产生控制霍克导弹飞行的信号。工作时,它接收来自半主动寻的雷达导引头的目标-导弹间的误差信号,经变换放大后产生操纵液压舵机的信号,控制舵面偏转,使导弹按一定轨道稳定飞行。

  导引头的接收天线安装在导弹头部液压驱动的万向平台上,用小型陀螺作为惯性空间基准。基本型霍克的导引头天线为抛物面反射器,但天线的灵敏度不够,当导弹攻击俯冲目标时,常因为地面杂波等原因丢失目标。为了提高跟踪稳定性和抗干扰能力,改进型霍克采用了低旁瓣、高增益的平面裂缝天线。此外,为了对付高速、低空、小反射截面的目标,改进型霍克还采用了于1960年代末期发展起来的倒置接收机,以提高抗干扰能力和对多普勒频率的分辨能力。

  基本型采用装普通烈性炸药的XMS型破片杀伤式战斗部,质量约50公斤,其中装H-6炸药约33公斤。改进型采用连续杆式杀伤战斗部,质量约75公斤。这种战斗部的特点是采用首尾连续的小钢柱杀伤体。当爆炸后可形成一个不断扩大的圆环,好似一个不断扩大的电锯锯面飞散,以获得较高的杀伤概率。

  由于研制时正值美国“大规模核报复”理论走红的时期,美国热衷把核战斗部搬上所有武器载体去,霍克导弹战斗部也可采用核战斗部(MK-101),该战斗部当量为5000吨-15000吨,杀伤半径达2000米。为了防止装备了核战斗部的导弹在储运、装填时发生灾难性后果的误爆炸,雷锡恩公司专门为其设计了严密的保险装置,该装置分为三级:第一级为机械保险,在导弹达到一定速度时解除,二级电气保险,根据弹上半主动寻的雷达信号解除,第三级为引信保险,当引信捕捉到目标后解除。这样的安全防范确保了核战斗部的安全,要知道,在冷战高峰时期,在西欧战场,美军野战防空炮兵的数十个导弹群上千枚导弹每天都得变换2次阵地,在一个地方停留最多不超过14小时,以防止被苏联侦察到。如果没有可靠的保险装置,岂非反倒成为威胁自己的上千个核火药桶?

  ◆ 探测、发射与指控

  霍克防空导弹系统采用比例导引的连续波全程半主动寻的制导。对目标的探测由一部脉冲搜索雷达和一部连续波搜索雷达经连指挥站或排指挥站协调来完成。捕获目标后,大功率照射雷达发出目标指示信号,对选定的目标进行搜索、跟踪和照射,弹上连续波寻的雷达接收地面照射雷达经目标反射的信号,测出导弹与目标间的视角变化率,并根据目标反射信号的多普勒频率,得出导弹与目标间的相对速度,使两参数之积与导弹侧向加速度成比例,产生的信号输送至自动驾驶仪,通过自动驾驶仪来控制舵面偏转,将导弹引向目标。

  脉冲搜索雷达基本型号是AN/ MPQ35,改进型是AN/MPQ50,C波段工作,探测高空目标,能全景显示,作用距离 72~104公里。

  连续波搜索雷达基本型是AN/MPQ34,改进型是AN/MPQ55,工作于J波段,可以在严重的地物杂波干扰下探测低空飞机目标,向目标照射雷达和控制中心提供目标数据。

  大功率照射雷达基本型霍克采用的是AN/MPQ39,改进型霍克为AN/MPQ46,第二阶段改进时改为AN/MPQ57,为J波段连续波雷达,可在方位、俯仰和距离变化率上自动截获、跟踪和照射目标,同时向导弹提供基准信号。此雷达平均无故障时间(MTBF)为43小时,改进型为130~170小时,后又增至300~400h,甚至超过了采用相控阵、固态发射机等先进技术的爱国者的AN/MPQ-53雷达。

  霍克系统由导弹、 3联装发射架、1辆中空目标搜索雷达(脉冲体制)车、1辆低空目标搜索雷达(连续波体制)车、2辆大功率照射雷达车、1辆测距雷达车、1辆连控制中心车、 1辆信息协调中心车、1辆运输装填车(能够在几秒钟内装填3枚导弹)以及 HF60D 400HZ发电机组等组成。霍克系统的每个发射架可载3枚导弹,操作手在战斗准备状态才转动发射架。当照射雷达锁住目标后,就与照射雷达天线在方位和俯仰上随动瞄准目标,同时通过转塔控制组合使导弹处于待发状态。收到发射命令后,选定1枚待发导弹激活电源,启动快速陀螺,使导引头天线稳定地瞄准目标。

  霍克导弹通常以连为完整的作战独立单元进行火力配置,一个连有3套发射装置,配置在离战斗地区前沿15~20公里地带,约需一个100×200平方米的场地部署发射排的作战设备。3套发射装置呈底边稍长的等腰三角型配置,相距大约60m。在战斗区前方多采用自行式霍克,后方可采用牵引式。每个连的间隔距离不超过20公里。

  在作战时,当发现目标并区分敌友之后,指挥官根据显示选定要射击的目标。收到发射指令后,选定待发导弹并加电,导引头天线稳定地瞄准目标,按照射雷达给出的前置碰撞点发射导弹。在导弹飞行过程中照射雷达始终跟踪目标,导弹对照射雷达的直射信号和目标的反射信号进行比较,不断地修正航向,按比例导引规律飞向目标。当导弹接近目标时,近炸(或触发)引信引爆战斗部摧毁目标。当导弹命中目标后,进行射击效果判断,决定下一枚导弹的发射。

  霍克导弹系统的检测与维修按美国陆军的维护标准分为五级。一级维护为操作员预防性检查。二级维护进行定期检查,可更换失效的零组件。三级维护为连队直接维护,包括组合设备的测试及修理。四级维护是对几个导弹营的总维护,具有专门维修功能。五级维护主要由厂家或具有大修能力的军级修理所对雷达和支援设备进行检修,对导弹待发状态检查和进行场地维护。实际上,从操作中看分共为三级,前三级维护都可以在连队层次完成,而后面的两级则分别需要防空导弹群 (旅)、军(或集团军)进行。这种维护体制比较合理,能够分散、分担各级的压力,因此成为美军陆基防空导弹维护的样板,后来的爱国者在设计时也参照了霍克导弹的维护体制和标准。

  但霍克导弹仍是西方第一种能有效对付低空突防战机的中程防空导弹,使对方必须有反辐射导弹之类的高技术武器先行攻击才能有效压制。美国军方仍不断用现代电子技术加以改进:首先是以数字化微电子技术取代模拟式系统,在脉冲搜索雷达上加装数字化移动目标指示器、加装数字化传输键;其次在照射雷达上加装光学追踪系统,不但在日间可以提供操作员敌我识别之用,而且在对方进行电子干扰时,用不受干扰的光学系统保持目标追踪,指挥照射雷达维持照射,增加电子抗干扰的性能。

  美国陆军及海军陆战队的试验发现,在先进雷达的指引下,霍克导弹有能力击落弹道导弹,不过由于射高太低,其拦截目标只限于射程100公里的近程弹道导弹,而这么近程的导弹是打不到台湾本岛的,对台湾反导能力没有帮助。然而,这显示霍克导弹是有能力对付高超音速目标,台湾军方认为,大陆第三代战机携带反辐射导弹进攻时,霍克导弹应有能力将反辐射导弹及载机同时击落,霍克导弹由于射程高达20-40公里,大陆若以苏-30MKK战斗轰炸机携带Kh-31或激光制导炸弹等中近程空对地武器进攻的话,并无法逃避防空导弹的打击,加上前面提到的有限多目标攻击能力,在远程防空火力不及的地带,可用霍克导弹抵挡强度较低的进攻。

  前面提到过,长白雷达在侧方及后方只能依赖地形或掩体提供被动防御,而且当导弹打光后,正前方也暴露在对方火力面前,如果在附近重复部署霍克导弹,可以协助其抵挡企图攻击的远程战机,或是在天弓导弹失效时提供掩护,而且爱国者的火控雷达也能指挥霍克导弹,增加MPQ-53雷达所能掌握的火力。

  ◆ 发展与改进

  霍克导弹研制于1950年代初,由于当时电子技术还属于电子管时代,因此性能很不稳定。因此美国于1964年开始研制霍克导弹改进型。1969年小批量生产,1972年开始装备部队并陆续取代基本型。到70年代中期美国本土基本型全部退役。到目前共进行了5次重大改进,其改进情况如下。

  第一次改进在1960年代末,主要是将基本型发展为改进型,主要对导弹本身进行了4项大的改进:首先,受惠于美国空军对响尾蛇空空导弹进行固态化改进,雷锡恩公司将霍克导弹的电子管电路换成固态电路,减小了电子器件的体积重量,为增加弹上燃料、提高射程留出了空间,并换装了采用倒置接收机的导引头,以提高灵敏度。同时,换装了功率更大的发动机,扩大了作战空域。由于前述的缩减电器元件空间,因此霍克改进型采用了更重的战斗部。加上当时美国在核弹小型化方面也取得了进展,霍克改进型首次具备了装核战斗部的能力。

  第二次改进是在1970年代末,亦称霍克改型第一阶段改进。主要有3 项改进:换装新型连续被波搜索雷达( AN/MPQ48),提高雷达性能。而在AN/MPQ50型脉冲搜索雷达上采用了当时刚实用化的一些抗干扰措施,如增加数字式动目标显示设备,采用具有多个频率点交替工作的参差脉冲重复频率等,提高了雷达的抗干扰性能。而且,随着美军战场C3I网络的建立,改进型霍克也在武器系统内部各车辆之间实行了美国陆军战术数据网络通信。

  第三次改进是在1980年代中期,亦称霍克改型第二阶段改进。这次主要包括2项内容:首先是改进大功率照射雷达,简化了检修故障程序,平均无故障时间增加到300~400小时。其次为了增加在强电子干扰条件下对抗能力,增添了光学跟踪系统,进一步提高了武器系统的抗干扰能力和作战效能。
第四次改进在1980年代末期,亦称霍克改型第三阶段改进。这次改进此阶段改进项目比较多,最主要的是采用了新技术来解决迎战多目标问题。首先是改进连续波搜索雷达,改变雷达的发射波形,使一次扫描就能测出目标距离、距离变化率和方位角,缩短了对低空近距尤其是机动目标的预报
时间,加装傅立叶快速变换的数字式信号处理器,用以将目标多普勒效应进行数字化处理,再提供给微型计算机,这样可完成原来由自动数据处理器和信息协调中心所进行的多目标处理,为取消信息协调中心提供了技术基础。此外,在大功率照射雷达上增加了“低空同时攻击目标”(LASHE)作战方式,使武器系统具备低空拦截多目标的能力,增加了火力。目标一旦出现,即可自动或手控转入“低空同时攻击目标”作战状态,能分辨波束内的多个目标,并选择威胁最大的目标予以攻击。三阶段改进型的照射雷达可直接发射广角扇形波束,涵盖低高度大范围空域,可一次发射3枚导弹,分别自行导向目标。对付低空入侵机群时,可以一次攻击敌多机编队,以免敌机企图用先导机作为吸引火力的“飞靶”,掩护其他战机突防。一个拥有两个照射雷达的霍克导弹连可同时攻击6个目标,在理想情况下可攻击 12-18架。

  此外,为了提高导弹连的机动性,第三阶段改进中减少了地面设备和车辆,以连指挥站代替连控制中心,取消了测距雷达和信息协调中心,使车辆总数减少到14辆。同时改变了连编制,霍克火力单元采用三种编制,即突击排,加强突击排和导弹连。

  第五次改进在1990年代初期,为保证霍克系统在1990年代的有效性,美国又制订了一个改进计划,重点是进一步提高武器系统的机动性和自动化程度。内容有:

  采用可一车三用的新型装填运输车,同时兼作运输、牵引和装填导弹,车上还可运载一组(三联装)备份导弹。同时也改进了发射架,使发射架不用卸下导弹就能够带着导弹行军,减少了以往从战斗转入行军状态时的烦琐操作。另外将架上的所有电子管电路换成一台数字式微型处理机,缩短作战部署时间和改善导弹发射计算能力。同时也大大减轻了维护压力。

  为了更好的保证武器系统在全天候和昼夜间自动精确地定位。雷锡恩公司在雷达车和发射架上安装了由指北陀螺仪和数字计算机组成的定位仪,使阵地勘测定位自动化,缩短了强占阵地后转入战斗的准备时间。

  在雷达方面,新霍克系统采用了频率捷变连续波搜索雷达,这是一种多功能三坐标连续波搜索雷达,方位为360度机械扫描,俯仰为90度电子扫描,能覆盖霍克导弹全部作战空域,具有边搜索边跟踪的能力,由于该雷达旁瓣低、截获概率低,还能用来对付反辐射导弹。

  随着美军C3I系统的不断完善,霍克系统与爱国者导弹系统实现了联网,改变软件,使两系统之间可以进行数据交换,可由爱国者导弹的信息协调中心控制霍克导弹进行射击,使之具有低空反战术弹道导弹的能力。按照美国的计划,本来还将霍克地对空导弹武器系统改成完全自行式的,预计在发射车上设置10个发射筒,装10枚导弹。但后因经费限制而落空。

  经多年改进,霍克系统的抗干扰能力已有很大提高,作战能力也有很大的提高,已成为90年代有效的中程、中低空防空武器。预计2010年以后霍克导弹仍是有效的武器系统。预计2010年以后霍克导弹仍是有效的武器系统。

  ◆ 台湾陆军的霍克导弹

  台湾国民党当局早在50年代中期,就在美国的大力支持和帮助下,开始筹划地面防空力量的建设。90年代初,台湾当局为了适应台海形势和国际形势的发展变化,将战略思想调整为“防卫固守,有效吓阻”,并采取一系列措施,加强了对空防御体系建设。2000年5月,带有严重“台独”倾向的陈水扁上台后,大力推行所谓“决战境外”的军事战略后,台军加紧发展地空导弹系统。

  台军将整体防空部署分为战术型和战略型两大部分。战术型是指 7600米以下的中低空防御,主要对付来袭战机;战略型指7600米以上的中高空防御,主要对付来袭弹道导弹,在这个空层又分高空和低空两部分,高空层系指在大气层外拦截并直接命中摧毁来袭导弹,目前台军并不具备相关技术,还只是在“评估”之中。在台湾陆军的防空导弹中,“爱国者”反导弹系统为高空防御,天弓反飞机导弹为中高空防御,霍克导弹则为中低空防御。

  从纳粹德国进攻苏联的“巴巴罗萨”行动、日本偷袭美国珍珠港作战到以色列的第三次中东战争,都说明先发制人攻击地面战机可对一支强大空军战斗力构成毁灭性的破坏。尽管台湾装备了远程的天弓导弹,但它数量太少,只要长白雷达一被摧毁,相距甚远的其他固定天弓导弹阵地便无法弥补这个缺口,后续战斗机、攻击机就可以沿着这个漏洞源源不断的进入。所以台湾必须部署有一批价格低廉、数量众多,但射程及火力却没有天弓防空导弹那么远的中近程防空系统。在完整的防空火力网中,它们可以增强局部防空火力,弥补远程防空网的漏洞;在防空网受损时,它们可以挑起重任,防御关键地点,迟滞攻势,以掩护防空网的恢复。台湾的霍克导弹就是担负这样的任务。

  台湾现有的12个防空导弹营中有4个营(共13个连)装备霍克导弹,每个连分成2个排,而台湾陆军防空导弹部队中以排为最低独立作战单位,因此台湾陆军共有26个作战单元、 100套以上发射架。它们可保护次重要的军事目标或伴随远程防空导弹部署。虽然与爱国者导弹和天弓导弹相比,霍克导弹显得技术陈旧,导弹射程较近,火控雷达也缺乏多目标能力,但霍克式导弹能以成熟的系统不断改进,降低采购价格,增加部署数量,由于数量众多,形成庞大的防空预备队可在第一线防空单位失效时提供支援。因此,在台湾陆军中仍旧没有替换庞大的霍克导弹群的计划,相反还多次向美国乞购备件,并于2000年7月获得了美国提供的价值1.06亿美元的 162枚霍克改进型防空导弹及零部件。

  相对于固定配属的天弓系统,霍克导弹的生存优势在于易于机动。防空导弹阵地为了扩大雷达视野和导弹射界,倾向于往地势较高的位置部署,部署阵地的海拔提高100米,视线就延伸35公里,提高200米,视线就延伸50公里。然而台湾的近海丘陵地形支离破碎,不适合爱国者或天弓导弹那样7-8吨重的发射架、20余吨的制导雷达等大型车辆进行机动,而霍克导弹的三联装发射架的重量不过3-4吨,不易受山区恶劣路况的限制,1999年曾有消息指出,台湾中山科学院将天弓导弹安装到霍克导弹的机动发射架上,利用较轻便的霍克导弹发射架进行部署,而霍克导弹阵地则利用天弓导弹的射程来提高阵地的远射程火力,可以变换阵地以躲避敌机轰炸。能在第一波攻击后,机动疏散以保存战力或集结以弥补防空漏洞。然而,霍克式导弹虽有能力击落超音速目标,但前提仍是要有能及早发现并跟踪上目标的雷达,在美国陆军中以MPQ-64轻型相控阵雷达搭配21世纪的霍克导弹系统,但由于重量轻,其探测距离并不远。台湾军方也计划购买这种相控阵雷达以提升霍克导弹的性能。

  ◆ 结语

  虽然台湾当局疯狂的研制、购买、升级导弹武器。无论怎样推行它的军事战略和发展导弹武器,都阻挡不了祖国的统一。最近,台湾当局陈水扁又闹出了“和平公投”的闹剧,为众人耻笑。这些严重的分裂行为,与早已声名狼籍的李登辉的“两国论”一脉相承,有过之而无不及。陈水扁这种分裂祖国统一的言行,必将受到中国人民的审判。祖国的统一是大势所趋,人心所向,是历史的必然。任何导弹也挡不住中国统一的大业!

  霍克导弹主要技术指标(A/B)

  对付目标:<2马赫的中低空飞机,改进型还可对付巡航导弹、地对地导弹和反辐射导弹。

  作战距离:高空目标最大32-40公里,最小2-1.5公里;低空目标最大16-20公里,最小3.5-2.5公里

  作战高度:最大13.7-17.7公里,最小 60米

  杀伤概率:80%/> 80%

  反应时间:16-20秒/26-34秒

  制导体制:全程半主动寻的

  发射方式:三联装倾斜发射

  抗干扰措:施恒虚警、动目标显示、多频率及光学辅助跟踪手段(改进型)

  系统机动性:导弹连的全部设备需23辆越野车装运或拖曳,亦可由21架C-124  或24架C-130B型运输机空运,展开时间不超过45分钟,撤收时间不超过30分钟

  弹 长:5.08米

  弹 径:370毫米

  翼 展:1.19米

  发射质量:584/627.3公斤

  最大速度:2.5/2.7马赫

  机动能力:15g

  战斗部:破片杀伤式战斗部,质量约50公斤,改进型采用连杆式杀伤战斗部,质量约75公斤,或核战斗部引 信无线电近炸引信或触发引信动力装置1台M22E8型单室双推力固体火箭发动机,改进型采用Mll2型双推力固体火箭发动机

  早期霍克导弹的落后之处

  霍克导弹设计于20世纪50年代,其系统部件多且累赘,搜索及跟踪系统由4辆不同的雷达车组成:负责中高空的脉冲搜索雷达、负责低空的连续波搜索雷达、备用的测距雷达,还有负责在末端制导导弹攻击目标的照射雷达,而爱国者系统只有1部MPQ-53雷达就可完成以上4部雷达的所有功能。1个标准的霍克导弹连需要为雷达和附属设备配属11辆拖车,此外还编有6辆导弹发射车,光是组织如此多的车辆撤收、架设,从战斗转入行军或由行军转战斗,对于每个连长来说都是一件艰巨的任务。

  由于设计时的基础所限,基本型霍克导弹系统采用的是电子管和晶体管混合的电子系统。半主动雷达导引头在导引导弹攻击时除接收目标反射波外,还会接收直接来自照射雷达的信号。直接信号常被误认为是类似现代防空导弹的数据键,其实是早期制造不出可在导弹上安装的小而稳的晶体振荡器,导引头只好接收照射雷达波作为测量频率的标准信号,照射雷达波经过层层发射及接收,混杂了很多杂波信号,使导引头精度大为下降,而雷达本身性能也不够紧凑,连不同的脉冲回复率都要交由不同雷达分别操作:C波段脉冲搜索雷达只操作低脉冲回复率,因而受到盲速限制,必须用交错脉波回复率修正,连续波搜索雷达只操作高脉冲回复率,必须用频率调变来测距。所以,早期的基本型霍克性能相当不稳定,在操作时限制多多,这也是美国很快便推出改进型霍克的原因。

  台军霍克导弹部队军官潜逃事件

  据台湾《中国时报》报道,台陆军导弹指挥部花莲霍克导弹基地 668营34连中尉辅导长王宜宏,涉嫌于2002年9月19日至25日休假期间,未经核准擅自携眷前往泰国,并于10月7日从曼谷搭乘中国国际航空班机转赴北京。台湾军队内部为此一片混乱。多位军官遭到处罚。

  王宜宏任职的连主要任务是以改进型霍克导弹防卫东部花莲空军基地的中、低空防安全,668营的部署则负责整个东部所有陆海空基地的防空。王宜宏担任导弹连的辅导长,表面上仅负责政战业务,但根据陆军各级部队的基地训练规定,连级辅导长为政战主管兼副主官,必须熟悉并接受相关的战备及装备测考,以他所担任负责单位负责的职务。因此,应当对单位的装备、作战指挥程序及战备状况等相关细节了解相当深入。台湾军队高层为此感到十分的震惊,并在2002年底进行了导弹营的重新布防。□ 本刊特约撰述 陈肇祥
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 楼主| 发表于 2005-5-24 14:26 | 显示全部楼层

半主动雷达制导导弹 ZT

The slammer and the AA12 do not need the launch radar to change operating modes and therefore the Threat Warning System does not "detect" a launch. The software processes the detected radar signals and determines if the attacking radar has changed to a "guidence mode" where it will then give a launch warning. If it doesn't detect this change it will not give a launch warning.

Your RWR WILL detect the launching aircraft's radar activity however, whether a missile is in the air or not. Your RWR will detect the F16's APG radar or the Su27's slot back radar and you'll see the diamond symbol with 16 or 29 (same radar as the Mig29) in it. You'll get a "new guy" tone when it's detected, but may get no more than that - you are being painted, bugged or spiked - but not necessarily "locked". If the attacking aircraft radar goes to STT mode, you'll get the RWR constant tone - but this is not a launch warning - only a warning that an aircraft has you locked in STT mode. He may or may not have launched a missile.

Remember that ARH missiles are guided by data link directly from the launch aircraft to the missile and do not need to change radar modes to provide the information required to guide the missile in this phase of it's flight. A SARH missile by contrast is guided by the reflected signals from the target aircraft. It relies on the launch platform to "illuminate" it's target for the duration of it's flight and it's this difference in guidence mode that the TWS software can detect and it will then give you a launch warning.

An ARH missile can be launched in TWS mode and your RWR may detect nothing more than a "paint" from the launch aircraft's radar. A SARH missile homes in on the reflected radar signals from the attacker bouncing back from the target and requires the launch aircraft to maintain an STT lock and transmit in a guidence mode for the duration of flight.

Once the ARH missile goes active during the terminal phase or "end game", you'll see the M symbol in the RWR as the Threat Warning System picks up the radar signals from the missile. Still no launch warning because the missiles transmitting radar is no different to the detection mode of the launch platform radar or any other radar in the area. It's just one more electronic noise in the general area. Your TWS system does recognise the type of radar as that of an ARH missile and gives you the appropriate symbol and tone, but no launch warning. Too late for that by this stage anyway. The missile has you in it's sights, it's an active system and you'll need to evade quickly rather than use some other form of countermeasure.

It pays to know what the weapons capabilities of the various platforms you may encounter are and if you are "painted" by a slot back radar for example, assume the worst - it's a Su27, he's carrying AA12's and he's already in range and fired on you.

In summary, your RWR is detecting and displaying all the radar signal activity around your aircraft. Various symbols and tones will be displayed and a radar painting (RWS) or in TWS will give an intermittant bleep and may come and go from your RWR as the radar sweeps across your aircraft. If the attacking aircraft switches to STT mode, you'll get a constant signal and a constant audible "tone" because the radar in question has focused on you.

Only when the TWS has both detected a radar signal AND recognised that the signal has changed to a guidence mode character will it trip the launch warning. Many systems can now launch and guide a missile without ever giving the TWS system any indication that it's doing anything other than "painting" your aircaft. Do not relay on launch warnings alone.

。。。。。。。。。。。。

Yes you got me right - and this applies to other modern radars (Eastern or Western).
And in real life, that is the way to cope with them - trigger a first alert whet you are locked, determining that by detecting a high PRF beam for a period longer than the typical scan time of a radar with a similar PRF profile, and trigger the possible launch alert when the signal strength indicates that the launcher is at a range closer than the maximum range of it's longest range weapon. That's exactly how the SPO-15 RWR works (it has a memory where it has radar PRF profiles, singal strengths and other data), and I assume most modern RWR's have the same principle.

Indeed, I would like to see it modelled this way, and, maybe, if we keep hoping, we'll get it some day.

Regarding the AIM-7, there's just the name of it that remains of the original.
The first AIM-7's were crude CW beam riders (NOT CW beam homers), that relied on the direct signal of the launcher's radar to guide themselfs to the target (the whole aim of the seeker was to keep the missile centered in the launcher's beam - the same thing as done by the Russian K-13R)
The next generations advanced to the CW beam homer status - they homed on the reflection of the beam from the target, but lost the target as soon as the lock was lost. I don't remember exactly when the datalink was introduced - I think to the latest versions of the above.
The modern versions are high PRF beam homers - they don't require a CW beam anymore, and that's the reason why you could launch them in FLOOD mode - you get the radar to scan a reasonable area at a fast rate - somewhere in the 0.5 - 1 sec range, and you have the seeker homing to the closest (strongest) reflection.
As you can see, the AIM-7, throughout it's variants, is a missile that covers three generations of Russian missiles : K-13R, R-23R, R-27R. That's why I am saying that only it's name remains of it, when you compare the first version with the last. BTW, first versions didn't even have solid state electronics, and that was one of the reasons their hit ratio was so small - all those bulky, unreliable electronics were shaken to pieces at launch.

Cheers,
Octav

From my experience, there is no way to achieve a firing solution with the KOLS for the R-27R - the computer won't give you the PR.
The fact is that the R-27R relies in it's terminal guidance phase on a high PRF guidance signal, and not a CW beam, as many sources state. So, the STT high PRF beam is used to guide the missile, with no additional CW signal. The older radars (including I think the MiG-23's radar) hat to use CW illumination to guide CW beam riders (at first) and then CW homers. As soon as the inertial nav systems were good enough to use fast updates for calculating a target's position, they dropped it.
And the presence of the inertial navigator coupled with some sort of Advanced proportional navigation guidance makes it possible to aproximate the target's position with a higher degree of accuracy based on less target data.
You have no way to reduce the update time (the scan volume is fixed in the N-001 and N-019 radars), and so you have the main beam painting the target every 2 seconds, plus (in terminal guidance, at less than 15 km) the side lobes, which help in this situation (the only time it is useful to have them, although I'll rather get rid of them permanently). And the energy of the pusle is roughly the same, in both search and track modes, only the PRF is different.

There is no way (AFAIK), to to the same withe the R-23/24. They have no inertial guidance systems, no datalink, and they rely on a CW beam to home to the target, form the moment of launch - when the seeker of the missile detects a signal return, and the range to target is within limits, the PR signal is formed as a product of those two.

Hope this helps,
Octav

OK, I asked Octav which models of the R-27 (AA-10) have datalinks and/or inertial guidance. He replied that the R, R1, RE, EM, AE models have both. He also pointed that the the T and TE (IR versions) do not have a datalink and that the FCC will not give a fire cue unless the target is in range and the IR seeker has locked onto a target. He stated that the IR seekers have a very long range and are more limited by the missiles engine burn than detection range. I have asked him what the detection range is.

Regarding the range of the IR seeker, it depends on a LOT of factors: target aspect, target engine setting, background, and others. So in certain conditions you may get a very low range IR lock, lower than 10 Km, maybe even no lock, as the R-27T isn't quite all-aspect, it needs the target to be in full mill or even AB to get a proper lock in head-on, some other times, in a good thermal contrtast situation, you could get ranges similar to the radar lock range (maybe 50 km or more - you just have to steer the seeker to the right point in the sky to get a lock). So this question really has no precise answer.

Engine burn times are 6 seconds for the R-27R/T, with no sustain mode (just boost), and 10 seconds for the R-27RE/TE/AE/EM, of which 3.8 seconds boost, and the rest sustain.

the Flood antenna is a seperate antenna within the APG-65 (i believe the -73 is the same way, would have to check) and is used when STT is dropped, with a Aim-7 inflight. it does, like Octav says, "scan a reasonable area at a fast rate" but there is a lot more to it, and i can't discuss it here. i will say that if the APG-65 goes into Flood mode, we consider the missile lost and try to reacquire for another shot, as Pk goes WAY DOWN in Flood mode (because Flood is range limited). Also, High PRF is really only good for hot aspect targets, it doesn't do well with beam or dragging targets
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 楼主| 发表于 2005-5-25 18:40 | 显示全部楼层

AWACS And Air Defense Systems -- Seer Stuart

Before we look at how we can best use an AWCS, we'll have a closer look at air defense systems in general. Contrary to much mythology, AWACS birds are not some great, all conquering denizens of air combat, they are just a way by which we can do some necessary things very efficiently. This is a modified and updated version of something I wrote about three years ago.

The backbone of an integrated air defense system is a series of command centers. The lowest level of these are the Local Operations Centers (LOC) which simply gather information from sensors assigned to them and pass that up the tree. The LOCs also receive instructions and issue orders to the defenses. LOCs are very often mobile and in some cases built into the radar itself. Giraffe is the most notable of the systems where the LOC is built into the radar. Everybody outside IADS professionals laughed at Ericsson for doing it that way then made themselves scarce when the Iraqi IADS went down. The LOC can be compared to an infantry platoon fighting is own private little war and not really knowing or caring whats going on around it.

Next up the tree is the Sector Operations Center (SOC). This takes the information from the LOCs, deconflicts it (this means assembing all the LOC pictures, resolving any contradictions between them and ensuring that multiple reports of the same contact are identified as such) and adds in additional material such as safe routes for own aircraft, secure operating zones, details of prohibited and special-threat areas etc to construct a tactical picture of what is actually happening in the sector in question. Note that a LOC doesn't really know what is going on, it is reliant on the SOC telling it what is happening and putting its data into context. This is a very important thing to remember; the guys at the front DON'T know what is happening; they only know what they can see and thats usually very misleading. SOC is the tactical command of the air battle. In Army terms it can be compared to a company or battalion command.

One step higher is the Regional Operations Center or ROC. The ROC takes the tactical picture assembled by the SOCs and adds yet more data, of own operations, specific requirements, logistical considerations etc. Usually it is at this level that information from other services is added to the pool so that a rounded picture can be obtained. The ROCs then issue instructions to the SOCs who convert them into operational orders for the LOCs.Its also at ROC level that assets are distributed, threats assessed and a general overview of the picture kept. In a real sense, its the ROC that actually has the best idea of what is happening. In a way, the ROC is the operational command of the air battle. In Army equivalence, it can be thought of as the Divisional command level.

Finally, at the top of the hill is the National Operations Center or NOC. This takes all the information from the ROCs and assembles a nation-wide picture of how the battle is going. Ideally, the role of the NOC should be one of masterly inactivity, doing nothing but watch, intervening only if there is a matter of overriding national importance in question. This all sounds very clumsy but it isn't, provided its computerized and works. If it isn't and/or doesn't then the defense has problems. The NOC is the strategic command of the air battle.

The eyes of the air defense system are mainly its radars. The nomenclature we'll use here is the modern one wherein radar frequency bands run from A to P increasing in frequency as we go up. As a rule of thumb, the lower the frequency, the longer the range but the less precise the contact. The higher frequencies give us much more precise contacts but have shorter ranges and are much more restricted in their search ability. As we go from A to P, antennas get progressively smaller (P-band radars fit in the nose of small missiles). This convention replaces the old L, S, C, X and Ka/Ku band convention

The primary radars used are the long-range air surveillance radars (sometimes these are called Volume Search Radars or VSRs). Up to the late 1980s, these almost invariably operated in the E and F bands since this offered the best compromise between range and precision. Since the early 1990s, the D-band solution is becoming more popular since modern processing has greatly improved precision while D-band gives better coverage in bad weather and is more difficult to jam. These days VSRs are mostly 3-D systems; the old days saw two radars used for this role, a 2-D VSR and a seperate height-finding radar. The VSRs provide long-range coverage (typically 300 - 400 miles) but their use is tricky. Because their range is so long, their coverage is actuially quite spotty; things like mountains get in the way creating terrain shadows, the radars can't look into valleys etc. This can be reduced by placing the radar high up - eg on a mountain. the ultimate expression of that, of course is to put the VSR on an aircraft. Another problem is lobing. Although most artwork shows radar coverage as a symetrical mushroom, this is far from the truth. In fact, coverage is a series of layered lobes (rather like the cross section on a hamburger) and its quite possible for an attacking aircraft to detect the null areas between these lobes and fly through them.

Another problem is datarate, the number of strikes per second that the radar gains on a given targe. For VSRs, this rate is low, often as low as six paints per minute. This means the track can fall behind what the target is trying to do. Yet another is deployability. These radars are large and relatively immobile (even the "mobile" ones can take a couple of hours to strike down ready for moving). Moving these radars is not a good idea for a number of reasons, one being that it makes deconfliction almost impossible. Also, because of the terrain problems, the number of suitable sites is limited. Even then, there will be areas that are completely masked out by inconvenient mountains. These voids in coverage are usually covered by so-called "gap filler" radars that are positioned as needed and add their input to that of the primary VSRs. The LOC gets all this data and tries to make common sense of it before handing it up the chain. By the way really good air defense systems have another level of radars that have ranges of 3,000 - 5,000 miles. These backscatter radars are so imprecise that they are only able to warn the network that something is coming; nevertheless, that limited role is very valuable, particularly in missile defense.

Once the order has been given to engage a target tracked by the VSRs, that target has to be located with enough accuracy to allow it to be fired on. This is the role of the Target Aquisition Radar or TAR. These days these are often called MFRs or multi-functional radars since modern signals processing means they can do part of the VSR and part of the fire control job as well as their own. The TAR takes the imprecise track of the VSR and refines it with great precision. TARs usually operate in the G and H bands and have data rates of around 1 paint per second. The TARs report to the LOC but their data does not usually go up the chain - their role is to ensure that the target is being tracked and its the LOCs job to ensure the TAR is tracking the right target. Once all that is done we go to the final stage.

For this we drop to the last class of radar, the Fire Control System or FCS. This is a high-frequency (normally I or J bands but increasingly K band) radar that doesn't scan. Its pointed at the target by the TAR and once contact is made, follow that contact only. The FCS can feed the range, altitude course and velocity data to anti-aircraft guns or steer missiles to targets or coach fighters into the attack.

So now we come to weapons (note, right at the end of a prolonged system). Some will be batteries of very long range missiles. these strike at high-altitude targets, those just entering the defended zone, those coming in along anticipated routes or just launched to shake up the attackers. They have a lot of roles other than shooting down aircraft; they break up carefully calculated formations, force the attackers to burn fuel with evasive manoeuvers, and add to the general air of gloom and despondancy. Its quite possible that inexperienced pilots under this type of attack will fly into the ground trying to evade missiles that are actually of little threat to them. The long-range missiles will have big warheads that can damage aircraft even if it doesnt kill them. These big missiles can be equated to barrage fire from artillery - the kill rate isn't high but thats not the point (although against an unsophisticated or careless enemy these long-range missiles can be devastating).

Intermediate range missiles basically provide area coverage against intruders. These are the workhorses of the system; they are the ones that brings specific aircraft under fire and attempt to stop them penetrating the system. Remember (this is very important) the function of the system is NOT to shoot down aircraft, its to make the results they achieve not worth the effort made to achieve them. An aircraft forced to abort is as much a success as one shot down; each aircraft forced to divert its efforts to attacking the ADS is as much a victory as one left burning in a field. This is a key phrase and if you remember nothing else from this lesson, remember these two words. Virtual Attrition. Each aircraft mission used to penetrate the defense, each hardpoint used for fuel or ECM instead of weapons, each aircraft flying tanker instead of strike, each fighter escorting the strike aircraft or tankers instead of dropping bombs is as much a loss to the attacker as if it had been shot down. Virtual attrition is crucial, war winning stuff. Look at it this way, if the IADS works well it will kill around 10 percent of each attacking wave but if it forces each aircraft to divert one of its four hardpoints to an ECM pod instead of a bomb, its inflicted 25 percent casualties - without firing a shot.

In this world, numbers are key. The more missiles there are, the more sustained the assault on the attacking aircraft and the greater the variety of threats those aircraft have to face. Large numbers of missiles also gives the air defense system the option of putting batteries in non-optimum locations as nasty surprises. In many ways, the Soviets had the right idea, it doesn't matter how good the individual missiles are, the important thing is to wallpaper the country with them. The fabulous Nike system worked the same way; everything expensive was on the ground and reusable; the missiles themselves were barely more complex than a child's toy rocket.

Short range missiles basically defend key points. They defend the air defense system itself plus provide last-ditch defenses around airfields, SAM site and the various levels of OC.To some extent it may appear their deployment represents a failure of the Air Defense System since it implies that aircraft have actually penetrated the main defenses but actually this is misleading. The presence of the short-range missiles means that aircraft penetrating the net have to reserve enough combat capability to hande the last line. This can be the last straw. Its easy to imagine an attack aircraft expending its defensive munitions penetrating the screen and having to abort because its got nothing left (or has been too badly damaged)to chance the point defenses.

Where do guns fit into this? Often dismissed as obsolete, they have advantages all of their own. They and their ammunition are cheap. They are not dependent on radars to work - if all else fails they can spew bullets skywards and hope. They are simple to operate. Their tracers scare the living daylights out of inbound pilots and may distract that pilot from the less obvious threat of an inbound missile.

The important thing is to see how interlinked and how interdependent this system is. The long-range systems break up attacks to give short-range system easier targets, Short range systems protect long range ones. Ground-based defenses provide safe havens over which airborne command posts can fly; the airborne command posts provide coverage that can't be matched by ground-based systems.

A curious thing about these systems is that, when they are subject to systems analysis, it becomes obvious that dramatic improvements in capabilities of one system component are virtually meaningless unless matched throughout the system. On the other hand, small, incremental improvements replicated throughout the air defense system can have a dramatic effect on capability. This is particularly true of communications - so much communicating goes on that even a small increase in its efficiency significantly upgrades the system as a whole. So there we have an Air Defense System. The systems integrator dusts the consoles and hands the keys to the national command authority and its up and running. And waiting.

So where does the AWACS fit into all this? The problem with an IADS is that it all has to work together. If it can be discombobulated (that is, broken into its individual elements) it can be taken down quite easily. The key is to knock out the SOCs and ROCs (the LOCs are of no great concern and the NOC should only be attacked out of undiluted sadism. On the first night of an air offensive, generals have better things to do than shoot at eachother. But if we take out the ROCs and SOCs the whole system falls apart. The LOCs can't shoot because if they do, they could be downing their own planes, and they don't know where the enemy comes from. Without the ROCs and SOCs, the radars have no tactical picture to work from and will be picked off by the bombers. Thats why such attacks on the operating centers are called knocking the enemy's SOCs off. With the radars going down the weapons don't know whats happening and they get hit. With the weapons gone, the system can be penetrated and the targets it protects destroyed. The problem is, next morning, the ROCs and SOCs can't be set up again until the radars are back on line; they can't be fixed until the missiles and guns are back in operation to defend them and that won't happen until the ROCS and SOCs tell them whats going on. Uhhh bad problem guys. Next night the bombers come back and head for the NOC - which is why the defending commanders have rippled their pants and taken to the hills.

Now imagine that first night seen from the air through an ESM system. We have the twinkling little lights of the defense system. Suddenly they all start going out along some specific axes. This is where the AWACS comes in. Its mobile so it can be deployed where the threat is developing; its agile so it can't be bombed (note that any competent attack will know exactly where every part of the defense system on the ground is). It can be "got at" but it can shelter in the unaffected parts of the system and fight the battle over the downed section. It sends in fighters, relays communications - now see how valauble the C4I built into Giraffe is - it means the LOC can hook to an AWACS and keep fighting the battle. The AWACS can track the attacking aircraft, determine which are real threats, which are escorts, which are tankers. Its ESM can pick out the enemy Wild Weasels and vector fighters in on them. Again, its synergy. The ground air defense system protects the AWACS by giving it sheltered areas to fly in; the AWACS protects the IADS by fighting the attacks aimed at it.

There are two ways of doing AEWC. The first is to put everything in into the AEWC aircraft. This includes the radar, the datalinks, the data processing computers and the associated ESM and IFF equipment. This makes the aircraft is completely independent so that it can be redeployed as and when its owners wish . One deployed, possibly many hundreds or thousands of miles from its base it can manage an air battle all on own. The facilities built into the E-3 are the reason why it costs so much. Its not the airframe; whether the baseline is an old 707 or new 767 is not really significant. Nor is it the radar; its the C4I built into aircraft. For American purposes this approach is ideal because the US requires a strategically deployable system

The other approach is to put radar on aircraft with a special-purpose dedicated datalink to a ground station that contains all the necessary facilities. This gives very cheap way of getting an airborne radar. It also means we can use much smaller aircraft with a small crew. Most birds of this type have three perhaps four crewmembers. A side advantage is that the data processing capability can be much better since it does not have the weight or volume restrictions imposed by the aircraft. The problem is that it is undeployable since the system configuration means that aircraft must operate with an existing ground system.

The Russian A-50 is a superb example of the fact that offer the Russians two ways to do something and they'll find another. The A-50 has datalinks to Mig-31 fighters but also Mig-31 have datalinks back. This means that the A-50 can take radar information from fighters and add to own picture. It also means it is possible to have a much greater area covered and to get the fighters to the scene of the action. The A-50 can even fly the MiG-31 fighters from its own
stations and can even fire the weapons from the MiGs. That means it can deploy its fighters down the threat axis and then take radar information from those fighters to extend radar coverage down that threat axis. Imagine a circle changing to an ellipse as the fighters move down the threat axis. Now imagine two of three such combinations working together and merging their picture. Its not a system the USAF wants or needs but its one the Russians find greatly suited to their requirements. By the way, you may like to think about F-14s partnering with E-2s the same way.

The large powerful flying radar part of an AWACS gets most of the attention but the basic idea has been around for over 50 years. We can expect to see some suggestions of its offensive use during that time. The most prominent was the use of EC-121 Warning Stars over Laos during the Vietnam War; there they monitored activity at Vietnamese airfields and warned US crews operating over Vietnam of developing threats. They could also vector air-to-air configured aircraft in to intercept the defending fighters before they could get to the air-to-ground configured aircraft. Earlier airborne radar aircraft did much the same thing over Korea.

It's the other side of the equation that was really important; the battle management capability. What that means is that an AWACS can sit behind its own defensive screen and use its radar to monitor hostile air activity deep into enemy territory. It can then use that data to construct a tactical picture of whats going on. For example hubs of air activity represent important enemy bases; an "important base" on the map that lacks air activity may be a decoy. Enemy air operations can be monitored and friendly interceptors sent out to meet them. Friendly aircraft can be warned of threats developing to them. The AWACS can also do resource allocation; for example one outbound strike package (bombers and escorting fighters) faces no threats but another is the focus of developing air-to-air threats; so the AWACS can strip fighters from the one and reassign them (or send reinforcements to) the other.

If AWACS is used the way its supposed to be used (that is as the airborne complement to a ground air defense system), its a very difficult target to take down. We're hitting our old friend virtual attrition again; every aircraft diverted to taking down an AWACS is one that isn't doing something else. One way is to use ultra-long-range air-to-air missiles. The Soviets played with this one with proposed air-to-airs that could reach out 400 kilometers. One variant shown at Farnborough was passive radar homing. The beauty of that was that (if it worked) it would force the AWACS to shut down its radar. Thats working virtual attrition the other way, force the AWACS to shut down its radar and its as good as shot down even if it never gets scratched. Another way to threaten an AWACS is to mount a co-ordinated attack preferably under the control of a friendly AWACS. EW birds to jam the radar and the data-links, fighters to engage the defensive fighters, other fighters to punch through and go for the AWACS. Thats a lot of assets, virtual attrition again.

And THAT is why AWACS is a stabilizing factor. It makes the air defense system much harder to penetrate. In enhances the level of both actual and virtual attrition to the point where the enemy cannot penetrate the system. That means one-blow airstrikes of the sort that took the Egyptian Air Force out in 1967 become almost impossible. Since they are going to be hard and expensive, people will think twice before doing them. That means they are less likely to do them and (also) the guys on the other side of the defense line are going to be less jumpy. Security and Stability are good, they stops wars. The better the defenses the less likely the war. And stopping wars is why defense forces exist.
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 楼主| 发表于 2005-5-25 18:42 | 显示全部楼层
上篇文章解释了现代整合式防空系统的构成和工作
方式,胜读十年书啊

[ Last edited by pingp on 2005-5-25 at 18:46 ]
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发表于 2005-5-26 03:57 | 显示全部楼层
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