白奕

（江蘇自動化研究所，江蘇 連云港 222006）

艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)技術研究

白奕

（江蘇自動化研究所，江蘇 連云港 222006）

現(xiàn)代高性能反艦導彈是艦艇末端防御的最大威脅，而艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)為艦艇的末端防御提供了一種有效的途徑。分析了艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用和主要特點，針對海上空襲武器的特點，重點研究了增強系統(tǒng)抗飽和攻擊能力的設計方法，并探討了艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的使用方向。

彈炮結合，飽和攻擊，系統(tǒng)設計

引言

現(xiàn)代軍事技術的飛速發(fā)展，超音速、掠海、末端有意機動反艦導彈將成為對水面艦艇的最大威脅。在未來的海戰(zhàn)場中，反艦導彈為提高突防能力，將目前亞音速提高到超音速攻擊，縮短被攻擊目標的防御反應時間。由于目標難于探測、跟蹤，交戰(zhàn)時間非常短促，且來襲目標多采用飽和攻擊樣式，使其很有可能突防成功，如何有效提高艦艇的生存能力，已成為人們廣泛關注的焦點。

多年來，世界上不少國家都在積極尋找進行艦艇末端防空反導的有效方法，所謂有效，一方面需要在層次上形成無縫配置的防空體系；另一方面系統(tǒng)反應時間要盡可能短，以在有限目標區(qū)段內(nèi)高效完成攔截任務。經(jīng)過長期綜合論證，多國專家一致認為：彈炮結合近程武器系統(tǒng)是進行末端防御的較理想的武器，是現(xiàn)代防空武器發(fā)展的一個重要方向。

未來的艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)需要滿足什么樣的要求，如何設計出高質量的武器系統(tǒng)是本文將探討的問題。

1 彈炮結合武器系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

在艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)中，已服役名氣較響的主要有美國的“?；鹕瘛毕到y(tǒng)和俄羅斯的“卡什坦”。“海火神”系統(tǒng)是多位一體的彈炮結合系統(tǒng)，由2枚“毒刺”防空導彈和1門M1973管20 mm艦炮組成，配套有光學瞄準系統(tǒng)、供彈系統(tǒng)和火控系統(tǒng)等。俄羅斯的“卡什坦”系統(tǒng)是目前最成熟、作戰(zhàn)能力最強的典型彈炮結合近程防御系統(tǒng)，系統(tǒng)采用彈炮與跟蹤器共架的一體化技術，配備9M311防空導彈，雙聯(lián)裝6管30 mm轉管炮“萬發(fā)”發(fā)射率對反艦導彈等來襲目標作最后的攔截。在研的幾型艦載彈炮結合近程防御系統(tǒng)有：法國“薩摩斯”系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置4枚“西北風”防空導彈，GAU-8型7管30 mm艦炮和“沃爾康”光電跟蹤器安裝在一個兩位一體的綜合體；美國通用動力公司研制的由4枚RAM防空導彈和GAU-12/U型5管25 mm艦炮組成的艦載彈炮結合武器系統(tǒng)；德國“毛瑟-沃克”公司研制“邁達斯”系統(tǒng)，該系統(tǒng)在4管27 mm艦炮的炮塔上安裝技術成熟的2枚“毒刺”防空導彈。

國內(nèi)彈炮結合武器系統(tǒng)研制起步較晚，2000年后陸續(xù)有彈炮結合武器系統(tǒng)裝備，主要用于陸地防空，在艦載彈炮結合武器系統(tǒng)的研制方面還處于起步階段。

2 典型艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用和主要特點

彈炮結合近程武器系統(tǒng)是低空近程防空導彈和小口徑火炮按照一定的戰(zhàn)術要求、一定的秩序和關系，通過共用火控系統(tǒng)而集成的防空武器系統(tǒng)。防空導彈作用距離通常在1.5 km～10 km之間，具有殺傷空域大、單發(fā)命中率高的優(yōu)點，但在近距離盲區(qū)大、超低空作戰(zhàn)性能較差、反應時間較長。小口徑火炮作為一種近程防御武器，具有射速高、反應快，能在殺傷區(qū)域內(nèi)形成高密度彈幕等突出優(yōu)點，在對付2 000 m以內(nèi)的近距離目標，作戰(zhàn)效能優(yōu)于其他武器，不足之處是攔截空域小。因此，針對現(xiàn)代艦艇防御的需求，把具有反導能力的小口徑火炮和防空導彈進行“多位一體”有機結合，就能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，形成一種具有同時“彈、炮”防御能力的獨特系統(tǒng)。

典型的艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)由情報系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、導彈、艦炮4部分組成，其中火控系統(tǒng)包括火控設備、跟蹤雷達和光電跟蹤儀等，這些設備可集中配置，也可分散配置，就艦艇武器系統(tǒng)來說，由于往往需要滿足一定的裝艦體積限制，集中配置是目前的主要配置方式。同時，為了應對現(xiàn)代威脅，典型的彈炮結合近程武器系統(tǒng)應在全自動作戰(zhàn)方式下進行，自主工作狀態(tài)下典型全自動打擊流程如下：

1）情報系統(tǒng)在偵查中發(fā)現(xiàn)可疑目標，立即向火控系統(tǒng)發(fā)出告警。

2）火控系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)融合、目標識別、威脅排序、提取待打擊目標，并向跟蹤雷達、光電跟蹤儀和導彈發(fā)射裝置下達目指。

3）跟蹤雷達、光電跟蹤儀進行目標捕獲跟蹤，并將目標探測數(shù)據(jù)發(fā)送到火控設備。

4）火控系統(tǒng)在光電跟蹤數(shù)據(jù)有效后優(yōu)先使用光電的角度跟蹤數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)融合、濾波及目標運動參數(shù)解算后，進行火力分配決策，并下令發(fā)射第1枚導彈。

5）火控系統(tǒng)控制跟蹤雷達捕獲己方防空導彈，此時跟蹤制導雷達同時跟蹤目標與防空導彈，并引導防空導彈不斷接近目標，直至目標毀傷。

6）若目標未毀傷，則根據(jù)系統(tǒng)反應時間限制，選擇發(fā)射第2枚導彈或采用艦炮對目標進行密集射擊，直到目標被毀傷。

彈炮結合近程武器系統(tǒng)的主要特點包括：兼?zhèn)浞揽諏椗c火炮兩種不同火力的性能優(yōu)勢，能對付低空近程內(nèi)幾乎所有的目標；彈炮共用情報和火控系統(tǒng)，能夠協(xié)調(diào)一致地實現(xiàn)對近距目標的快速反應和多層次攔截，反應時間短、火力密集、系統(tǒng)精度高；可綜合雷達、光電傳感器的優(yōu)勢，抗干擾能力強；集成度高、結構緊湊、機動性好、獨立作戰(zhàn)能力強；資源利用率高，可降低武器系統(tǒng)成本，簡化部隊裝備和后勤保障。

由于彈炮結合的突出優(yōu)勢使得其在現(xiàn)代海戰(zhàn)中仍能發(fā)揮重要作用，從彈炮結合近程武器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下4方面：①進一步提高系統(tǒng)的集成度；②對目標更快的反應；③增強抗飽和攻擊能力；④進一步提高抗干擾能力。

3 艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)關鍵設計要素分析

面對新時期、新武器、新戰(zhàn)法的挑戰(zhàn)，對彈炮結合近程武器系統(tǒng)的要求進一步提高，只有更強的抗飽和攻擊能力，更迅速的反應，更高的系統(tǒng)效能方能為我軍贏得足夠的優(yōu)勢，不給敵人任何可乘之機。針對當今海上空襲武器的特點、艦艇防御的需求，設計出性能優(yōu)異的系統(tǒng)必須把握以下幾方面：

3.1 滿足總體的作戰(zhàn)需求

在總體上吻合艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的需求，以需求為中心形成有效的攔截層次，充分發(fā)揮導彈和火炮的優(yōu)勢，實現(xiàn)本系統(tǒng)與其他作戰(zhàn)因素的整體協(xié)調(diào)。從這個角度講，彈炮結合并不是一味地追求遠距離交戰(zhàn)，關鍵在于實現(xiàn)作戰(zhàn)區(qū)域的匹配、火力范圍的銜接、火力與捕獲跟蹤能力的銜接，在自己的攔截區(qū)段內(nèi)達到很高的毀傷概率，從而形成作戰(zhàn)效能更高的武器裝備。

3.2 高度的系統(tǒng)綜合與集成

彈炮結合近程武器系統(tǒng)包括多種型號的傳感器、武器，因此，系統(tǒng)設計必須從系統(tǒng)角度入手進行合理的綜合與集成，達到1+1〉2的效果。

彈炮結合系統(tǒng)的研制，具體包括物理集成和功能集成。在物理集成方面，尤其在采用“綜合體”方案時，要著重考慮多傳感器的安裝位置、多武器的優(yōu)化布置和協(xié)調(diào)工作等問題，保證各自相對運動的結構能合理、通暢。在功能集成方面，則要充分利用各類傳感器資源，協(xié)調(diào)使用導彈和火炮兩種火力，精確設計各種作戰(zhàn)使用，只有各個指標協(xié)調(diào)設計才能最大化總體的效能。如俄羅斯“卡什坦”系統(tǒng)，系統(tǒng)使用雙聯(lián)裝交匯式小口徑火炮，其交匯角設計就要從典型目標特性、火炮最佳打擊區(qū)段、彈藥散布特性等方面進行論證，確定最佳毀傷效能時火力交匯點。

3.3 增強高強度作戰(zhàn)能力

作為艦艇末端防御的最后一環(huán)，艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)應對高強度作戰(zhàn)能力主要體現(xiàn)在：快速反應和抗飽和攻擊能力方面。在高強度作戰(zhàn)中，一旦有一個目標突防成功，就會對我方造成重大的損失，因此，艦載彈炮結合近程武器系統(tǒng)必須進行快速反應和抗飽和攻擊能力設計。主要從以下幾點入手：

3.3.1 縮短系統(tǒng)反應時間

對于現(xiàn)代彈炮結合近程武器系統(tǒng)，能否實時快速反應對作戰(zhàn)效能的發(fā)揮起著至關重要的作用，為了縮短反應時間，在設備上盡可能選擇速度快的防空導彈、彈丸飛行時間短的炮彈，在系統(tǒng)設計上必須進行全自動自主作戰(zhàn)能力設計，使彈、炮作戰(zhàn)協(xié)調(diào)銜接。為對付現(xiàn)代高速的固定翼飛機和各種精確制導導彈，如果系統(tǒng)反應太慢，可能根本就開不了火，也可能只能發(fā)射1枚導彈或火炮打出一個短點射，目標就過航。反應時間短，就有可能對一個目標連續(xù)發(fā)射2枚導彈或發(fā)射1枚導彈后，火炮打出1～2個短點射，那么系統(tǒng)對目標的毀傷概率就可高達80%以上。俄羅斯的彈炮結合近程武器系統(tǒng)從“通古斯卡”到“潘澤爾”-S1就是最有力的說明。“通古斯卡”的系統(tǒng)反應時間為8 s～10 s，新型的“潘澤爾”-S1系統(tǒng)采用自主式的全自動工作方式，系統(tǒng)從搜索、發(fā)現(xiàn)、識別、選擇目標、目標指示、跟蹤直至打擊的全過程采用全自動控制工作方式時，系統(tǒng)的反應時間為4 s～6 s。

3.3.2 追求對付多目標的能力

為了增強抗飽和攻擊能力，必須充分提高系統(tǒng)資源的使用效能。具體包括3個方面：①實現(xiàn)多目標打擊能力，彈炮結合近程武器系統(tǒng)的武器配置一般為2門小口徑火炮+8枚艦空導彈，那么，系統(tǒng)設計就圍繞提高它們的效能開展，如提高艦炮的轉火速度，實現(xiàn)打擊一批目標同時可以保持待轉目標，短時間內(nèi)對付兩匹目標等。例如，俄羅斯“通古斯卡”系統(tǒng)，導彈與火炮能夠同時攻擊不同的空中目標，且倘若一門炮發(fā)生故障，另一門仍可射擊，這就大大提高了系統(tǒng)的防御能力。②配置多目標跟蹤手段，實現(xiàn)目標跟蹤能力和打擊能力的匹配。例如，俄羅斯的“潘澤爾”-S1，其合理的結構和通道選擇能力使雷達和紅外探測裝置可同時跟蹤目標，除了可通過雷達和光電通道同時制導3枚導彈分別攻擊3個目標外，還可以同時制導2枚導彈攻擊同一個目標，這就大大提高了系統(tǒng)的防御能力。在相控陣雷達的技術突破后，系統(tǒng)還可以接收艦艇的指控系統(tǒng)信息，使用相控陣雷達實現(xiàn)多目標的探測、跟蹤。③優(yōu)化給定空襲環(huán)境下的攔截策略，實現(xiàn)導彈與艦炮的火力交接，以及系統(tǒng)火力的最佳梯次攔截。

3.3.3 實現(xiàn)導彈火炮的火力精確互補

在彈炮結合近程武器系統(tǒng)中，防空導彈的特點是射擊精度高，射程較遠，而火炮的特點是反應快，火力密集，近距離毀傷概率大的優(yōu)點，而且由自動炮向目標航路上快速發(fā)射密集的彈丸，具有很高的命中概率，據(jù)通用動力公司稱，這種快速密集的彈丸分布模式方法可以有效地對付隨機運動目標。彈炮是共用火控系統(tǒng)的，因此，必然能夠在作戰(zhàn)中更協(xié)調(diào)地發(fā)揮兩種火力點特點和優(yōu)勢，實現(xiàn)火力的互補，從而大大提高系統(tǒng)的毀傷概率。比如為了對抗速度高于2 Ma的超音速目標，需要提高武器的射程，同時也必須提高跟蹤雷達的跟蹤能力，以實現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早打擊。

實際中，彈炮結合近程武器系統(tǒng)的構成是由現(xiàn)有裝備情況和所具備的基礎條件所決定的，其中最關鍵的涉及到兩點，一是有沒有比較合適的導彈，在空域上與火炮射高、射程合理匹配；二是制導設備與自行火炮已有的組成及性能是否兼容，實現(xiàn)對兩種不同火力的控制。

3.4 充分運用光電手段，提高抗干擾能力

鑒于現(xiàn)代空襲常伴隨強烈的電子干擾，嚴重影響了防空武器系統(tǒng)的效能，因此，系統(tǒng)除了采用雷達作為跟蹤器外，一般還要充分運用光電手段，如配有光學瞄準具、電視、紅外跟蹤儀和激光測距儀組成的光電系統(tǒng)等，由此系統(tǒng)就可以綜合雷達、光電的優(yōu)勢，提高抗干擾能力和低空探測能力，使系統(tǒng)向全天后、全自動作戰(zhàn)方式發(fā)展。

幾乎所有國家的彈炮結合武器系統(tǒng)都采用了光電火控作為基本配置，對于末端防御作戰(zhàn)光電火控確實具有雷達所不可比擬的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：在天氣允許的條件下，光電能夠提供精度更高的角度跟蹤數(shù)據(jù)；目標跟蹤不發(fā)射電磁波，隱蔽性好；抗電子干擾和海面雜波干擾能力強，適用于對付低空快速目標；提供目標跟蹤通道，支持多目標攻擊；若配置紅外跟蹤儀則系統(tǒng)具備全天候能力。

4 適用方向設想

以往的彈炮結合武器系統(tǒng)大多用于陸軍，整個系統(tǒng)集中裝車，獨立作戰(zhàn)、簡單輕便、機動性好的特性表現(xiàn)尤為突出。

作為艦載方式，一方面可與中程、中遠程艦空導彈的層次搭配，構成遠、中、近，中空、低空、超低空的防空體系，作為近程防御的最后一道屏障。另一方面，由于部署在小型艦艇上的輕型火炮在小于3 km距離上才有效，而口徑大于40 mm的火炮盡管能達到更遠的射程，但由于重量重，也不宜于部署在小型艦艇上，而通過小口徑炮+中近程導彈的彈炮綜合體的方式則可裝備20 T級小排水量艦船，執(zhí)行沿海和領海巡邏和戰(zhàn)斗任務，用于摧毀小型快艇、中等排水量艦船、空中和海岸目標等，即可解決射程、重量、精度等多方面的問題［7］。

可見彈炮結合近程武器系統(tǒng)作為一個功能豐富而高效的系統(tǒng)，能夠很好地適配艦載防空體系，且同時具備占用空間小等特點，在海上作戰(zhàn)中必然大有用武之地。

5 結束語

彈炮結合防空武器系統(tǒng)通過充分發(fā)揮導彈、綜合光電對抗和火炮各自的作戰(zhàn)優(yōu)勢，能夠實現(xiàn)對低空、近距目標的快速反應和多次攔截，是一種高性能的防空武器系統(tǒng)。本文首先分析了彈炮結合近程武器系統(tǒng)的主要特點和典型作戰(zhàn)使用，由于未來的防空作戰(zhàn)對彈炮結合系統(tǒng)提出了很高的要求，因此，在研發(fā)此類系統(tǒng)時必須以系統(tǒng)觀來指導系統(tǒng)設計，通過整合系統(tǒng)的各個方面，形成作戰(zhàn)效能更高的武器裝備，為此，本文結合現(xiàn)代海戰(zhàn)場的特點，系統(tǒng)闡明了系統(tǒng)設計的關鍵要素。最后，分析了彈炮結合近程武器系統(tǒng)在未來海戰(zhàn)場的適用方向。

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Study on Shipped Missile-Gun Integrated Defense Weapon System

BAI Yi
（Jiangsu Automation Research Institute，Lianyungang 222006，China）

Modern high-powered antiship missile is the main threaten of ship，and shipped missile-gun integrated defense weapon system is an effective way to the terminal defense of ship.This paper first analyzes the combat operation and main characteristic of missile-gun integrated defense weapon system，then studies the key factor of designing a system.At last the system usage is discussed in the modern sea war.

missile-gun，saturation attack，system design

TP391.9

A

1002-0640（2014）10-0001-04

2013-08-15

2013-10-07

白 奕（1979- ），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士。研究方向：艦炮武器系統(tǒng)方向。