張建民，柴 恒

(中國船舶集團有限公司第八研究院，江蘇 揚州 225101)

0 引 言

當前世界各國都在大力推進防空反導技術(shù)裝備與作戰(zhàn)系統(tǒng)的研究發(fā)展，以應(yīng)對日益復雜的敵對空中威脅。在此之中，美國海軍無疑走在全球前列。依托遠洋航母編隊為代表的海軍艦艇部隊，美國海軍將防空反導作戰(zhàn)定義為“為奪取制空權(quán)而采取的一切防御性作戰(zhàn)行動，旨在摧毀大氣層內(nèi)或大氣層外的來襲飛機或?qū)?，壓制或者降低敵軍的空中攻擊效能，在作?zhàn)環(huán)境中取得戰(zhàn)場空間優(yōu)勢，保護航母編隊和所配屬的多軍種聯(lián)合/多國部隊的高價值資產(chǎn)，同時實施進攻性作戰(zhàn)行動，打擊敵軍的空中平臺和武器”。本文對美國海軍防空反導體系涉及的水面作戰(zhàn)平臺及其構(gòu)建的防御系統(tǒng)進行研究梳理，旨在明晰美海軍在此領(lǐng)域的體系化建設(shè)情況和未來發(fā)展方向，并為我軍在此領(lǐng)域發(fā)展提供一定借鑒意義。

1 海上防空反導作戰(zhàn)體系

為有效應(yīng)對潛在競爭對手不斷發(fā)展提升的拒止/反介入打擊能力，美國海軍致力于打造一套多層次、立體化的海上防空反導作戰(zhàn)體系?；谧鲬?zhàn)范圍，并結(jié)合武器裝備作戰(zhàn)能力，美軍的海上防空反導體系(不包括空中進攻及防御力量)為一個3層結(jié)構(gòu)：近程艦艇自防御層、中遠程區(qū)域防空層以及彈道防御/超遠程防御層，并在每一層采取不同的戰(zhàn)術(shù)武器及防御技術(shù)。在超遠程防御層，美軍可基于“宙斯盾”彈道導彈防御(BMD)艦艇和陸上“宙斯盾”系統(tǒng)集成打造的美軍彈道導彈防御系統(tǒng)(BMDS)進行作戰(zhàn)半徑數(shù)百公里級別的彈道防御。區(qū)域防御層主要以艦艇為平臺，采用艦空導彈承擔攔截任務(wù)。在艦艇自防御層采用的防御戰(zhàn)術(shù)主要分為硬殺傷和軟殺傷2類。艦艇自防御硬殺傷武器主要包括近程防御導彈和近防武器系統(tǒng)。軟殺傷武器主要包括雷達偵察設(shè)備、雷達有源干擾設(shè)備和光電/紅外無源干擾設(shè)備等電子戰(zhàn)設(shè)備。美國海軍水面防空反導3層防御體系如圖1所示。

圖1 美國海軍水面防空反導三層防御體系

2 作戰(zhàn)系統(tǒng)組成

防空反導作戰(zhàn)系統(tǒng)可以描述為“探測-控制-交戰(zhàn)”流程，因此作戰(zhàn)系統(tǒng)可以分為以下幾類：

(1) 探測裝備用于發(fā)現(xiàn)、跟蹤空中和導彈目標；

(2) 控制裝備用于識別目標和制定交戰(zhàn)策略；

(3) 交戰(zhàn)裝備用于調(diào)度和實施交戰(zhàn)，使得目標被破壞或無法達到作戰(zhàn)目的。交戰(zhàn)手段主要有硬殺傷和軟殺傷2種手段。

從濱海戰(zhàn)斗艦、驅(qū)逐艦到“宙斯盾”巡洋艦、航空母艦，美國海軍艦艇種類多樣，在排水量噸位、作戰(zhàn)半徑、作戰(zhàn)定位、雷達探測裝備以及武器裝備能力方面差異顯著。這也直接導致不同艦艇防空反導能力和防空反導作戰(zhàn)中承擔的職責各有不同。美國海軍典型的艦艇作戰(zhàn)平臺如圖2所示。

圖2 美國海軍典型的作戰(zhàn)平臺

“宙斯盾”驅(qū)逐艦和“宙斯盾”巡洋艦是美國海軍最強大的防空作戰(zhàn)力量，裝備有遠程、多功能相控陣雷達，以及打擊距離、打擊方式不同的各類防空導彈、彈道導彈發(fā)射系統(tǒng)和電子戰(zhàn)武器系統(tǒng)。當前“宙斯盾”系統(tǒng)配置了AN/SPY-1三坐標相控陣雷達，具有對空搜索、跟蹤、導彈制導等多種功能，可在方位360°、距離400 km范圍內(nèi)，同時探測和跟蹤200個以上的目標?；诶走_傳感器獲取的探測、偵察、監(jiān)視數(shù)據(jù)，“宙斯盾”系統(tǒng)具備一整套完善的情報產(chǎn)品處理機制，可以通過復雜的程序控制對情報信息進行判別，輔助提供交戰(zhàn)決策，并控制艦載武器進行火力協(xié)同、交戰(zhàn)控制。

“宙斯盾”驅(qū)逐艦和“宙斯盾”巡洋艦?zāi)軌蛟诖蟪叨确秶鷥?nèi)保護艦隊不受彈道導彈攻擊?！爸嫠苟堋标懟姹颈徊渴鹩跉W洲?！爸嫠苟堋睆椀缹椃烙炌Ш完懮稀爸嫠苟堋北患傻矫儡姀椀缹椃烙到y(tǒng)中，可以同時肩負對敵方飛機和巡航導彈的防御任務(wù)。在大氣外層飛行的中段采用標準-3導彈，在大氣內(nèi)層飛行的末端采用標準-6導彈。標準-3導彈型譜如圖3所示。

圖3 標準-3導彈

“宙斯盾”系統(tǒng)能夠?qū)^(qū)域范圍內(nèi)海面上空的飛機和巡航導彈進行增程攻擊。通過集成火力支撐，標準-6導彈具備了超視距攻擊能力。在視距范圍內(nèi)，可利用標準-2導彈和改進型海麻雀導彈(ESSM)進行自防御或保護友方單元。其中ESSM屬于典型的近程防御導彈，主要用來對付低空突防飛機和反艦導彈，有效作用距離一般為3～20 km，采用被動雷達/紅外雙模導引方式，具有機動性高、火力強、殺傷效率高和發(fā)射后不管等優(yōu)點?！爸嫠苟堋币部墒褂酶蓴_及誘餌的電子戰(zhàn)手段進行交戰(zhàn)。基于戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈Link-16、Link-22，以及武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈協(xié)同作戰(zhàn)能力系統(tǒng)(CEC)等，可形成各型作戰(zhàn)平臺、武器資源之間的無縫鉸鏈，構(gòu)建一張火力協(xié)同殺傷網(wǎng)。CEC系統(tǒng)的組成主要包括2個部分：協(xié)同作戰(zhàn)處理機和數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)。前者將來自艦載對空搜索雷達的有關(guān)空中目標測量信息(非航跡)進行數(shù)據(jù)處理重組，由后者進行數(shù)據(jù)加密、協(xié)同分發(fā)，采用高抗干擾和反偵察的窄定向信號進行定向低時延火控協(xié)同。美國最新服役部署武庫艦——“朱姆沃爾特”級驅(qū)逐艦(DDG 1000)為美國海軍帶來了獨特的火力容量和精確打擊能力。“朱姆沃爾特”級驅(qū)逐艦擁有先進的火炮系統(tǒng)，具有強大的遠程對地攻擊能力，并裝備有與“宙斯盾”艦相似的垂直導彈發(fā)射系統(tǒng)，能夠向更遠的距離發(fā)射制導導彈，標準型導彈和ESSM都在其裝備清單之內(nèi)。其防空和導彈防御能力介于宙斯盾艦隊和航空母艦、水陸兩棲艦隊之間。

航空母艦和兩棲登陸艦用于投射進攻力量(?？蘸完憫?zhàn)隊員登陸)。這些艦艇上的防空反導系統(tǒng)一般限于實施自衛(wèi)，并構(gòu)成艦艇自防御系統(tǒng)(SSDS)。SSDS組成一般包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)、近程防空導彈(如ESSM、SeaRAM(海拉姆)等)以及近程武器系統(tǒng)(CIWS)。CIWS由高射速炮搭配搜索跟蹤雷達/光電裝置組成，能對來襲導彈運動軌跡進行追蹤，連續(xù)糾正瞄準誤差，在反艦導彈來襲方向高速射擊形成“彈幕”，直接以硬殺傷方式摧毀來襲反艦導彈。其有效作用距離較短，一般在200 m～3 km之間，是水面艦艇防空反導系統(tǒng)的最后一道防線，典型系統(tǒng)為美軍“密集陣”近程武器系統(tǒng)。電子戰(zhàn)系統(tǒng)一般包括雷達有源干擾設(shè)備和光電/紅外無源干擾設(shè)備。雷達有源干擾主要對來襲導彈的末段制導雷達實施功率噪聲壓制和欺騙干擾，對其距離和角度測量形成誤導。光電/紅外無源干擾則依靠發(fā)射箔條、紅外熱源和干擾煙幕彈產(chǎn)生大量虛假目標或者形成電磁、物理屏蔽以削弱來襲反艦導彈的導引能力，使其難以準確鎖定目標。美軍典型艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)如AN/SLQ-32等。自防御系統(tǒng)通過其自防御指揮系統(tǒng)，對軟硬件武器作戰(zhàn)運用進行指揮決策、協(xié)同調(diào)度和精確控制。

3 能力升級發(fā)展

近年來，美軍不斷對艦載防空反導作戰(zhàn)系統(tǒng)的能力升級，開展對“宙斯盾”系統(tǒng)和艦艇自防御系統(tǒng)的升級改造。

“宙斯盾”系統(tǒng)當前正在從“基線9”升級至“基線10”，如圖4所示?！盎€9”狀態(tài)下，“宙斯盾”艦，如“阿利伯克”級(DDG-51型)驅(qū)逐艦及“提康德羅加”級巡洋艦上，防空反導的硬殺傷裝備包括AN/SPY-1B/D(mod)/ D(V) 防空雷達系統(tǒng)、Aegis BMD 5.0/5.1彈道導彈防御系統(tǒng)、垂直導彈發(fā)射系統(tǒng)VLS(裝備SM-2、SM-6、ESSM防空導彈)、CIWS等。軟殺傷裝備包括AN/SLQ-32(V)3、無源誘餌等，并基于戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈Link系列和CEC實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信與控制。在“基線10”升級中，將更加重視火力控制系統(tǒng)的敏捷、增量改進以快速應(yīng)對敵方威脅。硬殺傷裝備替換為美國海軍下一代艦載防空反導雷達(AMDR)、AN/SPY-6、Aegis BMD 6，軟殺傷裝備包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)AN/SLQ-32(V)7以及升級誘餌系統(tǒng)。

圖4 “宙斯盾”系統(tǒng)從“基線9”到“基線10”能力升級

AN/SPY-6防空和導彈防御系統(tǒng)雷達將提供同時多任務(wù)能力，支持遠程、大氣層外探測、跟蹤和彈道導彈識別，同時可以完成對空中和地面威脅的區(qū)域防空和自衛(wèi)防御。為了提高彈道導彈防御能力，需要提高當前雷達系統(tǒng)的雷達靈敏度和帶寬，以探測、跟蹤和支持對先進彈道導彈威脅。對于區(qū)域防空和自衛(wèi)防御，需要提高靈敏度和抗雜波能力，以應(yīng)對陸地、海洋和雨雜波存在時的威脅?！爸嫠苟堋毕到y(tǒng)“基線10”利用AMDR提供豐富數(shù)據(jù)的功能升級，彈道導彈防御(BMD 6)就利用AN/SPY-6的高靈敏度和大帶寬與來襲彈道導彈進行交戰(zhàn)?！盎€10”部署的AN/SLQ32(V)7(水面艦艇改進計劃Block3)能夠提供舷內(nèi)電子攻擊能力。AN/SLQ32命令與控制子系統(tǒng)軟殺傷協(xié)同功能能夠協(xié)同舷內(nèi)電子攻擊和新改進的舷外誘餌進行電子戰(zhàn)。

美海軍航空母艦和兩棲戰(zhàn)艦上的艦艇自防御作戰(zhàn)系統(tǒng)依賴于一套較久的傳感器系統(tǒng)(部分于20世紀60年代設(shè)計)，目前正在進行周期性現(xiàn)代化升級改造。AN/SPS-48G、AN/SPS-49A和AN/SPQ-9B提供雷達監(jiān)視和目標跟蹤功能。Mk9火力控制系統(tǒng)提供額外的監(jiān)視、跟蹤及半主動導彈制導所需的照射功能。SPN-43提供艦載機起降控制功能。在“基線10”改造中，將會對上述復雜異構(gòu)系統(tǒng)進行簡約化集成。在“福特”級航空母艦上，上述功能由雙波段雷達(DBR)提供，如圖5所示。這種為福特級航母(CVN78)開發(fā)的雙波段雷達是X波段AN/SPY-3和S波段AN/SPY-4雷達的結(jié)合。后續(xù)的航空母艦CVN79和CVN80也在考慮其他的雷達設(shè)計方案。多功能雷達將能夠更好地控制ESSM飛行軌跡，并更精確地移交給ESSM導引頭，提高ESSM對抗反艦巡航導彈的能力。而軟殺傷系統(tǒng)將升級后的AN/SLQ32(V)6(如圖6所示)來替代原有的AN/SLQ-32(V)3系統(tǒng)。

圖5 艦艇自防御作戰(zhàn)系統(tǒng)從基線9到基線10能力升級

圖6 AN/SLQ32(V)6電子戰(zhàn)系統(tǒng)實裝圖

基線升級之外，美國海軍亦在持續(xù)探索現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上新能力的快速部署技術(shù)，諸如“宙斯盾”系統(tǒng)和艦艇自防御作戰(zhàn)系統(tǒng)的響應(yīng)速度提升和火力控制環(huán)路改進項目。防空反導作戰(zhàn)是一個涉及裝備應(yīng)用和計算機程序協(xié)同運行的復雜過程。艦載通用作戰(zhàn)系統(tǒng)如圖7所示。艦上主要的傳感設(shè)備是艦載雷達。多種用途不同的雷達基于情報信息的協(xié)同綜合處理，相互輔助完成探測、掃描、監(jiān)視任務(wù)。并且艦船可以獲取離舷傳感器裝備的回傳數(shù)據(jù)，離舷傳感器可部署于其他艦艇、作戰(zhàn)飛機、陸上站點或偵察衛(wèi)星等多域平臺。為滿足整體防御需求，傳感器系統(tǒng)的資源將實現(xiàn)統(tǒng)一控制和調(diào)度。單傳感器獲取的傳感數(shù)據(jù)會匯集于傳感器網(wǎng)絡(luò)中進行信息關(guān)聯(lián)甚至信息融合，最終生成跟蹤信息，實現(xiàn)跟蹤信息與物理實體目標之間的一一對應(yīng)關(guān)系。跟蹤信息包含戰(zhàn)斗系統(tǒng)對目標的全部知識，包括目標的動力學特征(矢量位置和速度)、物體的分類(飛機、巡航導彈、彈道導彈、雜波或碎片等)、目標類型(如果目標是巡航導彈，則該導彈的型號)、目標的身份(敵我)。

圖7 艦載通用作戰(zhàn)系統(tǒng)

在任務(wù)時間區(qū)域內(nèi)對于作戰(zhàn)目標指揮席位具有先驗信息。這些先驗信息將對“誰是最可能的敵人”，“戰(zhàn)場上存在什么樣的威脅”，“一般情況下，敵人將如何實施攻擊”等作戰(zhàn)核心問題進行定義?，F(xiàn)有的作戰(zhàn)系統(tǒng)中，這些信息被稱為交戰(zhàn)規(guī)則，是用于定義如何響應(yīng)傳感器信息的規(guī)則集合。例如，當前的識別系統(tǒng)規(guī)則定義給定先驗信息，通過傳感器提供的數(shù)據(jù)信息最終識別目標。情報、監(jiān)視、偵察(ISR)系統(tǒng)能夠提供攻擊即將到來的跡象，這些早期預(yù)警可以提供作戰(zhàn)系統(tǒng)目標的存在，通?？梢宰R別出目標，但是不能夠提供精確的位置信息且時延較長。當前，美國海軍尚未實現(xiàn)先驗信息、ISR數(shù)據(jù)及傳感器數(shù)據(jù)的定量整合，因而上述數(shù)據(jù)的定量集成將是作戰(zhàn)系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。

4 今后發(fā)展趨勢

綜合分析美軍近年來在海上防空反導作戰(zhàn)的發(fā)展趨勢，從以下幾個方面進行總結(jié)：

(1) 雷達傳感器裝備

美軍將在現(xiàn)有裝備基礎(chǔ)上，研制新型X波段脈沖多普勒相控陣雷達，以增強對超低空、超音速飛行的飛機/導彈目標的探測能力；并對現(xiàn)役繁雜的雷達裝備型號進行體系化集成升級，基于大功率、寬頻段有源相控陣體制研制多功能雷達(MFR)和大容量搜索雷達(VSR)。

(2) 硬殺傷裝備

彈道導彈防御方面，2019年美軍發(fā)布了下一代殺傷武器的需求征集草案，要求新型殺傷武器需具備應(yīng)對近50種威脅場景的能力。與此同時，美軍導彈防御局正在對“SM-3”Block 2A 導彈進行技術(shù)改進，使其具備洲際彈道導彈攔截能力。區(qū)域防空導彈方面，美軍多型防空導彈系統(tǒng)試驗取得階段性進展，其中增程型“先進中程空空導彈”可實現(xiàn)50%以上射程和70%以上高程的能力增量；同時，發(fā)展艦空導彈的反艦攻擊能力，對防御型武器進行攻擊屬性升級改造，支撐為美海軍分布式殺傷作戰(zhàn)概念。近程自防御系統(tǒng)方面，美海軍正在研制新型“密集陣”武器系統(tǒng)(BLOCK 1B)，增加熱成像系統(tǒng)和自協(xié)搜索視頻跟蹤器，對該系統(tǒng)跟蹤精度、攔截距離以及火炮命中概率等戰(zhàn)術(shù)性能進行升級。

(3) 電子戰(zhàn)系統(tǒng)

美軍對防空反導電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展方向可以概括為：裝備陣列化、系統(tǒng)集成化。裝備陣列化主要通過大范圍、高精度、動態(tài)靈活的微波波束進行高效地空間覆蓋，提高系統(tǒng)對來襲目標的截獲能力和對抗能力。有源相控陣技術(shù)將大規(guī)模裝備于目前美海軍在研在裝的電子戰(zhàn)系統(tǒng)中。系統(tǒng)集成化主要基于“軟件定義無線電”的理念，對異構(gòu)電子戰(zhàn)裝備基于同一標準化平臺進行軟件化加載，實現(xiàn)作戰(zhàn)資源的高效集成，從而實現(xiàn)作戰(zhàn)效能提升，以及系統(tǒng)裝備的模塊化、小型化。

(4) 指揮控制系統(tǒng)

美軍大力推動“指揮控制與作戰(zhàn)管理通信”系統(tǒng)現(xiàn)代化升級，意在有效支撐“宙斯盾”系統(tǒng)遠程交戰(zhàn)能力，預(yù)計于2023年形成初始戰(zhàn)力。隨著聯(lián)合全域作戰(zhàn)指揮控制理念的提出，美國海軍正在加快 “海上一體化防空火控系統(tǒng)”(NIFC-CA)的實戰(zhàn)化裝備，集成協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)(CEC)、空中探測平臺、“宙斯盾”系統(tǒng)和SM-6型防空導彈等現(xiàn)役和在研技術(shù)與裝備，構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化防空作戰(zhàn)體系，實現(xiàn)傳感器端、指控端、武器終端的無縫鉸鏈。此外，當前“宙斯盾”原型系統(tǒng)發(fā)展日趨完善，美軍正在推動“虛擬宙斯盾”系統(tǒng)的研制以及實彈攔截試驗。“虛擬宙斯盾”基于當前發(fā)展火熱的數(shù)字孿生技術(shù)，通過搭建“宙斯盾”訓練系統(tǒng)環(huán)境，從而大幅降低美海軍作戰(zhàn)人員培訓成本、提高訓練效果。

5 結(jié)束語

通過對美國海軍防空反導作戰(zhàn)體系構(gòu)成、作戰(zhàn)系統(tǒng)組成、能力升級情況進行梳理總結(jié)，窺見美軍在海上防空反導作戰(zhàn)領(lǐng)域的作戰(zhàn)理念、裝備體系和發(fā)展趨勢，可為我軍海上防空反導作戰(zhàn)研究、武器裝備體系研制，以及拒止/反介入戰(zhàn)略體系建設(shè)提供參考和借鑒。