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美國海軍展示新空管雷達,對航母有何意義?

2019-11-24 14:03 編輯:TF010 來源:北京晚報

今秋,美國海軍首次展示了最新型的航母空中管制雷達。美軍航母與兩棲攻擊艦將全面換裝這款雷達。空中管制雷達對航母有何意義?這款新型雷達又有哪些新功能?

美國尼米茲級航母 新華社供圖

空管雷達有何用?

飛機找航母不容易?那就讓航母找飛機

航母是供艦載機起降的海上作戰平臺。對于艦載機而言,想要在小小的航母上起落,冒的風險可比在陸地機場要多好幾倍。且不說風高浪急,也不說航母甲板的尺寸有限,單說在茫茫大海上,要找到航母的位置就不容易。

別看航母近看是一個幾百米長、十幾層樓高的龐然大物,但放在萬里無涯的大海上,從幾百米乃至幾千米高空看下去,和一個肥皂盒沒啥區別。更別說航母是會動的,降落時位置坐標是變化的。如果艦載機每次降落還要滿世界尋航母,那對于戰斗的效率影響就太大了。

既然艦載機找航母不容易,那就讓航母找艦載機好了,空中管制雷達由此應運而生。簡單說,空管雷達發射無線電波,對航母周圍數百公里范圍內的飛行器進行監測。一旦確認了己方艦載機,雷達就會保持跟蹤,確認艦載機的實時位置。同時,根據空管雷達的信息,調度員會為艦載機制定前往航母降落的飛行路線和降落順序。如此一來,飛行員只要根據航母調度員的指示,就可以沿著安全和快捷的路線降落。當然,在艦載機飛臨航母上空時,引導其平安降落,還需要其他光學電子設備的配合。

由上可知,空管雷達主要目的就是找自家飛機,并為引導自家飛機的降落提供實時信息。當然,既然能探索幾百公里的飛機,不是自家的也逃不過它的法眼。所以通常來說,空管雷達是對整個航母周邊空域進行監測,在“掃自家門前雪”的同時,對“他人瓦上霜”也不放過——可以發現敵方來襲的飛機。

空管雷達方式一樣嗎?

航母都配有空管雷達?引導艦載機方式不同

各國航母都配有空管雷達,但在具體引導艦載機的方式上又各不相同。簡單說來,大部分國家的航母這方面的配置都比較簡單。這其中,“空中引導系統”是各國普遍采用的方案。這個系統的原理,實際上是艦載機和航母上的無線電發射機進行“問答”。當艦載機差不多飛到航母所在區域時,會發出詢問的電磁脈沖,航母天線會發出應答脈沖。艦載機接收后,根據脈沖的時間差和相位差,確定航母和艦載機的距離。空中引導系統的有效范圍可達500公里。

譬如俄羅斯在其唯一航母庫茲涅佐夫號上,裝載了大量雷達,但其中用于艦載機引導的,只有一部“飛行警察”B空中管制雷達,結合“蛋糕臺”空中引導系統,引導艦載機起降。

法國核動力航母戴高樂號上只安裝了兩部雷卡1229型雷達,艦載機降落也就靠它們了。除此之外,還有助降系統、著艦激光系統和預警機可以參與對艦載機降落的引導。

西班牙輕型航母阿斯圖里亞斯親王號上,安裝了AN/SPN-35雷達,主要對艦載機在最后一段距離進行引導,控制艦載機到達甲板上空。

意大利加富爾號航母安裝的引導雷達是SPN-41,加里波第號則是采用MM/SPN-728(v)1監視與導航雷達。

幾年前退役的英國無敵級航母,配置的是MM/SPN-720(V)5雷達。該雷達每次可以同時控制兩架飛機。而剛建成的新型航母伊麗莎白女王號,由于采用“滑躍起飛、垂直降落”模式,加之準備部署的是F-35B垂直起降戰機,因此在空管雷達方面大幅度簡化,僅用了997型三坐標雷達來定位。

美軍空管模式?

三類四部分工明確

美軍航母的空管建立了更為完善的引導雷達系統。在上個世紀,美國航母的空中管制系統除了AN/URN-25系統,還有4部雷達:兩部AN/SPN-46雷達,一部AN/SPN-43C雷達和一部AN/SPN-41雷達。另外還有E-2C預警機進行配合。

這三類四部雷達的分工明確。美軍艦載機準備歸航時,首先獲得E-2C預警機的信息,了解航母所在位置。當戰機進入航母周圍范圍時,就由AN/SPN-43C接手空中管制。最新版的AN/SPN-43C能判斷發現的飛機型號。

當艦載機在AN/SPN-43C引導下,進入航母周圍7英里左右時,就換AN/SPN-46雷達上場了。AN/SPN-46能夠同時控制兩架飛機。它的任務是引導飛機從幾英里的距離降落到航母甲板上。而AN/SPN-41雷達則進行輔助監控,確保萬無一失。顯然,美軍的空中管制系統更加復雜,同時功能性也更強。

為何要換新雷達?

老舊且過時?波段存問題

既然美國航母已經裝備了完善的空管雷達系統,這次為何又要更換?

當前用于空中管制的AN/SPN-43C雷達首先是使用時間太久了。企業級航母、小鷹級航母用的是它,尼米茲級用的也是它。這么算下來差不多都用了半個世紀了。

資料圖:一名美軍士兵在正進行檢修的小鷹號航空母艦上值勤 新華社供圖

雖然在21世紀初,美軍對其進行了優化,使之獲得的航空管制信號從模擬信號改為數字信號,與先進的信息化平臺更好兼容。但整體來說,要在一個半個世紀的雷達體系上修修補補,超出了合理使用的范圍。

AN/SPN-43C在波段上也存在問題。它使用的是S波段(3.5GHz-3.7GHz)無線電,這個波段有一部分頻帶被分配給了固定無線電。這樣,如果艦載機在接近美國海岸線的地方,AN/SPN-43C發出的S波段信號可能被陸基信號干擾,導致空管雷達無法正常使用。

新雷達新在哪兒?

新雷達加強對俄軍高超音速目標監控

美軍在2013年即定下了新空管雷達的規劃,并打算在2020財年授予該雷達的生產合同。美軍希望新雷達系統尺寸、重量上與原有的AN/SPN-43C雷達相當,便于替換位置。美軍計劃的訂購數為25套,將用于全部的航母和兩棲攻擊艦上。最終中標的,是由瑞典薩博公司研發的“海上長頸鹿雷達”升級而成的艦載有源相控陣列雷達。那么,美國海軍近日展示的最新型AN/SPN-50空管雷達,相比舊型號又有哪些突破?

第一個突破是更廣泛的探測距離。AN/SPN-43C雷達早期探測范圍后來擴展到200多海里。AN/SPN-50型在探測范圍上應該能夠得到一定的拓展。

第二個突破是功能更多樣。AN/SPN-50可以提供數據,使得管制人員進行飛機起降管制、空域飛行器識別、空中控制、安全警報、天氣處理以及降落導引等功能。

這里,尤其強調新雷達對高超音速目標的監控。當前軍備競賽中,高超音速武器(包括飛機和導彈)是一個趨勢。而在高超音速導彈方面,俄羅斯走在了前列,號稱彈道導彈能夠達到25倍音速,構成了對美國航母集群的巨大威脅。這種情況下,美軍的新型航母雷達,鎖定敵方高超音速武器,就是很現實的戰術需要。以敵方導彈25倍音速為例,如果新雷達可以在300公里外確認敵方的高超音速導彈,那么從鎖定到導彈抵達艦隊所在海域大約有30多秒的時間。這個時間當然不夠航母編隊溜之大吉,但能夠給反導彈武器爭取防御時間。

第三個突破是AN/SPN-50雷達的抗干擾能力更強。電子戰本身是美國的特長,但俄羅斯的全面壓制也不是“吃素”的。在遭遇俄軍電磁干擾的情況下,AN/SPN-50可以繼續保持對目標較高的偵測和跟蹤能力。

此外,瑞典的“海上長頸鹿”本身就是一款成熟產品,早已用在美國海軍的諸多中輕型艦只上,美國對這個品牌可謂駕輕就熟,避免了未知的技術風險。

 

 

來源:北京晚報?作者:楊益

編輯:tf10

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