介绍下阿利伯克级驱逐舰(万能驱逐舰阿利)

本文作者:大兵

介绍下阿利伯克级驱逐舰(万能驱逐舰阿利)(1)

埃癸斯(Aigis)即“宙斯之盾”,希腊神话中主神宙斯的武器之一,连奥林匹斯山令众神畏惧的雷霆都不能伤其分毫!

(升级篇)

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上世纪60年代,面对红海军日益壮大的挑战,美国海军提出了“先进水面导弹系统”(ASAM)——旨在研发一种拥有出色防空管制能力的舰载战斗系统,以拦截对手从空中、水面、水下发动的多层次“饱和攻击”,其开发的雷达被冠以“宙斯盾”之名。

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请注意:受限于当年的信息化集成技术水平,“宙斯盾”仅仅是一套雷达跟踪和预警系统,它是美军舰载防御作战指挥(也就是“ASAM”)中最重要的一环,却并不代表作战系统本身——这是长期以来存在的误区!

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▲图为“宙斯盾”舰上的战情中心。

为什么这么说呢?

首先,“宙斯盾”理论上的确可以同时探测并跟踪数百个空中目标(早期型上限是400),但是受限于雷达信号发射机的功率,最多同时“带”2块雷达阵面,再多的话信号强度和探测距离就大幅度缩水了…

事实上为了在超地平线距离有效跟踪远程目标,并排除复杂电子条件下的干扰,“宙斯盾”舰经常把发射机功率集中在1面雷达阵上,做“单向高频率”刷新;可是单面相控阵雷达所能承受的电磁信号负荷同样有限——这就好比用单风扇显卡硬刷4K剧一样,用的时间长了,敏感的电气元件就得烧坏!

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▲“宙斯盾”雷达的相控阵面就是由数千个这样的雷达信号放大和接收晶体单元构成——它们每一个的功耗都不比台收音机大,但加在一起...

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▲所谓“无源相控阵雷达”,是指天线阵列仅起到信号放大和接收的作用,产生雷达信号还需要单独的发射机;通过这套机载雷达的构成,就可以想象到“宙斯盾”内部的结构是多么庞大。

所以在实战环境下,“宙斯盾”一是不具备360度全向探测的能力,二是有效跟踪、处理目标数量也没有理论上那么多,最多也就是100~200的水平。

其次,“宙斯盾”没有火控功能,制导“标准”系列防空导弹由专门的AN/SPG-62机械雷达完成;这种雷达最多可同时在一个方向上为4枚防空导弹提供制导,也就是说“伯克”级不管能探测到多少威胁目标,优先攻击的火力通道最多是3个方向、12个…

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▲图为“伯克”级朝向后半球的两部AN/SPG-62(前面舰桥上还有一部),这种布置决定了面对高度威胁时,舰艇需要转向调整火控雷达的照射通道。

之所以搞成这样,是因为当年研发“宙斯盾”的时候,美国海军是想把这玩意儿当做核心防空巡洋舰上的指挥、控制一体化作战系统——说白了就是没想过要普及它。所以对“宙斯盾”的探测能力提出了极端要求,至于火控通道可以靠其他驱/护舰分担嘛!

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▲AN/SPG-62雷达在美军所有具备防空导弹发射能力的舰艇上属于标配,连打杂的“佩里”级护卫舰上也有——就是这装机的位置有点操蛋。(图中这艘属于西班牙海军的同型舰)

但是计划中的“CSGN”(核动力打击巡洋舰)由于成本高、风险大,变为借用“斯普鲁恩斯”级船体、低配版的“提康德罗加”级;而“提康德罗加”级又受困于平台的限制,作为舰队防空、指挥核心成了难以承受之“重”,这才有了让“宙斯盾”进一步下放的“伯克”级通用防空驱逐舰…

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▲本来的“提康德罗加”应该是这样的!

其中关于功耗和信息处理能力的缺点,随着电子技术的进步,后期制造的“伯克”级驱逐舰上“基线5”以上的“宙斯盾”雷达,早已非初代“盾”可同日而语;而且美军有这么多“盾”舰搭配使用,全方位预警到问题不大。

至于跟踪和火控不同步的缺失,属于在早期设计时的bug,要想根治就只能换雷达了——这也正是“伯克Ⅲ”的由来…

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▲目前最新服役的“伯克ⅡA”型上,“宙斯盾”雷达已升级到“基线9”的水准,基本上将这款无源相控阵雷达的潜力挖尽了。

防空、反导、反舰全能的“标准6”!

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雷神公司在美国“国家导弹防御计划”下开发的新一代“标准6”导弹,可以说是未来美军海上作战力量中的关键一环…

可尴尬的是——现有的各型号“宙斯盾”雷达在弹道导弹类目标的远距离有效跟踪上,发挥不出“标准6”导弹全部的威力!

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▲或许有小伙伴疑惑了:“伯克ⅡA”型驱逐舰上取消了“鱼叉”反舰导弹发射架,对海作战只靠炮打吗?其实“标准”系列防空导弹在设计之初就有攻击水面舰艇的功能,甚至美军还计划在射程400公里的“标准6”的基础上开发一种对地攻击型号,并配套研发了尺寸更大的MK57垂发。

于是雷神公司为了匹配“标准6”,开发出了新一代的SPY6雷达,也可称为第二代的“宙斯盾”。相较于上一代其最主要的区别,是改无源相控阵(PESA)为有源相控阵(AESA)——关于这点有个形象的比喻:

这就好比LCD和LED灯的区别,前者只能靠加强瓦数来提高亮度,而后者的亮度完全达到自然光水平,只是需要多少照明空间装多少LED灯头罢了。

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▲有源相控阵雷达可以理解为一个个独立具备信号发射和接收能力的“小”雷达,SPY6就是由37个这样的单元组合而成,还可以根据需要组合成更大或更小的雷达系统。

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▲有源相控阵雷达内部的电路板——虽然其总功耗未必降低,但在工作效率和可维护性上大为改善。

另外针对第一代“宙斯盾”火控通道跟不上探测目标数的缺点,SPY6引入了“双波段”作战体制:4面工作在S波段的远程雷达负责海/空目标的跟踪探测;3面各照射120度角的X波段雷达用于精确解析目标、导弹的末段制导。

从而使得“宙斯盾”的作战效能成倍提高,担负得起海基导弹防御平台的重任!

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▲图为计划中的X波段雷达正在测试,组成阵列的每一块雷达单元和S波段是同款,只是工作的频段不同罢了。

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▲一般认为世界上首款搭载“固态双波段相控阵雷达”的舰艇是日本“秋月”级,不过该舰严格意义上来说是配备了两种不同的雷达,和真正的工作在“双波段”还有区别。

怪了,为什么第二代“宙斯盾”的雷达是这种“不3不4”的组合,就不能对称布置吗?

费电啊!随着不断深度改进,如此大量的堆叠扩容电子设备,“伯克”级原本冗余的动力空间都有点渐渐跟不上了——毕竟是快40年前设计的船体总成结构嘛。

实际上“伯克Ⅲ”对比前型的改动达45%:除了换雷达,最大的工程就是腾出更多的空间装载电力系统…

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▲目前已下水的“伯克Ⅲ”型首舰“卢卡斯”号并未见X波段雷达装机,可能美军还要进一步调试...

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▲终极状态应该是这样。

本来美军是打算在“伯克Ⅲ”上引入全电推进,不过因为“朱姆沃尔特”级服役后的诸多技术问题,从目前来看首艘已下水的“伯克Ⅲ”型“卢卡斯”号依旧采用的是“伯克Ⅱ”型的动力系统。

但是不排除在未来建造的第二阶段为全面升级改造动力系统。

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▲“朱姆沃尔特”级自下水至今迟迟未形成战斗力,可能正是在等待关键的双波段雷达成熟。

不过话说回来,要不是因为计划中的“21世纪水面作战系统”中的“LCS”(濒海战斗舰)、“DDG”(“朱姆沃尔特”级)、CGX(核动力防空巡洋舰)等,通通扯淡…“伯克”级也不用坚持到现在,还扛着美军舰队“新一代水面舰艇核心”的地位。

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▲还没蹦哒几年就已经要退役的“濒海战斗舰”;远处的“伯克”:你靠不住啊!

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▲这支科幻舰队或许还要等很久...

实际上从2015年开始,由于新一代水面作战舰艇集体“疲软”、而老舰像“提康德罗加”级这样陆续扛不住年龄退役;美国海军不得不再次增购13艘“伯克ⅡA”救急,加上现在“伯克Ⅲ”第一阶段建造已签订合同的13艘,该型驱逐舰家族目前已确定的成员是88艘!并且连同首舰“阿利·伯克”号在内,皆处于现役状态,也算是为了维系美帝的海上霸权克尽全功了。

当然,就目前的情况来看:这绝不会是全部…

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最后解答一位读者的提问:“伯克”级能否完全取代“提康德罗加”级在舰队防空中的地位?

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答案就在新一代“标准6”导弹上。

这种导弹是在“标准2”的弹体上换装了AIM120空空导弹的雷达引导头技术、增加了尺寸更大的双推力火箭燃料发动机,从而“攒”出了逆天的性能。但是这种导弹加助推器的长度达到了6.5米,比“战斧”巡航导弹还长!只能由MK41的加长模块装载,而“提康德罗加”级恰恰因为超重的问题,16组垂发单元里面只有4组是加长模块——已经从“体能”上不具备担负海上反导新任务的条件了。

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▲美国海军已经决定:从2023财年开始以每年2~3艘的速度退役全部22艘“提康德罗加”级巡洋舰。

所以,“提”舰和“伯克”的舰队核心之争,就好像不同舞台上的两位主唱一样,虽然后来者有技术进步的优势,但根本上还是剧本的担纲在变。

只是,“伯克Ⅲ”这位粉墨登场的“主角”,也并非是“导演”属意的选择...它的续写传奇,也是美国海军无奈的一声叹息!

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(连载完)

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