*宙斯盾”:美国海军舰队的盾牌

张国良
1991年1月17日,停泊在波斯湾及附近水域中的美国海军10艘“提康德罗加” 级导弹巡洋舰及“威斯康星”号和“密苏里”号战列舰分两批向伊拉克境内发射了100多 枚“战斧”巡航导弹。这些导弹大多准确地命中了目标,为美军夺取海湾战争制空权发挥了 十分重要的作用。在上述10艘“提”级舰上均装备有“宙斯盾”作战系统,“战斧”导弹 发射装置是该系统的重要组成部分。此外,该系统的另一重要组成设备——AN/SPY-1 A/B多功能相控阵雷达还曾多次探测到伊拉克发射的“飞毛腿”导弹,引导本舰武器系统 发射导弹将其拦截,成功地保护了舰队的安全。由此可见,“宙斯盾”作战系统在海湾战争 中功勋卓著。“宙斯盾”系统究竟是个怎样的系统呢?
“宙斯盾”的由来
为了满足海军拥有抵御饱和攻击的舰载防空系统的迫切需要,1967年美国国防部批 准研究和开发“先进的舰用导弹系统”(ASMS)。之后,该系统被正式命名为“宙斯 盾”(Aegis)作战系统。Aegis是古希腊神话中宙斯神的盾。在美国海军看来, “宙斯盾”作战系统就是可对从四面八方向舰艇同时袭击的敌方大量导弹组织有效防御反击 的美国舰队的坚固盾牌。 “宙斯盾”作战系统从1969年12月起正式开始研制,1973年完成样机,于1 981年正式装舰。该系统体现了美国80年代的科技水平,并在此后,一直与世界先进的 科学技术同步发展。“宙斯盾”作战系统(不含导弹)每套造价约2亿美元。自1983年 至今,该系统已装备美国全部27艘“提”级巡洋舰。从1991年7月起,它又开始装备 “阿利·伯克”级驱逐舰。此外,日本海军新一代“金刚”级驱逐舰上也配置了从美国采购 的“宙斯盾”作战系统。
系统的组成
“宙斯盾”作战系统主要由6个分系统组成,它们分别是: (1)MK1指挥和决策分系统 它包括四机柜AN/UYK-7计算机、AN/UYA-4显示控制设备、变换装置、RD -281存储器和数据变换辅助控制台等。该分系统是全舰的指挥和控制中心。它负责建立 战术原则,显示并处理来自舰上各传感器的信息,作出威胁判断和火力分配,协调和控制整 个作战系统的运行。 (2)MK1武器控制分系统 它由四机柜AN/UYK-7计算机、“宙斯盾”综合装置、MK138射击开关组合件 和数据交换辅助控制台组成。该分系统负责按照MK1指挥和决策分系统的作战指令,具体 实施对武器系统的目标分配、指令发射和导弹制导等功能。 (3)AN/SPY-1A多功能相控阵雷达分系统 该雷达是“宙斯盾”作战系统的心脏,是“宙斯盾”战舰的主要探测系统。它由相控阵 天线、信号处理机、发射机和雷达控制及辅助设备组成。它能完成全空域快速搜索、自动目 标探测和多目标跟踪。该雷达工作在S波段,对空搜索最大作用距离约为400千米,可同 时监视400批目标,自动跟踪100批目标。 (4)MK99火控分系统 它包括AN/SPG-62目标照射雷达、MK79导向器和数据转换装置。该分系统负 责按照MK1武器控制分系统的指令,随同AN/SPY-1A雷达一起工作;用AN/SP G-62雷达照射目标,以便对已发射的导弹提供末制导。 (5)MK41和MK26导弹发射分系统 MK26为双导轨旋臂式发射装置,用于发射“标准2”中程舰空导弹或“阿斯洛 克”反潜导弹。MK41是一种先进的垂直发射装置,它包括61具导弹发射箱,可发射 “标准”、“战斧”、“鱼叉”和“阿斯洛克”导弹等。上述两种导弹发射分系统均由MK 1武器控制分系统的计算机实施控制。 (6)MK1战备状态测试分系统 该分系统由一台AN/UYK-20小型计算机和若干AN/UYA-4显控台、主数据终 端、遥控数据终端和辅助设备组成。它与“宙斯盾”作战系统各主要分系统相联,完成对整 个作战系统的监视、自动故障检测和维护。
工作原理和功能特点
“宙斯盾”作战系统的工作是从AN/SPY-1A多功能相控阵雷达开始的。该雷达发 射几百个窄波束,对以本舰平台为中心的半球空域进行连续扫描。如果其中有一个波束发现 目标,该雷达就立即操纵更多的波束照射该目标并自动转入跟踪,同时把目标数据送给指挥 和决策分系统。指挥和决策分系统对目标作出敌我识别和威胁评估,分配拦截武器,并把结 果数据送给武器控制分系统。后者根据数据自动编制拦截程序,通过导弹发射分系统把程序 送入导弹。导弹发射后,发射分系统又自动装填,以便再次发射。在导弹飞行前段,采用惯 性导航,武器控制分系统通过AN/SPY-1A雷达给导弹发送修正指令。 进入末段后,导弹寻的头根据火控分系统照射器提供的目标反射能量自动寻的。引炸 后,AN/SPY-1A雷达立即做出杀伤效果判断,决定是否需要再次拦截。该雷达采用边 跟踪边扫描方式工作,始终对全空域扫描以发现新目标。在整个作战过程中,战备状态测试 分系统不断监视着全系统的运转情况,一旦发现故障,立即采取措施,以确保作战系统具有 很高的可靠性。 “宙斯盾”作战系统共有4种工作方式:自动专用方式、自动方式、半自动方式和故障 方式。后三种方式都需要人工参与控制。只有自动专用方式不需要人工控制,整个探测、拦 截过程全部自动地进行,它在任何时候都是有效的。当发现有威胁程度不同的多个目标时, 该系统能自动暂时放弃威胁较小的目标,而对付威胁较大的目标。 “宙斯盾”作战系统的功能特点是: (1)反应速度快。主雷达从搜索方式转为跟踪方式仅需50微秒,能对付作掠海飞行 或大角度俯冲的超音速反舰导弹。 (2)抗干扰性能好。可在严重的电子干扰(包括无源干扰和有源干扰)、海杂波和恶 劣环境下正常工作。 (3)作战火力猛。可综合使用舰上的各种武器,同时拦截来自空中、水面和水下的多 目标,具有抗敌方饱和攻击的能力。 (4)编队防空能力强。该系统实施全天候、全空域作战,能为整个航母编队或其他机 动编队提供有效的区域防空。 (5)系统可靠性高。能在无后勤保障的情况下,在海上连续可靠地工作40~60 天,系统的大修周期为4年。
系统基本结构的演变
“宙斯盾”不是单独型号的作战系统,它已经形成了一个作战系统系列。迄今为止, “宙斯盾”作战系统系列已包括7种型号(即0~6型)基本结构,目前正在开发7型基本 结构。“宙斯盾”作战系统系列形成过程就是美国海军“宙斯盾”作战系统基本结构不断改 进(或升级),使之一直处于世界先进水平的过程。 0型和1型基本结构作战系统 0型基本结构是“宙斯盾”作战系统的原始基本结构。包括AN/SPY-1A雷达、旋 臂式MK26导弹发射系统、LAMPSMKⅠ轻型机载多用途系统和AN/SQS-53A 声纳等设备。该型系统最先配置在1983年交付使用的美国“提康德罗加”级CG-47 舰和CG-48舰上。在对0型基本结构略加改进的基础上产生了1型基本结构。1型基本 结构采用AN/UYK-7计算机和LAMPSMKⅢ轻型机载多用途系统等。该型基本结构 作战系统已配置在CG-49、CG-50和CG-51等3艘“提”级舰上。原先配置在C G-47和CG-48舰上的0型系统经改进后已升级为1型。 2~4型基本结构作战系统 2型基本结构以AN/SPY-1A相控阵雷达、MK41导弹垂直发射系统、“战斧” 巡航导弹和AN/SQQ-89声纳为核心。与1型相比,2型的火力明显得到增强,反潜战 能力有了大幅度的提升。在CG-52~CG-58的7艘“提”级舰上已配置了该型系统。 3型基本结构采用了AN/SPY-18相控阵雷达、AN/UYQ21显示器和CD R作战通信机等装备。AN/SPY-1B雷达是AN/SPY-1A雷达的改型,它改善了对 干扰环境下低飞的小雷达截面导弹的跟踪。3型基本结构的计算机程序已由0型的82万行 增加到100万行以上。3型基本结构作战系统已配置在自1989年2月服役的CG-5 9至CG-64的6艘“提”级舰上。 4型基本结构的主要改进设备有AN/SPY-1B(V)D雷达(装在“提”级巡洋 舰上)或AN/SPY-1D雷达(装在“阿利·伯克”级驱逐舰上)、AN/UYK-43/ 44计算机(代替早期的AN/UYK-7计算机,程序增加到接近400万行)、C&DM K2通信和数据设备(装在“提”级舰上)或ADSMK2高级数据系统(装在“阿利·伯 克”级舰上)以及AN/SQS-53C声纳等。该型基本结构作战系统已经配置在CG/6 5~CG-73等9艘“提”级巡洋舰和DDG-51~DDG-56等6艘“阿利·伯克” 级驱逐舰上。 从0型基本结构发展到4型基本结构,“宙斯盾”作战系统已经发生了脱胎换骨的变 化。作战系统865个部件中,有429个更换了,部件数也从865个增加到924个, 作战系统的重量从610吨增加到656吨。与0型相比,4型基本结构作战系统作战能力 大大增强。 5型和6型基本结构作战系统 5型基本结构的主要改进包括增加“标准SM-2BlockⅣ”增程舰空导弹、联合 战术信息分布系统16号数据链战术数字信息链J、新型作战测向器和具有很强战术图示 能力的先进的彩色图形显示器等。其计算机程序增加到650万行以上。5型基本结构作战 系统已配置在DDG-57至DDG-78等22艘“阿利·伯克”级驱逐舰上。 6型基本结构的改进主要包括适合近海作战的AN/SPY-1D/V)相控阵雷达、改 进型“海麻雀”导弹垂直发射系统、战区弹道导弹防御系统、先进的AN/UYQ-70显示 器、附加的处理机以及改进识别系统和提高协同作战能力。此外,该结构采用局域网互连系 统,对各种不同的局域网实施最佳综合。经过上述改进后,作战系统反高速、低空机动目标 的总体性能大大增强。预定配置6型基本结构作战系统的舰船平台有自DDG-79以后的 多艘“阿利·伯克”级驱逐舰。 开发中的7型基本结构作战系统 该型结构反映了“宙斯盾”作战系统基本结构的最新进展。其主要改进包括辅助传感 器、改进型“战斧”导弹、宽战区弹道导弹防御系统和先进的计算机处理系统等装备的升 级。先进的计算机处理系统将用商用流行产品(COTS)计算机来取代AN/UYK-43 一类美国海军标准计算机。上述技术上的革命性进展将保证“宙斯盾”作战系统以世界领先 地位进入21世纪。7型基本结构作战系统的预定配置对象是后继生产的“阿利·伯克”级 驱逐舰。
21世纪展望
系统发展的关键因素 “宙斯盾”作战系统计划是美国历史上最成功的海军武器系统计划之一。促使其继续发 展的关键因素是: 第一,国际战略形势变化及其对美国海军使命的影响。目前,美国海军作为一支强大的 蓝水海军其远洋防空使命已大为减弱,为适应各种沿海战争的需要,新开发的“宙斯盾”系 统必须集中力量对付掠海飞行反舰巡航导弹的严重挑战和来自敌方战术弹道导弹的地面威 胁,设法增强舰队协同作战能力并实施宽战区弹道导弹防御。 第二,先进的技术和设备尤其是商用流行产品对系统发展的促进作用。嵌入式超级计算 机、光纤设备、先进的控制系统、新型有源阵列雷达以及先进的信号处理设备等都将对作战 系统的继续开发,在导向和可行性方面具有举足轻重的影响。美国海军力求把在研的将在不 同作战区域使用的许多先进的作战系统单元尽快地组合进新开发的“宙斯盾”作战系统中 去。与此同时,新系统将积极采用商用流行产品及其标准。 第三,国际上对“宙斯盾”系统需求的刺激。最近几年来,“宙斯盾”计划的国际化趋 向日益加强。日本已经为其“金刚”级驱逐舰配置了新型“宙斯盾”作战系统。西班牙不仅 采购而且还参与生产“宙斯盾”的部件。该国将为其F-100护卫舰配置“宙斯盾”系 统。澳大利亚已于1996年保证为其8艘“安扎克”护卫舰采购AN/SPY-1F多功能 相控阵雷达、“宙斯盾”武器控制分系统、战备状态测试分系统以及现有指挥和决策分系统 的改型。此外,还有除美国外的6个国家将采购MK41垂直发射分系统。国际市场上愈来 愈多的采购需求大大刺激了“宙斯盾”作战系统的发展。 除了上述3个关键因素之外,未来的“宙斯盾”作战系统还将受到美国政府防御政策的 倾斜和造舰基金扩充的推动。 系统发展的主要方式 在未来10年中,新型“宙斯盾”作战系统的发展将主要采用以下两种方式:超前配备 方式和局部改动方式。 (1)超前配备方式 “宙斯盾”系统发展的超前配备方式是指为新造舰船超前研制新的设备单元,以开发一 种新型号的基本结构作战系统。目前实施的AN/SPY-1D(V)雷达改进计划便是超前 配备发展计划之一。该雷达改进的主要目的有两个。一是极大地改善雷达系统在海岸杂波密 集的环境中捕捉低空、高速目标的性能。二是大幅度增强雷达抗欺骗式电子干扰的能力。 (2)局部改动方式 “宙斯盾”系统发展的局部改动方式是指对现有舰船上的作战系统作一些局部的改革, 在老型号基本结构的基础上派生出局部改进型。美国海军的3A型基本结构计划就是一项旨 在改进6艘3型基本结构的巡洋舰(CG-59~CG-64)的计划。这一计划的目的是要 对现有舰船加以改进,以便使其计算资源、指挥与控制、显示能力以及附属的计算机程序等 均可赶上新式巡洋舰和驱逐舰的水平。其主要改进措施包括:以AN/UYK-43低柜式战 术计算机代替现有的AN/UYK-7设备;以可提供彩色图像的AN/UYQ-21或AN/ UYQ-70作战显示系统替代老式的AN/UYA-4显示器;补充联合战术信息分布系统 16号数据链5型设备系列等。同样,4型基本结构巡洋舰和4型、5型基本结构驱逐舰也 将进行联合战术信息分布系统的设备更新以及计算机程序的更新。 展望21世纪,可以预料,随着“宙斯盾”作战系统的不断发展,在未来海战中,“宙 斯盾”这面舰队的盾牌无疑会变得更加坚固。