國外新型驅逐艦作戰系統分析*

黃 勇

(海軍裝備研究院 北京 100161)

1 引言

驅逐艦自1893年在英國誕生以來,一直是世界主要國家海軍的重點發展艦種之一[1]。目前,各型驅逐艦作戰系統及其裝備雖然各異,但其發展有較多共同之處。為從不同側面反映21世紀驅逐艦作戰系統的發展趨向,本文對美國海軍“朱姆沃爾特”(DDG-1000)級、英國海軍 45型、韓國海軍KDX-3型驅逐艦作戰系統的特點進行了分析,探討了其對艦艇作戰系統的發展啟示,以期為我艦艇作戰系統及其裝備發展提供借鑒。

2 國外新型驅逐艦作戰系統及其特點分析

2.1 DDG-1000級驅逐艦

DDG-1000級驅逐艦是美海軍為適應21世紀海上作戰需求于21世紀初開始研制、建造的一型側重對陸攻擊和水面打擊能力的多用途艦,首艦“朱姆沃爾特”號計劃2017年服役,采用內傾穿浪船型和綜合電力系統,滿載排水量超過14000噸,最大航速超過30節。

2.1.1 作戰系統配置情況

裝備的電子設備主要有1部S波段搜索雷達、1部X波段SPY-3多功能雷達、1套分布孔徑光電系統、1部高頻/中頻艦殼聲納、1部拖曳陣聲納、1套C4ISR系統、1套全艦計算環境、1套電子對抗系統、1套SQQ-90綜合水下作戰系統等;裝備的武器主要有80單元 MK-57先進垂直發射系統、2座155毫米先進艦炮武器系統、2座57毫米MK110近程艦炮武器系統等;搭載2架MH-60R反潛直升機或1架MH-60R反潛直升機和3架RQ-8B無人機[2]。

2.1.2 系統主要特點分析

與“阿利?伯克”級驅逐艦 DDG-79[3]比較,DDG-1000級驅逐艦作戰系統具有下述主要特點:

1)配裝了由S波段有源體搜索相控陣雷達和X波段有源多功能相控陣雷達組成的雙波段雷達系統,開創了協調使用兩套頻率資源的先河,實現了系統在這兩個電磁波頻段上同步工作、資源共享,可靈活地將對目標的搜索與跟蹤、對導彈的制導等功能分配給某個頻率或同時分配給兩個頻率,其能力和靈活性是此前雷達系統不可比擬的。

2)創造性地用全艦計算環境來支持包括警戒探測、作戰指揮、武器控制、通信、電子戰、導航、武器、動力電機、管理、損管等在內的艦上所有系統,解決了現役艦艇存在的各類系統獨立運算、不同系統的數據處理能力和硬件資源無法相互支援等問題,使本艦的系統不會因局部損壞而癱瘓。

3)配裝的MK-57先進垂直發射系統采用了創新性的舷側安裝布置方式,將艦體前部和后部中線附近以往布置垂直發射系統的位置和空間留了出來,以裝備更多其他裝備,裝載能力得到有效提高。同時,垂直發射系統舷側安裝在內外層艦體間,遠離艦體重要區域,即使中彈,爆炸力也會被導向艦外,生存能力得到有效提高。此外,該先進垂直發射系統以4管為一個模塊,極大提高了布置的靈活性,與現廣泛使用的MK-41垂直發射系統相比,其發射管深度更深、內徑更大,可發射的導彈類型更多。

4)除裝備對陸攻擊導彈外,艦前部裝備了2座155mm/62倍徑的“先進艦炮系統”作為承擔對陸打擊任務的重要武器,對陸打擊能力較現役驅逐艦有質的提高。該艦炮炮管平時收于炮塔前方整流罩內,可使用最大射程117kmGPS導引的對陸攻擊彈藥、射程56km毫米波雷達導引的對海助推彈和射程41km的無導引普通炮彈等;利用GPS制導炮彈打擊目標時,每座炮可通過設定仰角和炮彈彈道等不同發射參數讓4～6枚先后發射的炮彈以不同彈道同時飛向幾十海里外同一目標,使本艦具有8～12發炮彈同時彈著能力。

5)鑒于以近海為主要作戰任務的DDG-1000級驅逐艦遭遇小型艦艇攻擊的可能性大,而配裝的“先進艦炮系統”并不適合擔負反小型艦艇作戰任務,20毫米口徑的“密集陣”近程艦炮系統威力又有限,該級艦在機庫頂左右舷各布置了1座具備反導和反快艇能力的57mm/70倍徑MK-110艦炮作為其近防武器系統。

6)通過將反潛作戰指揮、本艦和外平臺聲探測、武器控制、直升機反潛、遙控獵雷和魚雷防御等功能綜合于一體形成的“綜合水下作戰系統”,實現了反潛作戰指揮和武器控制功能的綜合以及與反潛直升機的協同作戰,能自動進行水下目標探測、識別、跟蹤、定位以及目標攻擊,縮短了反應時間,可有效應對來自潛艇、水雷、無人潛航器等威脅。

7)采用集成復合上層建筑和孔徑結構,并將雷達和通信等天線集成于該一體化上層建筑中,最大程度減少了甲板上的暴露物,且采用穿浪型內傾單體船型,艦的隱身性能得到顯著增強。

8)艦艏雙頻聲納除具有完成對潛艇等傳統水下目標探測能力外,具備行進中探測規避水雷能力,可滿足將來艦艇編隊中由于取消專門水雷戰艦而對驅逐艦本身反水雷能力的需求。

2.2 45型驅逐艦

45型驅逐艦是英國海軍為應對反艦導彈等威脅于2000年底開始研制、用于替換42型艦的新型驅逐艦,首艦“勇敢”號2009年服役,采用全電推進系統,滿載排水量超過7000噸。

2.2.1 作戰系統配置情況

裝備的電子設備主要有1部S波段“桑普森”多功能雷達、1部D波段S-1850M對空/對海搜索雷達、1部MFS-7000改進型艦殼聲納、1部2070魚雷報警聲納、1部SQL-25A拖曳式聲誘餌等;裝備的武器主要有48單元“席爾瓦”導彈垂直發射系統、1座114mm MK-8 Mod1艦炮系統、2座 30mm DS30B艦炮武器系統(將來可能升級安裝MK-15“密集陣”艦炮系統或者“拉姆”艦空導彈系統)、2座四聯裝“魚叉”反艦導彈(現在未裝)等;搭載1架“山貓”HMA-8艦載直升機[2]。

2.2.2 系統主要特點分析

1)基本是按照在航母編隊中擔負防空任務的定位設計建造的一型對空作戰能力強、反潛和對陸攻擊能力偏弱的驅逐艦。英國海軍認為,反潛由編隊中其他艦去承擔、對陸攻擊任務將主要由裝備“戰斧”巡航導彈的攻擊型核潛艇和新一代航母艦載機F-35B去完成。

2)將裝備分成“核心基線”和“增進采購計劃”兩類進行設計和選配,前者為必配裝備,后者則是按照需求進行優先排序待資金到位后再加裝或升級。首先,“主防空導彈系統”(PAAMS)是該型艦“核心基線”類的主要武器系統,用于為自身和編隊提供防空能力,主要包括“桑普森”多功能雷達、S-1850M搜索雷達、以原有FSAF C2系統為基礎的指揮控制系統、“席爾瓦”導彈垂直發射系統、射程30/100km的“紫菀”-15/30艦空導彈等;“桑普森”相控陣雷達采用雙平面旋轉天線,用于目標搜索、跟蹤和為“紫菀”導彈提供制導,據稱探測距離達400km,能同時跟蹤168個目標,支持“紫菀”導彈同時應對其中12個最具威脅的目標[4];S-1850M雷達用于對空中和水面目標搜索,陸上試驗表明,其探測隱身目標能力強,能跟蹤大氣層外目標,有作為“戰區導彈防御系統”組成部分的潛力。其次,設計有2座四聯裝“魚叉”BlockⅡ反艦導彈發射裝置和艦載魚雷發射裝置,考慮了發射“戰斧”對陸攻擊巡航導彈,但因經費限制目前并未配裝,只是列為“增進采購計劃”;一些武器系統也采取了降級配裝,如用114mm艦炮取代了原計劃配裝的155mm艦炮等;這使該艦反艦、對陸和反潛能力偏弱,整體作戰能力與最初預期有較大差距。

2.3 KDX-3型驅逐艦

KDX-3型驅逐艦是韓國海軍于2001年開始研發的一型具備反彈道導彈能力和強的區域防空能力的驅逐艦,是為替代美制二戰時期驅逐艦于20世紀八十年代中期開始實施的“韓國自制驅逐艦試驗計劃”(KDX計劃)的終極階段,首艦“世宗大王”號于2008年服役,滿載排水量超過10000噸,最大航速30節。

2.3.1 作戰系統配置情況

裝備的電子設備主要有1套“宙斯盾”基線7.1指揮控制系統、1套ASWCS-X反潛武器控制系統、1部E/F波段的SPY-1D(V)四面陣多功能相控陣雷達、1部MW-08對海搜索雷達、1部SPS-95K導航雷達、3部SPG-62照射雷達、1套UPX-274K敵我識別器、1部DSQS-21 BZ-M 主被動中頻艦殼聲納、1部CAPTAS MK-2V1主被動低頻拖曳陣聲納、1套SLQ-200(V)5K綜合電子戰系統、1套SLQ-261K拖曳式聲誘餌、1套NRBP-2B“塔康”戰術導航系統、1套全球衛星定位導航系統、1套16號數據鏈等;裝備的武器主要有4座四聯裝SSM-700K“海星”反艦導彈系統、48單元導彈垂直冷發射系統、80單元MK-41導彈垂直發射系統、1座MK-49 Mod3“拉姆”艦空導彈系統(裝 21枚RIM-116導彈)、1座 127毫米 MK-45 Mod4艦炮系統、1座30毫米“守門員”艦炮系統、2座三聯裝324毫米KMK-32 Mod3魚雷發射系統等;搭載2架“超山貓”MK-99艦載直升機[2]。

2.3.2 系統主要特點分析

1)配裝美“宙斯盾”系統的最新發展型號基線7.1系統。該系統采用分布式結構和高性能商用計算機,通過用功能局域網對其綜合,分別構成了反應快速、具有防空作戰、反潛作戰、對陸與對海作戰指揮協調和武器控制功能的綜合系統,能同時控制各種傳感器和武器定位、識別、跟蹤和攔截不同方向和高度來襲的空中、水面和水下密集目標,并具備彈道導彈防御能力。

2)配裝了128個導彈垂直發射單元。除前、后甲板各布置有6組和4組可配裝“標準”等導彈的八聯裝MK-41垂直發射裝置外,兩直升機庫間布置了48單元的可配裝“天龍”對陸攻擊巡航導彈和“紅鯊”反潛導彈的垂直冷發射裝置。

3)配裝了“標準”艦空導彈、“拉姆”艦空導彈、“守門員”艦炮等對空防御武器系統,形成了遠、中、近各層火力銜接重疊的層次化防空火力配系,防空能力強。

4)配裝了“藍鯊”管裝魚雷、垂直發射的“紅鯊”反潛導彈、反潛直升機和艦殼聲納、拖曳聲納,以及能對包括反潛直升機的AQS-18低頻主動吊放聲納、聲納浮標和磁異探測器等在內的艦上各種反潛武器和探測設備進行綜合的ASWCS-X反潛武器控制系統,搭配合理,形成了近、中、遠層次反潛裝備體系。

5)上層建筑采用全封閉一體化設計,后煙囪和直升機庫設計為一體,艦橋和機庫擴展至整個主甲板寬,為倒V字形,提高了艦艇隱身性,增加了電子武器裝備布置點和靈活性。同時,將發射對陸攻擊巡航導彈和反潛導彈的48單元垂直發射系統布置于兩直升機庫間。通過這些優化布置,使其配裝的電子武器裝備種類齊全,實現了集防空、反艦、反潛和對陸攻擊作戰任務于一體。

3 對艦艇作戰系統發展的啟示分析

1)實現作戰能力要求是艦艇作戰系統的發展目標,必須聚焦作戰能力要求及其排序合理確定艦艇作戰系統方案。

為緩解艦艇研制周期長、費用和造價高、使用時間長與裝備技術發展和作戰環境變化快的矛盾,多用途成為艦艇重要發展方向。但是,一方面,海上作戰對艦艇作戰任務要求是多方面的,可能要求擔負防空、反潛、反艦、對陸打擊,甚至彈道導彈防御等任務,且對其能力要求不斷提高,使得現役艦艇裝備的各方面能力與未來作戰任務需求和能力要求均存在較大差距、有待提高;另一方面,受艦艇平臺、技術水平和經費等限制,靠一型艦實現各方面要求、解決所有不足不現實,必須從編隊進行頂層規劃,合理定位每型艦艇在其中的主要作戰任務,并對這些任務排序,突出需要重點保證其擔負的作戰任務和能力,而不是面面俱到。否則,只能是各方面能力都有,但均不強,無特色。美海軍在起初發展DD-21驅逐艦—現正建造的DDG-1000級驅逐艦時,在《任務需求書》和《作戰使用需求書》中就明確了其關鍵性能:一是對陸攻擊能力,二是適應聯合作戰能力,三是隱身能力,四是人力需求削減能力,五是艦艇機動能力;英國海軍在發展45型驅逐艦時,明確要求,作為單獨作戰單元,應具有全面的能力,但防空能力處于優先地位,其次是指揮控制能力,再次是反潛、反艦和自衛能力,第四是火力支援能力。正是在這些明確的能力實現順序指導下,DDG-1000級驅逐艦發展為一型側重對陸打擊能力和隱身性的多用途艦,45型驅逐艦則發展為一型側重防空,對空作戰能力強,但反潛、對陸打擊等能力相對薄弱的艦艇。

2)裝備選取要綜合考慮作戰使用性能、經費可承受性、技術風險及其可發展性。

面對電子武器裝備技術發展加快、更新周期變短、研制費用不斷上漲、軍費有限的現實,艦艇作戰系統方案及其裝備選取必須考慮經濟可承受性和技術風險,在性能與費用、技術風險間折衷,一是選擇裝備應注重系統要求以及裝備在系統中能發揮的作用,不應一味追求單項裝備的高性能和技術的先進,而是采用能夠滿足任務需求、效費比高的裝備和技術,力求選擇的系統方案效能最佳,經費在可承受、風險在可控范圍內。二是不能只追求裝備性能,不考慮成本。否則,只能是造不起、用不起,形成不了規模和能力。DDG-1000級驅逐艦過于追求高新技術,致使費用飆升,面對有限的造艦經費,美國海軍不得不由原32艘建造計劃先后削減為24艘、12艘、8艘、7艘,且目前僅開工建造2艘[5]。三是根據經費可承受性,采取漸進式發展策略。由于經費原因,45型驅逐艦首先開發和采購費用上可承受的首制艦,優先保證對空防御能力,核心裝備確定為“歐洲主防空導彈系統”,一般認為必不可少的魚雷發射裝置、反艦導彈發射裝置等只是“保留裝載能力,并不裝備”,連英國倍加推崇的CEC系統也未裝備,這些將通過以后循序漸進的后續艦采購計劃逐步實現,以接近最初設計的全部能力。此外,由于需求變化和技術發展等,艦艇在服役期內往往需要對系統進行升級改造,這要求發展系統時還必須注重系統的可升級、可擴展能力。為此,系統應采用開放結構和模塊化設計,以具有高度靈活性,便于集成新技術、新裝備;同時,要注重選用像通用垂直發射系統之類的通用性強以及形成或者能夠形成系列規模的裝備,以具有好的發展延續性。

3)綜合是能力的增長劑,注重和加強系統各層面的綜合已成為提升系統整體能力的重要途徑。

單一電子武器裝備或系統的能力有限,用信息技術對對空、對海、反潛作戰方面,甚至作戰系統、全艦的信息和資源進行整合,實現系統以信息和資源充分共享、綜合運用為特征的、某一作戰方面甚至整個作戰系統等不同層面的綜合,發揮系統整體資源優勢,縮短反應時間,增強系統整體能力,已成為艦艇作戰系統能力提升的重要途徑。DDG-1000級驅逐艦通過將全艦的網絡、計算、存儲、顯示、內部通信等設備進行綜合,構建成一個開放的“全艦計算環境”,實現了“用一個公共計算和顯示環境支持艦艇上所有系統”,能支持艦艇所需各種計算任務,具有在艦上任何環節受損失效情況下,其運算功能可視系統資源狀況由其他系統負責完成的能力,保證了系統不會因局部損壞而癱瘓;通過將反潛作戰指揮、本艦和外平臺聲探測、武器控制、直升機反潛、遙控獵雷和魚雷防御等功能綜合形成的“綜合水下作戰系統”,實現了反潛作戰指揮和武器控制功能的綜合以及與反潛直升機的協同作戰,能自動進行水下目標探測、識別、跟蹤、定位以及目標攻擊,縮短了反應時間,可有效應對來自潛艇、水雷、無人潛航器等威脅;通過實現配裝的S和X波段雷達資源共享,形成了有效的雙波段雷達系統,使各種搜索與跟蹤功能可以分配給某個頻率或同時分配給兩個頻率,有效提高了系統整體性能。KDX-3型驅逐艦配裝的“宙斯盾”基線7.1系統,通過用功能局域網對系統進行綜合,分別構成了反應快速、具有防空作戰、對陸與對海作戰、反潛作戰指揮協調和武器控制功能的綜合系統,能同時控制各種傳感器和武器定位、識別、跟蹤和有效攔截從不同方向和高度來襲的空中、水面和水下密集目標。

4)有技術基礎才有發展,有創新才有能力躍升,必須注重創新和新技術應用。

技術是裝備發展的基礎和動力,沒有雄厚的技術基礎作保障,沒有創新的重大引領作用,裝備發展只能是循規蹈矩,低水平重復,不可能產生突破,能力不能上升到新高度,往往是一兩項創新或新技術得到應用就可能使其能力得到極大提升。因此,注重創新,重視高新技術發展,并在取得突破后迅速應用于裝備中,對保持裝備技術優勢、提高裝備能力非常重要。DDG-1000級驅逐艦是這方面的典型代表,其在設計思路和采用新技術等方面都非常前衛,一是導彈垂直發射系統創新性地采用舷側布置方式,艦的裝載能力得到有效提高;二是創造性地用一個公共計算和顯示環境來支持艦上所有系統,使本艦的系統不會因局部損壞而癱瘓;三是采用集成復合上層建筑和穿浪型內傾單體船型,雷達和通信等天線集成于該一體化上層建筑中,艦的隱身性能得到顯著增強;四是開創了配裝雙波段雷達系統及協調使用兩套頻率資源的先河,其能力和靈活性是此前雷達系統不可比擬的;五是裝備2座155mm先進艦炮系統作為承擔對陸攻擊任務的重要武器,對陸打擊能力比現役驅逐艦有質的提高。正是由于采用了這些新技術和創新,使該艦能力超群,與現役“阿利?伯克”(DDG-51)級艦相比,雷達反射截面積減少了50倍,對陸火力支援、防御反艦導彈和整體防御等能力分別增加了2倍、3倍和9倍[2]。

5)配置趨向典型化。

各國海軍的戰略、使命任務和面臨的威脅及環境等雖然各異,其驅逐艦擔負的使命任務也略有不同,但有許多共同之處,主要是參加編隊分別執行防空反導、反潛、對海打擊、對陸火力支援和打擊等作戰任務,并在長期發展過程中,經過實踐和相互借鑒,為承擔完成各種作戰任務的裝備配置思路也逐漸趨向典型。對空對海探測裝備至少配裝1部多功能相控陣雷達和1部遠程搜索雷達;對水下目標探測裝備通常配裝可對潛艇進行中近距離探測及對魚雷、水雷進行偵測的艦殼聲納和可對潛艇進行遠距離探測的拖曳陣聲納。通常,配裝區域防空導彈系統、點防空導彈系統、末端反導艦炮系統,形成遠中近火力銜接的層次化防空火力配系;配裝反艦導彈系統和大中口徑艦炮系統,形成具備超視距打擊能力的對?；鹆ε湎?并可通過艦載直升機掛載空艦導彈對水面艦艇實施打擊;配裝對陸攻擊巡航導彈和大口徑艦炮系統,形成對陸打擊以巡航導彈為主、對岸火力支援以大口徑艦炮為主的對陸打擊與對岸支援火力配系;配裝管裝魚雷武器系統、反潛導彈系統和反潛直升機,形成近中遠層次反潛裝備配系。水聲對抗裝備通常配裝用于干擾誘騙對方魚雷的艦載和拖曳式聲誘餌;電子對抗裝備通常配裝電子偵察設備、用于實施有源和無源干擾的發射裝置與系統等。

6)著力提升執行傳統作戰任務能力同時,關注和拓展新的任務能力需求。

隨著面臨的威脅及環境等變化,驅逐艦在傳統對空、對岸、對海、反潛作戰任務基礎上,具備參與戰區反彈道導彈能力、反水雷能力正成為其發展的能力新需求。首先,?；磳Яα恳蚱錂C動性強,可延伸警戒范圍、盡早進行攔截,已成為美國、日本和韓國等建立的反彈道導彈防御體系重要組成部分。目前主要通過對艦載“宙斯盾”系統改進升級來形成?；鶑椀缹椃烙芰?。KDX-3型驅逐艦研發目標之一是具備反彈道導彈能力。其次,艦艇的大型化及其活動范圍不斷擴大,但專業反水雷艦艇因對自身物理場的特殊要求,其排水量和適航性受到限制,不適宜編入戰斗艦艇編隊。面對將來編隊內可能無專業反水雷艦的狀況,驅逐艦作為編隊重要成員具備應對編隊活動可能面臨的水雷威脅能力已成其新的任務能力需求。45型和DDG-1000級驅逐艦通過配裝可探測水雷的艦殼聲納實現了該方面能力。

4 結語

艦艇作戰系統發展涉及諸多方面和因素,本文僅涉列了其中部分,且因水平有限,不妥之處懇請指正,望借此能對艦艇作戰系統發展起到拋磚引玉作用。

[1]姜來根.21世紀海軍艦船[M].北京:國防工業出版社,1998:104

[2]侯建軍,吳懿鳴,劉偉,等.國外新型驅逐艦綜合研究[D].北京:海軍裝備研究院,2008

[3]海軍裝備論證研究中心.美國海軍武器裝備手冊[M].北京:解放軍出版社,2000:233～240

[4]高雁翎,施榮,黃莉茹,等.世界防空反導導彈手冊[M].北京:中國宇航出版社,2010:72～78

[5]江南.戰后美國驅護艦發展史(下)[J].現代艦船,2010(10B):49～51