涂林峰
前篇曾提到過,半主動雷達(dá)制導(dǎo)的艦空導(dǎo)彈(簡稱半主動彈)的制導(dǎo)原理就好比在黑暗中有一支手電筒在背后直指目標(biāo)并將目標(biāo)照亮,之后半主動彈才能尋著光亮去攻擊目標(biāo),背后的那支手電筒就是艦載火控/照射雷達(dá)。如果是相控陣體制的火控/照射雷達(dá)(火控盾),可以利用電掃描的優(yōu)勢在多個目標(biāo)之間快速轉(zhuǎn)移波束,以達(dá)到同時照射多個目標(biāo)并同時引導(dǎo)多枚半主動彈攻擊目標(biāo)的目的。而傳統(tǒng)的機(jī)械掃描雷達(dá)如美國“宙斯盾”艦上的“天線鍋”AN/SPG-62,其一次只能指向一個目標(biāo),必須在解決掉前一個目標(biāo)后再通過機(jī)械轉(zhuǎn)動才能照射第二個目標(biāo)。這么一來每個“天線鍋”理論上就只能提供一個火力通道,那么“伯克”級驅(qū)逐艦上前后共安裝有3部AN/SPG-62,這就意味著全艦只有3個火力通道,只能同時對付3個空中來襲目標(biāo)。這個數(shù)值顯然太可憐了,且不說在各類“神盾”艦中這個數(shù)值明顯偏低,并且完全浪費(fèi)了AN/SPY-1相控陣?yán)走_(dá)對空中目標(biāo)的強(qiáng)大搜索與跟蹤能力。要解決這個問題,就要引入分時照射的概念了。何為分時照射?引用前文的比喻,照射雷達(dá)就是一支強(qiáng)光手電筒將目標(biāo)照亮以指引我方狙擊手準(zhǔn)確攻擊目標(biāo),但跟我們常玩的CS等游戲不同的是,游戲中的狙擊槍在有效距離內(nèi)都能瞬間擊中目標(biāo),而現(xiàn)實(shí)中的導(dǎo)彈飛向目標(biāo)是需要一個時間過程的。當(dāng)引入分時照射技術(shù)后,照射雷達(dá)只需在導(dǎo)彈進(jìn)入攻擊末段后才指向目標(biāo),對于導(dǎo)彈飛行中段的指令引導(dǎo),照射雷達(dá)可以放手不管。這樣一來,“伯克”級驅(qū)逐艦上的幾個“天線鍋”就能抽出工夫按先后順序依次照射多個目標(biāo)。當(dāng)?shù)谝幻栋胫鲃訌棻平繕?biāo)后,“天線鍋”專心為其提供目標(biāo)照射服務(wù);攻擊完成后,第二枚半主動彈也已經(jīng)進(jìn)入了攻擊末段,“天線鍋”再轉(zhuǎn)向?yàn)榈诙栋胫鲃訌椞峁┠繕?biāo)照射服務(wù)。依次類推,按順序逐一為先后進(jìn)入攻擊末段的多枚半主動彈提供目標(biāo)照射。

日本“旗風(fēng)”級驅(qū)逐艦上的2部SPG 51 C照射雷達(dá),并沒有引入分時照射技術(shù),一部照射雷達(dá)一次只能應(yīng)對一個目標(biāo)

美國“伯克”級驅(qū)逐艦上的SPG-62照射雷達(dá)
由上可見,分時照射技術(shù)可以有效地提高類似AN/SPG-62這類機(jī)械掃描式照射雷達(dá)對抗多目標(biāo)的能力。說白了,分時照射就是給這類“天線鍋”提供一個打時間差的機(jī)會,從而可以為多枚半主動彈提供接力照射,以應(yīng)對空中來自不同方向的多個目標(biāo)。“伯克”級、“愛宕”級和“世宗大王”號這幾種主流的“宙斯盾”艦都配備了3部AN/SPG-62照射雷達(dá),每部雷達(dá)能分時照射4個目標(biāo),則全艦共有12個火力通道。但這只是理論值,如果目標(biāo)從四面八方同時來襲,則“天線鍋”受旋轉(zhuǎn)速度的限制其多目標(biāo)照射能力會大打折扣;如果多個目標(biāo)從“宙斯盾”艦的某個特定方向比如艦艏方向來襲,則3部“天線鍋”中只有1部能有效照射目標(biāo);如果來襲的是超音速導(dǎo)彈,就可以憑借極高的突防速度壓縮艦空導(dǎo)彈的攔截時間,同樣可以減少“天線鍋”分時照射目標(biāo)的數(shù)量;當(dāng)“宙斯盾”艦在攔截低空、超低空的掠海目標(biāo)時,只有40千米以下的理論攔截距離,與正常情況下遠(yuǎn)程防空彈動輒100千米以上的最大射程相比,“天線鍋”打時間差的能力將會急劇下降,“伯克”級的火力通道會降至不到6個。雖然引入分時照射技術(shù)可以在一定程度上提高機(jī)械掃描式照射雷達(dá)對抗多目標(biāo)的能力,但實(shí)戰(zhàn)中對方發(fā)射的反艦導(dǎo)彈肯定不會排成隊按順序給你打,所以“宙斯盾”系統(tǒng)配備的AN/SPG-62照射雷達(dá)仍然是一大硬傷。而美國海軍最新的“伯克”3級驅(qū)逐艦已確定了暫不上雙波段雷達(dá),因此“天線鍋”仍將傳承下去,這個缺點(diǎn)也將被繼承給新一代的“伯克”3級驅(qū)逐艦。
機(jī)械掃描式火控/照射雷達(dá)可以通過分時照射來實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)照射能力,那么“火控盾”是如何實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)照射能力的呢?當(dāng)然是更高級的技術(shù)——間斷照射。間斷照射又稱為間斷連續(xù)波照射技術(shù)(ICWI),是相對于傳統(tǒng)照射雷達(dá)的連續(xù)波照射而言的。打個比方,傳統(tǒng)的連續(xù)波照射就好比是拿著一支手電筒一直對準(zhǔn)同一個目標(biāo)照射,不能移開,否則就會丟失目標(biāo)。那么假如一支手電筒能以超高的頻率在兩個不同目標(biāo)之間不停的轉(zhuǎn)移光束,則可以同時照亮兩個目標(biāo),就相當(dāng)于有兩支手電筒在同時工作,這就是間斷連續(xù)波照射的原理。這個技術(shù)要求照射雷達(dá)能夠快速在兩個目標(biāo)之間轉(zhuǎn)移波束,如果做不到這一點(diǎn)的話,就不可能實(shí)現(xiàn)兩個目標(biāo)被“同時照亮”。顯然,這一點(diǎn)機(jī)械掃描雷達(dá)是難以辦到的,其機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速,無法保證在不同方位的兩個目標(biāo)之間快速轉(zhuǎn)移波束,能做到這一點(diǎn)的就只有相控陣?yán)走_(dá)了。在前篇中曾介紹過,機(jī)械掃描雷達(dá)就好比一支普通手電筒,指東就難以指西,而相控陣?yán)走_(dá)則相當(dāng)于一支由成千上萬個LED小燈泡組成的超級手電筒,這些LED小燈泡可聽你指揮快速地轉(zhuǎn)移光束方向。同樣是轉(zhuǎn)變100°的方向,常規(guī)雷達(dá)轉(zhuǎn)動大約需要1秒的時間,而相控陣?yán)走_(dá)所需時間不到1毫秒,幾乎是在瞬間就完成了,從而可以實(shí)現(xiàn)前文所說的間斷照射能力。那么同樣是實(shí)現(xiàn)半主動彈的多目標(biāo)照射能力,間斷照射和分時照射的區(qū)別在哪里呢?再打一個比方,假如一個人要做完幾件事,如果是普通人他會先做完一件再做另一件,按順序依次完成,而如果是一個能以光速瞬間移動的超能力者,那么他就可以在一瞬間同時做多件事,就仿佛是有無數(shù)個分身在同時做事。前者對應(yīng)機(jī)械掃描雷達(dá)的分時照射,后者對應(yīng)“火控盾”的間斷照射,顯然后者比前者技術(shù)更先進(jìn)、性能優(yōu)勢更明顯。間斷連續(xù)波照射技術(shù)(ICWI)是相控陣?yán)走_(dá)的專利技術(shù),同時它也可以大幅度提高相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)對多目標(biāo)的能力。當(dāng)然,要適應(yīng)間斷連續(xù)波照射技術(shù),艦空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭必須要經(jīng)過相應(yīng)的修改,不是任何半主動彈都能配合這種照射技術(shù)的,畢竟這種間斷照射本質(zhì)上仍然是一種“時斷時續(xù)”的雷達(dá)波照射方式。ICWI技術(shù)先被歐洲的APAR有源相控陣?yán)走_(dá)采用,后來又被日本用于“秋月”級驅(qū)逐艦的FCS-3相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng),我國陸軍型“紅旗”16地空導(dǎo)彈系統(tǒng)據(jù)稱也采用了ICWI技術(shù)。

日本“秋月”級用兩種“盾”實(shí)現(xiàn)了半主動彈的中段引導(dǎo)和末段照射
在前文的分時照射中提到過,火控雷達(dá)只在半主動彈的攻擊末段才提供照射,那么導(dǎo)彈之前的飛行階段是怎么控制的呢?以“標(biāo)準(zhǔn)”2為例,其采用了慣性制導(dǎo)/中段指令修正+末段半主動雷達(dá)尋的制導(dǎo),這也是目前艦空導(dǎo)彈上常見的一種復(fù)合制導(dǎo)方式。那么慣性制導(dǎo)/中段指令修正是怎么回事呢?簡單說,就是半主動彈憑借慣性制導(dǎo)向目標(biāo)所在區(qū)域進(jìn)行自動飛行的同時,還通過數(shù)據(jù)鏈接收艦上雷達(dá)傳來的修正指令,隨著目標(biāo)的機(jī)動不停更改飛行軌跡,直到進(jìn)入攻擊末段后才由艦載火控/照射雷達(dá)接手,導(dǎo)彈進(jìn)入末段的半主動雷達(dá)尋的制導(dǎo)階段。這個中段指令修正的過程也稱為艦空導(dǎo)彈的中段引導(dǎo)。中段引導(dǎo)對艦載雷達(dá)的制導(dǎo)精度要求并不高,與末段照射相比中段引導(dǎo)只需要給導(dǎo)彈指明一個大致的方位就可以了??梢娭卸我龑?dǎo)對艦載雷達(dá)的要求并不高,S波段或C波段的搜索/跟蹤雷達(dá)完全可以滿足要求,因此半主動彈的中段飛行階段通常是由搜索/跟蹤雷達(dá)指揮的,到了攻擊末段才由精度更高的火控/照射雷達(dá)接手,相當(dāng)于兩棒接力跑。以美國“宙斯盾”系統(tǒng)為例,其配備的AN/SPY-1系列相控陣?yán)走_(dá)工作于波長較長的S波段,雖然不能直接用于“標(biāo)準(zhǔn)”2等半主動彈的末段火控照射,但用于中段引導(dǎo)還是沒有任何問題的。在“標(biāo)準(zhǔn)”2的大部分射程內(nèi)都是由AN/SPY-1進(jìn)行引導(dǎo)與控制的,只有進(jìn)入末段攻擊的最后一段距離內(nèi)才由AN/SPG-62照射雷達(dá)接手,以完成導(dǎo)彈最后的精確一擊。不光是AN/SPY-1,現(xiàn)代的先進(jìn)艦載相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)大都具有中段引導(dǎo)艦空導(dǎo)彈的能力,并且這種能力與雷達(dá)的工作波段與精度關(guān)系不大,C波段、S波段乃至于L波段的相控陣?yán)走_(dá)都可以具備中段引導(dǎo)能力,當(dāng)然,雷達(dá)的精度高對提高艦空導(dǎo)彈的中段引導(dǎo)效果是很有幫助的。那我們再來看看主動彈的全程引導(dǎo)方式。以我國“海紅旗”9艦空導(dǎo)彈為例,其采用了慣性制導(dǎo)/中段指令修正+末段主動雷達(dá)尋的制導(dǎo),跟半主動彈的制導(dǎo)方式對比后,可以看出主動彈的中段引導(dǎo)方式與半主動彈是基本相同的,區(qū)別主要在于末段。主動彈就好比是將半主動彈必不可缺的艦載照射雷達(dá)搬到了自己的彈體上,一個是由艦上雷達(dá)提供照射(半主動彈),一個則是自身就帶有照射雷達(dá)(主動彈)。而不管是主動彈還是半主動彈,搜索/跟蹤雷達(dá)在其中段引導(dǎo)中都起到了至關(guān)重要的作用,因此搜索/跟蹤雷達(dá)的性能無論是對主動彈還是半主動彈來說,都是非常重要的。
介紹完了艦空導(dǎo)彈的中段引導(dǎo)和末段照射的區(qū)別,接下來再談一下四面陣和旋轉(zhuǎn)陣與中段引導(dǎo)/末段照射、主動彈/半主動彈之間的聯(lián)系。先說末段照射,在半主動彈的末段照射中,旋轉(zhuǎn)陣是難以勝任的。引用前面的比喻,旋轉(zhuǎn)陣就好比是一支不停旋轉(zhuǎn)的探照燈(對應(yīng)單面陣),或者是背靠背的兩支不停旋轉(zhuǎn)的探照燈(對應(yīng)雙面陣),通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)以保證全方位空域的覆蓋。假如將旋轉(zhuǎn)陣用于半主動彈的末段照射,就必須停止旋轉(zhuǎn)并指向目標(biāo)的來襲方向,這樣一來旋轉(zhuǎn)陣就在一定的時間內(nèi)無法保證全向覆蓋了,這個缺陷在戰(zhàn)時很可能會導(dǎo)致致命的后果。因此大多數(shù)旋轉(zhuǎn)陣都不能為半主動彈提供末段照射,當(dāng)然也有少數(shù)的旋轉(zhuǎn)陣可以停止旋轉(zhuǎn),通過放棄對其它方向的監(jiān)視,“凝視”一個重點(diǎn)的高威脅方向,但這是以犧牲“神盾”艦的全向防空能力為代價的。因此不管是機(jī)械掃描雷達(dá)還是相控陣?yán)走_(dá),在用于半主動彈的末段照射時,必須采取固定式安裝或者配備多部同型雷達(dá)以保證各個方向都沒有死角,并且采取搜索雷達(dá)與照射雷達(dá)分開配置的方式,以保證雷達(dá)的全向搜索能力。由上可見,旋轉(zhuǎn)陣一般情況下是不能用作火控/照射雷達(dá)的,但用于主動彈或半主動彈的中段引導(dǎo)則是可行的。當(dāng)然,可行只是一回事,即使是用于艦空導(dǎo)彈的中段引導(dǎo)這種對雷達(dá)性能要求不高的制導(dǎo)階段,四面固定陣也比旋轉(zhuǎn)陣要更有優(yōu)勢,這一點(diǎn)是毋庸置疑的。
水面艦艇對空防御的火力通道數(shù)量意味著單艦?zāi)芡瑫r應(yīng)對多少個空中來襲目標(biāo),這對于任何艦艇來說都是一個很關(guān)鍵的指標(biāo),而對于以防空為主業(yè)的“神盾”艦來說,火力通道的重要性就更不必說了。從某種角度上講,“神盾”艦對空防御的火力通道數(shù)量要比艦空導(dǎo)彈的載彈量更加重要,否則就算是把它打造成武庫艦,在現(xiàn)代海戰(zhàn)中也注定是不堪一擊的。那么水面艦艇的對空火力通道有哪些決定因素呢?首先,在機(jī)械掃描雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)的對比中,后者完勝,相控陣?yán)走_(dá)在應(yīng)對多目標(biāo)時的靈活性遠(yuǎn)非傳統(tǒng)的機(jī)械掃描雷達(dá)可比。而在“大盾”和“小盾”的對比中,通常情況下“大盾”的火力通道數(shù)量更占優(yōu)勢,這主要是因?yàn)椤按蠖堋钡睦走_(dá)天線陣面大,發(fā)射功率大,T/R組件數(shù)量一般都比“小盾”更多,就像前文中的比喻一樣,“大盾”是由數(shù)量更多的LED小燈泡組成的一支超級探照燈,這些小燈泡的數(shù)量越多,則意味著“大盾”擁有更多的能量與資源去“照亮”更多的目標(biāo),而且“大盾”的升級潛力也不是“小盾”能比的。當(dāng)然這也不是絕對的?!按蠖堋彪m然性能強(qiáng)悍,但也要看配的是什么彈,比如前面介紹的“宙斯盾”系統(tǒng)由于大量采用了半主動彈,因此決定“宙斯盾”艦對空火力通道數(shù)量的不是“大盾”的AN/SPY-1系列相控陣?yán)走_(dá),而是幾部AN/SPG-62機(jī)械掃描式照射雷達(dá),因此其對空火力通道數(shù)量甚至還比不上一些新興的“小盾”艦。另一個特例是X波段的“火控盾”,由于它可以直接為半主動彈提供目標(biāo)照射,因此它在用于引導(dǎo)半主動彈攻擊目標(biāo)時也具備了很強(qiáng)大的火力通道數(shù)量。在旋轉(zhuǎn)陣和四面固定陣的對比中,四面固定陣由于天線陣面數(shù)量更多,且四面覆蓋無死角,因此其火力通道數(shù)量要勝過旋轉(zhuǎn)陣。
當(dāng)然,前面對各類艦載防空雷達(dá)的對空火力通道數(shù)量的分析基本上都是建立在雷達(dá)本身的性能特點(diǎn)上,而并沒有把艦空導(dǎo)彈的因素考慮進(jìn)去,實(shí)際上要客觀分析一型“神盾”艦的綜合防空性能,盾和彈都是必須要考慮的重要因素。對于目前主流的兩種類型的艦空導(dǎo)彈——主動彈和半主動彈,區(qū)別主要在于末制導(dǎo)階段。那么我們就可以得出結(jié)論——主動彈獲得的火力通道數(shù)量要比半主動彈有明顯優(yōu)勢。因?yàn)榘胫鲃訌椀幕鹆νǖ朗芟抻谂炤d照射雷達(dá)的水平,無論是機(jī)械掃描雷達(dá)還是X波段的“火控盾”,其多目標(biāo)照射能力都是有限的。但主動彈就不一樣了,每個主動彈都相當(dāng)于自帶了一部照射雷達(dá),有多少枚主動彈攻擊目標(biāo)就有多少部照射雷達(dá)在工作,理論上主動彈的火力通道數(shù)量幾乎是無限的,顯然主動彈對抗多目標(biāo)的能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過半主動彈。不過,這只是從兩者的末制導(dǎo)階段進(jìn)行的分析,實(shí)際上還要結(jié)合主動彈和半主動彈的中段引導(dǎo)水平進(jìn)行綜合考慮,但總體來說主動彈的火力通道數(shù)量相比半主動彈仍然占據(jù)優(yōu)勢。當(dāng)然,以上只是對“神盾”艦的各個單項(xiàng)因素進(jìn)行的簡單對比分析,而一型“神盾”艦的真實(shí)火力通道數(shù)量,必須要綜合考慮各種因素,才能得到真實(shí)、客觀的答案。
正是因?yàn)榉揽栈鹆νǖ赖闹匾裕虼烁鲊男乱淮吧穸堋迸灍o不在盾彈之間的搭配方案設(shè)計上下足了功夫,我們也可以看到各國新一代“神盾”艦普遍具備了很強(qiáng)的抗飽和攻擊能力。不過,作為世界上生產(chǎn)、裝備數(shù)量最多的美國“宙斯盾”系統(tǒng)在抗飽和攻擊能力上卻顯得逐漸落后于時代。前文講了,“宙斯盾”系統(tǒng)的多目標(biāo)接戰(zhàn)能力取決于那幾部機(jī)械掃描式的AN/SPG-62照射雷達(dá),而不是性能更強(qiáng)大的AN/SPY-1相控陣?yán)走_(dá),雖然通過分時照射技術(shù)使得AN/SPG-62也能具備一定的多目標(biāo)照射能力,但與世界海軍范圍內(nèi)的其它新興“神盾”系統(tǒng)相比仍然有著較大的差距。造成這種現(xiàn)象的根本原因在于“宙斯盾”系統(tǒng)的研發(fā)年代過早,當(dāng)時的設(shè)計理念已經(jīng)不適應(yīng)時代的發(fā)展?!爸嫠苟堋毕到y(tǒng)一向是抗飽和攻擊的代名詞,如果放在上世紀(jì)80年代“宙斯盾”系統(tǒng)剛誕生的時代來說的確如此,可惜時代的發(fā)展讓“宙斯盾”所謂的抗飽和攻擊能力逐漸成為一個笑話。“宙斯盾”系統(tǒng)于上世紀(jì)60年代末開始研制,1983年進(jìn)入美國海軍服役。該系統(tǒng)在當(dāng)時針對的主要目標(biāo)是蘇聯(lián)的轟炸機(jī)及其發(fā)射的空射導(dǎo)彈,即主要針對高空來襲的目標(biāo)。而1982年的馬島戰(zhàn)爭讓低空、超低空掠海突防成為反艦導(dǎo)彈的一大發(fā)展趨勢并一直延續(xù)至今,如今的抗飽和攻擊能力更加強(qiáng)調(diào)攔截低空來襲目標(biāo)的能力,這與“宙斯盾”系統(tǒng)最初的設(shè)計理念大相徑庭。其實(shí)這也怨不得“宙斯盾”,畢竟它的研發(fā)年代過早,那時候的美國人是不可能提前預(yù)知未來的作戰(zhàn)理念的,所以“宙斯盾”系統(tǒng)逐漸落后于時代也就不足為怪了。同樣是“神盾”艦或者準(zhǔn)“神盾”艦,后來誕生的各類防空艦艇都憑借后發(fā)優(yōu)勢,具備了更強(qiáng)大的抗飽和攻擊能力。比如我國的052C型驅(qū)逐艦,直接跳過半主動彈,而采用了抗飽和攻擊能力更強(qiáng)的主動雷達(dá)制導(dǎo)的“海紅旗”9艦空導(dǎo)彈。而歐洲的“小盾”艦和主動雷達(dá)制導(dǎo)的“紫菀”系列艦空導(dǎo)彈也是順應(yīng)時代發(fā)展潮流的產(chǎn)物。
美國“伯克”級驅(qū)逐艦在面對低空突防的來襲目標(biāo)時,AN/SPY-1系列相控陣?yán)走_(dá)的低空視距只有30千米左右。而當(dāng)AN/SPG-62照射雷達(dá)用于對中近距離的低空來襲目標(biāo)的照射時,由于多枚艦空導(dǎo)彈之間飛行間隔時間的縮短,3部AN/SPG-62的分時照射能力將下降至6個目標(biāo)左右的理論值。這個指標(biāo)甚至只相當(dāng)于我國054A護(hù)衛(wèi)艦上的4部MR-90照射雷達(dá),其抗飽和攻擊能力在世界各類“神盾”艦中可謂非常平庸。當(dāng)然,美國人對“宙斯盾”系統(tǒng)的缺陷是心知肚明的,只不過這個缺陷對于美國海軍來說影響不大。因?yàn)槊绹\娋邆鋸?qiáng)大的航母艦載機(jī)力量,其艦載機(jī)可以憑借較大的航程和攻擊范圍將對手消滅在反艦導(dǎo)彈的發(fā)射距離之外,“宙斯盾”艦起的作用只不過是補(bǔ)漏,即攔截少數(shù)逃過艦載機(jī)打擊的漏網(wǎng)之魚。而且美國海軍航母編隊內(nèi)的“宙斯盾”艦數(shù)量也足夠多,因此“宙斯盾”系統(tǒng)抗飽和攻擊的缺陷對美國海軍來說并不算什么大問題,美國人直到主動雷達(dá)制導(dǎo)的“標(biāo)準(zhǔn)”6艦空導(dǎo)彈出現(xiàn)之前都沒有想過要解決這個問題。不過,對于“宙斯盾”系統(tǒng)的那些外銷用戶來說,情況就不一樣了。因?yàn)椴皇钦l都有美國海軍那樣強(qiáng)大的空基防御力量的,對于這些國家的海軍來說,引入的“宙斯盾”難免會出現(xiàn)水土不服的現(xiàn)象,其未必能適應(yīng)小國海軍的作戰(zhàn)體系,這也是小國海軍裝備不能自主的悲哀所在。
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