盾和彈之間的那點事（十三）

涂林峰

TVM制導(dǎo)的原理

TVM制導(dǎo)對于防空導(dǎo)彈來說也是很重要的一種制導(dǎo)類型。這是一種比較特殊的制導(dǎo)方式，為一種變形的半主動尋的和指令制導(dǎo)結(jié)合的制導(dǎo)體制，既可以把它看作尋的制導(dǎo)方式的一種，也可以把它看作復(fù)合制導(dǎo)方式的一種，其中的典型代表包括美國“愛國者”PAC-1、PAC-2和俄羅斯S-300防空導(dǎo)彈系統(tǒng)。TVM制導(dǎo)又稱為“指令-尋的制導(dǎo)”，引用百科的定義就是：“TVM制導(dǎo)通過地面制導(dǎo)站測量目標和導(dǎo)彈的坐標，當(dāng)導(dǎo)彈接近目標時，導(dǎo)彈上的測向儀接受目標散射的照射信號以測量目標相對于導(dǎo)彈的精確角度，再將測量的坐標數(shù)據(jù)通過下行通道發(fā)回地面，由地面站進行處理，得出導(dǎo)彈的控制指令，再由地面指令發(fā)射機發(fā)射導(dǎo)彈控制指令控制導(dǎo)彈飛行。”引用前篇的場景劇來解釋就是：士兵（艦空導(dǎo)彈）長有一雙正常的眼睛，但腦子不是很靈光，后方的指揮官（艦載或陸基雷達）用強光探照燈將僵尸（敵方目標）全身照亮（這一點與半主動雷達制導(dǎo)相同），士兵雖然能夠看見僵尸的一舉一動，包括僵尸的方位、行動方向和行動速度，但由于太笨，自己拿不定主意該怎么走，只能把自己所觀察到的信息通過通信設(shè)備（雙向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)）回傳給后方的指揮官，由指揮官分析后給士兵指出正確的前進路線，然后這個比較笨的士兵就可以奔僵尸而去，將其一磚拍死。

可見，TVM制導(dǎo)與半主動雷達制導(dǎo)非常相似，區(qū)別在于半主動雷達制導(dǎo)相當(dāng)于是一個腦子正常、有自主思考能力的士兵，而TVM制導(dǎo)則相當(dāng)于是一個很笨、其行動必須依賴后方指揮官指令的士兵。對應(yīng)到現(xiàn)實中就是，半主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭同時具備對目標的探測能力和數(shù)據(jù)處理能力，而TVM制導(dǎo)的導(dǎo)彈則相當(dāng)于將目標探測和數(shù)據(jù)處理兩種能力分置，目標探測的部分放在導(dǎo)彈彈體上，數(shù)據(jù)處理部分則放在地面/艦載制導(dǎo)站上。TVM制導(dǎo)實際上是一種變形的半主動雷達制導(dǎo)方式，兩者的區(qū)別在于前者的數(shù)據(jù)處理是由地面制導(dǎo)站代為執(zhí)行的，后者則是由導(dǎo)彈自己執(zhí)行。那么為什么會出現(xiàn)TVM制導(dǎo)這種獨特的制導(dǎo)體制呢？這實際上是尋的制導(dǎo)技術(shù)不成熟的情況下產(chǎn)生的一種替代方法。早期的微電子技術(shù)比較落后，各種數(shù)字器件計算能力低下，因此在導(dǎo)彈彈上空間有限的情況下，不得不將數(shù)據(jù)處理裝置從導(dǎo)彈身上轉(zhuǎn)移至地面制導(dǎo)站，從而節(jié)省彈上空間，減小導(dǎo)彈的尺寸、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，使導(dǎo)彈的設(shè)計更容易實現(xiàn)。這其實不難理解，在當(dāng)時的那個年代，誰能想象到現(xiàn)在一個智能手機的計算能力會比當(dāng)初一個計算機機柜的計算能力還要強大的多呢？因此TVM制導(dǎo)可以看作是早期技術(shù)不成熟時的一種替代產(chǎn)物，是一種變形的半主動雷達制導(dǎo)體制。

同時，TVM制導(dǎo)又具備了無線電指令制導(dǎo)的一些特征，比如地面指揮站需要進行數(shù)據(jù)處理與計算，并通過數(shù)據(jù)鏈將生成的控制指令上傳給空中飛行的導(dǎo)彈，控制導(dǎo)彈的飛行彈道并將導(dǎo)彈引向目標。在前篇中曾講過，無線電指令制導(dǎo)的導(dǎo)彈相當(dāng)于是一個沒有自主行動能力的瞎子士兵，他的行動受到外界的全程遙控，純粹是后方指揮官的傀儡。這一點TVM制導(dǎo)導(dǎo)彈也是一樣，唯一不同的是TVM制導(dǎo)的導(dǎo)彈長了一雙正常的“眼睛”，只不過思維能力受限而與瞎子士兵一樣需要后方的指揮官加以遙控與指揮。由上可見，TVM制導(dǎo)相當(dāng)于是將半主動雷達尋的制導(dǎo)和無線電指令制導(dǎo)相結(jié)合而成的一種復(fù)合制導(dǎo)體制，因此又稱為“指令-尋的”制導(dǎo)。總結(jié)來說，無線電指令制導(dǎo)、TVM制導(dǎo)和半主動雷達制導(dǎo)三者的關(guān)系是——無線電指令制導(dǎo)：既沒眼睛又沒腦子的士兵；TVM制導(dǎo)：有眼睛卻沒腦子的士兵；半主動雷達制導(dǎo)：既有眼睛也有腦子的正常士兵。

TVM制導(dǎo)的優(yōu)點

首先，與單純的無線電指令制導(dǎo)不同的是，TVM制導(dǎo)的導(dǎo)彈可以接收照射雷達對目標進行照射后產(chǎn)生的回波，因此TVM制導(dǎo)避免了無線電指令制導(dǎo)的一大缺點——即制導(dǎo)作用距離偏近。TVM制導(dǎo)和半主動雷達制導(dǎo)一樣，具備了尋的制導(dǎo)方式的一個很重要的優(yōu)點，那就是當(dāng)導(dǎo)彈越接近目標時，接收到的目標輻射/反射的能量就越強，制導(dǎo)精度也就越高，這一點與無線電指令制導(dǎo)正好相反。因此TVM制導(dǎo)可以用于遠程防空導(dǎo)彈，并且擁有與半主動雷達制導(dǎo)相似的制導(dǎo)精度，非常適合打擊各類空中高機動目標。而從彈上設(shè)備的角度來看，TVM制導(dǎo)導(dǎo)彈的彈上設(shè)備相比無線電指令制導(dǎo)的導(dǎo)彈要復(fù)雜一些，成本也更高一些，但比半主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈的彈上設(shè)備又要簡單一些。那么TVM制導(dǎo)相比半主動雷達制導(dǎo)又有什么不同的特點呢？TVM制導(dǎo)相當(dāng)于將半主動雷達制導(dǎo)的數(shù)據(jù)處理部分從導(dǎo)彈彈體上轉(zhuǎn)移到地面制導(dǎo)站上，很明顯，TVM制導(dǎo)比半主動雷達制導(dǎo)是具有一定優(yōu)勢的，因為地面制導(dǎo)站的“大腦”比導(dǎo)彈上的“小腦”要強大的多，也更加“聰明”，地面制導(dǎo)站遠比導(dǎo)彈彈載計算機的計算能力更強大，這樣的直接好處就是可以提高導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度和抗干擾能力，甚至可以實現(xiàn)多枚導(dǎo)彈之間對攻擊目標的分配，避免多枚導(dǎo)彈攻擊同一目標，或者有意控制多枚導(dǎo)彈攻擊同一目標。

由上可見，TVM制導(dǎo)與半主動雷達制導(dǎo)和無線電指令制導(dǎo)相比，有著整體上的性能優(yōu)勢。TVM制導(dǎo)相當(dāng)于半主動雷達制導(dǎo)和無線電指令制導(dǎo)結(jié)合而成的產(chǎn)物，所以同時集兩者的優(yōu)點于一身，既有半主動雷達制導(dǎo)的制導(dǎo)精度高、適于攻擊高機動空中目標的優(yōu)點，同時又具備無線電指令制導(dǎo)的潛在抗干擾能力，且彈上結(jié)構(gòu)較為簡單，有利于控制導(dǎo)彈成本，減小導(dǎo)彈的設(shè)計難度。最后，TVM制導(dǎo)還有一個很有意思的特點是，敵方目標反射的雷達回波既由導(dǎo)彈導(dǎo)引頭接收，又由地面雷達接收，因此地面制導(dǎo)站可以將兩者的回波信號進行綜合處理，再形成最優(yōu)的控制指令。就好比戰(zhàn)場上不光士兵的眼睛在觀察目標，同時后方指揮官也在不停的觀察目標，由于TVM制導(dǎo)是由后方指揮官來進行決策的，因此指揮官可以將兩者同時觀察到的信息進行對比分析，從而實現(xiàn)比士兵一個人更好的觀察效果，而且指揮官強大的“大腦”也有利于將兩者的觀察信息進行融合處理。而半主動雷達制導(dǎo)則一般都是“士兵單干”，即無論是對目標回波的接收還是對回波信號進行分析解算，都是由導(dǎo)彈自身來完成的，半主動雷達制導(dǎo)的“一人觀察”模式相比TVM制導(dǎo)的“兩人觀察”模式是存在一定劣勢的。

綜上所述，我們又可以得出新的結(jié)論：無線電指令制導(dǎo)雖然是個既沒眼睛又沒腦子的士兵，但眼睛和腦子放在后方的指揮官身上，如果后方指揮官距離士兵過遠的話，就會出現(xiàn)觀察不清、指揮不力的情況。因此，無線電指令制導(dǎo)很難單獨用于遠程防空導(dǎo)彈，但應(yīng)用在中近程防空導(dǎo)彈上又有一定的優(yōu)勢。半主動雷達制導(dǎo)是個既有眼睛又有腦子的正常士兵，因此后方指揮官只需用探照燈為它照亮目標，士兵過去后可以全自主地尋找目標，找不找的到就全看士兵自己的本事了，因此對士兵自身的能力要求較高，即導(dǎo)彈的彈上設(shè)備較為復(fù)雜。TVM制導(dǎo)則是一個有眼睛、沒腦子的士兵，但后方有一個大腦非常發(fā)達的指揮官為士兵的行動提供支持，而且指揮官和士兵能同時觀察目標。如果士兵的觀察被僵尸暫時所蒙蔽（對應(yīng)敵方目標施放的電子干擾），則后方指揮官還能繼續(xù)保持對目標的觀察。而如果后方指揮官由于距離太遠而看不清目標時，則士兵的近距離觀察又能補充上去。由上可見，TVM制導(dǎo)具有良好的制導(dǎo)性能，相比無線電指令制導(dǎo)的“指揮官單干”模式和半主動雷達制導(dǎo)的“士兵單干”模式而言，TVM制導(dǎo)則屬于一種“士兵與指揮官協(xié)同作戰(zhàn)”的制導(dǎo)模式。而且在特殊情況下，TVM制導(dǎo)也可以轉(zhuǎn)為“士兵單干”模式或“指揮官單干”模式，因此TVM制導(dǎo)的優(yōu)勢自不必多說。現(xiàn)在我們應(yīng)該明白TVM制導(dǎo)為什么又被稱為“指令-尋的”制導(dǎo)了，TVM制導(dǎo)不但相當(dāng)于將遙控制導(dǎo)和尋的制導(dǎo)的功能合為一體，并且同時集兩者的優(yōu)點于一身。

TVM制導(dǎo)的缺點

由于TVM制導(dǎo)與半主動雷達制導(dǎo)非常相像，這里主要講一下TVM制導(dǎo)相比半主動雷達制導(dǎo)的缺點。根據(jù)前文的描述，可以看出TVM制導(dǎo)的過程比較復(fù)雜，存在系統(tǒng)單元數(shù)目多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，技術(shù)研發(fā)的難度也較大。無論是無線電指令制導(dǎo)的“指揮官單干”模式，還是半主動雷達制導(dǎo)的“士兵單干”模式，都比TVM制導(dǎo)的“士兵與指揮官協(xié)同作戰(zhàn)”模式要簡單一些，這就使TVM制導(dǎo)的應(yīng)用范圍受到了限制。比如在用于空基平臺時，由于戰(zhàn)斗機難以容納TVM制導(dǎo)那先進的跟蹤雷達系統(tǒng)和龐大的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，因此以戰(zhàn)斗機為主的空基平臺一般都不會選擇TVM制導(dǎo)導(dǎo)彈，而大多采用半主動雷達制導(dǎo)、主動雷達制導(dǎo)和被動紅外制導(dǎo)等常見的尋的制導(dǎo)導(dǎo)彈。

對于TVM制導(dǎo)來說，由于指令制導(dǎo)的部分需要參與導(dǎo)彈攻擊目標的全過程，包括中段飛行和末段攻擊階段，因此對后方的指揮官（地面或艦載雷達）要求極高，不但要全程奉陪到底，而且對能力的要求也是極高的。同樣，地面或艦載雷達也必須同時具備半主動雷達制導(dǎo)的目標照射功能，以及無線電指令制導(dǎo)的對目標和導(dǎo)彈的高精度跟蹤能力，同時地面/艦上指揮控制系統(tǒng)還必須具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，并配備先進的雙向通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。可見，TVM制導(dǎo)是一種較為復(fù)雜的制導(dǎo)體制。因此，采取了TVM制導(dǎo)體制的防空系統(tǒng)如“愛國者”PAC-2、S-300等都配備了先進的相控陣雷達系統(tǒng)，集搜索、跟蹤、引導(dǎo)、火控、照射等功能于一體，而普通的機械掃描雷達是很難擔(dān)當(dāng)此重任的。TVM制導(dǎo)對陸上/艦載系統(tǒng)的要求還要高于以“標準”-2為代表的中段指令修正+末段半主動雷達制導(dǎo)的復(fù)合制導(dǎo)體制。作為一種主流的遠程半主動彈，“標準”-2實現(xiàn)遠程區(qū)域防空能力對跟蹤雷達和照射雷達的要求都不是很高，多部不同功能、不同類型的機械掃描雷達配合工作后即可滿足其基本制導(dǎo)需求，這已經(jīng)在“基德”級、KDX-2等非“神盾”防空艦上得到了體現(xiàn)。

在海基平臺上，早期的防空艦大都采取了類似“標準”-2的中段指令修正+末段半主動雷達的制導(dǎo)方式，或者采取全程半主動雷達制導(dǎo)，而很少采用TVM制導(dǎo)方式，就是因為TVM制導(dǎo)相比半主動雷達制導(dǎo)對艦上系統(tǒng)的要求更高，導(dǎo)致艦上系統(tǒng)過于復(fù)雜。因此我們可以看到采取TVM制導(dǎo)體制的多為陸基防空系統(tǒng)，就是因為陸基防空系統(tǒng)對系統(tǒng)復(fù)雜度的承受能力要好一些。而海基平臺受限于艦艇噸位的限制，對于包括雷達在內(nèi)的艦上設(shè)備是能簡化則盡量簡化，否則就有可能超出艦艇平臺的承受能力，或擠占其它作戰(zhàn)系統(tǒng)的空間。但也有例外，那就是俄羅斯“里夫”-M/SA-N-6艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)。“里夫”-M是從陸基S-300防空系統(tǒng)移植而來的，也繼承了后者的TVM制導(dǎo)方式，這造成的直接后果就是整套系統(tǒng)體積龐大、設(shè)備復(fù)雜。這一點我國海軍也是深有體會的。我國當(dāng)年為了建造051C驅(qū)逐艦而引進俄制“里夫”-M艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)時，由于整套系統(tǒng)過于龐大，連俄羅斯人都不認為這玩意能塞進051C驅(qū)逐艦7 000噸級的艦體，要知道人家那邊是裝在萬噸以上的巡洋艦上的。據(jù)說“里夫”-M不包括雷達和垂發(fā)，整套系統(tǒng)僅后端處理設(shè)備就多達20多個機柜，為此很讓我國軍工頭疼了一陣，最后我國設(shè)計人員愣是將其簡化到2個機柜，并硬生生地塞了進去。051C驅(qū)逐艦為此付出的代價也是不小的，雖然勉強搭載了48單元的導(dǎo)彈垂發(fā)系統(tǒng)，但艦橋前方的平臺只能配備2組共16單元垂發(fā)，艦體后部平臺上雖然配備了4組垂發(fā)，卻是以犧牲直升機庫為代價而獲得的，這直接影響到了艦載直升機的搭載能力，并進一步影響到051C的其它作戰(zhàn)能力，如反潛能力。當(dāng)然，“里夫”-M系統(tǒng)體型龐大以及051C驅(qū)逐艦搭載困難，不光是導(dǎo)彈制導(dǎo)體制方面的問題，還有其它方面的原因，不過這是題外話了。

051C型驅(qū)逐艦配備的是俄制30N6E1型搜索/火控雷達（該雷達也配備于俄羅斯“彼得大帝”號核動力巡洋艦上），采取相控陣雷達體制，屬于一種單面旋轉(zhuǎn)陣，據(jù)稱工作于X波段。由于雷達天線的尺寸較大，發(fā)射功率增強，最大作用距離可達300千米，能同時制導(dǎo)12枚導(dǎo)彈攻擊6個不同目標。整個系統(tǒng)除了防空作戰(zhàn)外，還具備了一定的反導(dǎo)攔截能力，其制導(dǎo)精度足以用于攔截末段高速飛行的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈。不過，30N6E1相控陣雷達的性能指標雖然看上去較為理想，但由于采取了單面旋轉(zhuǎn)式的雷達天線，只能在90°～120°左右的方位角范圍內(nèi)對特定方向的空中目標進行跟蹤和防御作戰(zhàn)，因此它的整體防空性能與“神盾”艦相比存在著明顯差距。加上30N6E1相控陣雷達的天線尺寸較大，難以安裝至較高的位置，只能安裝在051C艦體后部的平臺之上。由于前方建筑和相關(guān)設(shè)備的遮擋，使30N6E1雷達的前方視野受到很大限制，綜合以上因素導(dǎo)致了051C型驅(qū)逐艦并不具備全向的遠程區(qū)域防空能力。實際上，30N6E1作為一種作用距離高達300千米的X波段相控陣雷達，它的先進程度是不容否定的，而且它無論是性能還是功能都足以滿足TVM制導(dǎo)的苛刻要求。但正是由于TVM制導(dǎo)體制的要求較高，導(dǎo)致了30N6E1雷達的尺寸重量過大，無論是俄羅斯“彼得大帝”號巡洋艦還是我國051C型驅(qū)逐艦，都無法將其安裝至桅桿頂端，從而導(dǎo)致其全向視野范圍受到影響。再加上TVM制導(dǎo)的特殊性要求導(dǎo)致了30N6E1雷達不能采取類似英法“神盾”艦的旋轉(zhuǎn)陣體制。30N6E1雖然采取了旋轉(zhuǎn)式的雷達天線，但在與目標接戰(zhàn)時只能停止旋轉(zhuǎn)“凝視”一個特定的方向，所以30N6E1相控陣雷達的整體性能雖然不輸于英法旋轉(zhuǎn)陣，甚至在某些方面還有所超出，但卻只具備特定方向的遠程探測能力，其綜合防空性能是比不上英法旋轉(zhuǎn)陣的，原因還是要歸于TVM制導(dǎo)的特殊性上。

此外，影響TVM制導(dǎo)上艦的另一個限制因素是，在同等級別的艦載雷達系統(tǒng)的支持下，TVM制導(dǎo)的多目標攻擊能力要差于半主動雷達制導(dǎo)體制。這是因為在TVM制導(dǎo)體制下，艦上系統(tǒng)的制導(dǎo)負擔(dān)要遠大于半主動雷達制導(dǎo)體制，無論是艦載雷達的跟蹤和火控能力、艦上指揮控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，還是雙向數(shù)據(jù)鏈的通信能力，都有可能會構(gòu)成瓶頸而影響到TVM制導(dǎo)的多目標攻擊能力，即水面艦艇的抗飽和攻擊能力，而這正是艦上防空的重要指標之一。半主動雷達制導(dǎo)的艦空導(dǎo)彈無論是中制導(dǎo)還是末制導(dǎo)階段，對艦載雷達系統(tǒng)的要求都相對較低，尤其是在末制導(dǎo)的目標照射階段對艦載火控/照射雷達的要求低，不但“火控盾”能完美支持末段目標照射服務(wù)，甚至老式的機械掃描式照射雷達也能支持（比如“伯克”級驅(qū)逐艦上的AN/SPG-62照射雷達和KDX-2型驅(qū)逐艦上的STIR-240照射雷達）。但TVM制導(dǎo)就要挑剔的多了，其不但要求艦上火控雷達提供對目標的照射，還要求火控雷達具備很強的目標跟蹤能力，一般的火控/照射雷達是難以滿足TVM制導(dǎo)的要求的。我們可以看到，不光051C型驅(qū)逐艦采用了先進的30N6E1相控陣火控雷達，而且俄羅斯“光榮”級、“基洛夫”級（改進前）巡洋艦也都配備了體型巨大的“頂罩”火控雷達（采取無源相控陣體制），其尺寸達到6.2米（長）×5.6米（寬）×7.65米（高），天線總重量達到26.5噸，為艦上的SA-N-6艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)提供火控支持。而這些尺寸巨大的雷達系統(tǒng)無疑對載艦提出了更高的要求，其適裝性不容樂觀。可見，相比TVM制導(dǎo)體制而言，半主動雷達制導(dǎo)的艦上適配性更好，更適合上艦。綜上所述，作為兩種非常相似的制導(dǎo)體制，雖然TVM制導(dǎo)相比半主動雷達制導(dǎo)在性能上存在著一定的優(yōu)勢，但在多種因素的限制下，導(dǎo)致其并不適合上艦。相反，半主動雷達制導(dǎo)由于制導(dǎo)體制相對簡單，在艦載防空系統(tǒng)上得以普遍應(yīng)用。

事實上，陸基防空系統(tǒng)也在逐漸淘汰TVM制導(dǎo)體制。前文講過了，TVM制導(dǎo)方式是當(dāng)初那個特殊時代下的特殊產(chǎn)物。而如今隨著科技的進步，不僅半主動雷達導(dǎo)引頭技術(shù)早已成熟，更先進、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的主動雷達導(dǎo)引頭技術(shù)也已經(jīng)成熟。現(xiàn)在的主動雷達導(dǎo)引頭早已實現(xiàn)體型小型化、成本白菜化，而且性能也越來越強大，其大規(guī)模應(yīng)用已不存在問題。與TVM制導(dǎo)相比，主動雷達制導(dǎo)導(dǎo)彈的彈上結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，但可以簡化地面/艦上系統(tǒng)的復(fù)雜程度，并且主動雷達制導(dǎo)艦空導(dǎo)彈的多目標攻擊能力更強，更適合用于艦上防空。因此我國“海紅旗”-9艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)的研制并沒有采納TVM制導(dǎo)，而是一上來就采取了主動雷達制導(dǎo)方式。再看美國“愛國者”防空系統(tǒng)從PAC-2發(fā)展到PAC-3，以及俄羅斯S-300發(fā)展到S-400防空系統(tǒng)的過程，TVM制導(dǎo)體制都已被放棄，轉(zhuǎn)而采用更先進的主動雷達制導(dǎo)體制。這種統(tǒng)一是時代發(fā)展的必然規(guī)律，TVM制導(dǎo)將和其它過時的軍事技術(shù)一樣，最終在博物館里度過余生。