世界戰爭與武器

第三部分 論戰爭武器裝備(3)

戰場環境偵察與監視係統

數字化戰場是高度網絡化、一體化的戰場,工程兵戰場環境偵察與監視係統的主要特色是:可以更為詳盡準確地探測到工程行動所需的精確信息,例如:一些特殊地形地域的特種信息(如登陸作戰中敵方岸灘的翔實地理特征信息,叢林地帶的地麵堅硬度、幹濕度)等。

這些信息的偵察將為更準確地製定工程行動方案提供情報依據。戰場環境偵察與監視係統是一個智能化的高技術傳感器網絡,它通過“數字化路標”作為傳輸工具,為工程兵各作戰平台與單位提供“各取所需”的情報服務,使工程兵的情報偵察與獲取能力產生質的飛躍。其係統組成為:

撒布型微傳感器網絡係統,機載、車載型偵察與探測設備等。

數字化的C3I係統

工程兵的數字化將與合成軍的數字化發展保持同步,同時又有其獨到之處。工程兵的數字化,將使工程保障行動更準確、及時、有力。例如:通過智能化與自動化的陣地工程規劃與管理係統,指揮人員可對整個作戰地域的所有工程行動進行統籌規劃與管理,生成工程方案並根據實際需要進行費、效、時的合理優化,選定最佳方案;通過數字化通信網絡指導部隊迅速完成任務,實現對部、分隊,甚至單機、單人的指揮與控製。

工程兵作戰實驗室

工程兵作戰實驗室是工程兵麵向21世紀建設的核心,其主要任務是:建設工程兵綜合數據庫;進行現有技術、裝備與戰術條件下的作戰仿真與模擬,最大限度地發掘現有裝備的能力,配合部隊訓練與作戰;在上述基礎上進行未來高技術作戰條件下工程兵行動的綜合仿真模擬,對工程兵的先進概念、技術、裝備與戰術進行預測、論證與仿真試驗,確定工程兵總體發展戰略和階段發展策略,使工程兵在有限的資金與技術發展條件下,把握現實與未來的合理統一。工程兵作戰實驗室的主要宗旨是麵向未來作戰,它對工程兵的發展與建設將產生極其深遠的影響。

除以上主要的綜合技術集成外,21世紀初葉的高技術工程兵還需要一係列的相關高技術,如新材料與智能結構技術、快速構築與修複技術、全球定位係統(GPS)及軍事地理信息係統(MGIS)、微機電技術(MEMT)、數據融合技術(DFT)、計算機技術(包括多媒體技術、虛擬現實技術、網絡技術等)、智能機器人技術、非致命武器技術、智能傳感器技術、先進航空技術等。21世紀的數字化工程兵的裝備將是先進技術優化組合、按需配置的係統化綜合集成的產物。這些技術的非線性一體化集成將使工程兵向多維化、數字化和智能化發展,使其作戰能力發生革命性的變化,並使其從戰爭的後台走上前台。

21世紀韓國空軍發展趨勢

80年代末以來,隨著美軍的戰略收縮,韓國吸取了海灣戰爭中伊拉克消極防禦的教訓,加快建立“自主國防”體製的步伐,明確提出“全方位防禦戰略”,製定了“加強海空軍建設,使三軍協調發展”的軍隊建設方針,從而更加重視空軍建設。迄今為止,韓國空軍有55000多人,大約1300架飛機,是亞洲技術最先進的空軍之一。展望未來,韓空軍可能朝三個方向發展。

由聯合防禦向自主防禦發展

長期以來,韓國的防空體製走的是韓美聯合防禦的道路。冷戰結束後,舊的防禦體製被打破,美軍陸續從朝鮮半島撤走,韓國隨之拋出自主防禦戰略,製定了新的發展規劃,大力加強空軍建設,重點提高防空、偵察預警和空中攻擊能力。

首先,完善早期預警係統。近幾年,韓空軍為加快發展高效能的早期預警係統,不惜花費巨資先後從美、德等國購進了先進的雷達(如AN/FPS-117遠程預警雷達)、計算機終端等,並在北部和西部地區部署了遠程搜索、警戒和預警雷達,把預警距離從400千米擴大到1000千米,可在來襲飛機進入領空前提供4至8分鍾的預警時間,並能引導己方飛機進行攔截。還擬引進8套空中戰術情報係統,購買4架E-2C預警機,目的是增強遠距離監視能力,既能覆蓋整個朝鮮半島,自身又不受威脅;與海軍聯合購買160架無人偵察機,以及計劃研製和發射“科學實驗”偵察衛星,盡早建立自主的空中監視預警係統,引進C4I係統以實現戰區指揮與控製自動化。

其次,更新完善通信設施,以提高情報信息的自動化處理能力和實時傳遞能力,加快情報信息的傳輸、處理速度,靈活反應,及早準備適時攻擊。

由固守防禦向攻勢防禦發展

韓空軍認為,原來那種主要擔負支援陸軍固守防禦作戰任務的弱小空軍力量已遠遠不能適應未來作戰需要,再加上韓國特殊的地理環境條件,地形狹長,三麵環海,縱深較淺,要抵擋住敵之進攻,必須采取攻勢防禦戰略。為實現這一戰略,韓國空軍正采取以下措施,致力於發展空戰武器、防空係統等。

技術改進

韓空軍運用新技術對現裝備的F-4、F-5等幾種機型進行現代化改造,為F-4戰鬥機安裝了APG-68型機載雷達、夜間低空導航設備、紅外搜索設備,以及先進的武器投射係統等,可攜帶AIM-7“麻雀”和AIM-9L“響尾蛇”空空導彈,具有中遠距攻擊能力;為F-5戰鬥機換裝了多功能火控雷達、激光測距器、平視顯示器和慣性製導係統等,並加裝了AGM-65“小牛”電視製導導彈,使之具備了較強的空戰和對地攻擊能力。

自行生產

1991年,韓空軍決定生產F-16戰鬥機,目前已進入國產化階段;由大字重工集團研製生產的“天馬”地空導彈係統目前已造出2台樣機並開始試驗,該係統攜帶韓自製的導彈。

積極引進

1986年以來,韓國空軍共引進各型飛機207架。主要有F-16、F-4E、RF-4E(偵察型)等戰鬥機和C-130、CN-235運輸機。還計劃耗資數十億美元購買美國的F-15、俄羅斯的“蘇-35”、法國的“狂風”以及EF-2000等各型戰鬥機120架,所購飛機預計2002年開始服役;另外,還打算從美國引進80~100架UH-60P直升機,從荷蘭引進12架“福克-100”運輸機。韓空軍為加強防空力量建設,大量購進各種導彈係統。主要有AIM-7E“麻雀”、AIM-9L“響尾蛇”和980餘枚“西北風”等導彈係統。最新消息表明,韓國正在就準備從俄羅斯購買S-300V防空導彈係統問題謀求美國的同意。

尋求國際合作

由於經費比較緊張,韓國的TKX-2高級教練機和輕型攻擊機計劃延誤了研製時間。

對此,韓國三星宇航公司已開始尋求國際合作來分擔費用,以使該計劃的研製費用控製在20億美元以下。1997年研製工作已全麵展開,2000年進行首次試飛,2003年服役。另外,將在法國“新一代響尾蛇”防空導彈係統的基礎上研製“柏枷索斯”低空近程地空導彈係統。韓國軍方對這一做法給予了充分肯定,認為“研製這樣的係統比購買這樣的係統強”,這對加快其空軍建設將起到促進作用。因此,韓空軍的攻勢防禦能力可望在21世紀得到大大加強。

由沿岸防禦向遠海防禦發展

由於韓國與周邊國家在大陸架劃分、海洋權益等方麵存在分歧,並與日本有領土之爭。

為保衛領海領空不受侵犯,維護海上通道的安全,增強防禦的彈性,韓空軍提出遠洋防禦的作戰指導思想,大力提高空軍的遠程作戰能力,建設能適應未來多元化安保環境需要的“戰略型空軍”。尤其是近幾年,韓國更加重視航空航天技術的開發和研究。1989年,韓國成立了“韓國航空宇宙研究院”,並在政府內設立了“航宇工業開發政策委員會”,統一領導航空航天工業,到2000年達到世界第十二位的水平,最近決定投資42。

2億美元用於發展航空航天工業,此舉為自行研製高性能作戰飛機奠定了基礎。韓空軍利用這一契機,規定今後大力發展新型戰鬥機,其作戰半徑不少於1000千米,並積極謀求從國外引進空中加油技術,將進一步提高遠海防禦能力。目前,韓空軍的防空係統能探測距離為850~200千米的高、中、低空目標,日指揮引導能力為800餘批次飛機;其防空攔截能力可達朝鮮半島全境和整個黃海空域,具備了遠海作戰的基本條件。

21世紀航天數據存儲技術展望

航天工程需要采集大量數據。但航天飛行任務獲取數據的能力,受地麵站數量、分布或數據中繼衛星可用性的限製,在許多場合需要星(船)上數據存儲的支持。

為了解太陽係和宇宙的形成與演變、生命起源與進化以及地球環境的形成過程而進行的空間探測,需要收集大量科學數據。但由於飛船飛越行星的探測時間十分短促,與地球相距遙遠,實時傳輸能力極其有限。在目標星處於飛船與地球之間受到遮擋的情況下,則無法實時傳回數據。因此,空間探測器無不配備星(船)載記錄器以存儲和重放數據。星(船)載記錄器的故障可使任務數據損失75%,甚至導致整個飛行任務失敗。

對地觀測衛星為了獲取全球圖像,星上數據存儲能力至關重要。法國斯波特資源衛星是目前國際上最主要的遙感圖像來源。據斯波特24計劃主管讓2皮埃爾·米丹稱,如果沒有星上數據存儲能力,斯波特衛星隻能完成其任務的40%左右。

即使有數據中繼衛星,在可以通過星一星一地傳輸方式獲取數據的條件下,星(船)上數據存儲能力仍是不可缺少的。首先,當飛行器處在地麵站接收範圍之外,或處於中繼衛星的盲區或占線狀態時,需要用星(船)載記錄器作為緩衝器,暫存星上儀器產生的數據,待飛行器進入地麵站接收範圍或中繼衛星線路可用時,重放數據傳回地麵。同時,星(船)載記錄器還可作為數據率變換器,加速重放,縮短或減少中繼衛星與地麵站接觸時間,以減輕中繼衛星的高峰負荷,實現更有效的調度。

航天數據存儲技術的特點

航天數據存儲技術具有不同於一般信息存儲技術的鮮明特點:

1.體積、重量和功耗受到嚴格限製

2.長壽命、高可靠性——星載記錄器一般要求工作壽命3~5年,每年開/關機100000次以上;壽命初期誤碼率5×10-7,壽命末期達到1O-6。

3.具有極強的生存能力——記錄再人參數的導彈記錄器和載人飛船應急記錄器,要求在極端惡劣的力學環境下,保證記錄結果完好無損。觸地回收(通常稱為硬回收)導彈記錄器承受觸地瞬間高達200000~300000g的衝擊加速度和由巨大動能產生的高溫、高壓氣流的強烈衝擊。載人飛船應急記錄器,要求能承受1000g、5ms的三向衝擊,在1000~1500℃火焰中可堅持30分鍾,並能在海水中浸泡30天以上。

4.工作環境苛刻——星(船)載記錄器不僅要承受發射階段的強烈振動、衝擊,還要長期工作在飛行軌道的真空、高低溫環境中,承受空間的自然輻射,而且不能發生單粒子翻轉、閂鎖或性能下降。某些空間探測任務還提出了極富挑戰性的要求。例如以確定火星上是否有生命為主要探測目的的海盜號計劃,為了保證實驗的完整性,保護火星環境不受汙染,要求火星著陸器內部設備事先經過110~C以上至少持續54小時的高溫滅菌。要求船載記錄器在白晝溫度-29.4℃,夜間低達-87.2℃的火星表麵存活90天以上。

5.開發費用巨大,售價昂貴——由於航天數據存儲設備技術精密複雜,工作條件苛刻,市場狹小,因而研製周期長,開發費用很大,售價昂貴。70年代初,美國為內行星和行星際空間探測器水星號和火星探測器海盜號著陸器研製船載磁記錄器分別投入了316.6萬和20萬美元開發費,每台記錄器價格分別為25萬和27.5萬美元。一台對地觀測衛星記錄器的價格約需350~500萬美元。

存儲容量1~10吉比特的固態記錄器的售價目前約需120~160萬美元。

航天數據存儲技術現狀

1.磁記錄器

使用星載磁記錄器存儲數據的曆史,可追溯到50年代末。1959年2月17日發射的美國先驅者氣象衛星裝載了第一台回環式空間磁記錄器,可記錄50分鍾紅外觀測係統采集的雲圖,在一分鍾內重放完畢,軌道壽命2周。美國於60年代初發射的一係列電視紅外觀測衛星泰羅斯,大幅度改進了星載磁記錄器的設計,要求軌道壽命達到6個月。泰羅斯2於1960年11月23日發射,到1962年5月在軌運行17個月,記錄器工作正常。

陸地衛星1~3每顆星裝載兩台磁記錄器,可錄放30分鍾4兆赫RBV模擬數據,或每秒15兆比特MSS數字數據,存儲容量30吉比特,設計壽命為錄/放循環4000次。

載人航天飛行從美國第一個載人飛船係列水手號(1961年5月~1963年5月),第二個載人航天器雙子星座飛船(1965年3月~1966年11月),阿波羅登月飛行(1969年7月~1972年12月),歐洲第一個可重複使用的載人空間實驗室,到美國航天飛機都廣泛采用磁帶記錄器存儲數據。挑戰者號航天飛機1984年10月5日至13日的飛行任務共載有10台空間磁記錄器。此次飛行的主要實驗項目是用成像雷達SIR2B繪製地麵圖形,由高數據率磁記錄器(HDRR)暫存,再經過跟蹤與數據中繼衛星(TDRS)傳往約翰遜航天中心。但由於航天飛機的天線瞄準問題和後來TDRS的暫時性故障,HDRR成為獲取有效數據的重要來源。

1986年1月28日失事的挑戰者號航天飛機使用在正常環境工作的高密度數字磁記錄器記錄發動機工作參數、座艙環境及航天員的話音。失事後回收時,記錄器已在27.5米深的海水中浸泡了6周,外殼破裂,磁帶卷板結,已無法使記錄層不受損傷地打開。經過複雜周密的特殊處理,讀出了90%以上的數據和全部話音記錄。

由於受技術發展水平的限製,早期的空間磁記錄器曾是美國航天器中最易出故障的部件。據戈達德航天中心等6單位統計,1962~1972年10年問,美國航宇局和美國空軍共發射10家廠商生產的空間記錄器36種163台,空間運行時間達307435小時,平均故障率116.656/106小時。基於旋轉磁頭記錄技術的陸地衛星1~3星載磁記錄器,曾先後出現故障。此後,固定磁頭縱向記錄技術興起,不斷改進完善,僅僅幾年時間就使空間磁記錄器成為美國航天器中最耐用、最可靠的部件。1971~1991年,在無人飛行任務中共有135台記錄器發射升空,有54台記錄器隨航天飛機及其有效載荷發射並返回地麵,平均無故障間隔>120000小時。典型深空探測記錄器的工作壽命可達到走帶32000次,相當於磁帶通過磁頭運行30000公裏,誤碼率不大10-6。

其中,恒張力彈簧的壽命可達循環60000次以上。用手表發條類比,相當於每天上緊一次,連續工作164年。海盜號著陸器磁記錄器設計壽命為在火星表麵存活90天。

實際上,在火星軌道器機動燃料耗盡,信號丟失6年之後,記錄器仍在工作。

近年來,記錄密度更高的旋轉頭螺旋掃描磁帶記錄技術發展成熟,開始進入航天工程領域,1993年初,首次在美國航天飛機飛行任務中應用成功。1994年4月20日,美國奮進號航天飛機開始為期11天、行程724萬公裏的飛行任務,機上裝有多國天基成像雷達SIR2C/X2SAR。飛行期間,成像雷達使用3台機載高密度數字旋轉頭磁記錄器記錄收集了覆蓋5000萬平方公裏的地麵圖像數據。SIR2C數據率為180兆比特/秒,X-SAR數據率為45兆比特/秒,總數據率達225兆比特/秒,數據量約32×1012比特。航天飛機共攜帶了160盒磁帶。

我國星載磁記錄器的研製工作起步於60年代。裝在返回式衛星回收艙內的星載磁記錄器,用於記錄返回段至觸地段的全部工程參數及監測信號。1975年11月26日發射的返回式衛星裝載的磁記錄器在接近硬回收的條件下,仍成功地回收了記錄磁帶,取得了寶貴的數據。

風雲一號(01批)氣象衛星裝載的磁記錄器於1990年9月3日發射上天。兩台星載磁記錄器一台在軌工作,另一台在軌備份。一年後進行在軌測試,兩台記錄器工作正常。

由記錄器記錄/重放的延時雲圖清晰度接近美國泰羅斯2N/諾阿衛星的數字化甚高分辨率實時傳輸雲圖的水平。經星載磁記錄器記錄回收得到的工程遙測數據,為分析衛星姿控係統故障原因提供了重要依據。

目前正在為資源一號衛星、風雲一號(02批)衛星等三種衛星研製星載磁記錄器。

其中,資源一號皇載記錄器數據率53兆比特/秒,存儲容量47吉比特,已轉入初樣生產。

風雲一號(02批)星載記錄器目前已轉入初樣生產。

2.固態存儲

以固態存儲器件為基礎的固態記錄器進入空間應用領域大體上始於70年代末。1979年,德國道尼爾公司為哈勃空間望遠鏡微光相機研製的圖像/事件存儲器,由4KCMOSRAM組成,存儲容量4兆比特,數據率10兆比特/秒,功耗15瓦。1990年開始在軌運行。

受器件存儲密度的限製,早期固態記錄器的容量很小,價格昂貴。隨著固態器件存儲密度的飛速提高,80年代末在低地球軌道商業衛星成像係統對於數據存儲不斷增長的強烈要求驅使下,各廠家開始競相研製星載大容量固態記錄器。這些研製工作最初都以取代磁帶記錄器為目標,對用戶完全透明,其外形、安裝、功能與磁記錄器完全相同。例如,美國費爾柴爾德空間公司以256KCMOSRAM為基礎,為極軌地磁測量衛星POGS(STPP8722)研製的固態記錄器,存儲容量512兆比特(最大16.4吉比特),1990年4月發射。

該公司的固態記錄器還用於戈達德航天中心的其它一些飛行計劃。

我國從70年代末開始研製彈載、箭載和星載固態記錄器。彈、箭載固態記錄器主要用於級間分離、滑行段及再人段遙測信號的延時傳輸;星載固態記錄器主要用於記憶重發地球背麵參數。它們大多為遙測係統配套產品,容量較小。

實踐四號衛星星上遙測設備中的固態記錄器采用256千比特CMOS靜態隨機存取存貯器(SRAM)器件,存儲容量2兆比特。星上配置兩台,一台實時工作,另一台熱備份。任務要求壽命0.5年,每天工作24小時。

1994年2月4日發射,在半年工作期間,從未出現單粒子翻轉或單粒子閂鎖事件。實踐四號在軌工作一年後,於1995年2月17日測試,固態記錄器仍然工作正常。

3.磁盤與光盤

磁盤與光盤均為旋轉式直接存取存儲設備。在操作可靠性和介質壽命方麵,光盤更具優勢。磁光盤是主要的可擦寫光盤。

1996年10月20日發射升空,11月4日返回地麵的我國第17顆返回式科學探測和技術試驗衛星,首次搭載了加固型3.5英寸(9厘米)磁光盤機,數據率(連續)8~9兆比特/秒,存儲容量1.84吉比特,誤碼率10-12。飛行期間對三類數據進行了4次讀/寫試驗,取得了圓滿成功。

發展趨勢

1.數據率更高,數據量急劇增加

隨著新型遙感器的發展,航天飛行的數據量將急劇增加。2l世紀初,軌道科學儀器產生的數據預計將增加幾個數量級。電子偵察係統的數據率將普遍超過100兆比特/秒,大型傳輸型偵察衛星的數據率將達300兆比特/秒,要求存儲容量達1000吉比特。

2.傳統磁記錄技術進一步完善

傳統的空間磁記錄器,將進一步提高記錄密度,提高可靠性,延長工作壽命。直至本世紀末,西方所有大型對地觀測遙感平台,都將繼續使用星載磁記錄器存儲數據。從我國國情出發,傳統的固定磁頭縱向記錄格式長壽命星載磁記錄器直至21世紀初葉將繼續發揮重要作用。

3.旋轉頭磁記錄技術崛起

19毫米ID21格式旋轉頭螺旋掃描盒帶磁記錄器將進入航天應用領域,成為新一代空間記錄器。作為星上數據暫存器或通信線路緩衝器,為雷達成像衛星和傳輸型詳查衛星服務的高數據率超大容量數據存儲設備,在近期內,旋轉頭螺旋掃描磁帶記錄仍是唯一可行的技術途徑。

4.固態記錄技術方興未艾

半導體存儲器件的集成度大約每3年翻兩番。1994年底日本三菱電子、日本電氣、東芝、富士通和日立等公司平均月產16兆比特動態隨機存取存儲器(DRAM)50~100萬片。1994年底出現64兆比特DRAM原型樣品。日本、美國和德國公司正在試製256兆比特的DRAM。韓國三星公司已完成l吉比特同步DR.AM(s2DRAM)原型樣品,聲稱將於1997年推出工程樣品,2000年後批量投產。這無疑將推動固態記錄器向更大容量發展。固態存儲記錄技術方興未艾,其空間應用前景廣闊。

21世紀初星載固態記錄器的大致輪廓如下:用戶總容量200~500吉比特;數據率達300兆比特/秒;功耗30~100瓦;重量30~90公斤。

體積40~100升;4年可靠性O.95~O.98;誤碼率10-11~10-13;采用16/64兆比特耐輻照CMOSDRAM存儲器件。

抗輻照強度總劑量40千拉德(Si),通過檢測校正抗單粒子翻轉,用過流檢測與電源線路切換抗閂鎖;工作溫度範圍-40~+80℃;可實現容量升級。屆時,可能出現用戶容量l~8吉比特;數據率≥100兆比特/秒。

每板功耗0.5~4瓦;重量1~2公斤,適合隨機/JJ頃序存取的單板固態記錄器。

5.多種存儲技術組成新格局

預計到本世紀末,隨著波長.532納米的綠色固態激光器的問世,5125英寸(13厘米)磁光盤的容量可達5—6吉比特。采用多束激光二級管陣列,數據率將達80~160兆比特/秒。使用輕型光頭,存取時間接近硬盤。

未來的載人航天飛行,將需要在飛船上存儲控製程序、校準數據和為船上數據處理提供工作存儲,以便在例行監視中減少下行線路帶寬。自主能力更強的飛船,以及由機器人進行檢測和維修時,還需要存儲知識庫、參考圖和原理圖。所有這些任務都需要具有直接存取能力的記錄器來完成。它為磁盤、磁光盤等直接存取記錄器提供了用武之地。

21世紀關國海軍的反潛裝備

反潛戰在美國海軍的海上作戰中占有十分重要的位置。特別是冷戰結束以後,美海軍對其海上戰略進行了重大調整,將主要作戰方式由在海上的遠洋作戰轉變為從海上實施的聯合作戰,將主戰場由遠洋轉變為沿海地帶,這對美海軍的反潛作戰能力提出了新的挑戰,要求所使用的反潛裝備必須要能夠在淺水及沿海區域環境噪聲強烈、聲學條件複雜的情況下有效地對付新一代“安靜”型潛艇。

為此,近幾年來,美海軍十分重視發展先進的反潛戰裝備,並力爭在21世紀保持在這一領域的技術優勢。

發展先進的反潛平台

美海軍的反潛平台由空中、水麵和水下三大部分構成。其中,空中平台和水下平台是反潛戰的主體。

空中平台

1990年4月,美海軍接收了第50架也是最後一架P-3C改進Ⅲ型“獵戶座”岸基海上巡邏機。該型機引入了IBM公司的AN/UYS-1型“變幻海神”聲學處理器、新型的AN/ARR-78聲納浮標信號接收機,使其反潛戰能力得到了提高。從1994年起,美海軍開始對現役的約267架P-3C進行延長服役期的改進。

另外,美海軍已計劃從2002年起,對P-3C進行進一步改進,主要內容是引入改進型增程回聲測距/機載主動接收器(IEER/ADAR)係統、先進的磁異探測儀(MAD)及先進的潛望鏡探測雷達。經此改進後,P-3C將明顯增強在淺水區及沿海海域的反潛戰能力,並將至少服役至2015年。

在美海軍航母編隊中實施遠程反潛戰的是S-3B“北歐海盜”航母載固定翼反潛機。該型機可部署在航母前方約200千米處進行反潛巡邏和對潛攻擊。目前,美海軍已考慮在該型機上裝備IEER/ADAR係統、新型的合成孔徑/逆合成孔徑雷達(SAR/ISAR)、運動目標指示器(MTI)、高清晰度多功能前視紅外/微光電視(LLLTV)和激光測距指示器,並將對聯合海上信息係統(JMCIS)的機載設備進行改進。經上述改進後,該型機可服役至2015年。

艦載直升機是美海軍航母編隊重要的中程反潛力量。

目前,美海軍航母上搭載的為SH-60F“海鷹”航母內區反潛直升機,其他水麵艦艇搭載的是SH-60B“海鷹”“拉姆普斯Ⅲ”直升機。為提高SH-60係列直升機的淺水反潛戰能力,美海軍已開始實施一項名為“SH-60R/60R(V)多功能直升機”的改進計劃。計劃的核心是在現有SH-60B/F中加裝機載低頻聲納(ALFS)、具有ISAR和潛望鏡探測功能的多模式雷達、電子支援措施(E**)係統及綜合自衛係統。改進後的直升機可服役至2020年。

水麵平台

為了自衛以及對進入航母編隊內部的敵方潛艇進行攻擊,美海軍十分重視水麵艦艇的反潛戰能力。目前,美海軍可擔負反潛戰任務的有“提康德羅加”級導彈巡洋艦,“阿利·伯克”級、“斯普魯恩斯”級導彈驅逐艦和“佩裏”級導彈護衛艦。這些艦艇均搭載有SH-60B“拉姆普斯Ⅲ”反潛直升機,裝備有美海軍最先進的水麵艦艇反潛戰作戰係統。它們的反潛戰能力將隨著艦載直升機及艦載反潛武器和電子設備的改進而不斷得到增強。

另外,“阿利·伯克”級導彈驅逐艦已從該級的“奧斯卡·奧斯汀”號(DDG-79)起搭載兩架直升機,這將明顯提高該級艦的反潛戰能力。值得注意的是,美海軍已正式啟動了SC-21水麵艦艇計劃,首艦將在2008年服役。隨著各種先進技術在SC-21上的應用,該型艦也將成為有效的反潛平台。

水下平台

為在21世紀代替“洛杉磯”級核動力攻擊型潛艇,並提高淺水及沿海反潛作戰能力,美海軍已開始沒計建造新一代攻擊型核潛艇。新型攻擊型核潛艇(NSSN)將裝備先進的聲學、信號處理及武器係統,除具有傳統的遠洋反潛戰功能外,還將加強淺水及沿海作戰能力,並能完成主/被動布雷、特種部隊輸送、戰鬥群支援、情報收集及監視、製海、對陸攻擊等多種任務。在設計和建造中將采用先進的殼體吸波技術、電磁抑製及消聲技術。

為提高反潛能力,將采用潛艇區域反潛戰係統、輕型寬口徑線列陣聲納、先進的魚雷發射係統、水下遙控航行器、收發分置信號處理係統、被動測距/目標運動分析係統、非聲學傳感器、具有自適應波束形成及線列陣形狀調整功能的多線拖曳線列陣聲納等當今世界最前沿的反潛技術和反潛設備。該級艇還將采用模塊化設計,以使其能夠快速進行改裝以適應多種作戰需要。基線型NSSN長約113米,排水量7700噸,動力裝置為S9G核反應堆,水下航速25節,編製艇員113人,主要反潛武器為24條MK48ADCAP重型魚雷。

首艇的先期采購於1996財年撥款,按目前的計劃,2、3、4號艇將分別在1999、2001和2002財年撥款,總建造數量將達30艘。

發展先進的反潛武器

美海軍的反潛武器包括反潛導彈、反潛魚雷和反潛水雷。

反潛導彈

美海軍目前使用的反潛導彈有兩個型號,一個是水麵艦艇裝備使用、90年代初服役的垂直發射“阿斯洛克”反潛導彈,另一個是核潛艇使用、60年代服役的“薩布洛克”反潛導彈。

這兩型導彈自服役後即進行了多次改進,特別是“薩布洛克”70%的組件已被更換或重新設計。由於美海軍遠程反潛武器(ASWSOW)的研製工作進展緩慢,這兩型導彈將伴隨美海軍進入21世紀。

魚雷

美國國防部已考慮在2020年之前不再為美國海軍研製生產新型魚雷,將魚雷的發展重點放在對現役魚雷的技術改進上。

在1995年12月製造商向美國海軍交付了最後一批MK48ADCAP(先進能力)重型魚雷後,美國海軍即著手製定該型魚雷的改進計劃,以提高其對付深水及淺水目標的能力。主要措施是改進推進係統,引入消聲設備來減小由奧托燃料驅動的旋轉斜盤活塞式發動機的輻射噪聲;改進製導及控製係統,引入商用成品(COTS)處理器和一種新的信號接收機。

MK-48ADCAP的軟件也將被改進。

美海軍的MK50先進型輕型魚雷的生產在1996財年結束。威斯汀豪斯公司和阿蘭特技術係統公司通過5年的低速生產,共交付了1063條MK50魚雷。

該型魚雷采用SCEPS(貯存化學能推進係統)發動機推進,裝有定向爆炸戰鬥部,既可對付高航速、大潛深的目標,又可對付潛望深度目標。由於財政的限製及作戰要求的變化,美國海軍不準備再采購MK50魚雷,轉而對現役的MK46輕型魚雷進行現代化改進。

1993年,美國海軍作戰部長辦公室決定實施一項費用和可行性研究,來評估將MK46和MK50的技術優勢組合在一起來生產一種輕型複合魚雷(LHT)的可行性。

經過充分論證後,1996年6月,美國海軍海上係統指揮部與阿蘭特技術係統公司的海上係統分公司、休斯公司簽訂了一項價值1320萬美元的合同,由這兩家公司聯合研製LHT。

在研製合同下,將采購31條LHq、用作工程發展模型,試驗將於2001年結束,低速生產預計從1999年初開始,大規模生產將於2002年開始。LHT(正式名稱為MK46Mod8)將混合采用MK46、MK48ADCAP及MK50的先進技術,主要包括M:K50的前部線列陣和發射機、MK46的MKl03戰鬥部和推進係統及MK48重型魚雷的變速控製板。還將采用新型數字化接收機、深度傳感器和運行MK48ADCAP及MK50戰術軟件的信號和戰術處理器等COTS電子器件。

除此之外,LHT還將采用新型的殼體及換能器。

反潛水雷

截至1997年,美海軍的武器庫中有兩個型號的反潛水雷,即MK60反潛密封魚雷(CAPTOR)和MK67潛艇布放自航式水雷(SLMM)。這兩型水雷正在被階段性退役。考慮到水雷在未來海上封鎖作戰中的重要作用,美海軍水下戰中心已提出將早期的MK48魚雷(非ADCAP型魚雷)改為雙戰鬥部SLMM。被稱為MK48高級SLMM的這種水雷將比MK67具有更大的航行距離和更精確的製導精度,可在一個初始位置布放第一顆水雷,然後自動航行一段距離布放第二顆水雷。該型水雷中將采用先進的可編程多感應(聲/磁/震動/壓力)MK71目標探測儀,可對各種水中目標進行有效的探測、分類、識別及攻擊。

發展先進的反潛戰傳感器及指控係統

水聲監視係統

綜合水下監聽係統(IUSS)是美海軍現役主要的固定式水聲監視係統(SOSUS),可為美海軍的各種反潛戰平台提供反潛信息。它充分利用了現役通信技術和計算機信號處理技術,可在遠距離對水聲監視係統的水聽器基陣進行監聽。為提高該係統的有效性和可靠性,美海軍已決定在1998財年結束之前,在該係統的岸上設備中加裝海岸信息處理係統(SSIPS)和監視指示係統(SDS)。

為確保能在21世紀提供長期有效的水下監聽能力,美海軍已研製了一種固定式分布係統(FDS)。該係統由水下部分(主要是與光纜相連的水聽器基陣)和SSIPS兩大部分構成,海底水聽器基陣可部署在遠海、海峽或近海區域。FDS與研究中的高級可部署式係統(ADS)、SOSUS以及艦艇使用的拖曳線列陣聲納相結合,可以較好地為各種平台提供反潛戰信息。

ADS是美海軍正在研製中的一種可快速部署的高機動性水下監視係統,它采用了模塊化設計方法,可隨海上作戰編隊一道行動,對探測淺水區活動的核動力潛艇和安靜型常規潛艇十分有效,能為.編隊指揮提供準確的威脅位置信息和可靠的海洋圖像。按計劃,ADS將在2003~2004年間進入艦隊服役。

水麵艦艇反潛戰係統美海軍從90年代初開始對其水麵艦艇廣泛裝備的AN/SQQ-89水麵反潛戰作戰係統進行了改進,改進後的係統被稱為“嘯聲(Squeaky)-89”。目前“嘯聲-89”已裝備“提康德羅加”級導彈巡洋艦,“阿利·伯克”級、“斯普魯恩斯”級導彈驅逐艦和“佩裏”級導彈護衛艦。

該係統由七大部分組成,分別是:AN/SQS-53C/56主/被動艦殼聲納、SQR219戰術拖曳線列陣聲納、MK116反潛戰火控係統、AN/SQQ-28聲納浮標處理器、AN/SQR-4SH-60B直升機數據鏈、AN/UYQ-25B聲納就位模式估計係統(SIMAS)和AN/IJSQ-132戰術顯示支援係統(TDSS)。為提高該係統的反潛戰能力,美海軍目前已著手對該係統作進一步的改進,改進的主要內容有:①用SH-60R直升機代替SH-60B直升機。②利用拖曳式主動接收分係統(TRAS)在SQS-53C/D艦殼聲納、SH-60R直升機載低頻聲納和本係統之間進行雙向或多向收發分置信息傳遞。③使用低頻主動收發分置接收、處理和顯示技術。④加裝遙控獵雷處理及顯示係統。⑤采用先進的回聲跟蹤分類儀(ETC)來提高主動分類能力。⑥采用輕型寬波段變深聲納(LBCDS)。⑦采用多傳感器魚雷識別及告警處理器。⑧采用可對來襲魚雷進行欺騙的展開式聲學誘餌。

改進後的係統被稱為SQQ-89I,將裝備新建造的“阿利·伯克”級驅逐艦及SC-21水麵艦艇。

潛艇作戰係統

美海軍的潛艇作戰係統一直處在不斷改進之中,並廣泛吸收了當代最先進的信息處理技術。目前最先進的是安裝在“海狼”級核動力攻擊型潛艇上的AN/BSY-2潛艇作戰係統。該係統綜合了聲納跟蹤、監聽和發射MK48魚雷及“戰斧”巡航導彈的全部功能。它從1996年以來一直在進行海上試驗,試驗證明該係統具有良好的可操作性、可靠性和較短的響應時間,其總體性能明顯優於“洛杉磯”級使用的CC**K-1和MK-2潛艇作戰係統。

為提高潛艇反潛戰效能,美海軍已開始實施一項在現有潛艇作戰係統中采用市場現成設備的計劃。整個計劃完成後,可極大地提高“洛杉磯”級潛艇的反潛作戰能力,並可為未來美海軍潛艇作戰係統的研製提供有益的幫助。

21世紀輕武器新星——美國理想班組支援武器

本文介紹一種新型武器——理想班組支援武器。據國外多種雜誌提供的信息,這是美國正在進行論證和研製的一種新的輕型支援武器。本文在介紹其基本情況的基礎上,對理想班組支援武器係統進行一些初步分析。

簡介

理想班組支援武器,是一種雙人使用的步兵輕型支援武器,也有的稱其為榴彈機槍或榴彈發射器,現在研製中的初樣機(見題圖)是一種采用導氣式自動原理、閉膛待擊、可選擇射擊的自動武器。主要用於殺傷生動目標或毀傷輕型裝甲目標,也可用於對付低空目標,是美國理想輕武器族中的一個重要武器係統。該武器是90年代中期由美國三軍輕武器發展規劃委員會提出的,隨後組成了以普萊梅克斯技術公司(即著名的前奧林軍械公司)為首的研製小組,組員有奧利康?康特拉維斯公司、休斯飛機公司、戴龍公司、三軍輕武器規劃委員會、通用動力軍械係統公司(即前馬丁軍械係統公司)等。具體分工是:普萊梅克斯技術公司負責武器總裝、殺傷彈研製和彈藥效果分析;康特拉維斯公司和休斯飛機公司負責火控係統的研製;戴龍公司負責新型引信研製。通用動力軍械係統公司承擔發射器和三腳架的工程設計與研製;三軍輕武器規劃委員會負責戰術技術要求論證、總體規劃和政府技術谘詢。

1996年之前是總體論證階段,主要確定武器的戰術使命、主要技術途徑和口徑等;1996年開始進入初樣機研製階段;1997年年中進行第一輪試驗;總體論證階段於1998年結束。

美國陸軍規劃委員會要求研製單位提供三挺發射器和4000發樣彈,以便於1998年2月進行試驗。

戰術與曆史背景

2.1 不斷求新是美國武器發展的特點

翻開美國的武器發展史,可以看出美國在武器的研製上總是不斷求新,在各個曆史時期,都有站在世界前列的先進武器,優秀的輕武器不勝枚舉,如MKl9自動榴彈發射器、勃朗寧機槍、M1伽蘭德步槍、M16步槍等。這些武器因在戰場上為美軍立下赫赫戰功而名噪全球。

進入90年代以後,尤其是海灣戰爭地麵戰的實踐,對美軍的步兵武器進行了一次實戰考驗,他們在戰爭中發現了自己武器的一些缺陷,通過戰後總結,軍方提出了改進現有班組支援武器的總體性能設想。經過幾年探索,理想班組支援武器被列入美國三軍規劃辦公室最近製訂的“三軍輕武器總規劃”,並且是其中的一個重要武器係統。

2.2 理想班組支援武器是美軍戰術變化的產物

隨著美國經濟和科學技術的快速發展,各種高新技術在軍事上的廣泛應用,美軍的戰術也在不斷改變,步兵戰術改變的特征之一是“非接觸式戰術”,即充分利用己方武器優勢,通過在遠距離上摧毀敵方的火力係統,殺傷敵方的生動力量使敵人喪失戰鬥能力來實現己方的戰術目的。這樣就要求武器在威力、射程和精度等主要性能上占絕對壓倒優勢。

從美軍現有步兵武器來看,還不可能達到這一點,美軍現裝備的步兵輕型支援武器(包括自動榴彈發射器、輕型反坦克反裝甲武器和重機槍)在威力和射程等主要性能上都與俄羅斯、中國及西歐等主要國家基本相當,不具備壓倒優勢,因而在海灣戰爭中,美軍主要依靠其空軍、海軍和戰略戰術導彈優勢,對地麵的軍事和非軍事目標進行地毯式轟炸,然後才敢進行步兵進攻。這樣不僅消耗大(每天耗資高達五億美元之巨),而且對目標的針對性很差,造成很多無辜傷亡,而在步兵進攻時仍舊顧慮重重,對敵方的實力損耗心中無底。假如海灣戰爭中伊拉克軍隊的士氣高一點,組織得好一點,地麵戰的結果可能就完全不同了。

以理想班組支援武器為主的美國21世紀理想步兵武器族就是為適應美軍這種“非接觸式戰術”的需要而產生的。

主要戰術任務及分析

3.1 主要戰術任務

從理想班組支援武器的戰術技術要求,可以推測出它的主要戰術任務是:

a.毀傷1000m以內敵軍的輕型裝甲車。

b.壓製1500~2000m之間的敵軍各種火力點。

c.殺傷2000m內各種集團或零散生動目標。

d.毀壞1000m內的低空目標、海上目標,主要是低空飛機和輕型水上艦艇等。

3.2 組成

據現有國外資料分析,第一代理想班組支援武器係統主要由榴彈機槍、彈(含高精度近炸引信的高爆殺傷彈、訓練和反器材彈、具有遠距離搜索目標功能的自鍛破片的破甲彈)和火控係統三大部分組成。

3.3 技術狀況

據筆者掌握的資料分析,計劃在武器係統上使用的高新技術主要有三項:微型高精度電子引信技術、微型末敏技術和微型激光火控係統。

3.3.1 高精度微型電子時間引信技術

在殺傷彈上使用的高精度微型電子時間引信,是一種可編程近炸引信,其主要特點是通過編程器對每發彈進行單獨編程,編程器是火控係統與引信的接口部件,編程器利用自動裝填機上的兩個觸點提供的電源激活引信的電子裝置,裝定引信的作用方式。火控係統提供給引信的各種信息,均以高頻信號的形式發出,由引信頭部的天線接收,收到信息後,編程器再進行引信的作用方式裝定,如距離門的裝定等。因此,引信在全彈道飛行過程中不受外界的幹擾和影響,實際上是一種智能型電子引信。

3.3.2 微型末敏技術

末敏技術是70年代才提出的新概念,80年代開始進行實質性研究,90年代進入工程研製階段。目前進入工程研製的末敏彈主要有:美國的薩達姆、瑞典的博納斯、德國的斯馬特和法國的阿塞德末敏彈等幾種大口徑(如155、203、227等)彈藥。

末敏技術是一種高新技術,國外彈藥專家預測,將由此引發一場彈藥(尤其是破甲技術)革命。據初步分析,美國理想班組支援武器配用的25聚能裝藥破甲彈就是一種配用末敏引信的聚能裝藥自鍛破片穿甲彈,研製小組已要求軍方於1999財政年度投資開始研製,但估計軍方將會把這種小型破甲彈的研製放在最後,主要是因微型末敏技術的攻關比較艱難。

3.3.3 微型火控係統

據資料分析,美國理想班組支援武器使用的火控係統是一種模塊式綜合瞄準具。這種係統是由微型熱成像儀、微型激光測距儀、電子羅盤、紅外照準器、微型計算機和顯示係統組成。這種火控係統在綜合性能上比美國已研製成功的輕武器通用火控係統薩玫克更好。薩玫克係統的測距範圍90~3000m,可儲存6種彈的射表,係統全重4.1kg,可配用於12.7M2式重機槍和40MKl9式自動榴彈發射器等。

3.4 要求的戰術技術性能和現已達到的水平

3.4.1 要求的戰術技術性能

根據外刊提供的資料分析,其主要戰術技術性能是:口徑25mm武器單重10kg彈重141g有效射程2000m(人員)1000m(裝甲)射速400rds/rin破甲深度51mm配用彈種殺傷、訓練和反器材、末敏自鍛破片破甲彈3.4.2現已達到的水平據1997年《國際防務評論》提供的信息,初樣機階段武器係統已達到的水平是:武器單重11kg三腳架重3.6kg火控係統重2.1奴散布精度O.0012rad(1.2密位)彈重167g射速260rds/min初速425m/s有效射程2000m(人員)1000m(裝甲)配用彈種殺傷、訓練和反器材彈從現有水平看,與設想的要求有一定差距,但據報道,研製方對進一步減輕重量、提高精度和總體性能,持比較樂觀態度,因樣機采用的材料都是普通材料,如果采用高強度輕型材料,武器係統的全重可望進一步減輕。

3.5 計劃取代的現有武器裝備

據三軍輕武器規劃辦公室的設想,該武器準備取代的武器係統有:12.7mmM2式重機槍、50(12.7mm)勃朗寧重機槍、7.62mmM60/M240式機槍和40mmMKl9式自動榴彈發射器,部分取代5.56mmM249式機槍。

3.6 計劃裝備的部隊和裝備數量

按三軍輕武器規劃辦公室的設想,理想班組支援武器研製成功後裝備的部隊有:陸軍、空降兵、海軍陸戰隊、海岸警衛隊和特種作戰部隊等。三軍輕武器規劃辦公室計劃全軍裝備25000具,戰時調整量50%。