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宙斯盾战斗系统

美国海军现役最重要的整合式水面舰艇作战系统。1960年代末,美国海军认知自己在各种环境中的反应时间,火力,运作妥善率不足以应付苏联大量反舰导弹的对水面作战系统的饱和攻击威胁。为此美国海军提出一个“先进水面导弹系统”的提案,经过发展就成为“宙斯盾”战斗系统。可以有效地防御敌方从四面八方发动的导弹攻击,它构成了美国海军舰队的坚固盾牌。目前一共有8种不同的基准搭配称为“BaseLine”。这8种搭配不仅代表系统的改良,也和配备在驱逐舰或者是巡洋舰上有关系。

1960年代末,美国海军认知自己在各种环境中的反应时间,火力,运作妥善率都不足以应付苏联大量反舰导弹的对水面作战系统的饱和攻击威胁。对此美国海军提出一个“先进水面导弹系统”的提案,经过不断发展,在1969年12月改名为空中预警与地面整合系统(AdvancedElectronicGuidanceInformationSystem/AirborneEarly-warningGroundIntegratedSystem),英文缩写刚好是希腊神话中宙斯之盾(AEGIS),所以也译为“宙斯盾”系统。在美国海军看来,“宙斯盾”作战系统可以有效地防御敌方同时从四面八方发动的导弹攻击,它构成了美国海军舰队的坚固盾牌。宙斯盾系统一共有8种不同的基准搭配,称为“BaseLine”。这8种搭配不仅仅代表系统的改良,也和配备在驱逐舰或者是巡洋舰上有关系。宙斯盾系统使用的是标准舰空导弹。宙斯盾巡洋舰和驱逐舰非常昂贵,一艘的价格相当于3艘英国“无敌”级航母的价格。

在20世纪60年代,美国海军主要水面作战舰艇暴露了需要解决的问题:首先是对于多目标的追踪和威胁分析能力,尤其是在面对复杂地形或者是电磁干扰环境下持续作业的能力。其次是面对大量空中目标,尤其是高速反舰导弹来自多方向时力不从心。而且那时的雷达对于低空或者是高速的目标在侦测与处理上也存有诸多的缺点。为此,美国海军决定利用电脑增强对多目标追踪管制与情报掌握能力,发展下一代的水面舰艇作战系统,将所有的侦测、指挥、管制和作战系统全部整合在一起,不再各自为政。 [1]

宙斯盾系统的核心是一套电脑化的指挥决策与武器管制系统,其核心是接收来自于舰上包括雷达,声呐等侦测系统的资料,加上与其他水上、水下与空中的其他载具,经过自动化的讯号处理,目标识别,威胁分析之后,显示在宙斯盾系统的大型显示幕上,提供指挥官最即时的情报资料。电脑作战 系统可以在必要的时候根据目标的威胁高低自动进行接战。

“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/UYK7计算机、AN/UYA4显示控制设备、变换装置、RD281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/UYK7计算机、“宙斯盾”综合装置、MK 138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MK 1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/SPG62目标照射雷达、MK 79导向器和数据转换装置。该分系统负 责按照MK 1武器控制分系统的指令,随同AN/SPY1A雷达一起工作;用AN/SPG62雷达照射目标,以便对已发射的导弹提供末制导。

(5)MK41或MK26导弹发射分系统,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。MK 41则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/UYK20小型计算机和若干AN/UYA4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。

美国海军还计划增加第七部分,即作战训练分系统。

一是反应速度快,主雷达从搜索方式转为跟踪方式仅需0.05秒,能有效对付作掠海飞行的超音速反舰导弹;

二是抗干扰性能也很强,可在严重电子干扰环境下正常工作;

三是具有强大的反击能力,该作战系统火力猛烈,可综合指挥舰上的各种武器,同时拦截来自空中、水面和水下的多个目标,还可对目标威胁进行自动评估,从而优先击毁对自身威胁最大的目标;

四是可靠性强,它能在无后勤保障的情况下,在海上连续可靠地工作4060天。

传统的机械转雷达因为资料更新率的关系,对于低空或者是高速的目标在侦测与处理上有诸多的缺点,而在越战时期开始引入数位电脑协助的自动化作战系统的经验,让美国海军对于利用电脑增强对多目标追踪管制与情报掌握能力愈来愈有信心,因此在发展下一代的水面舰艇作战系统上,决定将所有的侦测,指挥,管制和作战系统全部整合在一起,不再让各别系统下的管制台与作业人员各自为政。

宙斯盾系统的核心是一套电脑化的指挥决策与武器管制系统,虽然在表面上宙斯盾系统很强调对于空中目标的追踪与拦截能力,不过宙斯盾系统的核心接收来自于舰上包括雷达,各种电子作战装置与声纳等侦测系统的资料,加上与其他水上、水下与空中的其他载具,经由战术数位资讯链路交换的情报,经过自动化的讯号处理,目标识别,威胁分析之后,显示在宙斯盾系统的大型(两具42英乘上42英)显示幕上,提供指挥官最即时的情报资料。相关的目标资料也会显示在各别的控制台上。电脑作战系统可以在必要的时候根据目标的威胁高低自动进行接战。透过武器管制系统的整合与指挥,舰上的作战系统得以发挥最大的能力进行必要的攻击与防御措施。武器管制系统辖下包括轻型空载多用途系统(LAMPS)、鱼叉反舰导弹、标准三型防空导弹、方阵近迫武器系统、鱼雷发射系统以及海妖反鱼雷装置等。

宙斯盾作战系统最重要,也是最显眼的就是AN/SPY-1被动电子扫描阵列雷达,这一套雷达共有四片,成六角形,分别装置在舰艇上层结构的四个方向上。因为雷达本身不旋转,完全利用改变波束相位的方式,对雷达前方的空域目标以每秒数次的速率进行扫描。第一代的SPY-1A雷达每片重量高达12000磅,上面有140套模组,每个模组包含32具发射/接收与相位控制单元。这一套雷达于1965年开始发展,1974年展开海上测试,第一套系统随提康德罗加级巡洋舰第一艘提康德罗加号(CG-47)于1983年进入美国海军服役,后来又发展到驱逐舰,阿利伯克级驱逐舰第一艘阿利伯克号(DDG-51)于1991年进入美国海军服役。

美国海军装备的用于“宙斯盾”导弹防御系统的导弹称为“标准”-3 Block1A.导弹直径约为343毫米,最大射程600千米,拦截高度160千米,最大飞行速度3至3.5千米每秒。利用动能弹头可以直接摧毁弹道导弹,利用其运动能量实现完全摧毁(这种方式最适合用于摧毁核弹头使其丧失杀伤力)。 Block1A导弹可以拦截的弹道导弹包括近程导弹、准中程导弹,能够有限拦截中程弹道导弹。

“标准”-3 Block2A 导弹从2006年开始由美日两国联合开发,导弹直径约533毫米,射程可达1200千米,拦截高度500千米,最大飞行速度可达4.5至5.6千米每秒。动能弹头的摧毁能力增强,导弹制导装置及姿态控制装置的性能也大幅提高。按照计划,“标准”-3 Block2A 导弹将在2015年研制完成,2017年开始部署。

Block1A

Block1B

Block2

Block2A

在“标准”-2增程型Block4

改进弹体,装有单色长波

成像红外导引头

钛合金头锥,双色红外引头

,弹头姿态控制装置,钨棒

动能拦截器

新的直径为533毫米的

第二级和第三级火箭发

动机

换装第三代动能战斗部,

新研制的“蚌”式导流

美军的“宙斯盾”作战系统自1981年研制成功之后,先后装备了美国27艘“提康德罗加”级巡洋舰以及最新型的“阿利伯克”级驱逐舰。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。由于“宙斯盾”作战系统代表了当今世界最先进的海军科技水平,其造价自然非常高昂,每套作战系统(不含导弹)造价高达2亿美元。尽管如此,还是有越来越多的国家纷纷加入制造“宙斯盾”战舰的行列。这些国家中既有老牌海军强国德国、荷兰,也有挪威、韩国等。台湾当局为了加强其海军力量,正在千方百计地从美国采购“宙斯盾”系统。

美国海军 提康德罗加级 22

美国海军伯克级64

日本海上自卫队金刚型 4

日本海上自卫队 爱宕型 2

西班牙海军 Álvaro de Bazán 5

挪威海军 Fridtjof Nansen 5

韩国海军 世宗大王级 3

排水量:8422吨(I型),9033吨(II型),9217吨(IIA型,满载)

主尺度:长153.8米,宽20.4米,吃水6.3米(IIA型长155.3米)

动力:4台通用电器公司的LM2500燃气轮机,105000马力,双轴,可调螺旋桨航速:32节

续航力:4400海里/20节

人员编制:303人,其中军官23人(IIA型380人,其中军官32名)

武器装备

导弹:2座MK41型导弹垂直发射装置(I、II型首部29单元,尾部61单元,IIA型首部32单元,尾部64单元),发射“战斧”巡航导弹,“标准”SM-2MR舰空导弹,“阿斯洛克”反潜导弹2座4联装“捕鲸叉”反舰导弹发射装置(I、II型)

先进型“海麻雀”舰空导弹(从MK41系统发射,IIA型)

火炮:1座MK45型127毫米炮2座MK15“密集阵”6管20毫米近防炮

鱼雷:2座Mk32型三联装324毫米鱼雷发射装置,发射Mk46型鱼雷

干扰诱饵:2座MK36型6管箔条干扰弹和红外干扰弹发射装置1部SLQ-25“水精”拖曳鱼雷诱饵

雷达:1部SPY-1D“宙斯盾”相控阵三坐标对空搜索/火控雷达1部SPS-67(V)型对海搜索雷达3部SPG-62型火控雷达1部URN-25型战术导航雷达

声纳:1部SQQ-89(V)6/10型声纳系统1部SQS-53C型球首声纳1部SQR-19型被动拖曳声纳(I、II型)

舰载机:I、II型只有起降平台

2架SH-60B/F“海鹰”反潜直升机

“阿利伯克”级是美国海军现役和正在建造中的最新一级“宙斯盾”导弹驱逐舰。该级舰共计划建造57艘,到1999年12月已订购48艘。主承包商为巴斯钢铁公司和利顿公司英格尔斯造船厂。“阿利伯克”级分成几批建造,DDG-51I批首舰“阿利伯克”号于1988年12月开工建造,1991年7月4日建成服役,共建造21艘,舷号DDG51-DDG71;DDG-51II批是DDG-51I批的改进型,更新了部分武器装备,共建造7艘,舷号DDG72-DDG78。前两批已经全部建成服役,正在建造中的是最新改进型DDG-51IIA。

主要技术性能

总长:172.8米

舰宽:16.8米

吃水:9.5米

标准排水量:7100吨

满载排水量:9600吨

航速:30节

续航力:6000海里/20天

动力装置:4座LM-2500燃气轮机

导弹:“标准”和“战斧”导弹122枚、8枚鱼叉反舰导弹、阿斯洛克反潜导弹

舰炮:2座“密集阵”近防系统、2座127毫米炮和4挺12.7毫米机枪

鱼雷:6具324mm鱼雷发射管

飞机

2架SH-60B直升机、2架SH-602F直升机

雷达:SPY-1A/B相控阵雷达、SPS-49(V)7/8远程对空雷达、SPS-55对海雷达和SPQ-9A、SPG-62火控雷达等。

火控系统:SWG-3型“战斧”导弹武器控制系统、SWG-1A“鱼叉”导弹武器控制系统、反潜导弹火控系统和舰炮火控系统

电子对抗:SLQ-32V(3)电子干扰和电子欺骗系统、8座MK-36(2)型6管干扰弹发射装置、SLQ-25"水精"拖曳式鱼雷诱饵

声呐:SQQ-89(V)3系统

人员编制:全舰舰员358人,其中军官24名。

提康德罗加级宙斯盾导弹巡洋舰的装备了世界上最先进的“宙斯盾”系统和垂直发射系统,并携载有性能优良的反舰导弹、反潜导弹和反潜直升机等武器系统,因而该级舰具有极强的作战能力。

由于舰艇携载导弹数量多,作战范围扩大,使舰艇的打击能力得以成倍的提高,因此极大的增加了该机舰艇作战使用的灵活性,使得该级舰艇既可担负区域防空任务,又可重点担负对岸/对地/对潜攻击任务;同时充分利用“宙斯盾”系统和垂直发射系统可全方位对付多批次目标地特点,大大增强了全舰的抗饱和攻击能力。

该级舰是综合作战能力极强的导弹巡洋舰,也是美国海军最具代表的舰艇之一。

宙斯盾系统曾经参与1988年美军误击伊朗航空655号班机事件,造成290名平民死亡。除此之外在波湾战争和伊拉克战争;及所有美国海外介入行动中都有宙斯盾舰的身影,惟多半是当作侦查和战斧巡航导弹的发射平台,防空导弹功能未有使用过,因为至今未有足够和美军海上大规模攻防的军队冲突。

2005年日本动画攻壳机动队 S.A.C. 2nd GIG出现有未来风格宙斯盾舰

红色警戒中盟军的海上作战单位神遁巡航舰

2005年日本电影《亡国宙斯盾舰》就以日本宙斯盾舰为主题。

日本动漫画《次元舰队》之中的主角战舰,雪波级三号舰未来也有宙斯盾系统。

2013年的名侦探柯南剧场版第17弹《绝海的侦探》中,也涉及到宙斯盾驱逐舰。

现役(截至2012年)宙斯盾作战系统一共有多种不同的架构,称为“BaseLine”(基线)。这些架构是以前一代架构为基础改良或者是增加新的装备,部分基线架构仅安装在巡洋舰(CG 47级)或是驱逐舰(DDG 51级)上。 [1]

基线0型是“宙斯盾”作战系统的原始基本型。包括AN/SPY1A雷达、旋臂式MK 26导弹发射系统、LAMPS MKIII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LAMPS MKIII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“提康德罗加”级舰上。原先配置在CG 47和CG 48舰上的0型系统经改进后已升级为1型。 [1]

基线2型以AN/SPY1A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“提康德罗加”级舰上已配置了该型系统。

基线3型采用了AN/SPY1B相控阵雷达、AN/UYQ 21显示器和CDR作战通信机等装备。AN/SPY1B雷达是AN/SPY1A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。基线3型的计算机程序已由0型的82万行增加到100万行以上。基线3型已配置在自1989年2月服役的CG 59~CG64的6艘“提康德罗加”级舰上。

基线4型的主要改进设备AN/SPY1A(V)雷达(装在“提康德罗加”级巡洋舰上)或AN/SPY1D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&D MK2通信和数据设备(装在“提康德罗加”级舰上)或ADS MK2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 65~CG 73等9艘“提康德罗加”级巡洋舰和DDG 51~DDG 56等6艘“阿利 伯克”级驱逐舰。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,基线4型的作战能力已经大大增强了。 [1]

基线5型的主要改进包括增加“标准SM 2 BlockⅣ”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。基线5型已配置在DDG 57至DDG 78等22艘“阿利伯克”级驱逐舰。

基线6型的改进主要包括适合近海作战的AN/SPY1D(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/UYQ70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,该系统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。预定配置基线6型的舰船平台有自DDG 79以后的多艘“阿利伯克”级驱逐舰。 [1]

2004年3月,第7代“宙斯盾”武器系统(即基线7型)安装在美海军最新的“阿利伯克”级驱逐舰“钟云”号(DDG 93)上完成了海试,该系统反映了“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。

试验期间,美海军用收集的关键数据对“宙斯盾”武器系统的性能进行了评估,其中包括该系统配备最新型雷达--SPY-1D(V)。SPY-1D(V)雷达系统是基线7型武器系统的重要组成部分,它具备自动的自适应雷达模式控制能力和更加强大的抗电子干扰能力,提高了雷达在濒海环境中的作战效能。

基线7武器系统中另一个重要的组成部分是舰载的AN/SQQ-89水下作战系统,该系统中集成了洛 马公司研制的远程猎雷系统。AN/SQQ-89水下作战系统进一步增强的舰艇执行多种任务的能力,它可以为航母和远征打击群提供建制探雷能力,同时还提高了舰艇各部门间的协同作战能力。

基线7系统还首次采用了完全来自商用现货供应(COTS)的先进处理计算结构。把原来的AN/UYK43一类美国海军标准计算机彻底转向COTS的计算环境增强了系统的效能,同时也是向开发式结构转变的关键一步。开放式结构可以使系统的过程更简单,速度更快。

基线7型系统将首先装备在最新建造的“阿利伯克”级导弹驱逐舰上。

早期建造的“提康德罗加”级导弹巡洋舰上装备的是第一代指挥控制中心,相比之下,“阿利伯克”级导弹驱逐舰上的控制中心先进的多。 [1]


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