艦艇編隊(duì)防御超音速反艦導(dǎo)彈研究＊

羅金平 徐清華 李微波

（海軍兵種指揮學(xué)院 廣州 510430）

1 引言

目前，僅有一例超音速導(dǎo)彈擊沉水面艦艇的案例［1］，即1988年4月18日的美伊海戰(zhàn)，美軍“辛普森”號(hào)導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦FFG-56使用“標(biāo)準(zhǔn)”SM-1MR導(dǎo)彈（速度3.5Ma）連續(xù)兩枚命中伊朗卡曼級(jí)導(dǎo)彈艇“喬森”號(hào)上層建筑，第三枚擊中了“喬森”號(hào)的主甲板，“喬森”號(hào)隨即起火燃燒并最終沉沒。在此過程中，伊朗“喬森”號(hào)沒有實(shí)施任何對(duì)抗手段，雖然美軍使用了多枚“標(biāo)準(zhǔn)”SM-1MR導(dǎo)彈才擊沉一艘200t的“喬森”號(hào)，但是“標(biāo)準(zhǔn)”SM-1MR導(dǎo)彈是按艦空導(dǎo)彈設(shè)計(jì)的，如果是一枚真正的反艦導(dǎo)彈，其戰(zhàn)斗威力是不言而喻的。目前，反艦導(dǎo)彈多采用了半穿甲戰(zhàn)斗部，實(shí)踐證明，一枚攜帶200kg彈頭的反艦導(dǎo)彈，足以使一艘3000～5000t排水量的驅(qū)護(hù)艦失去戰(zhàn)斗能力。目前，我周邊擁有超音速反艦導(dǎo)彈的國家或地區(qū)就達(dá)五個(gè)，并將隨著武器的擴(kuò)散，擁有超音速反艦導(dǎo)彈的國家將會(huì)更多。目前，公開資料顯示有法國的“紫苑”，美國的“海拉姆”艦空導(dǎo)彈的性能指標(biāo)中明確顯示具有攔截超音速反艦導(dǎo)彈的能力，而大多數(shù)艦空導(dǎo)彈在技術(shù)性能指標(biāo)中均未提及對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的防御問題［2］。由于超音速反艦導(dǎo)彈飛行速度快，留給艦艇編隊(duì)預(yù)警的時(shí)間短，給艦艇防空武器可抗擊時(shí)間大大縮短。一旦海戰(zhàn)爆發(fā)，超音速反艦導(dǎo)彈將會(huì)給艦艇編隊(duì)的生存帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。艦艇編隊(duì)如何有效防御超音速反艦導(dǎo)彈，是目前值得研究的重大課題之一。

2 超音速反艦導(dǎo)彈發(fā)展概況及優(yōu)缺點(diǎn)

俄羅斯（前蘇聯(lián)）是最先發(fā)展超音速反艦導(dǎo)彈的國家，其超音速反艦導(dǎo)彈走在世界的前列，也是擁有超音速反艦導(dǎo)彈型號(hào)最多的國家［3］。目前，擁有超音速反艦導(dǎo)彈的國家和地區(qū)正在增多，部分超音速反艦導(dǎo)彈發(fā)展情況見表1。

表1 部分超音速反艦導(dǎo)彈一覽表

從表1不難看出，我國周邊有不少裝備超音速反艦導(dǎo)彈的國家和地區(qū)，防御超音速反艦導(dǎo)彈是我艦艇編隊(duì)不得不正面對(duì)待的問題之一。

文獻(xiàn)［4～5］總結(jié)了超音速反艦導(dǎo)彈的優(yōu)缺點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：1）制導(dǎo)精度高；2）突防能力強(qiáng)；3）破壞威力大。不足之處是：1）體積大，質(zhì)量突出，攜載不便；2）紅外、雷達(dá)特征典型，被對(duì)方觀察系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)距離較遠(yuǎn)；3）制導(dǎo)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間短，易受對(duì)方軟對(duì)抗措施影響；4）費(fèi)用相對(duì)比較昂貴。由于超音速反艦導(dǎo)彈具有亞音速反艦導(dǎo)彈無法比擬的突防優(yōu)勢(shì)，目前從發(fā)展情況來看，超音速必將是反艦導(dǎo)彈的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

3 防御超音速反艦導(dǎo)彈面臨的問題

水面艦艇抗擊反艦導(dǎo)彈的過程一般是：預(yù)警探測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、威脅判斷、組織艦載武器對(duì)其進(jìn)行軟硬抗擊、抗擊效果評(píng)估等幾個(gè)方面。而在防御超音速反艦導(dǎo)彈方面主要面臨以下幾個(gè)難題。

3.1 預(yù)警探測(cè)方面

目前，艦艇編隊(duì)自身對(duì)空探測(cè)主要依靠對(duì)空雷達(dá)，紅外警戒設(shè)備等。

在雷達(dá)探測(cè)方面，由于超音速反艦導(dǎo)彈飛行速度快，目標(biāo)多普勒效應(yīng)明顯，具備提取多普勒效應(yīng)的艦載雷達(dá)可以輕易從海面雜波中捕獲到導(dǎo)彈的回波，并且信號(hào)清晰，跟蹤穩(wěn)定。超音速反艦導(dǎo)彈飛行過程中強(qiáng)烈的多普勒效應(yīng)為艦載雷達(dá)遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)目標(biāo)提供了可能。

在紅外警戒探測(cè)方面，超音速反艦導(dǎo)彈由于飛行速度快，彈體與空氣摩擦劇烈，產(chǎn)生大量的熱量，以及劇烈燃燒的噴口，導(dǎo)致超音速反艦導(dǎo)彈紅外特征特別明顯，其紅外輻射強(qiáng)度是亞音速反艦導(dǎo)彈的20～50倍。文獻(xiàn)［6］顯示紅外警戒設(shè)備對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的發(fā)現(xiàn)距離是對(duì)亞音速反艦導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)距離的1.5倍，為艦載紅外警戒設(shè)備對(duì)其探測(cè)提供了可能。

3.2 艦空導(dǎo)彈抗擊方面

3.2.1 目標(biāo)可抗的充分必要條件

通過查閱資料，艦空導(dǎo)彈對(duì)亞音速反艦導(dǎo)彈的抗擊，攔截次數(shù)平均能達(dá)到三次以上，從預(yù)警探測(cè)，目標(biāo)識(shí)別，威脅判斷，到火力抗擊，不存在系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間太長，來不及抗擊的問題。但是，艦空導(dǎo)彈對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈能否實(shí)現(xiàn)有效抗擊，主要受發(fā)現(xiàn)距離、系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、目標(biāo)速度和發(fā)射區(qū)近界等方面決定［7］，當(dāng)目標(biāo)速度大到一定時(shí)，就存在系統(tǒng)來不及反應(yīng)，無法抗擊的問題。下面就艦艇對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈可抗的充分必要條件作簡(jiǎn)要分析。

建立模型，假設(shè)以下條件：

1）發(fā)現(xiàn)距離為D；

2）防空系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為tf；

3）艦空導(dǎo)彈殺傷區(qū)近界Dsj；

4）目標(biāo)速度為vm，艦空導(dǎo)彈飛臨殺傷區(qū)近界平均速度為vd；

5）發(fā)射區(qū)近界為Dj；

6）目標(biāo)高度忽略不計(jì)，航路捷徑為0。

對(duì)目標(biāo)可抗的充分必要條件分析：即超音速反艦導(dǎo)彈自被艦載預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，飛行至艦空導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)近界的時(shí)間應(yīng)大于或等于艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。數(shù)學(xué)表述如下：

其中Dj可表示為

通過式（1）和式（2），可以得出艦空導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)是否可抗的表達(dá)式（3）：

通過表達(dá)式（3）可以看出，當(dāng)超音速反艦導(dǎo)彈速度vm一定時(shí)，增大對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)距離、減小艦空導(dǎo)彈殺傷區(qū)近界、縮短系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，增大艦空導(dǎo)彈速度等是提高艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈可抗擊能力的有效途徑。

3.2.2 艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)面臨的問題

目前艦空導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)展為具有遠(yuǎn)、中、近程，高、中、低抗擊能力的體系。由最初僅具備點(diǎn)防御能力的近程防空導(dǎo)彈發(fā)展為具有區(qū)域防空的中遠(yuǎn)程防空導(dǎo)彈。

然而，目前超音速反艦導(dǎo)彈普遍具有末端超低空巡航的特點(diǎn)，中遠(yuǎn)程區(qū)域防空導(dǎo)彈因?yàn)榈厍蚯试?，艦艇本身的雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)處于視距外的超音速反艦導(dǎo)彈，而對(duì)視距內(nèi)的超音速反艦導(dǎo)彈抗擊主要受目標(biāo)速度、發(fā)現(xiàn)距離、艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、殺傷區(qū)近界、艦空導(dǎo)彈平均飛行速度、單發(fā)命中概率的限制。

對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈和對(duì)亞音速反艦導(dǎo)彈的防御，一個(gè)顯著的差別就是抗擊時(shí)間變短。假設(shè)艦載雷達(dá)對(duì)超低空巡航的亞音速反艦導(dǎo)彈和超音速反艦導(dǎo)彈的發(fā)現(xiàn)距離均為23km，則系統(tǒng)留給對(duì)亞音速反艦導(dǎo)彈抗擊時(shí)間和留給對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈時(shí)間如表2所示。

表2 目標(biāo)速度對(duì)可抗擊時(shí)間影響表

從表2不難看出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)距離一定時(shí)，目標(biāo)速度越快，目標(biāo)在可抗擊區(qū)域內(nèi)停留時(shí)間越短，留給防空系統(tǒng)可抗擊時(shí)間越短。

同時(shí)可以分析，具有區(qū)域防空能力的垂直發(fā)射的艦空導(dǎo)彈在防御低空巡航的超音速反艦導(dǎo)彈并不具有明顯優(yōu)勢(shì)，相反，系統(tǒng)反應(yīng)速度快、單發(fā)命中精度高、殺傷區(qū)近界小的艦空導(dǎo)彈在防御超音速反艦導(dǎo)彈方面具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.3 艦炮武器抗擊方面

艦炮武器系統(tǒng)用于防空反導(dǎo)方面的主要有中口徑艦炮和小口徑速射炮，其中由于中口徑艦炮射速低，散布大，在反導(dǎo)作戰(zhàn)中的效能就很低。而小口徑速射炮由于具有射速高，閉環(huán)校射等優(yōu)點(diǎn)，普遍用于艦艇自身的末端反導(dǎo)。

艦炮武器在防御反艦導(dǎo)彈的效能主要由以下公式表示［8］，假設(shè)單發(fā)命中概率為Pi，射擊速度n發(fā)／分鐘，持續(xù)抗擊時(shí)間t秒，利用式（4）可以求出艦炮武器系統(tǒng)對(duì)該枚超音速反艦導(dǎo)彈的命中概率P。

其中n為持續(xù)抗擊時(shí)間t秒內(nèi)發(fā)射的彈丸數(shù)。當(dāng)pi一定時(shí)，提高單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射彈丸的速度n，能提高對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的命中彈數(shù)。

目前采用直接命中殺傷機(jī)理的小口徑艦炮有20、25、30mm三種。根據(jù)德馬爾經(jīng)驗(yàn)式（5），可計(jì)算其破甲能力［9］。

式中：裝甲厚度b和彈徑d用dm表示；著速Vc用m／s表示；彈丸重量用kg表示；對(duì)均質(zhì)裝甲K值取2000～2400對(duì)非均質(zhì)裝甲K值取2400～2600；可計(jì)算出結(jié)果如表3。

表3 三種反導(dǎo)小口徑艦炮彈丸穿甲能力對(duì)比

通過對(duì)表3分析，不難看出30mm小口徑艦炮破甲能力最強(qiáng)，而面對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈速度快，導(dǎo)致抗擊時(shí)間變短，命中彈數(shù)下降的現(xiàn)實(shí)，選擇30mm小口徑艦炮對(duì)抗超音速反艦導(dǎo)彈最好。同時(shí)可以根據(jù)式（5）分析，在同等條件下，假設(shè)小口徑速射炮彈丸著速為1000m／s，其對(duì)超音速（速度取680m／s）反艦導(dǎo)彈是對(duì)亞音速反艦導(dǎo)彈速度?。?00m／s）破甲能力的1.44倍，隨著超音速反艦導(dǎo)彈速度的增加，小口徑速射炮對(duì)其破甲能力會(huì)更強(qiáng)。

3.4 軟武器抗擊方面

超音速反艦導(dǎo)彈由于飛行速度快，在自導(dǎo)段飛行時(shí)間相對(duì)變短，飛行速度3Ma的超音速反艦導(dǎo)彈與飛行速度0.8Ma的亞聲速導(dǎo)彈相比，超音速反艦導(dǎo)彈的干擾和制導(dǎo)數(shù)據(jù)的可用處理時(shí)間比亞音速反艦導(dǎo)彈要少60%。如果這兩種導(dǎo)彈對(duì)付干擾技術(shù)的能力相當(dāng)，則前者的信號(hào)和制導(dǎo)數(shù)據(jù)處理速度必須提高兩倍才行。在同等技術(shù)條件下，超音速反艦導(dǎo)彈對(duì)付軟抗擊的能力相對(duì)有限。

對(duì)抗反艦導(dǎo)彈的主要軟抗擊手段是對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)實(shí)施箔條沖淡干擾和箔條質(zhì)心干擾。在具體操作使用時(shí)，沖淡干擾主要保證沖淡箔條云在末制導(dǎo)雷達(dá)開鎖以前形成并滿足導(dǎo)彈捕捉目標(biāo)的條件。因視距的限制，僅依靠艦艇編隊(duì)自身很難準(zhǔn)確把握沖淡干擾的準(zhǔn)確發(fā)射時(shí)機(jī)。而艦艇能否成功實(shí)施質(zhì)心干擾主要是看箔條云的施放位置是否在反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的方位、距離和高度分辨單元之內(nèi)，并保證箔條云的雷達(dá)反射面積大于艦艇雷達(dá)反射面積。

4 提高防御超音速反艦導(dǎo)彈的措施

4.1 構(gòu)建嚴(yán)密的一體化預(yù)警探測(cè)體系

對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的防御，首先要解決預(yù)警探測(cè)問題。由于超音速反艦導(dǎo)彈飛行速度快，有些雷達(dá)甚至無法對(duì)其實(shí)施自動(dòng)跟蹤。

目前，傳統(tǒng)艦載機(jī)械掃描雷達(dá)基本不具備跟蹤速度2Ma以上超音速反艦導(dǎo)彈的能力。而相控陣?yán)走_(dá)具有多功能、高可靠性和自適應(yīng)能力的特點(diǎn)，尤其是其相控陣天線具有電子波束快速掃描能力和波束形狀快速變化能力的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用方面，相控陣?yán)走_(dá)具有在數(shù)據(jù)更新、對(duì)多目標(biāo)的處理能力以及跟蹤快速目標(biāo)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展艦載相控陣?yán)走_(dá)是目前艦載主戰(zhàn)雷達(dá)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的有效防御，僅僅依靠艦載雷達(dá)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為此，應(yīng)建立一體化防空預(yù)警體系，利用預(yù)警偵察衛(wèi)星、對(duì)空警戒雷達(dá)（特別是遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)）、偵察雷達(dá)以及紅外告警裝置，構(gòu)建嚴(yán)密的對(duì)空預(yù)警探測(cè)體系，通過數(shù)據(jù)融合和編隊(duì)綜合數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的空情態(tài)勢(shì)圖［10］，為后續(xù)軟硬抗擊提供可能。

4.2 加強(qiáng)對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的硬抗擊能力

艦空導(dǎo)彈對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的防御，主要受發(fā)現(xiàn)距離、艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、殺傷區(qū)近界、艦空導(dǎo)彈速度及單發(fā)命中概率的限制。為此，有針對(duì)性研制系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間更短、殺傷區(qū)近界更近、飛行速度更快、單發(fā)命中概率更高的艦空導(dǎo)彈，能提高對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的防御能力。

在防御超音速反艦導(dǎo)彈過程中，探測(cè)器對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的發(fā)現(xiàn)距離、留給防空武器系統(tǒng)的可抗擊時(shí)間和防空武器系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間是關(guān)鍵。

近程小口徑速射艦炮對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈主要受限于艦炮系統(tǒng)的射速，為此，提高近程末端反導(dǎo)艦炮的射擊速度是提高對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的有效途徑；同時(shí)，提高近程小口徑速射艦炮的彈丸初速能有效增強(qiáng)其對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的破甲能力。

4.3 有針對(duì)性的發(fā)揮軟對(duì)抗在防御中的作用

目前反艦導(dǎo)彈有的采用主動(dòng)雷達(dá)末制導(dǎo)，有的采用被動(dòng)雷達(dá)末制導(dǎo)，有的采用紅外導(dǎo)引頭，有的反艦導(dǎo)彈為增強(qiáng)抗干擾能力，采用了復(fù)合末制導(dǎo)模式，如越南“堡壘－P”岸艦導(dǎo)彈采用主／被動(dòng)雷達(dá)進(jìn)行末制導(dǎo)。

對(duì)采用單純主動(dòng)雷達(dá)末制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，可以采用箔條沖淡和箔條質(zhì)心干擾；對(duì)采用單純被動(dòng)雷達(dá)末制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，可以采用雙艦輪流雷達(dá)開機(jī)的方式干擾其末制導(dǎo)雷達(dá)；對(duì)于紅外末制導(dǎo)頭，可以發(fā)射紅外干擾彈，也可以使用艦艇的水幕系統(tǒng)干擾反艦導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭；而對(duì)于采用復(fù)合制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈，軟抗擊就相對(duì)較難。

針對(duì)復(fù)合末制導(dǎo)超音速反艦導(dǎo)彈，可以大力發(fā)展舷外復(fù)合干擾源，文獻(xiàn)［11］介紹了舷外有源誘餌的作用機(jī)理，并對(duì)其合理布放進(jìn)行了研究，可以認(rèn)為舷外復(fù)合干擾源是對(duì)抗采用復(fù)合末制導(dǎo)手段的超音速反艦導(dǎo)彈的可行途徑。

前文提到超音速反艦導(dǎo)彈對(duì)干擾和制導(dǎo)數(shù)據(jù)的可用處理時(shí)間比亞音速反艦導(dǎo)彈要少60%，為此，可利用一體化預(yù)警系統(tǒng)提供的信息及時(shí)合理有針對(duì)性的對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈實(shí)施干擾可有效提高軟抗擊的效能。

5 結(jié)語

超音速反艦導(dǎo)彈給艦艇編隊(duì)的生存能力帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。構(gòu)建一體化預(yù)警體系，增大對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈的發(fā)現(xiàn)距離；減小艦空導(dǎo)彈殺傷區(qū)近界、縮短艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間、提高艦空導(dǎo)彈飛行速度、提高艦空導(dǎo)彈單發(fā)命中概率；提高近程末端反導(dǎo)系統(tǒng)的射擊速度和彈丸初速；有針對(duì)性及時(shí)合理的對(duì)超音速反艦導(dǎo)彈進(jìn)行軟抗擊是提高艦艇編隊(duì)防御超音速反艦導(dǎo)彈的有效途徑。

［1］柳申.擊沉［喬森］——超音速反艦導(dǎo)彈的唯一戰(zhàn)例［J］.艦載武器，2006（5）：85-88.

［2］樊海剛，張輝.美俄近程艦載防空導(dǎo)彈誰強(qiáng)？——拉姆打擂克里諾克［J］.當(dāng)代海軍，2005（10）：13-15.

［3］姜青山，張福光，湯波.超音速反艦導(dǎo)彈裝備發(fā)展現(xiàn)狀及使用特點(diǎn)分析［J］.海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，6（17）：681-683.

［4］李中良，徐清華，劉鋼.超聲速反艦導(dǎo)彈發(fā)展對(duì)現(xiàn)代海戰(zhàn)的影響［J］.反艦導(dǎo)彈，2011（4）：68-70.

［5］董受全.超音速反艦導(dǎo)彈命中概率的特點(diǎn)［J］.戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2001（1）：5-7.

［6］陳健，薛樂堂.艦載紅外告警分系統(tǒng)的告警距離研究［J］.光機(jī)電信息.2010（10）：55-57.

［7］陳思興.新一代超音速反艦導(dǎo)彈（ASM）的防御和對(duì)抗［J］.電子偵察干擾，1998（3）：24-26.

［8］邢昌風(fēng)，李敏勇，吳玲等.艦載武器系統(tǒng)效能分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2008，4.

［9］劉鄭國，周介群.艦載近程彈－炮結(jié)合反導(dǎo)武器系統(tǒng)（CIWS）淺析［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2003，25（2）：3-10.

［10］陳康，羅雪山，羅愛民.CEC條件下的艦艇編隊(duì)防空問題［J］.火力與指揮控制，2006，31（4）：32-35.

［11］張新如，姜偉，劉鐵軍.舷外有源誘餌防御反艦導(dǎo)彈的建模計(jì)算與分析［J］.艦船電子對(duì)抗，2009（2）：36-39.