宙斯盾戰(zhàn)斗系統(tǒng)(Aegis combat system),正式編號(hào)是Weapon System Mk7,是全世界第一種全數(shù)位化的艦載戰(zhàn)斗系統(tǒng),是美國海軍第一種具備決策輔助功能的系統(tǒng),美國海軍現(xiàn)役最重要的整合式水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)。1960年代末,美國海軍認(rèn)知自己在各種環(huán)境中的反應(yīng)時(shí)間,火力,運(yùn)作妥善率都不足以應(yīng)付蘇聯(lián)大量反艦導(dǎo)彈的對(duì)水面作戰(zhàn)系統(tǒng)的飽和攻擊威脅。對(duì)此美國海軍提出一個(gè)“先進(jìn)水面導(dǎo)彈系統(tǒng)” (ASMS/the Advanced Surface Missile System )的提案,經(jīng)過不斷發(fā)展,在1969年12月改名為空中預(yù)警與地面整合系統(tǒng)(Advanced Electronic Guidance Information System/Airborne Early-warning Ground Integrated System),英文縮寫剛好是希臘神話中宙斯之盾,所以也譯為“宙斯盾”系統(tǒng)。
研發(fā)歷史
第二次世界大戰(zhàn)后,美國海軍形成了以航母為核心的海戰(zhàn)體系。為了對(duì)抗這個(gè)強(qiáng)大的體系,蘇聯(lián)海軍著力發(fā)展反艦導(dǎo)彈,尤其強(qiáng)調(diào)飽和攻擊,不光對(duì)美國航母戰(zhàn)斗群形成巨大的威脅,也對(duì)水面艦隊(duì)的存在價(jià)值提出巨大的挑戰(zhàn)。隨著蘇聯(lián)海軍的反艦導(dǎo)彈和飽和攻擊戰(zhàn)術(shù)的高度發(fā)展,防空導(dǎo)彈的傳統(tǒng)的傾斜發(fā)射方式遇到了瓶頸。傳統(tǒng)的防空導(dǎo)彈是吊掛在傾斜的導(dǎo)彈發(fā)射架上的,在發(fā)射前轉(zhuǎn)向目標(biāo)方向,然后發(fā)射。這樣的發(fā)射方式有助于導(dǎo)彈及早截獲目標(biāo),也最大限度地減少了導(dǎo)彈的轉(zhuǎn)向需要,很是適合早期導(dǎo)彈需要“幫一把”的特點(diǎn)。但傾斜發(fā)射架重新裝彈慢,發(fā)射前指向目標(biāo)也需要一定的時(shí)間,面對(duì)黑云壓城的飽和攻擊會(huì)來不及反應(yīng)。

更大的問題在于雷達(dá)。傳統(tǒng)的機(jī)械掃描雷達(dá)的數(shù)據(jù)更新慢,不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤大量的空中目標(biāo)。另外,傳統(tǒng)的搜索雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、火控雷達(dá)都是分開的,搜索雷達(dá)要求最大的探測(cè)距離,跟蹤雷達(dá)要求最精細(xì)和最靈敏的波束,而火控雷達(dá)要求提供穩(wěn)定和強(qiáng)力的照射。艦上空間有限,搜索雷達(dá)能夠公用,只要一臺(tái)就夠了;跟蹤和火控也可以合一,但通常一艘軍艦只能安裝2-4座跟蹤-火控雷達(dá),更多就沒有合適的安裝位置了。由于第一代防空導(dǎo)彈大多采用指令制導(dǎo)、駕束制導(dǎo)或者半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo),需要火控雷達(dá)的穩(wěn)定照射,有限的跟蹤-火控雷達(dá)成為制約反導(dǎo)火力密度的瓶頸。為此,美國海軍在20世紀(jì)60年代初展開了新一代艦載防空系統(tǒng)的研制,幾經(jīng)周折后演變成今天眾所周知的宙斯盾系統(tǒng)。
性能特點(diǎn)
宙斯盾系統(tǒng)的核心是一套電腦化的指揮決策與武器管制系統(tǒng),雖然在表面上宙斯盾系統(tǒng)很強(qiáng)調(diào)對(duì)于空中目標(biāo)的追蹤與攔截能力,不過宙斯盾系統(tǒng)的核心接收來自于艦上包括雷達(dá),各種電子作戰(zhàn)裝置與聲納等偵測(cè)系統(tǒng)的資料,加上與其他水上、水下與空中的其他載具,經(jīng)由戰(zhàn)術(shù)資訊網(wǎng)絡(luò)交換的情報(bào),經(jīng)過自動(dòng)化的訊號(hào)處理,目標(biāo)識(shí)別,威脅分析之后,顯示在宙斯盾系統(tǒng)的大型(兩具42英吋乘上42英吋)顯示器上,提供指揮官最即時(shí)的情報(bào)資料。相關(guān)的目標(biāo)資料也會(huì)顯示在各別的控制臺(tái)上。電腦作戰(zhàn)系統(tǒng)可以在必要的時(shí)候根據(jù)目標(biāo)的威脅高低自動(dòng)進(jìn)行接戰(zhàn)。透過武器管制系統(tǒng)的整合與指揮,艦上的作戰(zhàn)系統(tǒng)得以發(fā)揮最大的能力進(jìn)行必要的攻擊與防御措施。武器管制系統(tǒng)轄下包括輕型空載多用途系統(tǒng)(LAMPS)、魚叉反艦導(dǎo)彈、標(biāo)準(zhǔn)三型防空導(dǎo)彈、密集陣近防系統(tǒng)、魚雷發(fā)射系統(tǒng)以及海妖反魚雷裝置等。

宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)最重要,也是最顯眼的就是AN/SPY-1被動(dòng)電子相控陣?yán)走_(dá),這一套雷達(dá)共有四片,成六角形,分別裝置在艦艇上層結(jié)構(gòu)的四個(gè)方向上。因?yàn)槔走_(dá)本身不旋轉(zhuǎn),完全利用改變波束相位的方式,對(duì)雷達(dá)前方的空域目標(biāo)以每秒數(shù)次的速率進(jìn)行掃描。第一代的SPY-1A雷達(dá)每片重量高達(dá)12000磅,上面有140套模組,每個(gè)模組包含32具發(fā)射/接收與相位控制單元。這一套雷達(dá)于1965年開始發(fā)展,1974年展開海上測(cè)試,第一套系統(tǒng)隨提康德羅加級(jí)巡洋艦第一艘提康德羅加號(hào)(CG-47)于1983年進(jìn)入美國海軍服役,后來又發(fā)展到驅(qū)逐艦,阿利·伯克級(jí)驅(qū)逐艦第一艘阿利·伯克號(hào)(DDG-51)于1991年進(jìn)入美國海軍服役。
雷達(dá)系統(tǒng)
雷達(dá)好比探照燈,只不過把光變成電磁波。傳統(tǒng)雷達(dá)用拋物面天線聚焦,既增強(qiáng)發(fā)射波束的強(qiáng)度,也提高接收的靈敏度。但拋物面天線必須用機(jī)械掃描,才能監(jiān)測(cè)廣大的空間。相控陣?yán)走_(dá)換一個(gè)思路,不用單一的拋物面天線,而是把眾多的發(fā)射-接收單元排成陣列,好像一大捧集束手電筒一樣。單個(gè)的手電筒的光亮自然比不上探照燈,但眾多的手電筒捆綁使用,光強(qiáng)還是很可觀的。更大的好處是,這些手電筒可以捆綁起來增加探測(cè)距離,也可以分散使用,同時(shí)照亮眾多的角落。對(duì)于反飽和攻擊作戰(zhàn)來說,這就是說,相控陣?yán)走_(dá)可以隨時(shí)根據(jù)需要在探測(cè)距離和多目標(biāo)跟蹤之間達(dá)到最優(yōu)平衡,并且可以用同一座雷達(dá)達(dá)到搜索、跟蹤、制導(dǎo)等多種功能,極大地便利了艦上的布置。
當(dāng)然,相控陣?yán)走_(dá)不是眾多機(jī)械掃描天線的簡單疊加,而是用對(duì)每個(gè)發(fā)射-接收單元的電磁波的相位控制來實(shí)現(xiàn)波束的集中和分散,所以稱為相控陣。由于波束的偏轉(zhuǎn)是用電磁方法實(shí)現(xiàn)的,相控陣?yán)走_(dá)也稱電掃雷達(dá)。如果采用單一發(fā)射單元并通過電磁方法將發(fā)射信號(hào)分配、饋送到各個(gè)發(fā)射-接受單元,那就是被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá);如果每個(gè)發(fā)射-接收單元自主產(chǎn)生發(fā)射信號(hào),那就是主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)。主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)比被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)更加復(fù)雜,但可靠性較高,個(gè)別發(fā)射-接收單元故障不至于使得整個(gè)雷達(dá)失效。相比之下,被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)射單元要是故障,整個(gè)雷達(dá)就瞎了。主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)也便于通過增減發(fā)射-接收單元使雷達(dá)性能和軍艦的大小、要求、造價(jià)更加匹配。

相控陣搜索和跟蹤雷達(dá)可以滿足抗飽和攻擊的情報(bào)需要,并可以為導(dǎo)彈的中繼制導(dǎo)提供支持。單設(shè)的火控雷達(dá)可以降低將火控雷達(dá)綜合到相控陣?yán)走_(dá)的技術(shù)難題。半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)的“標(biāo)準(zhǔn)”防空導(dǎo)彈盡管不能和TVM相提并論,但也具備中段引導(dǎo)能力,可以在相控陣?yán)走_(dá)的引導(dǎo)下接近目標(biāo),再轉(zhuǎn)入火控雷達(dá)精確照射下的末端半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)。由于火控雷達(dá)只需要照射很短的時(shí)間,而不需要在導(dǎo)彈離架后全程照射制導(dǎo),大大解放了火力通道不足的問題。中繼制導(dǎo)還便于多目標(biāo)交戰(zhàn)時(shí)的統(tǒng)一指揮,有利于按照威脅優(yōu)先級(jí)別分別攔截,并減少多枚導(dǎo)彈攻擊同一目標(biāo)的問題,或者引導(dǎo)多枚導(dǎo)彈重點(diǎn)攻擊某一目標(biāo)。雙臂發(fā)射架雖然不盡理想,但比當(dāng)時(shí)流行的單臂發(fā)射架的射速要高一倍。更重要的是,新防空系統(tǒng)采用數(shù)字式火控計(jì)算機(jī),可以對(duì)空中大量目標(biāo)迅速分類、鑒別,并指定威脅優(yōu)先等級(jí),結(jié)合防空導(dǎo)彈的中繼制導(dǎo)能力,控制防空導(dǎo)彈和艦炮按遠(yuǎn)近高低輕重緩急分別攔截。
實(shí)戰(zhàn)使用
級(jí)名國家數(shù)量
愛宕型
日本海上自衛(wèi)隊(duì)2
金剛型
日本海上自衛(wèi)隊(duì)4
世宗大王級(jí)
大韓民國海軍3
文武大王級(jí)
大韓民國海軍0(6)
阿爾瓦羅·德·巴桑級(jí)
西班牙海軍5
弗里喬夫·南森級(jí) 挪威皇家海軍5
霍巴特級(jí)
皇家澳洲海軍3
阿利·伯克級(jí)
美國海軍62(75)
提康德羅加級(jí)
美國海軍22
總計(jì)106
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