水面舰艇对抗反舰导弹的方法与策略探讨

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月4期   作者:李文俊
[导读] 现代反舰导弹发展种类越来越多,其突防技术也越来越多元化,这使其已经成为全球水面舰艇的首要威胁。

         摘  要:现代反舰导弹发展种类越来越多,其突防技术也越来越多元化,这使其已经成为全球水面舰艇的首要威胁。如何抗击反舰导弹已成为水面舰艇面临的一项重大课题。本文重点探讨了水面舰艇对抗反舰导弹的方法与策略。
         关键词:水面舰艇;反舰导弹;方法与策略;干扰

0 引言
         目前,从全球范围来看,反舰导弹的发展呈现以下几个特征,使得水面舰艇的防空压力空前加大:1)突防方式多元化;2)发射载体多样化;4)远程化、隐身化;3)导弹普及化。其中最为突出的是,随着制导与控制技术、导弹发动机技术的发展,反舰导弹的突防方式从单一的亚音速低空突防为主导发展到亚音速+低空隐形突防、高超音速+高轨道突防、超音速+中低空突防、亚超结合突防等多种方式,使水面舰艇对其拦截难度空前提高。
         一系列导弹技术的发展,还使得反舰导弹可以实现防区外、高频次、多平台发射,使水面舰艇不得不面临着空前复杂的反导环境,面临来自低空、中空、高空;亚音速、中音速、高音速,不同方向的、不同速度的多种反舰导弹高密度的威胁。
         反舰导弹的发展也驱使着各国海军不断提升对抗手段。一般来说,除了在防区外干掉反舰导弹发射平台这一根治手段以外,常规对抗反射导弹威胁可以归类有两种方法:1)利用舰载火炮和防空导弹将其摧毁或使之失效的硬杀伤;2)利用光电手段对反舰导弹的主被动雷达、通信模块、电子模块进行噪声干扰,诱骗等欺骗手段来扰乱反舰导弹的寻的头,使其丢失或找不到目标的软杀伤。
         针对不同特性的反舰导弹以及面临的不同威胁,各国发展出了相应的对抗措施。

1 对抗反舰导弹的方法与策略
         为方便大家理解,将水面舰艇对抗反舰导弹,按照对抗距离的远近,分为远程对抗、中程对抗、近程对抗和末端对抗四大阶段。目前各国最先进的一系列对抗反舰导弹的手段与策略。
1.1远程对抗策略
         一般而言,舰载远程防空导弹主要对抗目标是敌方各种空中作战飞机,由于有了远程防空弹,使敌方作战飞机不敢过于靠近己方舰艇编队,从而为己方组织攻击和防御预留出足够的时间。
         然而,近年以来,随着全球定位系统的发展、卫星和空中侦查发展及导弹主动制导方式的进步,反舰导弹射程已经远大于防空导弹防御范围,以美军LRASM(AGM-158C远程隐身反舰导弹)导弹为例,该导弹射程达1100公里,已经远超目前典型的舰艇远程防空导弹约200公里左右的防御半径。
         当前除了一些技术水平较为落后的海军国家之外,全球主要海上强国发展的反舰导弹射程都超越了目前国际主流舰载防空导弹(200公里)的射程。这就意味着,一旦敌方能够有效定位己方舰艇所在区位(可以通过卫星侦查、预警机、潜艇、海上侦察机等手段获得定位信息),空中攻击编队完全可以在舰艇防区外(200公里以外)发射大量“射后不管”和“射后少管”的反舰导弹。因此,针对反舰导弹的远程对抗,不能完全依赖远程防空导弹,而需要更多依赖己方战斗机和电子战系统来进行。
         一旦己方舰艇编队探知(预警机、舰载相控阵雷达探测到攻击编队)敌方来袭,如果己方有航母和陆基航空兵支援,己方这时候需要立刻起飞战斗机编队对敌方编队进行攻击或驱逐,以破坏其发射反舰导弹的时机,必要的时候,战斗机可以在目标区域进行巡航和探测,将敌方已发射的反舰导弹寻机给予摧毁。
         另外,在发现敌方来袭编队之后,即便不能确认对方是否发射了反舰导弹,己方战斗机编队也已经进行驱逐作战行动,为保险起见,还需要展开针对反舰导弹进行远程电子对抗(可以启用舰载或机载电子对抗手段):一般而言,远程反舰导弹需要依赖不同的制导方式提供远端和近端引导,其远端引导方式一般有三种:数据链(需要制导平台支持)、GPS等全球定位系统、惯性导航设备,除了惯性导航设备不能被干扰以外,数据链和GPS系统都可以进行定向干扰,因此,这个时候,对目标区域进行大面积电磁干扰以破坏反舰导弹接受导航信号,影响其航路规划能力,使之迷航或坠毁是远程对抗的主要策略。
1.2 电磁对抗是抗击反舰导弹重要补充手段
         基于不同的假设和作战任务,各国在对抗反舰导弹上的策略和路径都有所不同,但在在软杀伤方面,水面舰船都普遍装备了各种光电对抗设备。
这些软杀伤手段包括舷外有源诱饵装具、飘浮式红外诱饵弹、无线电频率干扰机和红外干扰弹等,主要模式为借助于电子战系统干扰反舰导弹雷达及导引头,以及使用多功能火箭发射器制造复杂电磁和红外环境干扰来袭的反舰导弹,欺骗导弹上的制导系统,从而让反舰导弹脱离真正的打击目标。
         目前,对来袭反舰导弹实施干扰仍然是各国海军的重点训练科目。一般情况下,军舰在发现被敌方火控雷达锁定后就要分阶段不停地释放干扰源,期间还要争取锁定敌舰并发起反击。这个过程时间非常短,对指挥官是非常严峻的考验。在反舰导弹与本舰不同的距离位置,应启用不同的光电对抗手段:远端是通讯对抗、中近端则除了通讯对抗以外,还要启动雷达模块对抗和光学对抗。
         而且,因为导弹的制导方式多种多样,很多时候即使是释放干扰也不能保证自己绝对安全。英阿马岛战争中,阿军向英军特混舰队发射仅有的几枚“飞鱼”导弹,英军即使发射了干扰弹也没能避免厄运。总体来说,针对反舰导弹的软杀伤只是水面舰艇为保护自身所做的一种被动措施,更加主动和积极的策略是,一旦敌方发射反舰导弹,要争取最大可能尽快跟踪并拦截,使之不能威胁己方舰艇。
1.3 中程对抗策略
         由于空中威胁越来越大,防空型作战舰艇已经各国海军装备中的绝对主导力量,取代了反舰和反潜舰艇原有的地位。
         为了应对反舰导弹为威胁,随着以宙斯盾为代表的雷达电子作战系统的发展,军舰可以探测、跟踪和抗击的目标越来越多,因此,各国军舰都在无所不用其极地大量安装各式防空导弹,根据军舰定位和面向的威胁不同,军舰上会加装远程、中程、近程防空导弹以应对不同的空中目标。
因此,如果缺乏足够空中战斗机护航,水面舰艇必须面对能应对防区外大量远程反舰导弹的饱和式攻击。
         而从各国的经验来看,由于反舰导弹目标小,受制于地球曲线,水面舰艇对其的探测距离一般不超过六七十公里,如果导弹采用低空掠海飞行,这一探测距离可能还要缩短。如果是2倍音速反舰导弹,那么给军舰预留的时间对抗时间可能不到100秒。
         这个时候,水面舰艇一方面要匹配空中侦查和预警以加大警戒半径,同时其雷达电子系统和作战管理系统需要高效整合以进行目标威胁识别和战斗任务管理;另外一方面,军舰本身也要发展出能快速有效探测并识别反舰导弹的雷达系统,同时,匹配合适的防空导弹。目前,由于远程防空导弹拦截反舰导弹效益太低,已经不是主流。各国海军更多以中距和近距导弹来对抗反舰导弹,以中程防空导弹对抗反舰导弹已经是各国防空型舰艇的主要策略和手段。
         在这一方面,欧洲多国新一代防空型护卫舰或驱逐舰(如英国45级驱逐舰、法意地平线级护卫舰等)就是强化中程对抗的典型。这些军舰大幅强化了中距离中低空探测能力并对应装备了大量适合中距离拦截作战的防空导弹。突出强调军舰对防空导弹的快速发现,快速拦截的能力。其拥有先进的雷达和导弹系统,能够同时追踪数百个目标,并能在最远的距离上发现来袭的微小目标,并能击落运行速度为4-5倍音速的来袭导弹。
         以欧洲舰载紫苑导弹为例,其拥有优异于典型舰载防空导弹的动力设计,这使它的拦截精确度非常出色。其除了传统尾翼之外,还有推力控制技术,在弹道终端拦截阶段中,导弹会以侧向推进器直接产生反作用力,推动弹体撞向目标,而不是仅仅依靠弹翼控制。侧向推进引擎位于弹体重心处,总共有四个侧向喷嘴,每个喷嘴间隔1/4圆周,各喷嘴间不同的推力矢量组合可产生不同的侧推力道。
         当紫苑导弹接近目标时,导弹启动位于弹体重心处的小型引擎,但不是朝后方喷射加速,而是从弹体的侧向喷嘴喷出,直接将导弹推向预定撞击目标的拦截点。
         在中距离对抗反舰导弹上,美国增强型海麻雀系统(ESSM)也是一种典型的方案。ESSM可从Mk41或Mk48等美军标准化垂直发射系统发射。可以实现“一坑四弹”安装,从而大幅提升军舰的防空导弹携带数量,极大提高导弹火力密度及对抗饱和攻击。ESSM采用自动导引系统进行中段制导,通过军舰的数据链来进行中段校正,在拦截末段转为半主动雷达寻的。最新型的改进型海麻雀ESSM Block 2 采用了新型主动/半主动双模雷达导引头,使导弹能够应对更复杂威胁。
         从目前全球范围两种最为先进的中距防空弹来看,主要特征如下:一坑四装填实现最大数量配置;拦截距离大于40公里,使军舰尽可能在发现反舰导弹的第一时间展开拦截;高机动性,速度一般大于4马赫,机动过载一般超过40G,甚至达到50G;末端制导强调多目标对抗能力,能够主动制导。
         同时,在中距范围内,由反舰导弹与水面舰艇的距离更近,水面舰艇电磁对抗效应更强,这时,水面舰艇仍然需要持续启动电子对抗,以求尽可能干扰和影响反舰导弹的制导。
1.4 近程对抗策略
         前文我们已经提到,水面舰艇面临着反舰导弹饱和式攻击的重大威胁。在这一背景下,前述的中程防空导弹有望拦截大部分来袭导弹。当中程导弹发射一个和多次批次之后,没被摧毁的反舰导弹会继续快速抵近己方军舰,并且距离可能已经接近至10+公里,留给舰艇进行对抗的时间已经由百秒减少到一二十秒,时间非常宝贵。
         这个时候,继续发射中程导弹进行对抗存在几个问题:1)中程导弹大多采用垂直式发射,发射后需要进行空中转向,重新捕获目标等机动和制导动作,这会耽误较多时间,延误战机;2)中程导弹装载数量有限,在前批次发射后,可能留存数量不多。
         在这种情况下,近程防空导弹就该上场发挥作用了!一般而言,目前的近程防空大多采用倾斜式点发射模式,这种方式的好处在于可以直接瞄准发射,不用空中转弯,而且由于导弹弹体较小,导弹可以在舰上自主装填,补给方式灵活,可持续性好。


         目前,典型的近程防空导弹系统如美军的“海拉姆”, 拉姆(RAM)舰空导弹是由美国和德国联合研发的项目,该项目的初衷是为水面舰艇提供高效率、低成本、轻量化的自卫系统,用于补充从海麻雀到密集阵间的火力空白。
         它是一种可以不依靠外部信息系统的独立的反导系统(这很重要,在其他系统被电磁攻击和物理攻击情况下,仍能独立作战),它大大增强了水面舰艇对抗反舰巡航导弹的能力,增强军舰的生命力。
         海拉姆发射系统是21联装或者11联装的蜂窝状发射器,拉姆导弹它在飞行中不断地旋转,所以称为“旋转弹体导弹”(RAM即为其英文缩写)。导弹采用了鸭式气动布局,弹体头部装有一对三角形控制舵和一对矩形固定翼。这样两个舵面代替原来的四个舵面来控制导弹的俯仰和水平机动,因此控制系统应该采用了极坐标系代替了原来的垂直坐标系,导弹旋转一周,两个舵面进行两次调整(垂直方向和水平方向),这样不断修正飞向目标,这种鸭式布局使导弹的最大机动过载超过20G。
         目前,从全球范围来看,除了俄罗斯(采用弹炮合一系统取代近程导弹,采用垂发9M100短程防空导弹)以外,其他主要海军强国都倾向于采用倾斜式点发射系统来为舰艇提供短距离防空任务。
         针对反舰导弹的硬杀伤手段目前主要分为火炮和导弹两种。一般而言,在中近距离上,主要通过防空导弹来对抗反舰导弹,但也有一些军舰还装备了速射型主炮,也能够协助军舰在中近距离上对抗反舰导弹。
         舰载防空火炮有多种,包括舰艇主炮、小口径多管速射炮、中小口径可编程火炮等; 从目前,能从中近距离进行反导的主要是舰艇大口径主炮。
舰艇主炮一般是水面舰艇上装备的最大口径身管武器,其具备对陆、对海和对空精确射击能力。
         另外,欧美及北约各国水面舰艇之中,大量装备了意大利 “奥托”型主炮。特别值得一提的是,意大利地平线级驱逐舰,装备有3门奥托超速型76毫米舰炮,该炮的主要作为防空炮使用,取代其他国家近程炮用途。
         该炮不仅能发射普通炮弹,包括破片弹、半穿甲增程弹等,还可以发射制导型炮弹。其超速型舰炮配备了可编程弹药设备,可以对炮弹发出弹道修正指令。制导型炮弹主要用于对付空中目标,包括各式反舰导弹等。
1.5 末端对抗策略
         当反舰导弹突破远程、中程、近程防御与拦截之后,理论上其数量应该不多,但这也是最为危险的时候。当反舰导弹接近到舰艇2-3公里时,留给舰艇的反应时间已经不足10秒。如果是超音速导弹,留给舰艇反应时间可能就3-5秒。这个时候,任何防空导弹已经无能为力,只能依靠军舰最后一道防御措施:即启动末端对抗手段(近防炮+强光电干扰)
         各国海军把近防炮作为海军舰只的最后屏障,它能有效的打击从其他防空系统漏掉的反舰导弹,为舰艇提供最后一道末端防御手段。从这一点来说,近防炮系统与近程防空系统并不冲突。
         这样能够对来袭导弹电子设备造成永久性毁伤的高功率微波武器,已经不再属于传统电子对抗的“软杀伤”范围,更多偏向于“硬杀伤”。而相比导弹、近防炮等“硬”杀伤手段,高功率微波近乎光速传播,不论来袭目标速度有多快,机动性有多强,都能够有效对抗,大大提高了交战效率。

2 水面舰艇的雷达无源隐身技术和光电隐身技术
2.1 雷达无源隐身技术
         雷达无源隐身技术就是通过降低水面舰艇的雷达散射截面积来降低敌方雷达和雷达制导反舰导弹的作战效能。水面舰艇雷达隐身技术主要有整形设计和隐身材料等。整形设计是利用不同外形的物体有不同的雷达散射量值和方向性的特点,通过改变水面舰艇外形就可达到减少舰艇威胁方向的雷达散射截面的目的。由于整形设计具有效果好、适应波段宽、不需维护等特点,因此是水面舰艇雷达隐身的主要手段。
2.2 水面舰艇的光电隐身技术
         水面舰艇的可见光隐身就是要消除或减小目标与背景之间在可见光波段的亮度与颜色差别。红外隐身就是利用屏蔽、低发射率涂料及伪装等技术,降低目标的红外辐射特性。激光隐身就是消除或削弱目标表面反射激光的能力。
         水面舰艇的可见光隐身就是通过减少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征,达到对目标视觉信号的控制,以降低可见光探测系统发现目标的概率。
         水面舰艇的红外隐身包括三方面的内容。一是改变水面舰艇的红外辐射波段,使其红外辐射波段处于红外探测器的响应波段范围之外,或者使其红外辐射避开大气窗口而在大气层中被吸收和散射掉;二是降低水面舰艇的红外辐射强度,即通常所说的热抑制技术;三是调节水面舰艇表面的红外辐射特性,即改变其表面各处的辐射率分布。
         水面舰艇的激光隐身就是要降低目标的激光反射截面,与此有关的是目标的反射系数,相对于激光束横截面区的有效目标区。
         水面舰艇光电隐身技术的发展趋势是研究全波段隐身技术,即要兼顾可见光隐身、红外隐身、激光隐身、甚至包括雷达隐身。

3 干扰技术
         目前世界各国都非常重视干扰技术的研究,主要有以下几种。
3.1 舰载雷达无源干扰技术
         舰载雷达无源干扰是指利用无源的器材和手段人为地改变雷达电波的正常传播、改变目标的反射特性以及制造假的散射回波的干扰。主要包括以下几种类型。
         偶极子箔条(干扰箔丝)。投放到空中形成干扰屏幕以遮盖目标,或者模拟成假目标,破坏雷达对目标的跟踪;
         雷达反射器。利用各种不同形状的导体产生强烈的雷达回波。制造假目标,或改变地形地物的雷达图像;
         假目标和雷达诱饵。用于破坏雷达的正常搜索和跟踪。假目标主要是对雷达警戒系统而言,大量的假目标甚至可使目标分配系统饱和;雷达诱饵主要是对雷达跟踪系统而言,它可以使雷达错误捕捉,不能正常跟踪目标;
         局部电离空间和反雷达涂层。局部电离空间是为了改变局部空间媒质的电磁特性,造成电波的绕射、反射、吸收等干扰效果。反雷达涂层是在目标上涂敷电磁波吸收层,减弱目标的反射,隐蔽真目标,它与目标外形设计结合是隐身技术的支柱。
3.2 舰载雷达有源干扰技术
         舰载雷达有源干扰是指电磁波辐射源产生的干扰,主要包括有源压制性干扰和有源欺骗性干扰两大类。
         有源压制性干扰的根本目的是压制,压制的效果是使有用的信息淹没在干扰信号中,增加信息的不确定性,降低发现概率。主要种类有噪声干扰、连续波干扰和脉冲干扰。
3.3  舰载激光致盲武器
         作为一种主动对抗装备,舰载激光致盲武器可有效干扰海面上的光电侦察设备与光电制导反舰导弹。例如,可以用激光束干扰或损伤微光夜视仪、红外成像仪、激光测距机、激光目标指示器和红外搜索与跟踪系统等等,甚至可直接破坏电视、红外、激光制导反舰导弹的光电导引头,并能使人眼致盲。因此,激光致盲武器是现代海战中一种非常有效的光电对抗武器。
3.4  舰载烟幕干扰技术
         烟幕干扰技术就是通过在空中施放大量气溶胶微粒,以改变电磁波介质传输特性来实施对光电探测、观瞄、制导武器系统干扰的一种技术手段。烟幕干扰技术具有“隐真”和“示假”双重功能,是一种无源干扰器材,与其它无源干扰手段相比,具有实时对抗敌方光电武器攻击的特点,尤其是能对光电制导威胁作出快速反应,降低其命中率。
3.5 对反舰导弹进行武器拦截
3.5.1 用舰空导弹拦截反舰导弹
         当反舰导弹进入水面舰艇舰空导弹武器系统的作战空域时,可适时发射舰空导弹进行拦截,把反舰导弹摧毁在本舰安全区以外。例如,海湾战争期间,英舰用“海标枪”舰空导弹击落伊拉克“蚕”式反舰导弹就是用导弹打导弹。海湾战争后,世界各国都投入很大力量,用于防御反舰导弹。但不管怎么说,用导弹打导弹是项复杂而困难的工作。
3.5.2 用密集阵火炮拦截反舰导弹
舰载密集阵火炮专门对付反舰导弹,它是舰艇对抗反舰导弹进攻的最后手段。目前很多国家的舰艇上都装备有密集阵火炮反导系统。
近程反导舰炮“密集阵”武器系统是一种全自动、具有快速反应能力的近程防御舰炮系统。
         主要用来对付掠海飞行的反舰导弹和低空来袭的飞机,它具有自动、快速和全天候击毁突破外层防御的空中或海面目标的能力,是有效的近程防御武器系统。
3.5.3 用“弹炮合一”反导武器拦截反舰导弹
         “弹炮合一”反导武器是指由便携式防低空导弹和小口径火炮两种武器结合在一起,由一套火控系统统一控制,主要用于打击低空和超低空来袭目标的近程防空武器。“弹炮合一”兼顾了导弹、火炮的优势,反应时间短、作战能力强,由导弹、火炮进行梯次轮番攻击,从导弹的杀伤远界可以连续拦截到火炮的杀伤近界,扩大了拦截纵深,提高了抗饱和攻击能力。弹炮全一后,两种武器分阶段射击,充分发挥两种武器的优势,从而达到在作战使用和防空区域上合理匹配。因此,“弹炮合一”反导武器是目前国际上公认的最有效的防空反导武器。

4结束语
         最好的防守永远是进攻,单一的防守模式,即便再为先进,在面对几乎无穷尽的攻击手段面前,也会有马失前蹄的一刻,因此,在海上作战时,水面舰艇无遮无拦,以攻代守,不失为最为妥当的策略。另外,水面舰艇和空中力量的相互结合,攻守协同仍然是未来海上作战的王道,从这一角度来说,我国适合发展航母,为海上力量提供空中支持,也是构建远洋舰队的必须。
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