盾和弹之间的那点事（十一）
在前篇对三大制导方式参与舰空导弹各个制导阶段的介绍中，我们可以看到各类中远程舰空导弹的制导过程可以分为两个主要的制导阶段——中制导和末制导。当然，一般来说舰空导弹还有一个初始发射阶段，即导弹从发射升空转至巡航飞行的这一过程，可以称之为舰空导弹的初制导阶段，这一阶段主要使导弹从发射升空状态转为正常飞行状态（如垂直发射的舰空导弹升空后的转向过程），其过程较为短暂，且对舰空导弹的整体制导性能以及最终打击精度的影响十分有限，因此此处不予考虑。舰空导弹的中制导阶段，引用前文的场景剧未解释就是，士兵在野外大地图上，先通过各种方式被后方的指挥官引导或自行抵达僵尸所在区域，逼近到离僵尸不远的位置时，士兵或指挥官开灯照亮僵尸，士兵发现并定位目标后发动最后一击。中制导主要是由遥控制导和自主制导的共同作用未实现的，末制导则由寻的制导实现。可以说舰空导弹要实现远距离长途奔袭并完成最后的精确一击，中制导和末制导都是不可或缺的。两者的关系就好比是一个两棒接力跑，中制导跑前棒，末制导跑后棒，这个接力跑要取得好成绩，两棒的成绩都不能差，哪一棒出现问题都会影响到最终的总成绩。末制导作为后一棒的成绩好坏主要取决于其采取的寻的制导方式（主动、半主动或被动寻的制导）、弹上导引头的性能水平、是否采取双模/多模复合制导，以及目标的能量反射/辐射强度等等。末制导作为最后一棒，其决定了舰空导弹的最终成绩（即对目标的攻击效果），因此它的重要性自不必多说。
那么我们再来看看跑前一棒的中制导。中制导作为前一棒其成绩的好坏直接决定了后一棒（末制导）的压力。而且中制导如果足够强大，甚至可以将舰空导弹送至最后一程，当末制导接手时已是目标死期无限接近的时刻，可以使导弹的打击精度、抗干扰能力、反隐身能力都得到极大的提高，并降低了目标的反应能力、减少目标进行对抗的机会，比如战斗机的告警系统在发现导弹已逼近时，已没有太多反应时间用于机动躲闪和施加干扰了。那么一个优秀的中制导过程是由哪些因素决定的呢？舰空导弹的中制导阶段是由遥控制导和自主制导两大制导方式共同作用而实现的，因此中制导的过程比末制导要复杂的多。首先是自主制导方式，舰空导弹多采用惯性制导，其制导水平的优劣取决于弹上惯性测量装置和姿态控制系统（也称作自动驾驶仪）的水平，决定了舰空导弹在中段飞行阶段的自主稳定飞行能力：而遥控制导（中段指令修正）则涉及到整个舰上指挥控制系统的水平，包括跟踪雷达、指挥决策系统、指令传输装置（数据链收发天线）、双向通信数据链，以及导弹的弹上指令接收装置，在共同作用下，才能决定遥控制导水平的优劣。
很明显，这一制导环节与舰载指挥控制系统的联系是最大的，舰载雷达和舰上指挥控制系统的水平直接决定了舰空导弹中段引导的水平，这也是“神盾”舰相比普通远程防空舰（如台湾“基德”级和韩国KDX-2型驱逐舰）的最大优势所在。“神盾”舰可以凭借性能强大的相控阵雷达，用控制指令将舰空导弹送至最后一程。而“神盾”舰和普通防空舰在舰空导弹末制导阶段的差别则并不是很明显，比如“神盾”舰和普通防空舰可以采用同样的舰空导弹，或者采取性能相近的火控/照射雷达。这一点在韩国KDX-3型“宙斯盾”舰和KDX-2型防空驱逐舰上就得到了很好的体现，两者都采用“标准”-2远程舰空导弹，而且配备了性能相近的照射雷达（AN/SPG-62和STIR240）。KDX-3相比KDX-2在防空性能上的升级换代，主要还是体现在舰空导弹的中制导阶段。
从对舰空导弹的中制导水平来看，中美两种“大盾”舰不相上下，区别主要在末制导
总结来说，末制导阶段对舰空导弹的自身水平要求更高，而中制导阶段则对舰载雷达和舰上指挥控制系统的要求更高。
从某种角度上讲，“神盾”舰存在的意义就在于对舰空导弹的中制导阶段，这也是“神盾”舰实现强大防空性能指标的关键所在，比如“神盾”舰的对抗多目标能力、反隐身能力等等。当然，有末段目标照射能力的“火控盾”是个例外。那么“神盾”舰的“神盾”系统的性能是如何影响到舰空导弹的中制导水平的呢？首先我们要理清对舰空导弹的中段指令修正制导所需要的步骤——“神盾”舰利用舰载相控阵雷达发出两道雷达波束，分别跟踪敌方目标和己方导弹，测量目标和舰空导弹各自的运动参数，并对两者进行比较与分析，由舰上指挥控制系统进行计算后形成控制指令，再通过数据链将控制指令发送给空中飞行的导弹，导弹接收到信号后按指令要求调整自身的飞行弹道。由上可见，中段指令修正至少要有舰载雷达、舰上指挥控制系统、指令发送装置（舰载数据链天线）、导弹的指令接收装置和导弹的飞行控制系统等五大部分参与，其中后三者的影响不大，一般不会成为制约中段指令修正水平的瓶颈，真正能构成瓶颈并直接影响到舰空导弹的中制导水平的关键因素还是舰载雷达和舰上指挥控制系统。舰载雷达既要跟踪敌方目标也要跟踪己方导弹，其跟踪目标的数量、跟踪距离、跟踪精度，以及抗干扰能力、反隐身能力等性能指标，都将直接或间接影响到舰空导弹的中制导水平。
什么样的舰载雷达才能最大程度地满足舰空导弹的中制导要求呢？首先三坐标雷达要被淘汰掉，其整体性能相比相控阵雷达处于绝对劣势。而在“大盾”与“小盾”的对比中，“小盾”除了跟踪精度以及在跟踪低空掠海目标时相比“大盾”有一定优势外，其他主要性能都落后于“大盾”，“大盾”凭借T/R组件数量多、发射功率大的优势，可以分配更多的雷达波束实现多目标跟踪能力，并且可以集中波束能量实现对单一目标的更远跟踪距离，也可以烧穿目标施放的电子干扰，以及提升对隐身目标的探测、跟踪能力。而“小盾”出于定位和成本的考虑，其T/R组件的数量是不能跟“大盾”相比的，这一点严重制约了“小盾”对舰空导弹的中制导水平。可以这么说，对于舰载相控阵雷达来说，再大的发射功率、再多的T/R组件也是不嫌多的。有很多人认为相控阵雷达采取更大的天线阵面、更大的发射功率、集成更多的T/R组件只是为了增加雷达的最大探测距离，这种看法是片面的。实际上现有舰载相控阵雷达的有效探测距离已经能够满足远程防空作战的要求了，但从能量分配的角度来考虑，“神盾”系统在面对未来更高威胁的作战环境下（比如面对隐身目标和更复杂的战场电磁环境时），仍有必要进一步增大舰载相控阵雷达总的可用能量。从T/R组件的数量来说，工作在C波段/X波段的“小盾”，其配备的T/R组件的密度更高、能耗更高，生产制造难度更大，成本也高，因此数量很难做上去。再加上“小盾”舰的排水量一般都不大，“小盾”的安装高度也比较高，天生就不具备可升级的特性。“大盾”舰则正好相反，中美新一代“大盾”舰都在向着扩大天线阵面尺寸、增大雷达口径的方向发展，“大盾”对舰空导弹中制导的绝对优势还在进一步扩大。
而无论是“大盾”还是“小盾”，四面固定阵都比旋转阵要有优势，因为旋转阵的目标数据更新速率始终是个问题，它对目标的跟踪能力是比不上四面固定阵的，除非其采取了停止旋转、“凝视”一个重点方向的工作模式。总体来看，中美的“大盾”舰凭借大型四面固定阵可以实现最强悍的目标跟踪能力，而目标跟踪能力则直接影响到对舰空导弹的中制导水平，进而影响到舰空导弹的整体制导性能，最终体现在“神盾”舰的整体防空性能上。综上所述，在不考虑舰空导弹性能水平的情况下，中美“大盾”舰凭借对舰空导弹强悍的中制导/中段指令修正能力，可以实现比其他任何国家、任何型号的“神盾”舰都要强大得多的整体防空性能。
“小盾”用于舰空导弹中制导时有精度上的优势。图为荷兰“七省”级导弹护卫舰
挪威“南森”级护卫舰只能上中程舰空导弹就是输在中制导上了
“神盾”舰的价值主要体现在舰空导弹的中制导阶段，但当舰空导弹用于中近程防空时，中制导的作用就很尴尬了。这是因为目前的中近程舰空导弹更多情况下是用于执行低空反导拦截任务的，中高空目标在进入“神盾”舰的中程防空范围之前，就会遭到远程舰空导弹的多次拦截，即使有少数漏网之鱼能突入到“神盾”舰的中程防空范围内，远程舰空导弹也一样能用于拦截中近距离内的高空目标，而且凭借更好的动力射程在拦截高机动目标时比中程舰空导弹还要有优势。类似ESSM、“紫菀”-15这样的中程舰空导弹，其优势还是体现在低空防空/反导拦截能力上，当然这里指的是中程舰空导弹在参与舰队防空时的作战任务，如果单舰行动或小编队行动时，中程舰空导弹也是有拦截中高空目标的需求的。远程舰空导弹由于体型庞大，机动不便，在用于拦截低空突防目标时并不比中程舰空导弹有优势，而且还处于相对的劣势。比如“标准”-2导弹在试验拦截超低空突防的靶机时，是在15千米的距离上击毁的，比设计指标还要低，何况“标准”-2还特意为拦截低空掠海目标进行过优化设计。中程舰空导弹的射程一般在40～50千米左右，这是用于拦截中高空目标的理论值，在拦截低空突防目标时的射程也会大幅缩水。
水面舰艇对低空未袭目标的拦截距离偏近，原因其实并不复杂。首先无论是“大盾”还是“小盾”，受限于地球曲率，其低空视距都有限，如果再考虑到实战环境的影响，比如高海况等恶劣环境条件下的作战，舰载相控阵雷达的低空探测距离还会进一步缩水。“伯克”级对5米高突防的反舰导弹的探测距离不到30千米，“小盾”的情况要稍好一点，但也不过是五十步笑百步的水平。“神盾”舰对低空来袭目标的发现距离已经很不乐观了，而发现后还要识别、锁定目标再发射导弹进行拦截，导弹飞过去与目标交会又需要一个过程，这期间双方也都处于高速运动中，这个相对运动过程又进一步压缩了舰空导弹对低空目标的有效射程，这是由物理规律决定的，与技术水平无关。因此一般来说，不管是远程还是中程舰空导弹，在用于拦截低空突防目标时只有25千米左右的有效射程，甚至还要更低。在这么近的距离内，舰空导弹的中制导的作用将会大打折扣，甚至沦为多余之举，失去存在的必要。
像英国这类旋转阵相控阵雷达对舰空导弹的中制导水平是不如四面固定阵的
新一代中程舰空导弹由于采取了垂直发射和高抛弹道，因此有必要引入中制导阶段。图为正在发射的ESSM舰空导弹
全程半主动雷达制导的“海麻雀”舰空导弹
“小盾”的TR组件密度和耗能更高，制造难度与成本也更高，因此TR组件数量很难做上去
对于主动雷达制导的舰空导弹来说，其主动雷达导引头的理论探测距离一般在20～30千米左右，这种情况下舰载雷达对导弹的中段引导/指令修正的意义已经很有限了，而且中段引导与末段主动雷达制导之间还有一个交班的过程，这个交班过程导致了其制导效果可能还不如采取全程主动雷达制导。舰空导弹的中制导和末制导如果交接失败，弹上导引头开机后无法锁定目标，会直接导致拦截失败。这种情况对于目标数据刷新率偏低的旋转阵或三坐标雷达来说更为严重，在应对高速、高机动目标如超音速反舰导弹时，雷达的两次扫描之间就有可能丢失目标。
而半主动弹用于中程防空/反导拦截作战时，中制导的作用就更尴尬了。主动弹的主动雷达导引头由于探测距离较近，抗干扰和反隐身能力也存在着一定的不足，在用于中程防空时还有必要让中制导参与进去以提高拦截效果。而半主动弹则完全可以由舰上照射雷达提供全程的目标照射，即采取全程半主动雷达制导方式。在低空不到30千米的有效射程里，中制导参与的意义十分有限，采取全程半主动雷达制导方式反而更有利于半主动弹的中近程反导拦截作战。而对于射程低于20千米的近程舰空导弹，那就完全没有中制导存在的必要了。因此近程舰空导弹已经完全抛弃了中制导这一制导阶段，而大都采取了全程无线电指令制导、半主动雷达制导、被动红外制导等单一制导方式。
在中制导作用很尴尬的中近程防空能力上，“大盾”舰对舰空导弹强悍的中制导能力就派不上用场了，这导致“大盾”在中近程防空/反导拦截作战时并不比“小盾”有优势。相反，“小盾”却能凭借在探测精度、低空视距以及抗海杂波等方面的优势，在中近程防空/反导拦截作战时比“大盾”更有优势，尤其是X波段的“火控盾”凭借火控级的探测、制导精度，甚至可以将中程舰空导弹的中制导阶段抛弃，为半主动弹提供全程的目标照射，并且可以实现很强的多目标攻击能力（火力通道）。
“神盾”舰配备的相控阵雷达和舰载指挥控制系统在舰空导弹的中制导阶段起到的作用更大，相对而言在末制导阶段起的作用较小，末制导主要还是要看导弹自身制导系统的制导方式和制导水平。不过还是有例外的，那就是“火控盾”为半主动弹提供的末段目标照射服务，以及以俄制“里夫”舰空导弹系统为代表的TVM制导方式，TVM制导会在后续篇章中进行详细介绍，这里只谈一下“火控盾”在半主动弹的末制导阶段所起的作用。
目前能称得上“火控盾”的有欧洲“小盾”舰的APAR、日本“秋月”级驱逐舰的FCS-3以及美国DDG-1000驱逐舰的AN/SPY-3等舰载相控阵雷达系统，其中DDG-1000由于功能定位的原因，比较特殊，此处略过不表。APAR和FCS-3这两种“火控盾”都是很有特色的。先说APAR，前文讲过欧洲APAR“小盾”舰是具备远程区域防空能力的，但它的远程区域防空能力不容乐观，主要是因为舰空导弹的远程防空需要在中制导和末制导的共同作用下才能实现，而APAR“小盾”舰由于选择了“标准”-2和ESSM半主动弹，因此APAR需要同时承担半主动弹的中制导和末制导的重任，而采取了主动弹的“神盾”舰只需要负责主动弹的中制导/中段指令修正即可，末制导由主动弹自身来完成（美国“宙斯盾”系统虽然也采用了半主动弹，但末制导的照射由另外设置的AN/SPG-62机械扫描照射雷达来完成，与相控阵雷达无关）。正是因为APAR要同时负责半主动弹的中段导引和末段照射，这将直接影响到APAR“小盾”舰的远程区域防空能力，特别是对半主动弹末制导阶段的目标照射会消耗极大一部分雷达资源（尤其是在照射多目标时），也会间接影响到APAR的中制导/中段导引水平。
但APAR在用于中程防空/反导拦截作战时又是另一回事了。前文讲过，中制导在舰空导弹的中程防空作战中起的作用是很有限的，因此这时APAR可以专注于为舰空导弹提供末制导服务，即为半主动弹提供末段的目标照射，其强大的末段照射能力得以完全发挥出来，可以实现强大的多目标拦截能力（即火力通道数量），这对中程防空/反导拦截作战尤为重要。
我们再来看看另一个典型的“火控盾”——日本“秋月”级驱逐舰的FCS-3有源相控阵雷达系统。FCS-3与APAR最明显的不同在于，FCS-3系统相当于用两个“盾”实现了APAR一个“盾”的功能，即一个以搜索/跟踪功能为主的C波段大尺寸天线阵面和一个以火控/照射功能为主的X波段的较小尺寸的天线阵面。可以看出，同样作为“火控盾”，FCS-3与APAR不同的是其为半主动弹提供的中制导和末制导服务，分别交由不同波段的两部雷达去做，按理说制导性能应该优于只使用一部雷达的APAR，然而事实却正好相反。中制导的作用主要体现在远程防空而不是中程防空，也就是说FCS-3系统将跟踪雷达与照射雷达分置是有利于远程防空的，对中程防空尤其是中程反导拦截的帮助是有限的，然而“秋月”级恰恰不具备远程区域防空能力，而是一种典型的中程防空舰。FCS-3系统的C波段大阵面用于半主动弹的中制导/中段指令修正时比较鸡肋，X波段小阵面用于半主动弹的末制导/末段照射时却又比不上天线阵面大的多的APAR，两个“盾”实现的中程防空效能还比不上APAR的一个“盾”。
APAR“小盾”舰全舰可控制32枚导弹攻击16个空中目标
日本“秋月”级驱逐舰上的FCS-3相控阵雷达系统
我国海军054A型导弹护卫舰
“秋月”级的中段防空/反导拦截能力的纸面数据也并不好看。据称“秋月”级可以同时控制10枚以上空中飞行的舰空导弹（注意不是交战目标数目）。而欧洲APAR“小盾”舰可以同时控制/引导32枚舰空导弹攻击16个空中目标，我国054A型护卫舰则可以同时控制/引导8枚舰空导弹攻击4个空中目标，而且在换装主动/半主动雷达复合制导的“海红旗”-16B后可同时引导的舰空导弹数量就远不止8枚了。日本军舰的舰上系统整合能力不但比不上中美，也比不上欧洲，这与日本海自作战舰艇的舰上系统“半自主、半引进”的发展模式不无关系。日本海自“秋月”级、“日向”级、“高波”级都采取了雷达系统自研而导弹系统从美国引进的方式，导致日本军舰配置高档、花费不菲，最后整合出来的综合战力却往往只相当于别国海军的低成本舰。总结来说，正是由于中制导用于中程防空/反导作战时的尴尬境地，导致“秋月”级的“双盾”设计非但不是先进的体现，反而一定程度上拖累了其中程防空/反导能力，这应该是效费比低下的反面典型。
[编辑/山水]
作者：涂林峰
来源：《兵器知识》2018年第04期
