美國海軍怎麼了?雙波段雷達下架 美航母甘迺迪號重裝50年老雷達
【軍事】美國海軍和英國海軍同時在1938年末上艦測試雷達,但美國巡洋艦在瓜島海戰中對雷達的使用奠定了雷達在海戰中的地位。在珊瑚海和中途島海戰中,美國航母上的雷達搶先探測到日本飛機,並指揮美國飛機交戰。戰後美國海軍雷達長期領先世界,「神盾」的SPY-1四面陣長期成為各國海軍的標杆,現在依然不落後,儘管無源相控陣技術已經不再是最先進的。但是近來,美國海軍雷達退步得嚴重。
海軍雷達主要有S波段和X波段。S波段頻率低、波長大、重量大、尺寸大,用於遠距離搜索;X波段頻率高、波長短、重量小、尺寸小,用於近距離跟蹤和火控。C波段是兩者的折衷,既兼顧了兩者的優點,也兼顧了兩者的缺點。這是只能用單一雷達時沒辦法才做的事情。只要有可能,還是S波段和X波段都有才好。這就是雙波段的由來。
大部分軍艦都有S波段的預警雷達和X波段的火控雷達,但分立、機械旋轉的兩套雷達一般不稱作雙波段雷達。現在說起雙波段雷達,一般特指採用相控陣技術的固定陣面雷達。
「提康德羅加」級和「伯克」級都採用四面陣SPY-1 S波段雷達,但「提康德羅加」級另外有4台機械旋轉、盤式天線的SPG-62 X波段火控雷達,「伯克」級另有3台SPG-62,用於導彈制導。
在研製「朱姆沃爾特」級的時候,美國海軍提出要研製全相控陣的雙波段雷達(DBR),包括SPY-3 X波段和SPY-4 S波段,都採用有源相控陣技術。這也是全封閉隱身艦橋的剛需,「露天」安裝的SPG-62不可接受。而且都相控陣時代了,再頂上一堆「鍋蓋」,丟不起這個人。但技術困難和成本飆升最後迫使美國海軍計劃縮水,「朱姆沃爾特」級只安裝SPY-3 X波段雷達,用於低空和海平面搜索與導彈火控,取消安裝S波段的SPY-4。
這是奇怪而且要命的決策,意味着「朱姆沃爾特」級取消區域防空和戰區反導能力,也給後來擴充任務能力帶來極大困難,比如該用於戰略反導,儘管垂發裏可攜帶SM-3導彈,發射能力沒問題,作戰指揮系統也沒問題。但這樣涉及幾十億美元的重大決定當然不是輕易作出的。
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在「朱姆沃爾特」級設計的時候,美國海軍俾睨天下,「提康德羅加」級和「伯克」級的防空反導能力已經過剩,「朱姆沃爾特」級只需要專注於打擊驅逐艦的使命。也就是說,主要任務是依靠隱身逼近敵人海岸,用高射速艦炮大量投送精確制導炮彈,用巡航導彈打擊深遠目標,防空反導只需要自衛級的點防空,當然是比一般標準更高的點防空,但依然不是區域防空。
這樣,置於艦橋頂部的X波段雷達正好合適,S波段雷達就是與設計任務不符合的過度能力了。「朱姆沃爾特」級動力系統等各種拉胯是後來的事了。
同時代設計的「福特」號航母也採用DBR,反而成為唯一實際採用DBR的戰艦,同時裝有SPY-3和-4,不過是三面陣,正前一側後二。系統成本就不說了,反正核動力航母成本本來就高,雷達成本「淹沒」在裏面,不是太大的問題,但系統可靠性和互相干擾的問題非常大,其實是「福特」號電彈、武器升降機之外諸多「罪狀」之一。
更加要命的是,DBR與「福特」號的任務定位不符。S波段的SPY-4是剛需,遠程探測敵機當然重要,掌握自己飛機的動態同樣重要,尤其是後者,不能「外包」給護航艦隊。但「福特」號不期望捲入激烈的防空戰鬥,X波段的SPY-3實際上有點能力過剩。
所以,從2號艦「甘迺迪」號開始,改用新的SPY-6 S波段雷達,也稱EASR。這是「伯克III」級上替換「伯克I/II」級SPY-1的新型有源相控陣雷達,在「伯克III」級上也是艦橋安裝的四面陣,在「甘迺迪」號和以後的「福特」級上縮水為三面陣。由於時代關係,SPY-6在技術上比SPY-4更先進,批量更大,所以成本、備件供應和可靠性也更加友好。
「伯克III」從「伯克II」級而來,保留3台SPG-62照射雷達,倒也沒毛病。問題是EASR沒有X波段能力,而「福特」級依然用「海麻雀」作為近防導彈,必須有X波段火控雷達。「福特」號上的SPY-3能力過剩,制導「海麻雀」綽綽有餘,但畢竟把問題解決了,「甘迺迪」號和後續艦就要另外想辦法了。
日前「甘迺迪」號出海海試,人們第一次發現,辦法是有的,只要不怕丟人,把SPG-62裝回去就是了。哦,不,把更加低檔的Mk95裝回去就是了。
SPG-62用於制導SM-2、SM-6導彈,SPY-1只能預警,不能制導,但SPG-62捎帶制導「海麻雀」沒問題。Mk95是專用於制導「海麻雀」的,不能制導射程更遠的SM-2、SM-6也因此體積、重量、成本更低。「甘迺迪」號為了降低成本,真是用心了。不過成本好像也沒有降低多少,「福特」號是133.2億美元,另加47億R&D,「甘迺迪」號是132億美元。
換句話說,在「特朗普」級巡洋艦/戰列艦或者別的什麼「奇蹟戰艦」出現之前,某種「鍋蓋」雷達還將作為美國海軍最主要的X波段火控雷達繼續使用。哦,SPG-62是1983年開始使用的,已經43年了,Mk-95在70年代就投入使用了,已經50+年了。是否還要再用四五十年?不好說。當然,在這些時間裏,各種軟硬件升級是肯定的。但「原裝正版」桑塔納(Volkswagen Santana)再拉皮,還是桑塔納。沒錯,SPG-62和桑塔納到中國的時間差不多,Mk95那會兒,中國還沒有桑塔納呢。
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這裏,就沒法不拿中國海軍這個「不講武德」、「死不要臉炫耀」的東西出來比較了。
更早的戰艦就不說了,054A採用桅頂雙面陣機掃相掃結合的382雷達,雖說採用相掃技術,但一般不把這作為相控陣雷達。另外有4台345火控雷達,與SPG-62相仿。第四批054A已經改裝為固定的四面陣火控雷達了。
052D有點特別,採用的346A四面陣是S波段,同時用於探測和火控。紅旗9採用主動雷達制導,用S波段粗略引導就夠用,不需要更加精確、高頻率的X波段照射,艦炮、近防導彈用桅杆頂球形雷達罩內的364機械旋轉X波段雷達控制。
最新批次的052DM改用旋轉雙面陣的368,也是X波段相控陣雷達。機械旋轉雷達可以停轉、凝視高威脅目標,直到攔截成功。旋轉雙面陣也可以用高速旋轉提高數據率,或者停轉凝視,直到攔截成功後再恢復旋轉。由於是波束可電子偏轉的有源相控陣,可以在停轉中依然對左右各60度視界內保持監視和跟蹤。
這些是中國最後一代「原生」採用機械旋轉、盤式天線火控雷達的主力戰艦。
055是世界上最先也是目前唯一採用雙波段雷達的戰艦,S波段在艦橋四周,X波段在主桅四周。這樣的固定安裝確保大家一起「向前看」,視線還錯開45度,不會交叉,降低互相干擾。
054B把平板縫隙天線的382雷達換成新型的S波段旋轉雙面陣S波段相控陣雷達,後桅的「塔錐」殼內則是368旋轉雙面陣,代替了054A的4台345。錐形外罩不僅保護雷達,也用作結構支撐,上方還要安裝更多的各式天線呢,368要是「裸體」安裝,上方的天線就沒法裝了。
也就是說,新一代中國戰艦已經「全相控陣化」了,大概率還是氮化鎵技術,還不是更早的砷化鎵技術,而代表美國最高水平的「甘迺迪」號反而「回滾」到「鍋蓋」雷達。
難說中國的稀土和鎵鍺禁運對美國的雷達生產有什麼影響,反正近來先進雷達的交付成了大問題。戰鬥機只能用有源相控陣,沒法「回滾」了,否則性能降級實在太大,很多戰術技術想定都沒法實現。不能「回滾」而雷達交付不了的代價是最新批次F-35只能在雷達艙裏壓秤砣。
戰艦沒有那麼嚴格,老式的機械旋轉「鍋蓋」天線「又不是不能用」。
美國海軍,你也有今天!
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