
兩個月前,中國海軍最新型驅逐艦055首艦在江南造船廠舉行下水儀式。該型艦是我國完全自主研製的新型萬噸級驅逐艦,先後突破了大型艦艇總體設計、信息集成、總裝建造等一系列關鍵技術,裝備有新型防空、反導、反艦、反潛武器。評價一艘艦艇的作戰能力有很多角度,但是最核心的能力之一便是其雷達。如果雷達性能差,或者輕易受到干擾,縱然是有再多導彈也恐怕很難打出去一枚,即便能夠打出去,也很難命中。筆者根據一些已經公開的信息,對055雷達系統的波段選擇、改進和基本用途與性能進行簡單地分析。我們首先談談被中電科稱為“海之星”的346雷達。
毫無疑問,防空能力是055驅逐艦的最核心作戰能力之一,而作為防空系統的大腦和眼睛,其雷達的作用應該說是首屈一指的。
055驅逐艦最核心的對空探測設備當屬位於艦橋下方的4面大型相控陣雷達,根據艦上人員比例粗略估算,該雷達寬超過4米,高更在4.5米左右。該相控陣雷達很可能是052C/D驅逐艦的346/346A型“海之星”雷達的進一步發展型。所以,我們不得不從052C說起。
了解一部雷達,首先要掌握它的波段。052C艦的雷達選型,其實是經歷了激烈的競爭的。
根據一篇前14所科研人員撰寫的回憶長文,052C裝備的有源相控陣雷達應該是一部S波段的雷達。S波段中心頻率3G赫茲左右,對應波長大約是10厘米,該頻段覆蓋範圍為2-4GHz。在現代雷達中,用於對空探測和火控的雷達頻段還有X波段雷達和C波段。X波段中心頻率10G赫茲,對應波長3厘米左右,整個頻段覆蓋8-12GHz。C波段雷達中心頻率6GHz,對應波長5厘米。
這三種波段的雷達中,X波段具有非常出色的電磁波低空傳播性能,而且波束寬度窄,跟蹤精度和分辨率都很高,該波段的頻帶寬度很大,有利於進行目標識別,但是大氣損耗較大,同等情況下探測距離較短,而且其波束寬度較窄,總體上搜索、探測能力較差,通常用於火控、炮瞄和制導雷達。比較有代表性的就是S-300、“立夫”系列的照射制導雷達,而這兩型防空系統都配備了S波段的目標指示雷達用於廣域的搜索。
S波段雷達精度、分辨率稍差一些(但要比P波段和L波段都強),但是探測距離遠,通常用於搜索雷達、對空警戒雷達和目標指示雷達,多數預警機的雷達就3工作在S波段。C波段的特性介於兩者之間。“愛國者”防空系統的AN/MPQ-53雷達就是一種C波段雷達,這一部雷達,就完成了多目標的搜索、跟蹤和導彈的制導任務。
即便在第三方看來,紅-9的雷達直接上艦,改為海紅-9是理所當然、順利成章的,可以想象紅-9研製方也是志在必得。
按照上述14所人員的說法,當年航天二院(也就是紅九防空導彈武器系統的研製方)為了與14所競爭052驅逐艦上的這4面“盾”,可謂“極盡能事”,並想方設法“設置障礙”。這裡要說的是,其實在二院看來,伴隨着紅九上艦,它的C波段火控雷達裝備052才是順利成章、水到渠成的事,而且C波段雷達兼顧了精度和探測能力,S波段雷達要另外加一個C波段信標應答機。而以往搞情報雷達的14所這次要用他們的雷達上艦制導海紅九,在二院看來才是橫刀奪愛。所以,雙方只不過還不太適應這種競爭的環境,沒有必要站在道德的高地指責對方。
反對14所S波段有源陣的一方也並非不無道理,畢竟當時只是在實驗室條件下生產出有源相控陣收發組件和單元,能不能解決批量生產中的問題當時還很難說。實際上,中國解決有源相控陣雷達收發組件的標準化生產問題最終還是藉助了國外合作。在中國的軍工發展史上,太多的型號因為指標過高,工業界達不到研製水平而下馬,無論是軍方還是工業界必須對此有充分考慮。
美國的SPY-1系列雷達雖然探測距離遠,跟蹤目標多,但無法對標準-2導彈進行末制導。另外,其採用無源相控陣體制。
那次競爭不僅僅是兩個行業系統之間的競爭,從技術上更是C波段與S波段的競爭,同時也是無源相控陣與有源相控陣之爭。這種競爭只要控制好,對於中國軍方來說不失為是一件好事。最終14所的S波段346雷達獲勝。這個結果體現了雷達系統發展趨勢,體現了技術的先進性,為中國實現跨越式發展奠定了基礎,節省了時間。
美國的“宙斯盾”系統的核心AN/SPY-1雷達便工作在S波段。剛才談到,S波段雷達搜索能力較強,但是精度相對較差。所以,為了制導“標準-2”防空導彈,“宙斯盾”系統專門配備了一部AN/SPG-62照射雷達,這是一部X波段雷達,用於在“標準-2”飛行末端時,對目標進行毫秒級別的精確照射,完成導彈的末制導任務。
由於海紅九導彈採用了主動雷達末制導,本身“自帶天線”,在末端用自己的雷達導引頭自行捕捉目標,所以052C/D就無需像“宙斯盾”系統那樣再配備一部X波段雷達了。但是,由於海紅九的指令系統工作在C波段,所以052C必須安裝一個C波段的信標應答系統。052C/D艦橋上與346雷達同向安裝的長條狀陣面,很可能就是C波段應答系統(另一種可能是敵我識別器)。
在那篇文章中也談到,一個S波段雷達能夠勝任搜索、跟蹤、制導,而且連警戒雷達都不需要了。而C波段火控雷達,還要給驅逐艦增加一部專門的搜索雷達。但是,我們最終看到的是,052C以及052D仍然安裝了一部採用八木天線的517米波對空警戒雷達。如果按照“宙斯盾”的那種模式以及科研人員最初的構想,完全沒有必要再安裝這部517雷達了。那為何最終052C/D都安裝了517雷達呢?
安裝於052C上的第一代“海之星”雷達的可靠性可能有待提高,所以安裝了一部老式的517米波雷達用於對空警戒。
筆者認為,這很可能源於當時的346雷達的可靠性還並不是那麼高。作為中國第一部艦載有源相控陣雷達,特別是採用了氣冷技術,其製冷效果不如液冷,它可能在連續工作時間、平均無故障間隔等指標上無法滿足海上長時間工作的要求。
另外,346雷達在對目標進行高精度跟蹤並對導彈進行制導的情況下,進一步惡化搜索能力,因此專門安排一部搜索雷達也是一種有益的補充。
055驅逐艦的346雷達並沒有再像052C/D那樣,額外配備一部對空警戒雷達當保姆,說明其可靠性、連續工作時間、搜索策略等指標得到提高,完全滿足了要求。
另外,根據之前中電科公布的其他雷達採用的一些技術分析,該雷達的其他改進可能包括使用數字列陣技術,進一步增加收發組件數量和功率,提高探測距離、波束敏捷度和使用靈活性;擴大頻帶寬度,提高抗干擾性能。另外,位於天線下部的杆狀校準裝置可能取消,說明雷達在裝艦後不再需要頻繁的校準。可以說,經歷了多年的不管改進和發展,346系列雷達終於走向完善,該雷達總體性能有望高於AN/SPY-1D,但可能與美國在研的使用氮化鎵芯片的AN/SPY-6雷達仍有差距。
美國的雙波段雷達能夠在一個非常長的任務期內保持全天24小時開機,雷達的可靠性達到一個新的高度。希望新一代“海之星”能夠達到同等水平。
另外,在艦橋上方有四大四小的長條陣面。兩個大型的長條陣面與S波段雷達陣面基本上共面,至少是方向指向相同,很有可能是C波段信標接受和指令發送陣面,另一種可能是敵我識別器的陣面。它的尺寸明顯要比052D和052C的同類裝置大出不少,這也至少說明346雷達的探測距離大幅度增加,或者海紅-9導彈的射程大幅度增加。小型陣面的用途也不排除是敵我識別裝置的可能。
另外,按照出口型紅旗-9,也就是FD-2000的性能指標,其可以同時對付8個空中目標。也就是說,一個陣面可以引導16枚紅旗九導彈攻擊8個目標,那麼055艦僅海紅旗-9理論上可以同時對付32個空中目標,抗飽和攻擊能力非常優秀了。