海軍艦艇的近防系統,是海軍艦艇的「軟蝟甲」,通常包括雷達系統、干擾系統和高炮/導彈系統3部分。雷達系統是一種電子系統,而干擾系統則分為電子干擾系統和導彈干擾系統。本文介紹高炮/導彈系統。
早期艦艇的近防系統是機關槍,後來才有了固定的大型艦載炮或高炮。比如25毫米機關炮(包括兩聯、四聯等等),28 毫米高炮(包括兩聯、四聯等等),30毫米艦炮(包括兩聯、四聯、六聯等等),37毫米高炮(包括兩聯、四聯、六聯等等)。後來,大口徑的高炮越來越多,但不是導彈。
1894年,瑞典著名化學家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)為了加強祖國的國防工業,出資130萬瑞典克朗收購了位於韋姆蘭省的博福斯-古爾斯邦公司並將其更名為博福斯(Bofors)公司,主要製造鋼鐵和炸藥。在諾貝爾的苦心經營下,博福斯公司逐步壯大,開始生產多種武器並向國外出口,使得博福斯這個歷史可以追溯至17世紀中葉的北歐小鎮藉此揚名於天下。
英聯邦主要生產過兩種40毫米博福斯自行高炮。最初一種型號是由諾非爾德公司為英國國土防衛部隊設計的Mk I型「莫里斯」(Morris)式40毫米自行高炮,它以「莫里斯」式火炮牽引拖拉機為底盤。英國皇家海軍也在二戰中廣泛使用了40毫米博福斯高炮,並先後改進出5種氣冷式型號和2種水冷式型號。其中,水冷式型號主要由位於諾丁漢(Nottingham)的皇家兵工廠負責製造。皇家海軍的艦載型40毫米博福斯高炮實際上就是英聯邦陸軍型的簡化版,去掉了輪式炮車底盤,直接安裝於艦艇之上。
1940年,美國陸軍對少量採購的 M34 型 40 毫米博福斯高炮進行測試,發現其性能大大超過美軍原先裝備的 37 毫米柯爾特-布朗寧式高炮。在這次測試的影響下,美國陸軍連同美國海軍都下定決心要裝備 40 毫米博福斯高炮。Mk II 型四聯裝 40 毫米高炮就此成為美國海軍艦隻的標準防空武器。
中國較早型號(051型)導彈驅逐艦擁有多套高炮系統:4座雙聯裝25毫米機關炮、4座雙聯裝37毫米高炮、4座雙聯裝57毫米高炮、2座76式雙聯裝130毫米艦炮。
守門員近程防禦武器系統或守門員近迫武器系統(Goalkeeper CIWS)是一套荷蘭皇家海軍所用的近迫武器系統,用於船艦的近距離防禦,將來襲的反艦導彈(或其它具威脅性的飛行物)加以擊毀。守門員系統的組成有兩個主要構件:一個自動化的加農機炮以及一套先進的雷達,雷達用來追蹤來襲物的飛行軌跡,決定開火攔截的前置位置,而機炮將在雷達下令后對來襲目標進行數秒鐘的射擊,完成攔截防衛工作。守門員系統是在1975年由Signaal公司(如今是Thales荷蘭公司)與通用電氣公司所合作發展,其中通用電氣負責提供GAU-8機炮。守門員系統使用30毫米口徑的炮彈
AK-630是俄國制全自動海軍艦載六管30毫米加特林機炮。安裝在雷達、閉路電視導控的全自動封閉式炮塔內。是俄國的艦載近程防禦武器系統(CIWS)。主要是為打擊反艦導彈設計,亦可用於打擊水面艦艇、空防以及兩棲登陸岸轟支援以及掃雷等多元目標。AK-630是由一門AO-18 六管30毫米加特林機炮、MR-123-02 火控雷達系統、SP-521 電子光學追蹤器組成。AK-630 是全自動電腦操作機炮,也可以由炮手遙控操作。它的射速高於荷蘭製造的守門員近迫武器系統(Goalkeeper)與美國的Phalanx方陣近迫武器系統(CIWS)。
密集陣近程防禦武器系統(Phalanx Close-In Weapon System,又譯為方陣近迫武器系統(台灣)),簡稱密集陣近防系統,是一種以反制導彈為目的而開發的近程防禦武器系統,最早由通用動力波莫納廠製造,目前則由雷神公司製造。它被用於美國海軍及二十個以上盟國海軍的各級水面作戰艦艇上。由於其白色圓桶狀的外形,也常被昵稱為R2-D2,源自電影《星際大戰》里一個知名的機器人。
密集陣近防系統是六管20毫米口徑自動旋轉式火炮系統,即MK15「火神」密集陣系統。該系統於80年代初投入使用,主要裝備大型戰鬥艦艇。它包括警戒雷達、跟蹤雷達、火炮、電子計算機和控制盤。兩部雷達配合使用,可在5000米內確定反射面積為0.1平方米的目標位置,並算出其運動參數,同時還可以監視己方炮彈的飛行軌跡,自動校正射擊參數。該系統在五級海情下可正常工作,既可由本系統控制台控制,也可以遙控方式使用,不需要炮手。炮彈由彈體、彈芯和推出器組成。彈芯是其破壞部分,以貧鈾物質製成,密度為鋼的2.5倍。美國海軍依靠它強大的技術優勢,在艦隊防禦領域一直走在世界的最前列,密集陣近防系統就是它的防禦系統中重要的組成部分之一。密集陣系統是美國海軍艦隻的最後屏障,它能有效的打擊從其它防空系統漏掉的反艦導彈。密集陣是現役的唯一一種能實現自動搜索,探測,評估,跟蹤,鎖定和攻擊威脅目標(如反艦導彈,水面水雷,小型飛行器等)的近防系統,它也可以與現有的其它作戰系統和火控系統結合使用。
中國開發的第一代近防系統730(即AK-730),可在反艦導彈突破艦隊的其它防空火力網時為軍艦提供最後一道屏障,其設計目的是在近距防禦掠海巡航導彈和固定翼飛機。730近防炮是一種兩位一體的武器系統,採用7管30毫米加特林轉管炮(屬外能源轉管炮),由7根剛性連接在一起的身管和炮尾組成,每根身管都有各自的炮閂,通過外部電機實現連續射擊,最大射速應在4200發/分左右,對反艦導彈的有效射程為2500米。730近防系統的外形與荷蘭的「守門員」近防系統相似,其性能也應該與「守門員」差不多。730近防炮能夠作為標準的近程點防禦武器系統取代中國大多數水面艦隻裝備的76A雙聯37毫米炮。
中國新一代AK-1030近防反導艦炮,是老式AK-730(7筒)與AK-630(6筒)艦炮的升級版,均可發射30毫米炮彈攔截來襲導彈。
俄羅斯「卡什坦(嘎什坦)」彈炮合一近防系統武器。該系統武器由2門6管30毫米艦炮與8枚SA-N-11近程防空導彈組裝在同一基座上組成,兩者可同步行動,不論是迴旋、俯仰,還是接收同一火控系統的控制信息都運用自如。這種巧妙的結合,可以使防空導彈和小口徑速射炮在不同距離攔截來襲導彈的優勢發揮得淋漓盡致。「卡什坦」的戰鬥單元由跟蹤雷達、光學系統、制導雷達和2門6管30毫米火炮、8枚SA-N-11防空導彈、發射裝置以及導彈再裝填設備等組成,其火炮射速為10000發/分,這在現役武器系統中射速是最高的。但「卡什坦」個頭大,體重19噸,佔用面積65平方米,只能在大型戰艦上才能順利裝備,因而通用性較差。
輕型RIM-7M「海麻雀」艦空導彈。「海麻雀」艦對空導彈此導彈是一種全天候近程、低空艦載防空導彈武器系統,主要用於對付低空飛機、直升機及反艦導彈,1969年開始裝備。採用半主動雷達尋的制導,最新改進型採用雷達和紅外複合制導。20世紀60年代,美國海軍計劃發展一種比現有導彈系統小的多的短程點防禦導彈系統(BPDMS),用以裝備攻擊型航母和輕型護衛艦,進行點防禦。AIM-7E是1963年開始生產的,它在原麻雀彈的基礎上改用了MK38或MK52火箭發動機,射程大幅增加。鑒於AIM-7E的良好性能,美海軍決定在AIM-7E空空導彈的基礎上發展RIM-7E海麻雀系統,又稱基本型海麻雀或者基本型點防禦導彈系統。海麻雀的導彈的改進幾乎是同同型空空彈同步的。AIM-7E空空彈研製成功后,雷錫恩公司發展了AIM-7F型空空彈,其技術當然也運用在海麻雀上,這就是RIM-7F。RIM-7F並沒有存在太久,因為後來出現了更先進的RIM-7M。
RIM-116拉姆(RAM)艦空導彈,是由美國和德國聯合研發的項目,是一種間接應用「響尾蛇」導彈系統技術的導彈系統,它採用了「響尾蛇」導彈的戰鬥部和火箭發動機以及超級「響尾蛇」的導引頭,終端制導系統為紅外線自導系統。發射系統是21聯裝或者11聯裝的蜂窩狀發射器,拉姆Block0擁有一個5英寸(12.7厘米)的彈體(長3米重73.6千克),它在飛行中不斷地旋轉,所以稱為「旋轉彈體導彈」(RAM即為其英文縮寫)。導彈採用了鴨式氣動布局,彈體頭部裝有一對三角形控制舵和一對矩形固定翼。這樣兩個舵面代替原來的四個舵面來控制導彈的俯仰和水平機動,因此控制系統應該採用了極坐標系代替了原來的垂直坐標系,導彈旋轉一周,兩個舵面進行兩次調整(垂直方向和水平方向),這樣不斷修正飛向目標,這種鴨式布局使導彈的最大機動過載超過20G。
「海拉姆」導彈系統。「拉姆」導彈是21聯裝發射器,「海拉姆」是把「密集陣」系統的機炮換成了「拉姆」導彈,很容易分辨。「拉姆」導彈射程為7.5千米,比「密集陣」2-3千米的射程要遠。「海拉姆」導彈系統集「密集陣」Block 1B近程武器系統和「拉姆」(RAM)導彈為一體,體現了低成本螺旋式發展思路。該系統用11枚RAM導彈取代了「密集陣」M61A1 20毫米炮,但仍採用「密集陣」系統的感測器,將進一步擴大「密集陣」系統對掠海導彈的攔截距離。同時,還具備了攻擊直升機、飛機和水面目標的能力。 「海拉姆」導彈每枚造價約45萬美元,大約比FL-3000N導彈高出至少50%。「海拉姆」旨在保護一般不具備防禦能力或至少為安裝戰鬥雷達與火控系統的戰鬥支援艦。美軍瀕海戰鬥艦(LCS)也將安裝「海拉姆」系統。
中國航天科工集團公司開發的新一代FL-3000N系統可有效攔截各種類型的反艦導彈,對付海上、空中和陸地對艦艇發起的飽和攻擊。FL-3000N是各類反艦導彈的剋星。FL-3000N導彈速度高、重量輕、反應快速、制導精度高,可有效攔截各種超音速和亞音速掠海反艦導彈。FL-3000N導彈具有被動射頻與紅外成像和全程自主紅外成像兩種制導模式,可以輕鬆斬落以主動方式或被動方式來襲的反艦導彈。FL-3000N導彈發射后鎖定目標.發射后不管,強大的火力可同時對抗多個目標的飽和攻擊。FL-3000N武器系統完全勝任海軍在複雜環境下對抗多平台作戰的要求,滿足當前和未來戰爭的艦艇自衛防禦的需要。
FL-3000N武器系統組成簡單,主要包括武控台、發射系統和筒彈。一套武控台可以控制艦艏和艦尾的兩套發射系統,形成全方位的多重保護。發射系統配裝24發導彈,提供持續的火力打擊。發射系統也有12聯裝、8聯裝和4聯裝多種形式,適應不同艦艇的裝載需求。此外,現代艦艇上已有的感測器可以為FL-3000N提供作戰所需的信息。因此,FL-3000N可以適裝大到航空母艦小到巡邏艇的各型水面艦艇,成為海軍裝備的王牌武器。
FL-3000N類似於美國的「拉姆」(RAM)反導導彈系統。不同之處在於,「拉姆」採用18聯裝導彈發射裝置,而中國則採用24聯導彈發射裝置,精度相對較低。中國改裝的「瓦」航母的兩側及船首(接近船首或航母前部)為FL-3000N,安裝了18聯裝導彈發射裝置。船尾(船的後部)也安裝了一個FL-3000N系統(具體數據不詳),其後裝有一門AK-1030艦炮。據稱,中國這艘改裝的「瓦」航母是當今世界上近防系統最為強大的水面艦艇。
美國海軍艦載高能激光武器研製可追溯到70年代初。1997年,美海軍著手研製MIRACL中波紅外高級化學激光武器,其中的主要部件包括氟化氘(DF)中波紅外化學激光器功率(220萬瓦)和「海石」光束定向儀(孔徑1.8米)等。經3年時間組裝起來的MIRACL高能激光武器於1987~1989年間,在白沙激光武器試驗場進行了一系列打靶試驗,其中包括摧毀一枚飛行中的2.2馬赫的「旺達爾人」導彈的試驗。2002年時,經過數年的努力,美國海軍在自由電子激光器(FEL)的武器化方面取得重大進展。2010年9月,波音公司已經接到美國海軍的命令,完成100千瓦「自由電子激光武器系統」試驗型號。波音戰略導彈及防務系統公司負責人格雷格·亨利斯勞普稱,這種高速、高精度、大功率的激光武器將使美國海軍戰艦具備應對新興威脅的能力,「將在未來10年內裝備軍艦」。此外,美國海軍還在與雷神公司合作研發「激光近距離武器系統」,該系統可發射功率為50 千瓦的激光束,既可安裝在軍艦內部,又可車載使用。據稱,這款激光武器,已於今年5 月在加利福尼亞州附近距洛杉磯市不足170 公里的海域實施秘密試射。
美國正在研製的軌道電磁炮,初速度能夠達到7倍音速,在GPS的引下,炮彈在1分鐘時間穿出大氣層,在太空滑飛4分鐘后,重返大氣層,然後以5馬赫的速度下落。該武器可在6分鐘之內將炮彈打到250英里遠的地方!確是一種「以炮彈的成本達到導彈的射程」致命武器!電磁炮的炮彈動力摒棄傳統的火藥,採用電磁力,利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發射出去,它由兩條平行的長直導軌組成,導軌間放置一質量較小的滑塊作為彈丸,當兩軌接人電源時,強大的電流從一導軌流入,經滑塊從另一導軌流回時,在兩導軌平面間產生強磁場,通電流的滑塊在安培力的作用下,彈丸會以很大的速度射出,這就是軌道炮的發射原理。
研製者們正在提高炮膛的壽命,確保能承受最大電流,力爭每個炮管能發射3000次。該武器有一個優點,那就是它比傳統火炮重量輕,不需要配備複雜的配套設施,因此,配備在艦艇上,可以提高艇體設計的靈活性。另外,由於電磁炮利用電磁力所作的功作為發射能量,不會產生強大的衝擊波和瀰漫的煙霧,因而具有良好的隱蔽性;電磁炮可根據目標的性質和距離,調節、選擇適當的能量來調整彈丸的射程;沒有圓形炮管,彈丸體積小,重量輕,使其在飛行時的空氣阻力很小,因而電磁炮的發射穩定性好,初速度高,射程遠;由於電磁炮的發射過程全部由計算機控制,彈頭又裝有激光制導或其他制導裝置,所以具有很高的射擊精度。
不過,艦載導彈、艦載激光以及艦載電磁炮,已經不單單屬於近防系統了,雖然也有近距離攻擊和防禦的能力。
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