今秋，美国海军首次展示了最新型的AN/SPN-50型航空母舰空中管制雷达。这款雷达将全面换装，作为美国航母与两栖攻击舰的空中管制雷达。空中管制雷达对美国航母有何意义？这款新诞生的雷达又有哪些功能？本期为您解读。
空中管制雷达有啥用
航空母舰是供舰载机起降的海上作战平台。对于舰载机而言，想要在小小的航母上起落，那冒的风险可比普通战机在陆地机场起降，要多了好几倍的危险。姑且不说凤高浪急、上下颠簸，也不说航母甲板的尺寸有限（一般正规航母也就300米左右跑道），留给飞机减速的余地很少。
单说在茫茫大海上，要确认找到航母的位置就非常麻烦。别看航母近看是一个几百米长，十层楼高的庞然大物，但放在万里无涯的大海上，从几百米乃至几千米高空看下来，和一个肥皂盒子也没啥区别。更别说航母是会动的，坐标每一刻都可能变化。如果舰载机每次降落还需要满世界搜寻自己的航母，那对于战斗的效率影响可就极大了。
既然飞机找航母不容易，那就让航母找飞机好了。“空中管制雷达”，就是针对这种情况应运而生的。简单说，空中管制雷达会发射无线电波，对航母周围数百公里范围内的飞行器进行监测。一旦确认了我方的飞机之后，雷达会保持对我方飞机的跟踪，确认我方飞机的实时位置。同时，根据空中管制雷达获得的信息，位于管制控制台的调度员，会为飞机制定前往航母降落的飞行路线和降落顺序，并将这指令发送给飞机。这样，飞行员只要根据航母调度员的指示，就可以沿着最安全和快捷的道路，被引导着降落。当然，在舰载机飞临航母上空时，引导其平安降落，还需要其他的光学电子设备配合。不过这已经超出“空中管制”的范畴了。
由上可知，空中管制雷达主要目的就是找自家飞机，并为引导自家飞机降落提供实时信息。当然，既然能探索几百公里的飞机，不是自家的也逃不过它的法眼。所以通常来说，空中管制雷达是对整个航母周边空域进行监测。在主要扫自家门前雪的同时，对他人瓦上霜也不肯放过——可以发现敌方来袭的飞机。
引导舰载机的方式各不相同
世界各国航母都配备有空中管制雷达，但在具体引导舰载机的方式上又各不相同。简单说来，大部分国家的航母这方面配置都比较简单。这其中，“空中引导系统”是各国普遍采用的方案。这个系统的原理，实际上是舰载机和航母上的无线电发射机进行的“问答”。当舰载机估摸差不多飞到航母所在区域时，会发出询问的电磁脉冲。航母上的天线接收到这个信号后，会发出应答的脉冲。舰载机接收应答脉冲后，根据脉冲的时间差和相位差，便可以确定航母和飞机的距离。空中引导系统的有效范围可达500公里。对多数舰载机而言，仅凭空中引导系统还不能完全实现精准有效的降落，需要有其他雷达设备引导。
譬如说美国的老对手俄罗斯，在其唯一航母库兹涅佐夫号（目前正进行遥遥无期的返修）上，装载了大量雷达，但其中用于舰载机引导的，只有一部“飞行警察”B空中管制雷达，再结合“蛋糕台”战术空中引导系统，来对舰载机起降进行引导。
除美军外唯一的核动力航空母舰——法国戴高乐号，上面只安装了2部雷卡1229型雷达。战机降落也就靠它了。除此之外，还有助降系统、着舰激光系统和预警机可以参与对舰载机降落的引导。
西班牙轻型航母阿斯图里亚斯亲王号上，装在了AN/SPN-35雷达，主要对飞机在最后一段距离进行引导，控制舰载机到达甲板上空。意大利的航母“加富尔”号安装的引导雷达是SPN-41，“加里波第”号则是采用MM/SPN-728（v）1监视与导航雷达。
几年前退役的英国“无敌”级航空母舰，配置MM/SPN-720（V）5雷达。该雷达有两种模式，既可以作为对空搜索，也可以控制飞机精确降落。它的工作有效范围是12海里，每次可以同时控制两架飞机。而刚建成的新型航母“伊丽莎白女王号”，由于采用“滑跃起飞、垂直降落”模式，加之准备部署的是F-35B垂直起降战机，因此在空管雷达方面大幅度简化，仅仅用了997型三坐标雷达来定位我方飞机位置。
美军航母空中管制的独特模式
作为世界军事头号强国，美国在航母方面走在世界前列，其航母上的空中管制也比其他国家先进，建立了更为完善系统的引导雷达系统。在上个世纪，美国航母的空中管制系统除了AN/URN-25空中引导系统，还包括4部雷达：两部AN/SPN-46雷达，一部AN/SPN-43C雷达和一部AN/SPN-41雷达。另外还有E-2C预警机进行配合。
这三类四部雷达的分工明确。美军舰载机准备归航时，首先获得E-2C预警机的信息，了解航母所在位置和周边情况。当战机进入航母周围范围时，就由SPN-43C接手空中管制。最新版的SPN-43C能够监视和标记距离200多英里内的飞机，高度则从海平面到9000余米。不仅如此，通过敌我识别系统，SPN-43C还能判断发现的飞机是敌机还是我机，以及型号是什么。
当舰载机在SPN-43C引导下，进入航母周围7英里左右距离时，就换SPN-46雷达了。SPN-46能够同时控制2架飞机。它的任务是引导飞机从几英里的距离降落到航母甲板上。而SPN-41和其他设施则进行辅助监控，确保万无一失。
显然，相比其他国家航母，美军的空中管制系统更加复杂，同时功能性也更强。
为何要换新雷达
既然美国航母已经装备了如此完善的空中管制雷达系统，为何这次又要更换呢？原来，主要原因是当前用于空中管制的SPN-43C已经老旧过时，同时还存在频段的问题。
AN/SPN-43首先是使用时间太久了。当初企业级航母、小鹰级航母用的它，尼米兹级也是用的它。这么算下来差不多都用了半个世纪了。虽然在21世纪初，美军对其进行了适当的优化，使之获得的航空管制信号从模拟信号改为数字信号，与先进的信息化平台更好兼容。但整体来说，要在一个半个世纪的雷达体系上修修补补，超出了合理使用的范围。
另一方面，AN/SPN-43在波段上也存在问题。它使用的S波段（3.5GHz-3.7GHz）无线电，而这个波段有一部分频带却被分配给了固定无线电。这样，如果航母舰载机在接近美国海岸线的地方，则SPN-43C发出的S波段信号可能被陆基信号所干扰，这实际上意味着空中管制雷达无法正常使用。
为此，美国提出的新的雷达，除了要求更精准有效的监控探测能力，还专门要求其波段调整为C波段（4GHz-8GHz）。美军在2013年左右即定下了新空管雷达的规划，并打算在2020财年授予该雷达的生产合同。美军希望这款雷达系统是成熟方案，而且从尺寸、重量上与原有的AN/SPN-43C雷达相当，便于替换位置。美军计划的订购数为25套，将用于全部的航空母舰和两栖攻击舰上。最终中标的，是由瑞典萨博（SAAB）公司研发的“海上长颈鹿雷达”升级而成的舰载有源相控阵列雷达。
新雷达新在哪里？
那么，美国海军近日展示的最新型的AN/SPN-50型航空母舰空中管制雷达，相比旧型号又有哪些突破呢？
第一个突破是更广泛的探测距离。AN/SPN-43系列雷达早期探测范围是最近200多米，最远约100海里，后来扩展到200多海里。AN/SPN-50型在探测范围上应该能够得到一定的拓展。
第二个突破是功能更多样。依靠更完善的信号获取与数据处理功能，AN/SPN-50可以提供数据，使得管制人员进行飞机起降管制、空域飞行器识别、空中控制、安全警报、天气处理以及降落导引等功能。而获得的信号数据，也能更有效地对接信息与指挥平台。
这里面，尤其强调的是新雷达对高超音速目标的监控。当前世界军备竞赛中，高超音速武器（包括飞机和导弹）是一个发展趋向。而在高超音速导弹方面，俄罗斯走在了前列。号称能够达到25倍音速的弹道导弹，可能构成对美国航母集群的巨大杀伤威胁。这种情况下，美军的新型航母雷达，通过相控阵的智能扫描，锁定敌方高超音速武器，就是很现实的战术需要。以敌方导弹25倍音速为例，如果新雷达可以在300公里外确认敌方的高超音速导弹，则从锁定到导弹抵达舰队所在海域大约还有30多秒的时间。这个时间当然不够航母编队溜之大吉，但或许能够给反导弹武器争取一点防御的空间。否则，如果引以为豪的航母编队成为敌方先进导弹的靶子，美国的全球霸权也就被抽掉了基石。
此外，因为采用了新的信号处理技术，AN/SPN-50型雷达的抗干扰能力更强。电子战本身是美国的特长，但俄罗斯的“全面压制”也不是吃素的。在遭遇俄军电磁干扰的情况下，AN/SPN-50型可以继续保持对目标较高的侦测和跟踪能力。而且，瑞典的海上长颈鹿本身就是一款成熟雷达产品，早已用在美国海军的诸多中轻型舰只上。美国对这个品牌可谓驾轻就熟。这也提高了军品研发的保险系数，避免了未知的技术风险。
閱讀更多 北京日報客戶端 的文章
