“钢铁苍穹”(上)——美国航母编队防空战术体系的创新与发展


“钢铁苍穹”(上)——美国航母编队防空战术体系的创新与发展

要论太平洋战争期间航母特混舰队的防空能力哪家最强,相信很多军迷都会毫不犹疑地选择美国海军,这似乎是一个非常简单的问题。但若要进一步细问美国航母特混舰队的防空能力具体强在哪里,答案可能就变得五花八门了,有的人认为是强大的地狱猫式战斗机,有的人则强调是性能出众的雷达,也有人将票投给了VT引信.....。实际上,这些答案都不能算错,但又都不够全面,美国海军航母特混舰队之所以能在防空作战中出彩,主要是因为其拥有一整套完善的战术体系,以下便结合实际战例来简单谈一谈太平洋战争期间美国航母特混舰队防空战术体系的发展与完善。

一、“约克城”号的战术创新

第二次世界大战爆发前,美国海军在防空作战上的通用做法是将战斗机分队和防空炮火组合起来使用。以舰队为中心划分出数个纵深达25公里左右的防空哨区,然后将战斗机拦截分队分散配置在各哨区中,当敌方编队来袭时,由相关哨区的空中指挥官负责指挥相应的拦截分队进行拦截,相邻哨区则相机予以支援。当有敌机突破哨区逼近舰队时,舰队中的各舰则以各自配备的防空兵器组成防空弹幕进行抗击。除去缺乏预警手段、拦截窗口较小、各哨区战斗机数量有限等缺点外,这套系统最致命的不足在于统一指挥和作战协同上,虽然哨区是舰队划定的,但由于舰队中的军舰缺乏掌控空中作战的手段,实际上各哨区的战斗能否有效开展完全取决于空中指挥官的处置,然而,空中指挥官也是要参加拦截作战的,这就在很大程度上被分散了精力。同时,如何有效兼顾本哨区的防守与支援有敌情的哨区在很大程度上也依赖于空中指挥官是否拥有丰富的经验。因此,美国海军亟需一套新的舰队防空战术体系。

1940年9月,新研发的CXAM型雷达被安装在了“约克城”号航空母舰上,这意味着该舰获得了一种新的侦搜手段。以此为契机,时任美国海军航母特混舰队司令官的哈尔西海军中将结合英国空军于不列颠之战中获得的使用雷达指挥防空作战的经验开始构思是否能够在美国海军中也建立类似的作战指挥体系。中将把这个任务交给了“约克城”号,要求该舰尝试建立起一套与以往不同的防空战术体系,核心是要发挥雷达设备的作用。

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英国于不列颠之战中利用雷达进行防空作战给了美国海军启发,图为英国早期的对空警戒雷达

领命后的“约克城”号组织了一支包括通信、导航、防空、雷达等部门技术军官在内的精干研究队伍,结合实际展开了细致深入的研究,最终于1941年初拿出了一套依托雷达系统引导战斗机分队拦截敌方来袭编队的战术体系。经过演习验证,这套系统凸显出自己的优势,即解决了传统战法中无法集中使用拦截分队对抗敌方来袭编队的问题,依托于雷达获取的相关情报,由军舰统一指挥调度舰队的拦截资源变成了可能。正如1941年3月“约克城”号舰长写给美国海军高层的报告中所述的那样:“经演习验证,使用雷达引导战斗机编队拦截敌方目标已经取得了确实性的成功。”

新的战法虽然依托于雷达获取的相关信息,但真正指挥作战的是一个名叫“战斗机引导官”(FDO)的新岗位,这个岗位通常配置资深的中下级军官,职责是利用各种渠道获得的相关信息来指挥拦截分队的起飞、巡逻并将拦截分队配置到合适的位置并引导其拦截敌方来袭编队的进攻以确保本方舰队免受敌方的空中威胁。新战法很快在美国海军内部得到了推广,1941年8月,美国海军作战部长签发了一份航母防空指挥临时条令,要求各特混舰队及下属的特混大队在战术指挥官麾下设置战斗机引导官一职,专门负责指挥防空作战。至太平洋战争爆发时,美国海军在役的全部7艘舰队型航母均配置了战斗机引导官。为了培养人才,美国海军还于1941年9月在加利福尼亚州的圣迭戈开设了防空指挥学校,提供战斗机引导官相关培训课程。

二、在战火中逐步完善

美国海军新的防空战术体制在实战中的首次应用是在1942年2月1日对吉尔伯特群岛发起的战术反击中,“企业”号及“约克城”号航空母舰在完成空中打击后返航的途中与来袭的日军7架陆攻遭遇。在雷达的引导下,7架日机最终全部被消灭,其中的6架于投弹前即被击落,充分体现了新体制的实战价值。但是,就和所有新生事物一样,这套新的防空战术体制存在着缺陷,导致美国海军在战争的头一年中交了不少昂贵的“学费”。与此同时,新体制也在战火中得到了逐步完善。以下就结合实际战例来简要阐述一下新的防空战术体制所存在的主要不足及美国海军所采取的改进措施。

1、防空搜索雷达的性能问题

在1942年10月爆发的圣克鲁斯海战之前,美国海军舰队航母及战列舰上装备的主要是CXAM型对空搜索雷达,这种由美国无线电公司生产的第一代对空搜索雷达为米波雷达,波长1.5米,工作频率200赫兹,发射机功率15千瓦,全重2300公斤,理论上对单机的探测距离为90千米,对大机群则为150千米。但是,探测时极易受到外界因素的干扰,导致目标被发现的距离大大缩短,进而使拦截窗口变得狭窄。这可以在1942年2月爆发的拉包尔突袭战中找到充分的例证,2月20日,日机共发起2波次反击,虽然美舰于16时11分在110千米距离上顺利地发现了第一波来袭日机,但从反方向来袭的第二波日机于16时49分被发现时距美舰队已不足50千米了,而当拦截分队与敌机群交战时,距美舰队的距离甚至已经不到20千米了,一时间情况万分危急。

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大型床垫天线是CXAM型雷达的显著特征

CXAM雷达的另一项短板在于其无法实现连续的全向搜索,这主要是由于其天线的旋转需要人工控制,加之其配备的A型示波器只有一个直角坐标系,导致只能显示天线所指方向上的信号。因此,操作员每发现一次信号回波,就要停止天线的旋转并进行微调以便更好地接收回波信号,这在连续高强度的空袭应对中非常致命,意味着在多方向多波次的攻击中,己方的航母编队还是有可能遭到敌方的奇袭。

无法有效测高也是非常严重的问题,实际上,就连美国海军装备的第二代对空搜素雷达都没有整合进测高功能,只能通过雷达天线的仰角来估算来袭编队所处的高度。这使得美军在1942年5月爆发的珊瑚海海战及同年6月爆发的中途岛海战中均吃了大亏。以中途岛海战为例,当友永丈市海军大尉率领的第二攻击波对“约克城”号发起鱼雷攻击时,因无法得到敌机的准确来袭高度,引导官只能将有限的拦截机配置在不同的高度上,结果有4架战斗机因配置高度过高没能投入战斗,导致5架日机突破拦截,“约克城”号最终被命中2雷,遭重创。

最后是设备的稳定性问题,在珊瑚海海中,“约克城”号的CXAM型雷达曾在防空作战的关键时刻出现过故障,很大程度上影响了对空抗击的有效组织。

针对上述问题,美国海军在战术上和装备研发上均给出了相应的解决措施。为了克服雷达探测方面的问题,在距离本方舰队40千米处配置一些双机搜索队,这些搜索队的任务并不是针对敌方舰队,而是试图提前发现敌方搜索机或来袭编队以弥补雷达在探测距离方面的不足。至于CXAM雷达操作效率不高及无法实现测高功能的问题,则是通过加快研究配备PPI显示器的新雷达和专用测高雷达来解决。最后是解决稳定性的问题,在新型雷达未问世之前采取的是在航母上加装一台同型号备用雷达的方法,同时亦加快了新装备的研发速度。

2、战斗机数量及质量问题

在美国海军航母编队的防空体系中,战斗机是当之无愧的防空主力,但在中途岛海战爆发前,各航母配备的战斗机数量并不充足。依据战前的标准配置,舰队航母通常配备一个战斗机中队(标配战斗机18架),这个中队除了要担负防空任务外,还要担负为攻击队护航的任务,兵力上难免显得捉襟见肘。同样以1942年5月爆发的珊瑚海海战为例,5月8日,即美日双方展开航空决战之日,美国舰队能够调动的用于防空的战斗机数量是17架,而日军来袭编队的数量是69架(含18架护航的“零战”),美国人在数量上处于绝对劣势。另外,战斗机质量方面的问题也同样突出。太平洋战争爆发时,老式的F2A战斗机已经落伍,无法对抗日军的零战,而相对新式的法F4F战斗机也只能勉强与零战抗衡,在战斗机性能上,占上风的无疑是日军。

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编队飞行的F4F战斗机,这种机型是太平洋战争初期美国海军拥有的唯一能能勉强与零战抗衡的机型

在F6F战斗机装备部队之前,美军解决此类问题的办法有二:一是不断增加战斗机中队的标配数量,至中途岛海战时增为27架,至东所罗门海战时进一步增加到36架。二是战斗机指挥官萨奇少校发明的“剪式机动”( 本方战斗机成对飞行并将距离拉开,一架战斗机充当诱饵吸引敌机注意,待敌机咬尾后,本方战斗机转向进行交叉飞行,以获得一次大偏角射击机会,进而将敌机击落)被当作对抗零式战机的法宝进行了推广。


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“萨奇剪”战术示意图,三角形为本方飞机,子弹头形为敌方飞机

3、作战指挥协调问题

虽然各航母都配备了战斗机引导官,但在圣克鲁斯海战爆发前,作战指挥协调的问题却显得十分突出,即双航母编队中的二艘航母的拦截分队无法统一指挥,经常陷入各自为战的境地。1942年6月爆发的中途岛海战中,当“约克城”号遭遇敌机攻击时,同一编队中的“企业”号拦截分队因严格遵守引导官下达的关于不能离开指定巡逻区域的指令而导致防空能力不足的“约克城”号没有得到及时的支援,是“约克城”号最终被日机重创的主要原因之一。1942年8月爆发的东所罗门海战结束后,从各航母上报的战斗总结报告来看,更有效地使用拦截分队成了当务之急,来自不同航母的拦截分队应实行统一指挥成为了绝大多数人的共识。据此,在1942年10月爆发的圣克鲁斯海战中,美军即开始实行拦截分队由一艘航母统一指挥的新战法,虽然此战中依旧损失了“大黄蜂”号,但这其中的主要原因在于引导官缺乏实战经验,而就集中指挥拦截分队这件事而言,无疑是非常正确的。

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一架九七式舰攻(黑框处)正从低空发起攻击,缺少战斗机掩护是“约克城”号最终被重创的主要原因之一

4、情报信息处理问题

1942年5月爆发的珊瑚海海战结束后,“约克城”号舰长巴克马斯特上校在战斗总结中写到:“在空情中心中临时增设的雷达标图室只占据很小的一部分空间,但却需要承担全部的雷达绘图任务,5月8日的战斗证明,如此局促的条件根本不足以利用通过雷达获得的信息来指挥战斗……。”通过报告我们可以发现,早期的雷达标图室不仅空间局促,而且相关设备也非常落后,但却要承担起获取信息及将所处理的信息再传达到相关战斗部门的繁重任务,这显然有点“赶鸭子上架”的感觉。实际上,这还是改进以后的情况,当雷达第一次出现在“约克城”号上时,甚至没有独立的空间用来处理和发送相关信息。美国海军对此采取的解决措施是建立独立的战斗信息处理部门,由此产生了划时代的战斗情报中心(战斗情报中心最初叫战斗行动中心,由太平洋舰队司令官尼米兹海军上将于1942年11月正式下令在各舰上设立,1943年1月正式改称为战斗情报中心)。作为军舰的作战心脏,战斗情报中心主要承担协调任务,起到情报交换处理所的作用(包括本舰内部情报交换,与友舰的情报交换及与陆上基地的情报交换)。所有从雷达、声纳、无线电(包括友舰发送给本舰的共享情报),甚至目视观察得到的情报都在这里归纳分析并最终提供给相关部门用于支持作战行动。战斗情报中心配备有各种信息获取及分析设备,其中最重要的是各型雷达的显示器和空情标示板。依据军舰大小的不同,战斗情报中心的人员配备数量也不尽相同,但重要的岗位配置是一样的,主要包括:情报员兼中心主任、情报分析军官、战斗机引导官、炮战联络官、雷达操作员及助手、标图员,无线电信记录员等。

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航母CIC内部的主要装备,包括雷达PPI显示器和空情标示板

5、无线电通讯问题

受技术条件的限制,战斗机引导官与拦截分队带队长机,长机与其他飞机之间的信息传递基本都依赖于无线电设备,但在1943年度普及甚高频无线电设备之前,相关通讯只能依托普通的无线电台及送话器,这就导致不同的角色需要共用同一个频道,加之美军的无线电纪律非常糟糕,以至于耳机中经常充斥着各种大呼小叫,个人情感的抒发,甚至是空战技术的交流等次要信息,严重影响了引导口令的传输。面对这一问题,美军的解决方法是:一方面加快多频道甚高频无线电设备的研发,另一方面则不断强化飞行员们的无线电纪律。同时要求战斗机引导官必须严格按照术语规范发布引导指令,杜绝即兴发挥的情况出现。

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美国海军强调无线电纪律的宣传画

6、敌我识别问题

与上文一样,同样是在珊瑚海海战结束后的总结报告中,巴克马斯特上校即提出了尽快为飞机装备敌我识别装置的问题,因为缺乏这个设备将导致无法准确知晓某个目标到底是敌是友,而舰队防空任务又要求必须对每一个可疑目标进行识别查证。这就导致了本就有限的拦截战斗机将很有可能被低效使用。对此,美军采取的措施是加快新型敌我识别装置的研发与列装,列装的范围不但包含舰载机,也包括岸基和水上飞机。

7、防空炮火断层问题

自20世纪30年代起,伴随着航空技术的飞速发展,军用飞机的速度、续航力大幅度提高,对军舰的攻击手段也日趋丰富起来。这就对水面舰艇的防空能力提出了新的要求,单纯依靠一二件防空兵器就想对抗来自空中的威胁的设想已经破灭,现实逼迫着单舰或舰队的防空炮火要形成远中近程全覆盖,高中低空相衔接的防空火力体系,以形成合力来对抗空袭。

不过很遗憾的是,在1943年之前,美国海军的防空火力和当时世界上很多国家一样都没有形成完整的体系,而是出现了较为致命的断层。太平洋战争爆发之初,美国海军舰艇所装备的防空武器通常包括127毫米25倍径高射炮或38倍径高平两用炮(这是用于远程和高空抗击敌机的武器装备),28毫米防空机关炮及12.7毫米高射机枪。但是后二种兵器由于其有效射高上存在的不足,导致实战中只能对抗已经逼近的敌机,在1500米至5000米范围内出现了火力断层。这种断层对于舰队抗击空袭而言是非常致命的隐患,因为敌方的俯冲轰炸机正好可以利用这个火力盲区发起俯冲攻击。1942年底美军结合战争第一年在防空战斗中所取得的战训分析总结后专门提出了防空炮火方面需要改进的7项内容,其中很重要的一条就是使用40毫米高射机关炮替代28毫米防空机关炮,这也是美军为解决断层问题提出的应对措施。大名鼎鼎的瑞典产博福斯40毫米高射机关炮堪称第二次世界大战中最优秀的中口径防空炮之一。使用4发漏夹供弹,最大射速160发/分,火力持续性好;最大射程10180米,最大射高6950米,对抗中程及中空来袭敌机的效果极佳。该炮完美地填补了美军防空炮火体系中的断层,进而消除了对应的防空火力盲区。

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填补了美航母编队防空火力断层的重要武器——40毫米“博福斯”高射机关炮

三、结语

尽管有着这样和那样的问题,但经过战火磨砺的防空战术体系也在不断发展和完善,新式的战斗机和技术装备也在抓紧研发中,这一切的努力都是为了打造一支攻守更加平衡的航母特混舰队。最终,人们的努力没有白费,当战争进入1943年时,飘扬着星条旗的航母编队上空,一把钢铁的防空保护伞正在缓缓开启.....。

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