时势造英雄——详解第一代“标准”系列导弹(三)

到了1959年,更多的坏消息接踵而至。先是“虹”(Радуга)机械制造设计局设计的KH-22机载反舰导弹的存在获得了证实。这是一种采用惯性中制导加主动雷达末制导、由一台液体火箭发动机推动的重型反舰导弹。战斗部既可采用1000kg高爆炸药,也可采用35万吨级TNT当量的核装药。

该弹系高超音速巡航导弹,其发射重量仅次于米格设计局同时期的Х-20,但速度要高出将近一个数量级,达到M数2.5,射程超过500km,制导精度进一步提高,因而在性能上有较大提高;然后是1959年9月7日,作为KH-22载机的105A原型机(即图-22B)首次试飞。经过验收,获准在年底开始批量生产……由于苏联海军航空兵的重新武装眼见即成现实。

时势造英雄——详解第一代“标准”系列导弹(三)

为了消解由苏联超音速反舰轰炸机和重型反舰导弹构成的防空压力,美国海军的新一代舰队防空系统在1958年开始酝酿,并在1960年年初被正式命名为“巨人”(Typhon)系统。需要指出的是,在很多资料中将“巨人”系统称为“台风”系统,这是不适当的。” Typhon”实际上是指希腊神话中的大地之母盖亚之子,是象征风暴的巨人。

“巨人”(Typhon)系统的核心是高度集成的多功能大型舰载相控阵雷达和TVM制导体制的防空导弹,其目的是解决”三T”导弹无力应对的反饱和攻击问题。就原理而言,雷达好比探照灯,只不过把光变成电磁波。传统雷达用抛物面天线聚焦,既增强发射波束的强度,也提高接收的灵敏度。但抛物面天线必须用机械扫描,才能监测广大的空间。

相控阵雷达换一个思路,不用单一的抛物面天线,而是把众多的发射-接收单元排成阵列,好像一大捧集束手电筒一样。单个的手电筒的光亮自然比不上探照灯,但众多的手电筒捆绑使用,光强还是很可观的。

更大的好处是,这些手电筒可以捆绑起来增加探测距离,也可以分散使用,同时照亮众多的角落。对于反饱和攻击作战来说,这就是说,相控阵雷达可以随时根据需要在探测距离和多目标跟踪之间达到最优平衡,并且可以用同一座雷达达到搜索、跟踪、制导等多种功能,极大地便利了舰上的布置。

时势造英雄——详解第一代“标准”系列导弹(三)

当然,相控阵雷达不是众多机械扫描天线的简单叠加,而是用对每个发射-接收单元的电磁波的相位控制来实现波束的集中和分散,所以称为相控阵。由于波束的偏转是用电磁方法实现的,相控阵雷达也称电扫雷达。如果采用单一发射单元并通过电磁方法将发射信号分配、馈送到各个发射-接收单元,那就是被动相控阵雷达;如果每个发射-接收单元自主产生发射信号,那就是主动相控阵雷达。

主动相控阵雷达比被动相控阵雷达更加复杂,但可靠性较高,个别发射-接收单元故障不至于使得整个雷达失效。相比之下,被动相控阵雷达的发射单元要是故障,整个雷达就瞎了。主动相控阵雷达也便于通过增减发射-接收单元使雷达性能和军舰的大小、要求、造价更加匹配。至于TVM 制导的全称是 “Track Via Missile”,意为通过导弹的制导,由美国应用物理实验室(Applied Physics Laboratory,APL)在1958年提出。这是介于指令制导和半主动雷达制导之间的一种制导方式。

发射舰的射控雷达轮流照射每个选定接战的目标,导弹前端寻标器接收射控雷达从目标反射的回波,将参数回传给发射舰,发射舰上射控系统比较目标方位与导弹接收的回波参数,计算出目标与防空导弹之间的相对运动关系,然后计算出飞行参数,再上链给导弹进行修正;直到进入弹道终端,导弹才进入半主动导引模式,寻标器接收回波之后,自行控制导弹朝目标飞去。

时势造英雄——详解第一代“标准”系列导弹(三)

简单的来说,TVM好比半主动雷达制导,但把制导和控制计算搬到地面站了,这种方案解决了几个问题:1、制导计算由地面(或军舰)上的控制站进行,所以弹载设备比较简单;2、地面(或军舰)上控制站的制导计算可以远比弹上解算复杂,有利于提高制导精度和抗干扰;3、 对方的电子干扰对不同位置接收站的效果不同,控制站可以比较地面(或军舰)接收到的回波和弹上接收到的回波,进一步提高抗干扰能力;4、由于所有导弹的制导都是统一解算,控制站可以避免多枚导弹攻击同一目标,或者有意集中火力重复打击重点目标;5、由于发射站、接收站和控制站分开,可以实现异地发射、异地控制、集中指挥。

在传统的全程半主动雷达导引机制下,一具射控雷达只能全程为一枚导弹提供照射,根本无法满足多目标接战需求。如果想让照明雷达为多枚导弹提供分时轮流照射,导弹本身就必须拥有较为强大的自动驾驶计算能力,从母舰上链的修正指令与间歇照射获得的目标资讯来产生完整的航道资料 (包括自身位置以及根据目标相对位置的飞行参数)。

然而当时的电子科技有限,无法将所需的惯性导航加上计算能力缩小到可放入弹体的程度,因此才有TVM这种体制出现,导弹在中途阶段仅当作雷达回波的中继传输,而导弹中途修正控制指令则完全由船舰上功能较强大的大型计算机负责运算,如此就能在分时的雷达照射之下,导控更多在空中的导弹。


分享到:


相關文章: