韓國護衛艦黑科技世界領先,中美俄看了眼饞,韓科學家揚眉吐氣

2020年3月16日,韓國海軍宣佈下達了6艘FFX-3型護衛艦的訂單,在全球忙於抗擊疫情的當下,韓國海軍的大動作引人注目。這款新型護衛艦屬於國際標準第四代導彈護衛艦,可以說融合了目前所能想到的所有現代化技術,對於民族自豪感爆棚的韓國人而言,FFX-3型護衛艦最大的特點則是國產率非常高。

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圖為韓國FFX-3型護衛艦設想圖,可見他桅杆頂部巨大的共孔徑雷達系統。

FFX-3型護衛艦是韓國海軍護衛艦發展計劃的“目標艦”,是韓國寄予厚望的“終極戰艦”,也是亞洲第一種宣佈下達訂單的第四代導彈護衛艦。他的噸位並不大,僅為3600噸,從FFX-2型“大邱”級護衛艦放大而來,由此可見,韓國海軍建造這款護衛艦並不是瞄準遠洋作戰,而是完善近海作戰體系。

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圖為FFX-2“大邱”級護衛艦。


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“大邱”級護衛艦是FFX-3護衛艦的發展基礎。

FFX-3型護衛艦雖然噸位不大,但是裝備齊全,他擁有32單元K-VLS垂直導彈發射裝置,用以發射韓國國產的“天弓”中程艦對空導彈、“紅鯊魚”反潛導彈、“天龍”對地打擊巡航導彈,這些導彈的性能都比較一般,比如,“天弓”導彈就只有50公里射程,而且不能“一坑四彈”進行裝載,不過考慮到這是韓國自己國產的防空導彈,畢竟還是可以避免其他大國在技術上“卡脖子”。此外,FFX-3護衛艦還裝備有8枚韓國國產的“海星-1”反艦導彈。

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圖為FFX-2護衛艦“首爾”號模型。


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圖為“首爾”號護衛艦下水。

FFX-3型護衛艦上有一處黑科技,說起這個黑科技,那可真是羨煞了中美俄等世界軍事強國,也是韓國這艘護衛艦上最大的亮點。那就是他的一體化共孔徑雷達。說簡單點,他是一種S/X波段的有源相控陣雷達,這款雷達可以在S波段下進行對空中目標的遠程搜索,也可以在X波段下對防空導彈進行大量、精準的制導。

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圖為FFX-3護衛艦,可見其頂端的共孔徑雷達天線。

也許這麼說還不能夠體現出他的先進來,為了讓大家明白其意義重大,我們只能從美國提出“雙波段”雷達(DBR)來說起了。話說,在共孔徑雷達和雙波段雷達概念出現之前,世界上的軍艦大都裝備了兩種不同的對空作戰雷達,一種是搜索距離遠、但是探測精度較差的對空搜索雷達,比如米波的517A雷達(裝備我國驅護艦)、S波段的SPY-1D無源相控陣雷達(裝備美式宙斯盾軍艦)等;還裝備有一種X波段的對空導彈火控雷達,這種雷達搜索距離較近,但是波束相對集中,探測精度很強,可以鎖定目標的三座標參數,裝定到火控系統當中,實施對空攔截作戰。

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圖為DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅逐艦具體裝備標註。

X波段雷達一般有美國的SPG-62照射雷達、SPQ-9B有源相控陣雷達、日本的FCS-3雷達等,這些雷達往往孔徑較小,但是功率也很大。這兩種任務不同的雷達,過去是完全獨立的兩套系統,分別有自己的天線、處理器、顯示設備和指控設備,但是隨著技術的進步,人們開始嘗試把兩種雷達合併起來,畢竟這樣可以有效節省軍艦的空間和重量,在寸土寸金的軍艦上,合併龐大的雷達系統,意義重大。

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“朱姆沃爾特”雖然先進,但是砍掉了雙波段雷達後,成為美國海軍的雞肋。

於是美國在當初研發DDG-1000“朱姆沃爾特”級驅逐艦時,率先提出了雙波段雷達計劃,也就是DBR,該計劃中包含兩個雷達天線,也就是VSR對空搜索S波段雷達和MFR對空火控X波段雷達,這兩種雷達雖然天線和射頻分開,但是後端融合在一起,共用一套處理器和顯示設備,這樣就節省出一套後端設備的重量和空間,也極大的提高了雷達的搜索效率,以及整個軍艦對空作戰的效能。

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但是因為美國的財力所限,這種雙波段雷達最後沒有實現,美國砍掉了DDG-1000型驅逐艦的VSR對空搜索雷達,只保留了他的MFR型X波段對空火控雷達,使之成為一種喪失了區域防空作戰能力的軍艦,也因此限制了任務範圍,導致該軍艦最終走向失敗。為了彌補這一錯誤,美國在最新提出的“伯克-3”型驅逐艦上重新使用了雙波段雷達,也就是AMDR-S對空搜索雷達和AMDR-X對空火控雷達,不過依然由於經費問題,砍掉了AMDR-X雷達,第一種裝備真正雙波段雷達系統的美國軍艦,要等到2023年以後才能看到了。

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圖為美國伯克3驅逐艦首批次型的配置,可見其沒有裝備AMDR-X雷達,依然沒有實現雙波段。


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圖為伯克-3驅逐艦裝備的雷達系統全套設備情況。

我國要幸運很多,我國研發的055大型驅逐艦上就首次實現了多波段雷達技術,他在艦橋上裝備了一座目前世界上集成規模最大、集成度最高、涵蓋射頻孔徑最多的綜合射頻桅杆,該桅杆加上艦橋四周的346A雷達,一共包括了S波段對空搜索雷達、X波段對空火控雷達、C波段對海搜索/火控雷達、衛星通訊系統、電子戰系統、導航設備、炮瞄雷達等各類型雷達天線,技術非常先進,性能十分強大,堪稱是當今第四代軍艦中的楷模。

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圖為美國給伯克-3裝備的模塊化雷達。


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圖為美國在測試AMDR-S雷達。


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圖為AMDR-S+AMDR-X雷達的綜合體在測試,距離這些裝備真正上艦,美國還需要很久。

然而,不論是我國的綜合射頻桅杆,還是美國即將實現的雙波段雷達,都只是在後端完成了雷達整合,共用一套處理器和顯示設備,而沒有實現對天線的合併和整合,原因一方面在於S/X波段屬於完全不同特徵的雷達波段,很難整合在一起,中美雖然進行了許多嘗試和試驗,但是目前還未成功,只能把綜合射頻堆的很高,還沒有完全實現簡潔化。

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圖為055大型驅逐艦上的綜合射頻系統。


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另一方面,也因為中美在軍艦新技術發展上攤子鋪的很大,需要突破的重點技術較多,比如高超音速武器的使用、電磁導彈發射裝置的測試、電磁炮的測試、激光武器的發展等,已經消耗了很多財力物力,而雷達系統本身也已經實現了後端整合,就已經解決了很多問題,並不需要急於尋求實現雷達天線的共孔徑。

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圖為俄羅斯護衛艦上的雙波段雷達系統。


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可是不論如何,中美都希望能夠掌握的共孔徑雷達技術,目前還沒有裝備上艦,但是韓國海軍的FFX-3型護衛艦,卻率先實現了共孔徑雷達技術,他成功的把S波段和X波段雷達天線整合在一起,裝備在一個雷達天線之中,在其艦橋上的桅杆頂部,裝備了體積小、空間小的4面有源相控陣雷達,就實現了其他國家8面類似雷達的功能,極大的節約了軍艦上的重量、空間,降低了軍艦自身電磁干擾,提高了軍艦對空作戰的反應速度和效能,確實是非常值得借鑑的。

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圖為韓國FFX-3護衛艦,目前只有他實現了共孔徑雷達技術。


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圖為中美大型驅逐艦055和DDG-1000,他們都沒有共孔徑雷達,雖然戰鬥力強於FFX-3,但是確實也有可借鑑之處。

有此“黑科技”在手,也難怪韓國海軍技術人員揚眉吐氣,宣傳FFX-3護衛艦將會是東亞第一種真正的第四代護衛艦。當然,這艘護衛艦上的綜合電力推進技術、完善的火力體系,都是他能夠進入第四代護衛艦行列的基礎,在筆者看來,雖然這艘3600噸的小護衛艦並不那麼起眼,在中美俄等大國萬噸級大艦面前似乎沒有什麼較量餘地,但韓國在“螺獅殼裡做道場”,搞出來這款“短小精悍”的小軍艦,確實也是一種軍事科技、軍事藝術的絕妙體現!


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