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反导“武库舰”

LPD-17 "圣安东尼奥" 号船坞运输舰。

 

 

以 LPD-17 "圣安东尼奥" 级船坞运输舰为平台改装的弹道导弹防御 “武库舰” 概念模型。 

"圣安东尼奥" 级满载排水量达 2.5 万吨级,空间与重量余度远较 DDG-51 “伯克” 系列充裕,得以搭载直径 6.4 米,系统信噪比 (S/N ratio, signal/noise ratio) 较现役 AN/SPY-1D(V) 型 PESA 羊皮盾雷达增加近 30 分贝的 S 波段 AESA 雷达和 288 个垂直导弹发射模块,执行弹道导弹防御任务的效能远胜于配备 3.7 米孔径天线 SPY + 11 版 (依靠使用氮化镓射频芯片有可能达到 SPY + 15) S 波段防空反导雷达(Air & Missile Defense Radar AMDR-S) 的 DDG-51 Flight III。

作为比较,帝国军未来巡洋舰原定将安装孔径 6.7 米的 SPY + 30,其系统信噪比改善幅度达到 30 分贝/1000 倍,足以将注水猪肉版隐形航空器的低可观测性屏障撕得粉碎,形形色色的所谓半隐形/准隐形平台还不够赛牙缝的。 

AN/SPY-1D(V)  雷达在低威胁环境 (自然背景噪声,基本不遭到敌方的蓄意干扰) 中对雷达反射截面 0.0025 平方米级目标的追踪半径为 90+ 海里级。假定典型弹道导弹的 S 波段前向雷达反射截面积为 - 10 分贝/0.1 平方米,则未遭敌方蓄意干扰条件下 AN/SPY-1D(V),SPY + 11,SPY + 15,SPY + 30 对其实现追踪的距离分别是 226 海里,426 海里,537 海里,1273 海里。

SM-3 Block 1A/B 与 2A 舰载反弹道导弹的射界对比。即使没有恶意干扰,SPY + 30 以下级别的雷达也无法充分发挥 SM-3 Block 2A 的性能潜力。伯克 III 的 AMDR-S 只能勉强跟上 SM-3 Block 1A/B 的动力性能。Typhon 时代雷达性能被导弹射程甩下几条街的情景又将重现。

配备 Typhon 武器系统的万吨级核动力导弹驱逐舰。其 3400 天线单元的驱逐舰型/缩水版 C 波段 AN/SPG-59 多功能电扫描雷达 (主舰桥上方的塔状物) 对雷达反射截面积 1 平方米/0 分贝级目标的单次扫描 50% 截获概率探测半径只有 60 海里。规模达到驱逐舰版 3 倍的巡洋舰版 AN/SPG-59 对 0 分贝级目标的单次扫描 50% 截获概率探测半径也仅 165 海里。

电扫描雷达可以通过压缩扫描区域来提高目标截获距离,譬如Su-35S 的 “雪豹” 雷达号称能探测到 200 海里外 RCS 值 3 平方米,迎头飞向 Su-35S 的目标,但前提是全部雷达能量被集中到 100 平方度的空域内。假定目标飞行高度不超过 20000 米,要保证对 200 海里处各飞行高度的有效覆盖,“雪豹”必须在 垂直方向上维持 3 度有余的搜索宽度,100 平方度由此换算为 30 度搜索扇面,仅为 AN/APG-77 型 AESA 雷达 120 度典型搜索扇面的 1/4。换言之,视距的增加乃以视野变窄为代价获得,若将搜索扇面增大至 120 度,“雪豹” 对 3 平方米级目标的截获距离将从 200 海里级下滑至 140 海里级,对 1 平方米/0 分贝级目标的截获距离不超过 110 海里,与 AN/APG-77 相当,依靠 55% 的额外发射功率和面积更大的天线阵列勉强实现了与 AN/APG-77 相当的探测能力。

类似地,获得第三方传感器如红外预警卫星,大型预警雷达等目标指示的反导战舰能够集中雷达能量 “凝视” 小片天空,从而大幅度提升有效追踪半径,但需要付出广角搜索能力下降的代价。未经升级的羊皮盾战舰在执行反弹道导弹任务时更是完全丧失自卫防空能力,AV 鹤海自为此还特意研制了所谓的小盾舰来为反导羊皮盾战舰保驾护航。   

使用亚燃冲压发动机的 RIM-50 远程舰空导弹巡航速度 4 马赫,动力射程 200 海里,性能参数已超过巡洋舰版 Typhon 武器系统的支持能力,除非接战对象是信号特征显著的大型飞机。

帝国军海基 X 波段反导雷达 (Sea-Based X-band radar SBX-1) 拥有重达 1800 吨,面积 384 平方米的巨大有源电扫描阵列,探测能力完爆 "圣安东尼奥" 级改款弹道导弹防御 “武库舰” 的 6.4 米孔径 S 波段 AESA 雷达。 

 

LPD-17 推进功率 30 兆瓦,最大航速 22 节,无法伴随航母编队活动,任务灵活性受到极大限制,其抗战损能力亦难以升级至一线主力战舰标准。以成熟平台为基础研制导弹防御舰自然是为了省钱,但高端防空/反导战舰的成本由武器系统主导,现役平台衍生版本的单价未见得比全新研制的反导-防空巡洋舰便宜多少。

 

混合编组时整个编队的最大前进速度取决于行动最为迟缓的成员。两栖攻击舰或以其为基础平台的反导 “武库舰” 伴随航母活动将导致整个战斗群的机动速度下降至少 30%,极大地增加遭到攻击型核潜艇鱼雷袭击的危险。

除了洪七公他老人家都能掰着指头数上三遍的 SSN-21 “海狼” 级之外,现代化攻击型核潜艇的安静航速通常不超过 15 节,是典型水面战舰最大持续航速的大约 1/2,实施鱼雷攻击的接近角相应地被限制在舰队前进轴线左右各 30 度之内,极大地简化了反(鱼雷)潜艇防御的战术问题。

二战大西洋战役的统计数据表明航速而非猎潜作战体系才是运输船舶的最佳防御。巡航速度达到 20 节或以上的快速运输船对潜艇攻击几乎完全免疫。

雷达安装位置越高,低空视距越大,日已落帝国的海军工程师们因此使出吃奶的力气将 45 型 “勇敢” 级防空驱逐舰的 1045 型 S 波段有源电扫描阵列雷达安装至钟楼般高大桅杆的顶端。但水天线距离与雷达高度的 1/2 次方成正比,雷达安装高度从 16 米提升至 36 米时,其水天线距离只从 16.5 千米外推至 24.7 千米。这额外的 8 + 千米对与超音速掠海反舰导弹殊死搏斗,拦截窗口宽度仅数十秒的水面战舰而言无疑极具价值,尤其是该舰缺乏网络化火控能力,无法依据第三方平台的追踪数据在来袭导弹跃出水天线之前即开始发射拦截弹的情况下 - 没错,说的就是被吹成一朵花的 “勇敢” 级。

然而弹道导弹虽然飞行速度比反舰导弹更快,但其登太空而小天下的飞行轨迹也为防空战舰大开方便之门。采用最大射程弹道时弹道导弹的弹道高点约为射程的 1/4,射程 2000 千米的弹道导弹最大飞行高度为 500 千米,此时其雷达水天线距离为 2916.2 千米,已显著大于其极限射程。换言之,弹道导弹飞行过程的绝大部分都处于防空舰雷达视线之内,拦截窗口宽达数百秒钟。2000 千米级射程弹道导弹的最大飞行速度约每秒 4 千米,8 + 千米额外探测半径贡献的 2 秒预警时间相对于几百秒的拦截窗口基本可以被华丽地无视。帝国反导 “武库舰” 之所以将雷达天线安装在舰桥顶部,并不是如某些人臆想般地为了增大覆盖半径,而是因为这样的设计能够尽可能减小主舰桥的结构改动幅度,更加契合该舰 “现役型号改款版廉价产品” 的市场定位。 

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