战场环境侦察与监视系统

数字化战场是高度网络化、一体化的战场,工程兵战场环境侦察与监视系统的主要特色是:可以更为详尽准确地探测到工程行动所需的精确信息,例如:一些特殊地形地域的特种信息(如登陆作战中敌方岸滩的翔实地理特征信息,丛林地带的地面坚硬度、干湿度)等。

这些信息的侦察将为更准确地制定工程行动方案提供情报依据。战场环境侦察与监视系统是一个智能化的高技术传感器网络,它通过“数字化路标”作为传输工具,为工程兵各作战平台与单位提供“各取所需”的情报服务,使工程兵的情报侦察与获取能力产生质的飞跃。其系统组成为:

撒布型微传感器网络系统,机载、车载型侦察与探测设备等。

数字化的C3I系统

工程兵的数字化将与合成军的数字化发展保持同步,同时又有其独到之处。工程兵的数字化,将使工程保障行动更准确、及时、有力。例如:通过智能化与自动化的阵地工程规划与管理系统,指挥人员可对整个作战地域的所有工程行动进行统筹规划与管理,生成工程方案并根据实际需要进行费、效、时的合理优化,选定最佳方案;通过数字化通信网络指导部队迅速完成任务,实现对部、分队,甚至单机、单人的指挥与控制。

工程兵作战实验室

工程兵作战实验室是工程兵面向21世纪建设的核心,其主要任务是:建设工程兵综合数据库;进行现有技术、装备与战术条件下的作战仿真与模拟,最大限度地发掘现有装备的能力,配合部队训练与作战;在上述基础上进行未来高技术作战条件下工程兵行动的综合仿真模拟,对工程兵的先进概念、技术、装备与战术进行预测、论证与仿真试验,确定工程兵总体发展战略和阶段发展策略,使工程兵在有限的资金与技术发展条件下,把握现实与未来的合理统一。工程兵作战实验室的主要宗旨是面向未来作战,它对工程兵的发展与建设将产生极其深远的影响。

除以上主要的综合技术集成外,21世纪初叶的高技术工程兵还需要一系列的相关高技术,如新材料与智能结构技术、快速构筑与修复技术、全球定位系统(GPS)及军事地理信息系统(MGIS)、微机电技术(MEMT)、数据融合技术(DFT)、计算机技术(包括多媒体技术、虚拟现实技术、网络技术等)、智能机器人技术、非致命武器技术、智能传感器技术、先进航空技术等。21世纪的数字化工程兵的装备将是先进技术优化组合、按需配置的系统化综合集成的产物。这些技术的非线性一体化集成将使工程兵向多维化、数字化和智能化发展,使其作战能力发生革命性的变化,并使其从战争的后台走上前台。

21世纪韩国空军发展趋势

80年代末以来,随着美军的战略收缩,韩国吸取了海湾战争中伊拉克消极防御的教训,加快建立“自主国防”体制的步伐,明确提出“全方位防御战略”,制定了“加强海空军建设,使三军协调发展”的军队建设方针,从而更加重视空军建设。迄今为止,韩国空军有55000多人,大约1300架飞机,是亚洲技术最先进的空军之一。展望未来,韩空军可能朝三个方向发展。

由联合防御向自主防御发展

长期以来,韩国的防空体制走的是韩美联合防御的道路。冷战结束后,旧的防御体制被打破,美军陆续从朝鲜半岛撤走,韩国随之抛出自主防御战略,制定了新的发展规划,大力加强空军建设,重点提高防空、侦察预警和空中攻击能力。

首先,完善早期预警系统。近几年,韩空军为加快发展高效能的早期预警系统,不惜花费巨资先后从美、德等国购进了先进的雷达(如AN/FPS-117远程预警雷达)、计算机终端等,并在北部和西部地区部署了远程搜索、警戒和预警雷达,把预警距离从400千米扩大到1000千米,可在来袭飞机进入领空前提供4至8分钟的预警时间,并能引导己方飞机进行拦截。还拟引进8套空中战术情报系统,购买4架E-2C预警机,目的是增强远距离监视能力,既能覆盖整个朝鲜半岛,自身又不受威胁;与海军联合购买160架无人侦察机,以及计划研制和发射“科学实验”侦察卫星,尽早建立自主的空中监视预警系统,引进C4I系统以实现战区指挥与控制自动化。

其次,更新完善通信设施,以提高情报信息的自动化处理能力和实时传递能力,加快情报信息的传输、处理速度,灵活反应,及早准备适时攻击。

由固守防御向攻势防御发展

韩空军认为,原来那种主要担负支援陆军固守防御作战任务的弱小空军力量已远远不能适应未来作战需要,再加上韩国特殊的地理环境条件,地形狭长,三面环海,纵深较浅,要抵挡住敌之进攻,必须采取攻势防御战略。为实现这一战略,韩国空军正采取以下措施,致力于发展空战武器、防空系统等。

技术改进

韩空军运用新技术对现装备的F-4、F-5等几种机型进行现代化改造,为F-4战斗机安装了APG-68型机载雷达、夜间低空导航设备、红外搜索设备,以及先进的武器投射系统等,可携带AIM-7“麻雀”和AIM-9L“响尾蛇”空空导弹,具有中远距攻击能力;为F-5战斗机换装了多功能火控雷达、激光测距器、平视显示器和惯性制导系统等,并加装了AGM-65“小牛”电视制导导弹,使之具备了较强的空战和对地攻击能力。

自行生产

1991年,韩空军决定生产F-16战斗机,目前已进入国产化阶段;由大字重工集团研制生产的“天马”地空导弹系统目前已造出2台样机并开始试验,该系统携带韩自制的导弹。

积极引进

1986年以来,韩国空军共引进各型飞机207架。主要有F-16、F-4E、RF-4E(侦察型)等战斗机和C-130、CN-235运输机。还计划耗资数十亿美元购买美国的F-15、俄罗斯的“苏-35”、法国的“狂风”以及EF-2000等各型战斗机120架,所购飞机预计2002年开始服役;另外,还打算从美国引进80~100架UH-60P直升机,从荷兰引进12架“福克-100”运输机。韩空军为加强防空力量建设,大量购进各种导弹系统。主要有AIM-7E“麻雀”、AIM-9L“响尾蛇”和980余枚“西北风”等导弹系统。最新消息表明,韩国正在就准备从俄罗斯购买S-300V防空导弹系统问题谋求美国的同意。

寻求国际合作

由于经费比较紧张,韩国的TKX-2高级教练机和轻型攻击机计划延误了研制时间。

对此,韩国三星宇航公司已开始寻求国际合作来分担费用,以使该计划的研制费用控制在20亿美元以下。1997年研制工作已全面展开,2000年进行首次试飞,2003年服役。另外,将在法国“新一代响尾蛇”防空导弹系统的基础上研制“柏枷索斯”低空近程地空导弹系统。韩国军方对这一做法给予了充分肯定,认为“研制这样的系统比购买这样的系统强”,这对加快其空军建设将起到促进作用。因此,韩空军的攻势防御能力可望在21世纪得到大大加强。

由沿岸防御向远海防御发展

由于韩国与周边国家在大陆架划分、海洋权益等方面存在分歧,并与日本有领土之争。

为保卫领海领空不受侵犯,维护海上通道的安全,增强防御的弹性,韩空军提出远洋防御的作战指导思想,大力提高空军的远程作战能力,建设能适应未来多元化安保环境需要的“战略型空军”。尤其是近几年,韩国更加重视航空航天技术的开发和研究。1989年,韩国成立了“韩国航空宇宙研究院”,并在政府内设立了“航宇工业开发政策委员会”,统一领导航空航天工业,到2000年达到世界第十二位的水平,最近决定投资42。

2亿美元用于发展航空航天工业,此举为自行研制高性能作战飞机奠定了基础。韩空军利用这一契机,规定今后大力发展新型战斗机,其作战半径不少于1000千米,并积极谋求从国外引进空中加油技术,将进一步提高远海防御能力。目前,韩空军的防空系统能探测距离为850~200千米的高、中、低空目标,日指挥引导能力为800余批次飞机;其防空拦截能力可达朝鲜半岛全境和整个黄海空域,具备了远海作战的基本条件。

21世纪航天数据存储技术展望

航天工程需要采集大量数据。但航天飞行任务获取数据的能力,受地面站数量、分布或数据中继卫星可用性的限制,在许多场合需要星(船)上数据存储的支持。

为了解太阳系和宇宙的形成与演变、生命起源与进化以及地球环境的形成过程而进行的空间探测,需要收集大量科学数据。但由于飞船飞越行星的探测时间十分短促,与地球相距遥远,实时传输能力极其有限。在目标星处于飞船与地球之间受到遮挡的情况下,则无法实时传回数据。因此,空间探测器无不配备星(船)载记录器以存储和重放数据。星(船)载记录器的故障可使任务数据损失75%,甚至导致整个飞行任务失败。

对地观测卫星为了获取全球图像,星上数据存储能力至关重要。法国斯波特资源卫星是目前国际上最主要的遥感图像来源。据斯波特24计划主管让2皮埃尔·米丹称,如果没有星上数据存储能力,斯波特卫星只能完成其任务的40%左右。

即使有数据中继卫星,在可以通过星一星一地传输方式获取数据的条件下,星(船)上数据存储能力仍是不可缺少的。首先,当飞行器处在地面站接收范围之外,或处于中继卫星的盲区或占线状态时,需要用星(船)载记录器作为缓冲器,暂存星上仪器产生的数据,待飞行器进入地面站接收范围或中继卫星线路可用时,重放数据传回地面。同时,星(船)载记录器还可作为数据率变换器,加速重放,缩短或减少中继卫星与地面站接触时间,以减轻中继卫星的高峰负荷,实现更有效的调度。

航天数据存储技术的特点

航天数据存储技术具有不同于一般信息存储技术的鲜明特点:

1.体积、重量和功耗受到严格限制

2.长寿命、高可靠性——星载记录器一般要求工作寿命3~5年,每年开/关机100000次以上;寿命初期误码率5×10-7,寿命末期达到1O-6。

3.具有极强的生存能力——记录再人参数的导弹记录器和载人飞船应急记录器,要求在极端恶劣的力学环境下,保证记录结果完好无损。触地回收(通常称为硬回收)导弹记录器承受触地瞬间高达200000~300000g的冲击加速度和由巨大动能产生的高温、高压气流的强烈冲击。载人飞船应急记录器,要求能承受1000g、5ms的三向冲击,在1000~1500℃火焰中可坚持30分钟,并能在海水中浸泡30天以上。

4.工作环境苛刻——星(船)载记录器不仅要承受发射阶段的强烈振动、冲击,还要长期工作在飞行轨道的真空、高低温环境中,承受空间的自然辐射,而且不能发生单粒子翻转、闩锁或性能下降。某些空间探测任务还提出了极富挑战性的要求。例如以确定火星上是否有生命为主要探测目的的海盗号计划,为了保证实验的完整性,保护火星环境不受污染,要求火星着陆器内部设备事先经过110~C以上至少持续54小时的高温灭菌。要求船载记录器在白昼温度-29.4℃,夜间低达-87.2℃的火星表面存活90天以上。

5.开发费用巨大,售价昂贵——由于航天数据存储设备技术精密复杂,工作条件苛刻,市场狭小,因而研制周期长,开发费用很大,售价昂贵。70年代初,美国为内行星和行星际空间探测器水星号和火星探测器海盗号着陆器研制船载磁记录器分别投入了316.6万和20万美元开发费,每台记录器价格分别为25万和27.5万美元。一台对地观测卫星记录器的价格约需350~500万美元。

存储容量1~10吉比特的固态记录器的售价目前约需120~160万美元。

航天数据存储技术现状

1.磁记录器

使用星载磁记录器存储数据的历史,可追溯到50年代末。1959年2月17日发射的美国先驱者气象卫星装载了第一台回环式空间磁记录器,可记录50分钟红外观测系统采集的云图,在一分钟内重放完毕,轨道寿命2周。美国于60年代初发射的一系列电视红外观测卫星泰罗斯,大幅度改进了星载磁记录器的设计,要求轨道寿命达到6个月。泰罗斯2于1960年11月23日发射,到1962年5月在轨运行17个月,记录器工作正常。

陆地卫星1~3每颗星装载两台磁记录器,可录放30分钟4兆赫RBV模拟数据,或每秒15兆比特MSS数字数据,存储容量30吉比特,设计寿命为录/放循环4000次。

载人航天飞行从美国第一个载人飞船系列水手号(1961年5月~1963年5月),第二个载人航天器双子星座飞船(1965年3月~1966年11月),阿波罗登月飞行(1969年7月~1972年12月),欧洲第一个可重复使用的载人空间实验室,到美国航天飞机都广泛采用磁带记录器存储数据。挑战者号航天飞机1984年10月5日至13日的飞行任务共载有10台空间磁记录器。此次飞行的主要实验项目是用成像雷达SIR2B绘制地面图形,由高数据率磁记录器(HDRR)暂存,再经过跟踪与数据中继卫星(TDRS)传往约翰逊航天中心。但由于航天飞机的天线瞄准问题和后来TDRS的暂时性故障,HDRR成为获取有效数据的重要来源。

1986年1月28日失事的挑战者号航天飞机使用在正常环境工作的高密度数字磁记录器记录发动机工作参数、座舱环境及航天员的话音。失事后回收时,记录器已在27.5米深的海水中浸泡了6周,外壳破裂,磁带卷板结,已无法使记录层不受损伤地打开。经过复杂周密的特殊处理,读出了90%以上的数据和全部话音记录。

由于受技术发展水平的限制,早期的空间磁记录器曾是美国航天器中最易出故障的部件。据戈达德航天中心等6单位统计,1962~1972年10年问,美国航宇局和美国空军共发射10家厂商生产的空间记录器36种163台,空间运行时间达307435小时,平均故障率116.656/106小时。基于旋转磁头记录技术的陆地卫星1~3星载磁记录器,曾先后出现故障。此后,固定磁头纵向记录技术兴起,不断改进完善,仅仅几年时间就使空间磁记录器成为美国航天器中最耐用、最可靠的部件。1971~1991年,在无人飞行任务中共有135台记录器发射升空,有54台记录器随航天飞机及其有效载荷发射并返回地面,平均无故障间隔>120000小时。典型深空探测记录器的工作寿命可达到走带32000次,相当于磁带通过磁头运行30000公里,误码率不大10-6。

其中,恒张力弹簧的寿命可达循环60000次以上。用手表发条类比,相当于每天上紧一次,连续工作164年。海盗号着陆器磁记录器设计寿命为在火星表面存活90天。

实际上,在火星轨道器机动燃料耗尽,信号丢失6年之后,记录器仍在工作。

近年来,记录密度更高的旋转头螺旋扫描磁带记录技术发展成熟,开始进入航天工程领域,1993年初,首次在美国航天飞机飞行任务中应用成功。1994年4月20日,美国奋进号航天飞机开始为期11天、行程724万公里的飞行任务,机上装有多国天基成像雷达SIR2C/X2SAR。飞行期间,成像雷达使用3台机载高密度数字旋转头磁记录器记录收集了覆盖5000万平方公里的地面图像数据。SIR2C数据率为180兆比特/秒,X-SAR数据率为45兆比特/秒,总数据率达225兆比特/秒,数据量约32×1012比特。航天飞机共携带了160盒磁带。

我国星载磁记录器的研制工作起步于60年代。装在返回式卫星回收舱内的星载磁记录器,用于记录返回段至触地段的全部工程参数及监测信号。1975年11月26日发射的返回式卫星装载的磁记录器在接近硬回收的条件下,仍成功地回收了记录磁带,取得了宝贵的数据。

风云一号(01批)气象卫星装载的磁记录器于1990年9月3日发射上天。两台星载磁记录器一台在轨工作,另一台在轨备份。一年后进行在轨测试,两台记录器工作正常。

由记录器记录/重放的延时云图清晰度接近美国泰罗斯2N/诺阿卫星的数字化甚高分辨率实时传输云图的水平。经星载磁记录器记录回收得到的工程遥测数据,为分析卫星姿控系统故障原因提供了重要依据。

目前正在为资源一号卫星、风云一号(02批)卫星等三种卫星研制星载磁记录器。

其中,资源一号皇载记录器数据率53兆比特/秒,存储容量47吉比特,已转入初样生产。

风云一号(02批)星载记录器目前已转入初样生产。

2.固态存储

以固态存储器件为基础的固态记录器进入空间应用领域大体上始于70年代末。1979年,德国道尼尔公司为哈勃空间望远镜微光相机研制的图像/事件存储器,由4KCMOSRAM组成,存储容量4兆比特,数据率10兆比特/秒,功耗15瓦。1990年开始在轨运行。

受器件存储密度的限制,早期固态记录器的容量很小,价格昂贵。随着固态器件存储密度的飞速提高,80年代末在低地球轨道商业卫星成像系统对于数据存储不断增长的强烈要求驱使下,各厂家开始竞相研制星载大容量固态记录器。这些研制工作最初都以取代磁带记录器为目标,对用户完全透明,其外形、安装、功能与磁记录器完全相同。例如,美国费尔柴尔德空间公司以256KCMOSRAM为基础,为极轨地磁测量卫星POGS(STPP8722)研制的固态记录器,存储容量512兆比特(最大16.4吉比特),1990年4月发射。

该公司的固态记录器还用于戈达德航天中心的其它一些飞行计划。

我国从70年代末开始研制弹载、箭载和星载固态记录器。弹、箭载固态记录器主要用于级间分离、滑行段及再人段遥测信号的延时传输;星载固态记录器主要用于记忆重发地球背面参数。它们大多为遥测系统配套产品,容量较小。

实践四号卫星星上遥测设备中的固态记录器采用256千比特CMOS静态随机存取存贮器(SRAM)器件,存储容量2兆比特。星上配置两台,一台实时工作,另一台热备份。任务要求寿命0.5年,每天工作24小时。

1994年2月4日发射,在半年工作期间,从未出现单粒子翻转或单粒子闩锁事件。实践四号在轨工作一年后,于1995年2月17日测试,固态记录器仍然工作正常。

3.磁盘与光盘

磁盘与光盘均为旋转式直接存取存储设备。在操作可靠性和介质寿命方面,光盘更具优势。磁光盘是主要的可擦写光盘。

1996年10月20日发射升空,11月4日返回地面的我国第17颗返回式科学探测和技术试验卫星,首次搭载了加固型3.5英寸(9厘米)磁光盘机,数据率(连续)8~9兆比特/秒,存储容量1.84吉比特,误码率10-12。飞行期间对三类数据进行了4次读/写试验,取得了圆满成功。

发展趋势

1.数据率更高,数据量急剧增加

随着新型遥感器的发展,航天飞行的数据量将急剧增加。2l世纪初,轨道科学仪器产生的数据预计将增加几个数量级。电子侦察系统的数据率将普遍超过100兆比特/秒,大型传输型侦察卫星的数据率将达300兆比特/秒,要求存储容量达1000吉比特。

2.传统磁记录技术进一步完善

传统的空间磁记录器,将进一步提高记录密度,提高可靠性,延长工作寿命。直至本世纪末,西方所有大型对地观测遥感平台,都将继续使用星载磁记录器存储数据。从我国国情出发,传统的固定磁头纵向记录格式长寿命星载磁记录器直至21世纪初叶将继续发挥重要作用。

3.旋转头磁记录技术崛起

19毫米ID21格式旋转头螺旋扫描盒带磁记录器将进入航天应用领域,成为新一代空间记录器。作为星上数据暂存器或通信线路缓冲器,为雷达成像卫星和传输型详查卫星服务的高数据率超大容量数据存储设备,在近期内,旋转头螺旋扫描磁带记录仍是唯一可行的技术途径。

4.固态记录技术方兴未艾

半导体存储器件的集成度大约每3年翻两番。1994年底日本三菱电子、日本电气、东芝、富士通和日立等公司平均月产16兆比特动态随机存取存储器(DRAM)50~100万片。1994年底出现64兆比特DRAM原型样品。日本、美国和德国公司正在试制256兆比特的DRAM。韩国三星公司已完成l吉比特同步DR.AM(s2DRAM)原型样品,声称将于1997年推出工程样品,2000年后批量投产。这无疑将推动固态记录器向更大容量发展。固态存储记录技术方兴未艾,其空间应用前景广阔。

21世纪初星载固态记录器的大致轮廓如下:用户总容量200~500吉比特;数据率达300兆比特/秒;功耗30~100瓦;重量30~90公斤。

体积40~100升;4年可靠性O.95~O.98;误码率10-11~10-13;采用16/64兆比特耐辐照CMOSDRAM存储器件。

抗辐照强度总剂量40千拉德(Si),通过检测校正抗单粒子翻转,用过流检测与电源线路切换抗闩锁;工作温度范围-40~+80℃;可实现容量升级。届时,可能出现用户容量l~8吉比特;数据率≥100兆比特/秒。

每板功耗0.5~4瓦;重量1~2公斤,适合随机/JJ顷序存取的单板固态记录器。

5.多种存储技术组成新格局

预计到本世纪末,随着波长.532纳米的绿色固态激光器的问世,5125英寸(13厘米)磁光盘的容量可达5—6吉比特。采用多束激光二级管阵列,数据率将达80~160兆比特/秒。使用轻型光头,存取时间接近硬盘。

未来的载人航天飞行,将需要在飞船上存储控制程序、校准数据和为船上数据处理提供工作存储,以便在例行监视中减少下行线路带宽。自主能力更强的飞船,以及由机器人进行检测和维修时,还需要存储知识库、参考图和原理图。所有这些任务都需要具有直接存取能力的记录器来完成。它为磁盘、磁光盘等直接存取记录器提供了用武之地。

21世纪关国海军的反潜装备

反潜战在美国海军的海上作战中占有十分重要的位置。特别是冷战结束以后,美海军对其海上战略进行了重大调整,将主要作战方式由在海上的远洋作战转变为从海上实施的联合作战,将主战场由远洋转变为沿海地带,这对美海军的反潜作战能力提出了新的挑战,要求所使用的反潜装备必须要能够在浅水及沿海区域环境噪声强烈、声学条件复杂的情况下有效地对付新一代“安静”型潜艇。

为此,近几年来,美海军十分重视发展先进的反潜战装备,并力争在21世纪保持在这一领域的技术优势。

发展先进的反潜平台

美海军的反潜平台由空中、水面和水下三大部分构成。其中,空中平台和水下平台是反潜战的主体。

空中平台

1990年4月,美海军接收了第50架也是最后一架P-3C改进Ⅲ型“猎户座”岸基海上巡逻机。该型机引入了IBM公司的AN/UYS-1型“变幻海神”声学处理器、新型的AN/ARR-78声纳浮标信号接收机,使其反潜战能力得到了提高。从1994年起,美海军开始对现役的约267架P-3C进行延长服役期的改进。

另外,美海军已计划从2002年起,对P-3C进行进一步改进,主要内容是引入改进型增程回声测距/机载主动接收器(IEER/ADAR)系统、先进的磁异探测仪(MAD)及先进的潜望镜探测雷达。经此改进后,P-3C将明显增强在浅水区及沿海海域的反潜战能力,并将至少服役至2015年。

在美海军航母编队中实施远程反潜战的是S-3B“北欧海盗”航母载固定翼反潜机。该型机可部署在航母前方约200千米处进行反潜巡逻和对潜攻击。目前,美海军已考虑在该型机上装备IEER/ADAR系统、新型的合成孔径/逆合成孔径雷达(SAR/ISAR)、运动目标指示器(MTI)、高清晰度多功能前视红外/微光电视(LLLTV)和激光测距指示器,并将对联合海上信息系统(JMCIS)的机载设备进行改进。经上述改进后,该型机可服役至2015年。

舰载直升机是美海军航母编队重要的中程反潜力量。

目前,美海军航母上搭载的为SH-60F“海鹰”航母内区反潜直升机,其他水面舰艇搭载的是SH-60B“海鹰”“拉姆普斯Ⅲ”直升机。为提高SH-60系列直升机的浅水反潜战能力,美海军已开始实施一项名为“SH-60R/60R(V)多功能直升机”的改进计划。计划的核心是在现有SH-60B/F中加装机载低频声纳(ALFS)、具有ISAR和潜望镜探测功能的多模式雷达、电子支援措施(E**)系统及综合自卫系统。改进后的直升机可服役至2020年。

水面平台

为了自卫以及对进入航母编队内部的敌方潜艇进行攻击,美海军十分重视水面舰艇的反潜战能力。目前,美海军可担负反潜战任务的有“提康德罗加”级导弹巡洋舰,“阿利·伯克”级、“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰和“佩里”级导弹护卫舰。这些舰艇均搭载有SH-60B“拉姆普斯Ⅲ”反潜直升机,装备有美海军最先进的水面舰艇反潜战作战系统。它们的反潜战能力将随着舰载直升机及舰载反潜武器和电子设备的改进而不断得到增强。

另外,“阿利·伯克”级导弹驱逐舰已从该级的“奥斯卡·奥斯汀”号(DDG-79)起搭载两架直升机,这将明显提高该级舰的反潜战能力。值得注意的是,美海军已正式启动了SC-21水面舰艇计划,首舰将在2008年服役。随着各种先进技术在SC-21上的应用,该型舰也将成为有效的反潜平台。

水下平台

为在21世纪代替“洛杉矶”级核动力攻击型潜艇,并提高浅水及沿海反潜作战能力,美海军已开始没计建造新一代攻击型核潜艇。新型攻击型核潜艇(NSSN)将装备先进的声学、信号处理及武器系统,除具有传统的远洋反潜战功能外,还将加强浅水及沿海作战能力,并能完成主/被动布雷、特种部队输送、战斗群支援、情报收集及监视、制海、对陆攻击等多种任务。在设计和建造中将采用先进的壳体吸波技术、电磁抑制及消声技术。

为提高反潜能力,将采用潜艇区域反潜战系统、轻型宽口径线列阵声纳、先进的鱼雷发射系统、水下遥控航行器、收发分置信号处理系统、被动测距/目标运动分析系统、非声学传感器、具有自适应波束形成及线列阵形状调整功能的多线拖曳线列阵声纳等当今世界最前沿的反潜技术和反潜设备。该级艇还将采用模块化设计,以使其能够快速进行改装以适应多种作战需要。基线型NSSN长约113米,排水量7700吨,动力装置为S9G核反应堆,水下航速25节,编制艇员113人,主要反潜武器为24条MK48ADCAP重型鱼雷。

首艇的先期采购于1996财年拨款,按目前的计划,2、3、4号艇将分别在1999、2001和2002财年拨款,总建造数量将达30艘。

发展先进的反潜武器

美海军的反潜武器包括反潜导弹、反潜鱼雷和反潜水雷。

反潜导弹

美海军目前使用的反潜导弹有两个型号,一个是水面舰艇装备使用、90年代初服役的垂直发射“阿斯洛克”反潜导弹,另一个是核潜艇使用、60年代服役的“萨布洛克”反潜导弹。

这两型导弹自服役后即进行了多次改进,特别是“萨布洛克”70%的组件已被更换或重新设计。由于美海军远程反潜武器(ASWSOW)的研制工作进展缓慢,这两型导弹将伴随美海军进入21世纪。

鱼雷

美国国防部已考虑在2020年之前不再为美国海军研制生产新型鱼雷,将鱼雷的发展重点放在对现役鱼雷的技术改进上。

在1995年12月制造商向美国海军交付了最后一批MK48ADCAP(先进能力)重型鱼雷后,美国海军即着手制定该型鱼雷的改进计划,以提高其对付深水及浅水目标的能力。主要措施是改进推进系统,引入消声设备来减小由奥托燃料驱动的旋转斜盘活塞式发动机的辐射噪声;改进制导及控制系统,引入商用成品(COTS)处理器和一种新的信号接收机。

MK-48ADCAP的软件也将被改进。

美海军的MK50先进型轻型鱼雷的生产在1996财年结束。威斯汀豪斯公司和阿兰特技术系统公司通过5年的低速生产,共交付了1063条MK50鱼雷。

该型鱼雷采用SCEPS(贮存化学能推进系统)发动机推进,装有定向爆炸战斗部,既可对付高航速、大潜深的目标,又可对付潜望深度目标。由于财政的限制及作战要求的变化,美国海军不准备再采购MK50鱼雷,转而对现役的MK46轻型鱼雷进行现代化改进。

1993年,美国海军作战部长办公室决定实施一项费用和可行性研究,来评估将MK46和MK50的技术优势组合在一起来生产一种轻型复合鱼雷(LHT)的可行性。

经过充分论证后,1996年6月,美国海军海上系统指挥部与阿兰特技术系统公司的海上系统分公司、休斯公司签订了一项价值1320万美元的合同,由这两家公司联合研制LHT。

在研制合同下,将采购31条LHq、用作工程发展模型,试验将于2001年结束,低速生产预计从1999年初开始,大规模生产将于2002年开始。LHT(正式名称为MK46Mod8)将混合采用MK46、MK48ADCAP及MK50的先进技术,主要包括M:K50的前部线列阵和发射机、MK46的MKl03战斗部和推进系统及MK48重型鱼雷的变速控制板。还将采用新型数字化接收机、深度传感器和运行MK48ADCAP及MK50战术软件的信号和战术处理器等COTS电子器件。

除此之外,LHT还将采用新型的壳体及换能器。

反潜水雷

截至1997年,美海军的武器库中有两个型号的反潜水雷,即MK60反潜密封鱼雷(CAPTOR)和MK67潜艇布放自航式水雷(SLMM)。这两型水雷正在被阶段性退役。考虑到水雷在未来海上封锁作战中的重要作用,美海军水下战中心已提出将早期的MK48鱼雷(非ADCAP型鱼雷)改为双战斗部SLMM。被称为MK48高级SLMM的这种水雷将比MK67具有更大的航行距离和更精确的制导精度,可在一个初始位置布放第一颗水雷,然后自动航行一段距离布放第二颗水雷。该型水雷中将采用先进的可编程多感应(声/磁/震动/压力)MK71目标探测仪,可对各种水中目标进行有效的探测、分类、识别及攻击。

发展先进的反潜战传感器及指控系统

水声监视系统

综合水下监听系统(IUSS)是美海军现役主要的固定式水声监视系统(SOSUS),可为美海军的各种反潜战平台提供反潜信息。它充分利用了现役通信技术和计算机信号处理技术,可在远距离对水声监视系统的水听器基阵进行监听。为提高该系统的有效性和可靠性,美海军已决定在1998财年结束之前,在该系统的岸上设备中加装海岸信息处理系统(SSIPS)和监视指示系统(SDS)。

为确保能在21世纪提供长期有效的水下监听能力,美海军已研制了一种固定式分布系统(FDS)。该系统由水下部分(主要是与光缆相连的水听器基阵)和SSIPS两大部分构成,海底水听器基阵可部署在远海、海峡或近海区域。FDS与研究中的高级可部署式系统(ADS)、SOSUS以及舰艇使用的拖曳线列阵声纳相结合,可以较好地为各种平台提供反潜战信息。

ADS是美海军正在研制中的一种可快速部署的高机动性水下监视系统,它采用了模块化设计方法,可随海上作战编队一道行动,对探测浅水区活动的核动力潜艇和安静型常规潜艇十分有效,能为.编队指挥提供准确的威胁位置信息和可靠的海洋图像。按计划,ADS将在2003~2004年间进入舰队服役。

水面舰艇反潜战系统美海军从90年代初开始对其水面舰艇广泛装备的AN/SQQ-89水面反潜战作战系统进行了改进,改进后的系统被称为“啸声(Squeaky)-89”。目前“啸声-89”已装备“提康德罗加”级导弹巡洋舰,“阿利·伯克”级、“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰和“佩里”级导弹护卫舰。

该系统由七大部分组成,分别是:AN/SQS-53C/56主/被动舰壳声纳、SQR219战术拖曳线列阵声纳、MK116反潜战火控系统、AN/SQQ-28声纳浮标处理器、AN/SQR-4SH-60B直升机数据链、AN/UYQ-25B声纳就位模式估计系统(SIMAS)和AN/IJSQ-132战术显示支援系统(TDSS)。为提高该系统的反潜战能力,美海军目前已着手对该系统作进一步的改进,改进的主要内容有:①用SH-60R直升机代替SH-60B直升机。②利用拖曳式主动接收分系统(TRAS)在SQS-53C/D舰壳声纳、SH-60R直升机载低频声纳和本系统之间进行双向或多向收发分置信息传递。③使用低频主动收发分置接收、处理和显示技术。④加装遥控猎雷处理及显示系统。⑤采用先进的回声跟踪分类仪(ETC)来提高主动分类能力。⑥采用轻型宽波段变深声纳(LBCDS)。⑦采用多传感器鱼雷识别及告警处理器。⑧采用可对来袭鱼雷进行欺骗的展开式声学诱饵。

改进后的系统被称为SQQ-89I,将装备新建造的“阿利·伯克”级驱逐舰及SC-21水面舰艇。

潜艇作战系统

美海军的潜艇作战系统一直处在不断改进之中,并广泛吸收了当代最先进的信息处理技术。目前最先进的是安装在“海狼”级核动力攻击型潜艇上的AN/BSY-2潜艇作战系统。该系统综合了声纳跟踪、监听和发射MK48鱼雷及“战斧”巡航导弹的全部功能。它从1996年以来一直在进行海上试验,试验证明该系统具有良好的可操作性、可靠性和较短的响应时间,其总体性能明显优于“洛杉矶”级使用的CC**K-1和MK-2潜艇作战系统。

为提高潜艇反潜战效能,美海军已开始实施一项在现有潜艇作战系统中采用市场现成设备的计划。整个计划完成后,可极大地提高“洛杉矶”级潜艇的反潜作战能力,并可为未来美海军潜艇作战系统的研制提供有益的帮助。

21世纪轻武器新星——美国理想班组支援武器

本文介绍一种新型武器——理想班组支援武器。据国外多种杂志提供的信息,这是美国正在进行论证和研制的一种新的轻型支援武器。本文在介绍其基本情况的基础上,对理想班组支援武器系统进行一些初步分析。

简介

理想班组支援武器,是一种双人使用的步兵轻型支援武器,也有的称其为榴弹机枪或榴弹发射器,现在研制中的初样机(见题图)是一种采用导气式自动原理、闭膛待击、可选择射击的自动武器。主要用于杀伤生动目标或毁伤轻型装甲目标,也可用于对付低空目标,是美国理想轻武器族中的一个重要武器系统。该武器是90年代中期由美国三军轻武器发展规划委员会提出的,随后组成了以普莱梅克斯技术公司(即著名的前奥林军械公司)为首的研制小组,组员有奥利康?康特拉维斯公司、休斯飞机公司、戴龙公司、三军轻武器规划委员会、通用动力军械系统公司(即前马丁军械系统公司)等。具体分工是:普莱梅克斯技术公司负责武器总装、杀伤弹研制和弹药效果分析;康特拉维斯公司和休斯飞机公司负责火控系统的研制;戴龙公司负责新型引信研制。通用动力军械系统公司承担发射器和三脚架的工程设计与研制;三军轻武器规划委员会负责战术技术要求论证、总体规划和政府技术咨询。

1996年之前是总体论证阶段,主要确定武器的战术使命、主要技术途径和口径等;1996年开始进入初样机研制阶段;1997年年中进行第一轮试验;总体论证阶段于1998年结束。

美国陆军规划委员会要求研制单位提供三挺发射器和4000发样弹,以便于1998年2月进行试验。

战术与历史背景

2.1 不断求新是美国武器发展的特点

翻开美国的武器发展史,可以看出美国在武器的研制上总是不断求新,在各个历史时期,都有站在世界前列的先进武器,优秀的轻武器不胜枚举,如MKl9自动榴弹发射器、勃朗宁机枪、M1伽兰德步枪、M16步枪等。这些武器因在战场上为美军立下赫赫战功而名噪全球。

进入90年代以后,尤其是海湾战争地面战的实践,对美军的步兵武器进行了一次实战考验,他们在战争中发现了自己武器的一些缺陷,通过战后总结,军方提出了改进现有班组支援武器的总体性能设想。经过几年探索,理想班组支援武器被列入美国三军规划办公室最近制订的“三军轻武器总规划”,并且是其中的一个重要武器系统。

2.2 理想班组支援武器是美军战术变化的产物

随着美国经济和科学技术的快速发展,各种高新技术在军事上的广泛应用,美军的战术也在不断改变,步兵战术改变的特征之一是“非接触式战术”,即充分利用己方武器优势,通过在远距离上摧毁敌方的火力系统,杀伤敌方的生动力量使敌人丧失战斗能力来实现己方的战术目的。这样就要求武器在威力、射程和精度等主要性能上占绝对压倒优势。

从美军现有步兵武器来看,还不可能达到这一点,美军现装备的步兵轻型支援武器(包括自动榴弹发射器、轻型反坦克反装甲武器和重机枪)在威力和射程等主要性能上都与俄罗斯、中国及西欧等主要国家基本相当,不具备压倒优势,因而在海湾战争中,美军主要依靠其空军、海军和战略战术导弹优势,对地面的军事和非军事目标进行地毯式轰炸,然后才敢进行步兵进攻。这样不仅消耗大(每天耗资高达五亿美元之巨),而且对目标的针对性很差,造成很多无辜伤亡,而在步兵进攻时仍旧顾虑重重,对敌方的实力损耗心中无底。假如海湾战争中伊拉克军队的士气高一点,组织得好一点,地面战的结果可能就完全不同了。

以理想班组支援武器为主的美国21世纪理想步兵武器族就是为适应美军这种“非接触式战术”的需要而产生的。

主要战术任务及分析

3.1 主要战术任务

从理想班组支援武器的战术技术要求,可以推测出它的主要战术任务是:

a.毁伤1000m以内敌军的轻型装甲车。

b.压制1500~2000m之间的敌军各种火力点。

c.杀伤2000m内各种集团或零散生动目标。

d.毁坏1000m内的低空目标、海上目标,主要是低空飞机和轻型水上舰艇等。

3.2 组成

据现有国外资料分析,第一代理想班组支援武器系统主要由榴弹机枪、弹(含高精度近炸引信的高爆杀伤弹、训练和反器材弹、具有远距离搜索目标功能的自锻破片的破甲弹)和火控系统三大部分组成。

3.3 技术状况

据笔者掌握的资料分析,计划在武器系统上使用的高新技术主要有三项:微型高精度电子引信技术、微型末敏技术和微型激光火控系统。

3.3.1 高精度微型电子时间引信技术

在杀伤弹上使用的高精度微型电子时间引信,是一种可编程近炸引信,其主要特点是通过编程器对每发弹进行单独编程,编程器是火控系统与引信的接口部件,编程器利用自动装填机上的两个触点提供的电源激活引信的电子装置,装定引信的作用方式。火控系统提供给引信的各种信息,均以高频信号的形式发出,由引信头部的天线接收,收到信息后,编程器再进行引信的作用方式装定,如距离门的装定等。因此,引信在全弹道飞行过程中不受外界的干扰和影响,实际上是一种智能型电子引信。

3.3.2 微型末敏技术

末敏技术是70年代才提出的新概念,80年代开始进行实质性研究,90年代进入工程研制阶段。目前进入工程研制的末敏弹主要有:美国的萨达姆、瑞典的博纳斯、德国的斯马特和法国的阿塞德末敏弹等几种大口径(如155、203、227等)弹药。

末敏技术是一种高新技术,国外弹药专家预测,将由此引发一场弹药(尤其是破甲技术)革命。据初步分析,美国理想班组支援武器配用的25聚能装药破甲弹就是一种配用末敏引信的聚能装药自锻破片穿甲弹,研制小组已要求军方于1999财政年度投资开始研制,但估计军方将会把这种小型破甲弹的研制放在最后,主要是因微型末敏技术的攻关比较艰难。

3.3.3 微型火控系统

据资料分析,美国理想班组支援武器使用的火控系统是一种模块式综合瞄准具。这种系统是由微型热成像仪、微型激光测距仪、电子罗盘、红外照准器、微型计算机和显示系统组成。这种火控系统在综合性能上比美国已研制成功的轻武器通用火控系统萨玫克更好。萨玫克系统的测距范围90~3000m,可储存6种弹的射表,系统全重4.1kg,可配用于12.7M2式重机枪和40MKl9式自动榴弹发射器等。

3.4 要求的战术技术性能和现已达到的水平

3.4.1 要求的战术技术性能

根据外刊提供的资料分析,其主要战术技术性能是:口径25mm武器单重10kg弹重141g有效射程2000m(人员)1000m(装甲)射速400rds/rin破甲深度51mm配用弹种杀伤、训练和反器材、末敏自锻破片破甲弹3.4.2现已达到的水平据1997年《国际防务评论》提供的信息,初样机阶段武器系统已达到的水平是:武器单重11kg三脚架重3.6kg火控系统重2.1奴散布精度O.0012rad(1.2密位)弹重167g射速260rds/min初速425m/s有效射程2000m(人员)1000m(装甲)配用弹种杀伤、训练和反器材弹从现有水平看,与设想的要求有一定差距,但据报道,研制方对进一步减轻重量、提高精度和总体性能,持比较乐观态度,因样机采用的材料都是普通材料,如果采用高强度轻型材料,武器系统的全重可望进一步减轻。

3.5 计划取代的现有武器装备

据三军轻武器规划办公室的设想,该武器准备取代的武器系统有:12.7mmM2式重机枪、50(12.7mm)勃朗宁重机枪、7.62mmM60/M240式机枪和40mmMKl9式自动榴弹发射器,部分取代5.56mmM249式机枪。

3.6 计划装备的部队和装备数量

按三军轻武器规划办公室的设想,理想班组支援武器研制成功后装备的部队有:陆军、空降兵、海军陆战队、海岸警卫队和特种作战部队等。三军轻武器规划办公室计划全军装备25000具,战时调整量50%。