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标准系列导弹:技术进步与现代海上作战的演进

 小飞侠cawdbof0 2024-03-24 发布于北京



标准系列导弹:技术进步与现代海上作战的演进



远望智库开源情报中心 王继杨 张兆鑫

标准系列导弹是一种具有重要战略意义的导弹系统,其在现代海上作战中扮演着至关重要的角色。标准系列导弹的发展经历了多个版本和型号的演进,不断吸取前辈导弹的经验教训,并融入新的技术和创新。标准系列导弹的核心特点之一是其多用途性和适应性。它们可用于防空、反舰和反导等多种任务,具备灵活的打击能力。从最早的RIM-66标准导弹到如今的RIM-174 ERAM导弹,标准系列导弹不断升级和改进,以适应不断变化的战场需求。导弹的射程、精确度和打击能力得到显著提升,使得标准系列导弹成为海上作战中的重要杀手锏。

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发展历程

标准系列防空导弹系统具有40多年的历史,迄今为止超过2万枚标准导弹交付美国和各国海军服役使用。最早的SM-1防空导弹1963年开始研制,用于取代原有的RIM-2小猎犬,RIM-24鞑靼人中程防空导弹系统。在40多年的岁月里,面对不断出现的新威胁,标准系列防空导弹始终不断地采用新技术进行升级,以执行新的作战任务。随着SM-6的服役,可以预见未来十几年内标准防空导弹仍将是美国海军防空的中流砥柱。

美国第二代防空系统台风系统于1958年开始开发,用于替换早期的鞑靼人和小猎犬导弹系统。早期鞑靼人防空导弹系统容易被饱和攻击压倒,因此台风系统引入AN/SPG-59相控阵雷达以实现多目标探测跟踪,在导弹上采用TVM体制实现远程多目标攻击,但由于台风系统的指标要求太高和当时电子工业水平等限制,这种先进设计最终流产。作为台风防空系统的廉价替代者,1963年雷锡恩公司(Raytheon)开始研制标准-1(SM-1)导弹。相对于更早的鞑靼人导弹,标准-1导弹的主要改进是使用固态电子设备和全电气设计等措施,这些措施极大地提高了导弹的可靠性,并且显著地缩短了反应时间。除此之外,SM-1防空导弹还装备了MK 1新型自动驾驶仪和新型弹载电池。SM-1导弹是整个标准系列导弹的开端,标准导弹作为美国远洋舰队的防空长臂,在几十年来承担起为美国海军远洋防空的重任。

第二代台风系统的开发虽然以失败告终,但是为了对抗不断发展的空中威胁,尤其是1967年10月22日反舰导弹首次实战使用,以及随之而来的苏联反舰导弹饱和攻击的威胁,1969年美国海军开始开发SM-2导弹,而标准3拦截弹则是RIM-156B(标准2ER block IV A)平行研发的一个衍生版,和标准2ER block IV A一样属于美国海军基于宙斯盾系统的海基区域弹道导弹防御计划的子项目。它是美国海军第三代宙斯盾防空系统的一部分。标准2ER block IV A负责拦截基本在大气层内部飞行的短程战术弹道导弹,而标准3是一种中高层弹道导弹防御武器,可在大气层外拦截对手的中远程弹道导弹。

为了给美国海军陆战队提供响应更及时的火力支援,并填补战斧导弹和增程制导炮弹间的射程真空美国海军研制了陆攻型标准导弹(LASM),又称SM-4导弹,它派生自SM-2MR导弹,正式编号为RGM-165。SM-4导弹用更大的MK125弹头取代了MK 115弹头,用GPS/INS制导系统取代了原有的雷达导引头,这一制导系统由SM-3导弹的组件派生而来。

SM-5导弹是美国海军1990年代提出的超地平线拦截的防空导弹设想方案,通过CEC提供地平线下的目标数据,使用主动雷达导引头末端制导,用于为舰队提供更远的反舰导弹防御能力,并为沿海作战的海军陆战队提供巡航导弹防御能力。由于要为海军陆战队提供低空防空能力,SM-5导弹十分强调了对抗陆基巡航导弹威胁的作战能力。由于设计的局限尤其是没有考虑到反导能力,SM-5导弹最终被放弃。

2003年2月10日美国海军授予Raytheon公司增程型主动制导导弹(ERAM)合同,新一代超地平线防空导弹的正式编号为SM-6(RIM-174),它采用SM-2Block IV的成熟弹体,利用源自AMRAAM(即AIM-120C7)的主动雷达导引头改进的导引头,可以说是SM-5的借尸还魂。由于大量使用其他导弹的成熟技术,SM-6导弹的制造和操作成本并不高。根据Raytheon公司的说法,SM-6具有跨地平线攻击能力,更强的反饱和攻击能力和强大的反电子干扰能力,SM-6导弹还具备末端反导能力,并将在未来的演进中进一步强化。

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性能提升

RIM-66A“标准1MR”导弹的气动外形设计基于通用动力公司设计的RIM-24C鞑靼人导弹。其采用了与RIM-24C相似的尖卵形头锥,圆柱形弹体带有两侧贯穿至弹底导线肋条,并配备梯形小展弦比边条翼以及带有前掠角的切尖三角形全动尾舵。虽然外观与RIM-24C早期型号相似,但RIM-66A整合了最新的可靠性升级计划Tartar Reliability Improvement Program(TRIP)的新技术,提高了系统的可靠性和性能。标准1MR沿用了RIM-24后期型号的MK-27双推力固态火箭发动机、重62kg的MK-51连续杆高爆战斗部以及连续波半主动雷达导引头,并与RIM-24鞑靼人防空导弹的MK-74火控系统兼容,可配备于MK-11/13/22/26等双/单摇臂式旋转导弹发射系统。因此,原本装备鞑靼人导弹的舰艇只需进行少量改装即可装备“标准1MR”,甚至可与鞑靼人导弹混合使用。

为配合AEGIS系统,美国海军与通用动力和雷锡恩公司签订了新合同,共同开发新一代配合AEGIS系统作战的标准防空导弹——标准2。标准2不仅能匹配AEGIS作战系统,还能适配多种作战系统级配套的火控雷达。作为第2代标准系统防空导弹和美国海军的第三代防空导弹,标准2应用了新型的单脉冲多普勒导引头,并配备新型的MK-2自动驾驶仪。利用宙斯盾系统强大的AN/SPY-1相控阵雷达,标准2实现了改进式TVM(Track Via Missile),无需全程依赖目标指示雷达对目标进行照射。在接近目标时,标准2的自动驾驶仪通过间歇性雷达照射自动计算航道参数,并将其位置传输给火控系统,以“分时”方式照射和引导各导弹飞向目标。标准2还具备选择航道参考点规划最佳飞行路线的能力,从而提高了导弹的有效射程。尽管早期标准2的弹体和发动机与标准1后期型完全相同,但由于弹道优化,其射程可增加近60%,甚至在某些情况下可增加一倍。标准2采用了许多比标准1更先进的数字电路元件,取代了模拟电路元件。

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标准3 Block I的弹体在标准2ER Block IV基础上开发,新增了可分离的第三级火箭发动机“先进矢量助推器”,并将战斗部更换为具有可分离能力的“动能拦截战斗部”,又称“轻型大气层外动能拦截战斗部”。实际上形成了4级火箭体制,大幅增加了射程。根据目前公开的试验数据,标准3早期型号(Block I/RIM-161)的最大射程达到了500公里以上,最大射高达到了160公里以上。它可以在大气层外拦截再入段的远程弹道导弹,并能打击低轨道卫星。而后期增大的弹体的Block II批次的标准3导弹更能达到2500公里左右的射程和500公里以上的射高。RGM-165 Land Attack Standard Missile/Standard Missile 4“陆攻型标准导弹/标准4”是在库存的“标准2MR” Block II/III导弹基础上通过更换GPS/INS导引头,将原本用于防空的“标准2MR”改造成了用于陆攻击的弹道导弹。改进后的导弹能为美国海军陆战队进行登陆作战提供火力支援。

作为现役标准2导弹的补充和延伸,标准6系列导弹为海军舰艇提供了更广泛的保护范围。与标准2类似,标准6被设计用于攻击固定翼和旋转翼飞机、无人机以及掠海巡航导弹。它还作为标准3反导导弹的补充,负责终端(大气层内)弹道导弹的防御。此外,标准6还增强了美国海军舰载防空导弹的传统技能——反舰能力,并具备一定打击地面固定/低速移动目标的能力。

标准-6导弹的结构组件和作战方式都借用了多种高可靠性导弹的成熟技术。标准6导弹基于较早的标准2 block IVA(RIM-156A)的弹体,并在原有标准2 block IV导弹的制导系统基础上增加了天线放大版的AIM-120C7先进中程空空导弹的主动雷达导引头——他的雷达天线直径从AIM-120C7的18厘米扩大到接近34厘米,这大幅提升标准6对小型目标的探测能力(相对于AIM-120导弹)。新增加的主动雷达制导头是标准6在能攻击目标指示雷达作用指示目标范围外目标的关键。新的主动雷达制导头拥有更好过滤地面杂波的能力,标准6除了能利用主动雷达制导头自主定位目标外,还可以像早期标准2导弹一样根据舰载目标指示雷达的照射定位目标。当然,导弹上的小型雷达对小型低空目标如巡航导弹的探测能力是不可能和舰载大型雷达比的。但是雷锡恩公司曾经向海军公开保证 ,该导弹起码具备标准5(计划中)80%的作战能力——这应该是指主动雷达相对标准5计划中配套的天基雷达的目标截获能力。

标准6导弹的另外一个进步是引入了AIM-120先进中程空空导弹上的升级版先进嵌入式自检测系统——不同于以前的标准系列导弹,标准6可以直接在储运/发射箱内部直接完成定期检测,而不必像早期标准导系统弹那样必须把导弹移出储运/发射箱才能进行此类检测。这就大大简化了维护流程并提供工作效率。

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发展趋势

针对远程打击需求,未来的标准系列导弹可能会继续提高射程,并加强精确制导系统,以实现更远距离的精确打击能力。针对资金成本问题,可能会更加注重多用途性,包括反舰、对地攻击、防空等多种作战任务,以提供更灵活的作战能力。随着人工智能和自主作战系统的发展,未来的标准系列导弹可能会引入更多智能化和自主决策能力,提高其在复杂作战环境下的适应性和生存能力。为了适应电磁战的需求,未来的标准系列导弹可能加强抗干扰能力和电磁隐身性能,以确保在电磁干扰环境下的有效作战能力。也可能会加强与其他武器系统和平台的网络化集成,实现更高效的联合作战能力,提高整体作战效果。

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