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國外艦載防空反導火控系統發展現狀研究

王金云

(中國船舶重工集團第368廠,河北 邯鄲 056028)

摘要:論述了國外艦載火控系統的發展狀況,介紹了各國防空反導系統中防空導彈、火炮、彈、炮、箭相結合的防御方式及新概念武器發展現狀及其特點分析,指出未來防空反導任務中,需在火控技術上采用新的機理(如多傳感器信息融合、對機動目標濾波處理、火控解算等),火力配置上采用分層防御,各種武器系統協同作戰,實現對來襲導彈有效攔截。

關鍵詞:艦載防空武器,綜合火力系統,反導,發展現狀

Study on Overseas Development Conditions of Shipboard Aerial Defence Anti-missile Fire System

Wang Jin-yun

(The 368th Factory of CSIC,Handan 056028,China)

Abstract: The paper discussed the development conditions of overseas shipboard weapon system,introduced aerial defence missile,gun,missile-gun,missile-rocket integrated defense mode and new concept weapon development status and characteristics analysis. Finally,it is necessary to study new fire control theory(multiple sensors information fusion,maneuvering targets filtering ,fire control computation)in the future aerial defence anti-missile task,adopted layered defence mode for fire configuration,all kinds of weapon combination fight. It is available to hold up missile.

Keywords: shipboard aerial defence weapon,integrated fire system,anti-missile,development conditions

引言

2008年2月21日11時26分,美國海軍從“伊利湖”烽火. 極限攔截——“標準”-3擊毀衛星分析[J]. 現代艦船,2008,04,14-16號導彈巡洋艦發射了一枚“標準”-3導彈,成功攔截了運行在太平洋上空的“美國”-193號間諜衛星。標志著美國具有強大的反衛星技術,攔截彈道導彈的能力。此次攔截是由美國先進的“宙斯盾”艦載防空反導作戰系統完全成的,它由“標準”-3攔截彈、AN/SPY-1E火控雷達等火控系統組成。美國艦載防空綜合火力系統是目前世界上最先進的、較完備防空反導系統。

隨著現代反艦導彈技術的發展,新一代反艦導彈超著高超音速、智能化、隱身化、精確化方向發展,以俄羅斯的“白蛉”反艦導彈最具有代表性,1~2枚可摧毀一艘驅逐艦,1~5枚可使兩萬噸大型運輸艦或航母喪失活動能力甚至擊沉,被稱為當代水面艦艇的克星。所以水面艦艇的防空反導任務顯得尤其重要。現代防空綜合火力系統以美國“宙斯盾”魏剛. 現代戰艦艦載火控系統[J]. 當代海軍,2009,04,67-69系統最具有代表性,它具有先進的火控系統,以相控陣雷達為核心、垂直導彈發射裝置、集火控、指控、顯示、計算機、電子戰系統為一體,組成強大的綜合火力防御系統,發展為防空導彈、彈炮合一,彈、箭結合等多種攔截方式。文獻[3-6]文獻[3-6]程健慶. 新型艦炮綜合火控系統仿真技術[J]. 系統仿真學報,2003,15(03):421-425 王建剛,陸南燕. 未來綜合火控系統的新技術概念[J]. 電光與控制,2001,04,11-14 邵鵬舉,潘紅華,王志民,等. 艦炮綜合火控系統發展問題探討[C].//和諧發展與系統工程——中國系統工程學會第十五屆年會論文集,2008,175-180 秦登橋,李敏,王海川,等.綜合火控系統的現狀與發展[J].艦船科學技術,1997,04,5-10.

都對現代艦載綜合火控系統有所論述,提出當前火控系統要對多傳感器信息融合、采用新的火控機理、具備協同作戰能力等。本文就當前國外艦載火控系統的發展現狀做一論述,介紹了各國防空導彈、火炮、彈、炮結合防御及新概念武器發展狀況,指出各種防空武器綜合配置,協同作戰,才能有效地對反艦導彈進行防御。

1 國外艦載防空火控系統發展現狀及發展趨勢分析

艦載火控系統發展80余年,已經歷了射擊裝置、指揮儀系統、經典火控系統、綜合火控系統四個階段,未來向協同、聯合火控系統方向發展現代艦艇火控系統編寫組. 現代艦艇火控系統[M].北京:國防工業出版社,2008.。最早引入“火控系統”概念的是20世紀初英國海軍,早期的艦載“火控”系統無非是測距儀和火炮與魚雷指揮儀,直到20世紀50年代,艦載火控系統才開始真正發展起來,出現了由數據總線鏈接雷達、光電、聲納、顯控臺、火控計算機與艦炮、導彈、魚雷、火箭、深彈等艦載武器綜合集成一體化的艦載火控系統。目前,艦載火控系統已發展兩代,現正向第三代發展。由早期的C1發展到現代的C4ISR董志榮. 現代火控理論及研究進展[J]. 情報指揮控制系統與仿真技術,2003,03,43-47(Command、Control、Comunication、Computer、Intelligence、Surveillance、Reconnaissance)系統,它是美國軍事重要組成部分。C4ISR系統是美國1997年應全球信息戰構想而提出的新概念,由平臺中心戰向網絡中心戰方向發展,其思想應用于海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等。火控技術中除了基于現代數學理論對目標進行跟蹤、識別、定位、濾波、火控解算等技術外,還依賴于先進的相控陣雷達。當前艦載火控的核心是適應“網絡中心戰”,艦載火控雷達是火力的靈魂魏剛. 現代戰艦艦載火控系統[J]. 當代海軍,2009,04,67-69。國外先進的火控雷達大都配有相控陣雷達,它利用電子掃描的靈活性、快速性和按時分割原理或多波束,與電子計算機相配合,能夠同時形成多個獨立控制的波束,分別用以執行搜索、探測、識別、跟蹤、照射目標和跟蹤、制導導彈等多種功能,應付多目標、多方向、多層次空襲的作戰環境。一部相控陣雷達能起到多部專用雷達的作用,據報道:“愛國者”的一部多功能相控陣雷達可以完成相當于“霍克”型和“奈基”-2型9部雷達的功能,同時對付的目標數量遠遠超過“霍克”(制導系統同時引導多枚導彈攻擊2個目標)防空系統雷達。最具有代表性的艦載防空火控系統當屬美國的“宙斯盾”防空系統。其系統的核心是AN/SPY-1系列的多功能無源相控陣雷達和新型AN/SPY-2遠程多功能有源相控陣雷達。未來艦載火控系統的發展方向是綜合集成一體化,大力發展毫米波多用途火控雷達、基于紅外焦平面陣列熱像儀技術的光電火控系統、火控聲納、基于FDDI光纖局域網交互式顯控技術。

美國“宙斯盾”防空系統中火控雷達AN/SPY-1多功能無源相控陣雷達是一種綜合控制和情報指揮雷達,其擁有強大的火控能力。有4個六邊形固定陣面,在尺寸為3.65×3.65m的每個陣面配置4,352個移相器,發射機采用行波管。該雷達可以實施360。全空域掃描,對空警戒距離370-400千米,可同時監視400批、自動跟蹤100-150批目標,并可同時引導導彈攻擊12-18批目標,還能迅速地將目標戰術態勢顯示在作戰控制屏幕上,同時能將全部數據傳輸給其他艦艇。這種雷達可在1s內測定目標方位,并為火控系統提供目標方位及其距離、高度、速度等參數,其從搜索到跟蹤的轉換時間僅為50微秒,具有高性能綜合防御能力。

俄羅斯防空火控系統中的“望天”(Sky Watch)多功能無源相控陣雷達,工作在E/F波段,每個陣面為邊長5m正方形,15°傾斜安裝,每陣約含5,100個移相器,工作頻率0.2千兆周~4千兆周,由6部計算機控制,該系統最多可同時對付15~18個目標。具有跟蹤精度高、反應速度快、數據容量大、抗干擾能力強等特點,可對空中多批次目標同時進行探測、識別和跟蹤,為艦上武器系統提供了多層防御、抗飽和攻擊的能力。

日本防空火控系統中的FCS-2/3多功能有源相控陣目標照射雷達,可對25千米以內的空中目標進行照射攻擊,完成對彈藥的制導。FCS-3型是日本“村雨”級驅逐艦FCS-2-31改進型,提高了雷達的抗干擾和對低空目標的跟蹤能力,且在處理速度及跟蹤精度上有了提高,采用固定四面有源陣天線,可同時引導2枚導彈,對付2個空中目標。

英國的防空系統中的“桑普森”有源相控陣雷達系統作用距離達到了400千米,可同時監視500~1000個目標,跟蹤其中的168個目標,并可同時制導32枚導彈攻擊16個空中目標。該系統的天線是雙面有源相控陣,每一陣面上安裝2500個輸出功率為10瓦的收發組件,工作在E/F波段。支持點防御和區域防御系統,能實現遠程搜索、中程搜索、海面成像、高速地平線搜索和跟蹤、多目標跟蹤、多信道火控,能自適應海面和海岸環境,具有較強的抗干擾能力。它控制的武器是“紫苑”-15/30防空導彈,可以通過增加I波段照射器控制海麻雀RIM-7P、標準SM-2 Block和發展型海麻雀ESSM防空導彈。

此外,還有法、意聯合研制的“EMPAR”艦載無源相控陣火控雷達系統,法國的VIGY105 EOD艦載光電火控系統、荷、德、加三國聯合研制的“APAR”有源相控陣火控雷達系統等。“EMPAR”對導彈的探測距離為50千米,對飛機的探測距離為120千米,對低空飛行導彈的探測距離為23千米。在性能上,能連續分析干擾和降雨等噪聲環境,全向監視、探測、捕獲、確定威脅重點,跟蹤與制導。反應時間僅為4s(“愛國者”導彈系統的反應時間為15s),具有極強的抗飽和打擊能力。

綜上所述,國外先進的艦載防空火控系統主要依賴于艦載火控雷達和光電火控系統,雷達是防空的主要火控設備,但僅靠火控雷達是有局限性的,主要存在完全依賴于電磁波進行探測定位,難以對掠海高速機動小目標(如反艦導彈)探測跟蹤、易受電磁干擾等缺點,光電火控系統利用高速目標的紅外特征極為明顯的特點,可充分發揮其優勢,二者綜合使用。未來艦載防空火控系統的發展方向將向“綜合集成一體化”方向發展,不僅要求火控系統具備攔截多目標和抗飽和攻擊能力,同時也具備反隱身能力。毫米波多用途火控雷達能夠對付超低空掠海飛行的導彈,同時為了應對反輻射導彈攻擊,提高自身的抗摧毀能力,也是未來面臨的難題。未來光電火控系統中,采用基于紅外焦平面陣列的第二代熱像儀將成為主流。此外,顯控系統會加強單機控制能力,以及交互式顯控。新一代綜合指揮系統和老系統的改造將廣泛采用FDDI光纖局域網技術。

2 艦載遠程防空導彈系統發展現狀及特點分析

在對付來襲導彈時,分為硬殺傷武器(包括防空導彈、火炮、火箭彈等)和軟殺傷武器(包括箔條、紅外干擾彈等)。遠程防御付偉. 對反艦導彈的分層防御技術[J]. 情報指揮控制系統與仿真技術,2000,01,34-39上主要由艦載預警機和前哨防空警戒艦承擔,最大探測距離可達556千米~927千米。主要攔截來襲飛機和反艦導彈。艦載飛機掛帶干擾吊艙對敵方搜索雷達進行壓制干擾。主要電子對抗兵力是電子戰飛機如美軍E-2C預警機、EA-6B電子戰飛機和艦載作戰飛機。

在中程防御上主要由艦載遠程對空搜索雷達承擔,大約可覆蓋方圓463千米的空域,可預警296~408千米的空中目標。中程火力攔截主要是運用艦空導彈來對付突防的敵機和導彈。

隨著反艦導彈的發展,其末端具有機動、超音速、掠海攻擊的特性,這已成為現代防空反導技術的重大挑戰。現代以美國為首西方各國正在加緊部署導彈防御體系:如美國的戰區導彈防御系統(TMD)和國家導彈防御系統(NMD),目標是攔截從其上空包括在大氣層外飛過的一切導彈,試圖借此構筑“天網”。在發展層面上,艦載防空導彈主要分四大類:單艦防空、艦隊防空、區域防空(低性能戰區防空)、戰區防空。美國的遠程防空導彈如“標準3/3”型,PAC-3系統,還有“薩德”戰區高空區域防御系統等。

現代世界各國最新型艦載防空導彈系統中,多數采用與先進的相控陣雷達相配合的垂直發射系統,都具有多目標、多層次、多批次攔截和極強的反導能力,有些還具有反彈道導彈能力。

美國的“標準”系列防空導彈是美國通用動力公司研制生產的全天候、中遠程艦空導彈,現在已經發展為16種型號,是美國主要的中、遠程防空導彈。1983年服役的“標準-2”是“宙斯盾”艦載武器系統必要配置,用于艦隊區域防空,并被十幾個國家海軍采用為標準中、遠程防空配置。最新型“標準-3/3”型系列導彈目前主要用于美國導彈防御系統試驗,由三級固體助推火箭、制導設備段和稱為“大氣層外輕型射彈”(LEAP)的動能彈頭等部分組成,通過高速飛行(LEAP)的動能彈頭直接碰撞攔截并摧毀來襲導彈。

美國“海麻雀”(seasparrow)系列防空導彈系統,主要用于低空防御。最先進改進型“海麻雀”導彈是由10個國家共同合作進行研發、測試和生產的。第三代改進型防空導彈代號為RIM-7P、RIM-7R。導彈的低空性能和抗干擾能力均比較強,能有效攔截掠海飛行的反艦導彈,采用垂直發射方式,系統反應迅速,導彈的發射間隔1枚/1s。該系統還具有對付超音速反艦導彈的能力。美海軍于2003年3月在“舍普”號導彈驅逐艦上完成了兩次發展型海麻雀ESSM系統的技術評估試射測試。ESSM由1991年開始使用的RIM-7P基礎上進一步改進,提高其飛行性能,保留半主動雷達制導彈頭,采用新的后翼操舵彈體和火箭發動機,使速度、回轉性能、最大射程有較大改進。

俄羅斯SA-N-6“雷聲”和RIF-M“里夫”(S300PMU1)遠程防空導彈。SA-N-6防空導彈是陸基S-300防空導彈艦載型,最新的RIF-M“里夫”則是陸基S-300PMU-1的艦載型。SA-N-6是世界上第一種艦載防空導彈垂直發射系統,比美國領先了5年左右。基本型采用的導彈為5V55/48N6,單級固體燃料火箭推力、長度7m,彈徑450mm、發射重量1480kg,射程90千米,最大高度25千米,最大速度約4-5Ma。采用冷發射技術,安全距離25m時開啟發動機,此時速率約30到40m/s。導引方式類似美國標準-2型,導彈到末段才開始接收導引雷達之導引。戰斗部為破片殺傷式,有20,000個2g破片。最新的RIF-M“里夫”彈體改為48N6E,發動機推力更大,導彈最大速度6Ma,射程120千米。長度7.3m,彈徑515mm,戰斗部為20,000個4g破片。除了彈體性能的提升外,S-300PMU1在自動化等方面也大大的提升,使得操作更為簡便。還具有信息傳遞功能,當導彈尋的雷達啟動后,能將“看到”的空域傳給母艦。具有一定的反彈道導彈能力。

法意聯合研制的“紫苑”ASTER 15/30防空導彈。導彈采用慣性導航與主動雷達尋的相結合的制導體制,主動脈沖多普勒雷達導引頭工作在Ku波段,采用傳統的氣動力控制與燃氣推力矢量控制(PAFPIF)相結合的復合控制系統。戰斗部采用破片聚能殺傷爆炸型戰斗部,具有極強的反導能力。此外,還有南非德內爾公司Umkhonto防空導彈,采用垂直發射技術,可對付不同的來襲目標。

綜上所述,艦載防空導彈主要發展特點是:①遠程化防御,在敵發射區,最好在導彈上升段將其攔截,即使失敗,可在巡航段及末段多次機會攔截。如俄羅斯S300PMU1遠程防空導彈。②精確化,采用GPS慣性導航多種復合技術制導,實現精確化攔截,如美國的戰區高空區域防御動能攔截彈(THAAD)、PCA-3、“標準”SM-3及2008年美國攔截衛星的成功試驗就是典型例子。③智能化方向發展,未來防空導彈采用先進技術,可識別目標,并確認是否為要攔截的目標,具有反隱身能力。④采用先進的垂直發射技術,發射不受限制,可全方位防御,具備了對多目標、多層次、多批次、全方位反導能力。⑤采用先進導彈戰斗部,提高攔截效率。隨著火炸藥技術的發展,防空導彈普遍采用高能炸藥,以達到對來襲目標最大化毀傷,從而保護了艦艇的安全。

3 艦載近程防空火炮系統發展現狀及特點分析

對于水面艦艇防御體系來說,近程防御是最后一道屏障,通過多點布置的多管火炮快速射擊形成彈幕來攔截各類反艦目標。世界各國海軍的近程艦載防御系統各有特色,由多管速射火炮改進為彈、炮合一、彈、箭結合的方式。美國最先進的“海拉姆”新型防御系統,用11聯裝RAM導彈取代了M61AI格林炮,美國的“密集陣”,采用格林6管火炮,每分鐘發射3000~4500發炮彈形成一個扇面,可以攔截來襲反艦導彈。此外,俄羅斯彈炮結合“卡什坦”系統劉鄭國,周介群. 艦載近程彈-炮結合反導武器系統(CIWS)淺析[J].艦船科學技術 2003,25(2):08-10也是較為先進的近程反導系統。

美國“密集陣”梁國明. 美國密集陣近程防御武器系統綜述[J]. 情報指揮控制系統與仿真技術,2000,05,1-21系統是目前世界上唯一能實行自動搜索、探測、評估、跟蹤和攻擊目標的近程防御武器系統,它采取搜索雷達、跟蹤雷達和火炮三位一體的結構,系統的全部作戰功能由高速計算機控制自動完成。另外,“密集陣”具有多光譜測控和跟蹤能力,能在復雜環境下全天候作戰。反應時間為3.7s,最大跟蹤為10千米。“密集陣”安裝1門20毫米6管“火神”機炮,發射脫殼穿甲彈(APDS)、貧鈾小口徑貫穿彈、“增強毀滅性彈藥”,射速大致在3,000~4,500發/分鐘可調,儲彈989~1,550發,射程1,500m左右,射速4,500發/min,具有射擊精度高的優點。整個系統重5.625t。采用獨立的搜索跟蹤雷達結合紅外前視儀(FLIR),搜索跟蹤雷達工作于Ku波段,并采用“死循環多點技術”(closed-loop spotting technology),“死循環多點技術”是雷達技術的突破,它使“密集陣”既能跟蹤來襲的目標,也能跟蹤發射的炮彈,從而更有效地殺傷來襲目標。

美國雷聲公司研制的艦載自衛系統中“海拉姆”(SeaRAM)部件的包括“密集陣”Block 1B近程武器系統(CIWS)和滾動彈體導彈(RAM),使用相同動力源和改進后的CIWS傳感器,用11聯裝RAM導彈取代了M61AI格林炮。擴大了對掠海反艦導彈、飛機和大型水面目標的攔截距離。“海拉姆”導彈是在AIM-9L“響尾蛇”空空導彈基礎改進,其全稱為RIM-116“滾動彈體導彈”。具有超過20G的末端機動能力。“拉姆”導彈全長2.79m,彈徑127mm,發射質量71kg,連桿式戰斗部重10kg,引信為觸發或近炸式,最大射程9,260m。“海拉姆”采用主動雷達/紅外或全程主動雷達制導方式,具有“發射后不用管”的能力。改進型“海拉姆”BLOCK1改用當前最先進的凝視焦平面熱成像導引頭。能夠對付多個來襲目標和超音速飛行、具備末端機動規避能力的反艦導彈。

俄羅斯彈、炮結合的“卡什坦”系統的戰斗單元由跟蹤雷達、光電系統、制導雷達、2門6管30mm AK-630火炮、8枚SA-N-11防空導彈、發射裝置和導彈再裝填裝置等設備組成。2門30mm AK-630艦炮與8枚SA-N-11導彈安裝在同一基座上,兩者同時回旋、俯仰,接收同一火控系統的控制信息。其AK-630火炮射速為10,000發/min,射程500-4,000m。SA-N-11防空導彈2具4聯裝,射程1,500~8,000m,射高5~3,500m,采用雷達與光學制導,備彈彈數32枚。“卡什坦”反應時間為6.5s,最大跟蹤距離為8.4千米。

此外,荷蘭“守門員”系統(Goalkeeper)、西班牙梅羅卡近防火炮(Meroka)、意大利的“布雷達”40mm防空火炮系統,均用于近程反導。防空火炮主要靠提高射速在來襲導彈彈道上形成密集彈幕,以提高對導彈的毀傷概率,它主要作用范圍在近程防御上,如美國“密集陣”射速4,500發/min,射程1,500m左右,或采用彈炮結合、彈箭合一的方式有效攔截導彈,如俄羅斯“卡什坦”系統。

未來近程火炮主要發展特點是①②最大限度地提高火炮射速,通過彈幕攔截,如澳大利亞的“金屬風暴”,通過在單個槍管內串聯放置多個彈頭,通過電子擊發連續不斷地將彈丸從槍管內“推”出來,從而形成更驚人的彈藥發射量,每分鐘射速可達數萬發,是對傳統技術上的重大革命。②采用新型戰斗部,新的毀傷機理。近年來,隨著新型含能材料的出現和火炸藥技術的發展,許多新型炸藥用于防空反導武器系統之中。如美國研制成功了的含有CL-20的LX-19、PAX-12、PBXW-16、PAX-11和PAX等新型炸藥配方,用于SMAM、SADARM、戰斧巡航導彈等先進戰斗部。

4 新概念艦載防空反導武器思想

21世紀國外新概念武器袁俊. 防空反導新概念武器及其發展現狀[J].中國航天,1999,04,33-38反導思想是采用高性能激光武器、電磁炮、粒子束武器、微波武器、動能攔截彈、反導滯空彈、云爆彈等攔截導彈。

艦載激光武器是一種定向能武器,可利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量摧毀敵方導彈。具有速度快、反應迅速、機動靈活、再生能力強、精度高、效費比高、不受電磁干擾等優點。它靠熱燒蝕和熱爆炸來殺傷目標,是未來發展的趨勢。此外,電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進的動能殺傷武器。粒子束武器是將粒子加速到近光速,用磁場聚焦成密集的束流,利用束流的高能及電荷遷移效應會摧毀目標或使之失效。它熔化或破壞目標,而且在命中目標后,還會發生二次磁場作用,對目標進行破壞。微波武器又叫射頻武器,也是一種定向能武器。它采用強微波發射機、高增益天線以及其他配套設備,使發射出來的強大的微波會聚在窄波束內,以強大的能量殺傷、破壞目標。

近年來,專家們又提出反導滯空彈的設想,在水面艦隊或單艦周圍的某一距離上構起一道令反艦導彈不可逾越的空中屏障,確保艦艇的安全。其主要思想是將反導滯空彈發射后,按程序控制其飛行姿態,在艦艇附近預定空域懸浮一定高度和一度時間,形成一道保護水面艦艇的“銅墻鐵壁”。它具有毀傷作用可靠、發射方式靈活、造價低廉、可大量裝艦、全天候、全空域作戰能力的特點,最適于對付掠海反艦導彈的多批次集群式攻擊,是一種戰術應用前景極為誘人的反導武器。

應用云爆彈也是專家提出的一種新概念。利用云爆彈發射到目標區之后,形成一定高度、厚度和范圍的氣溶膠云霧,然后再次起爆。由于這種燃料空氣炸藥爆炸后會產生巨大的沖擊波殺傷作用,且又會使炸點周圍一定范圍內形成缺氧區域而產生窒息作用,因而可使來襲導彈發動機熄火或被摧毀。國外一種新的理念是在導彈彈道上拋灑云爆劑,導彈穿越氣團時,尾焰將引爆氣團,導彈絕無存活可能。

隨著未來科技的發展,新型反導武器必將應用于水面艦艇火力防空系統之中,它結合其他常規武器防空方式,構成新的防御體系,必將帶動其他技術領域的發展。

5 未來艦載火控系統發展方向及關鍵技術

未來艦載火控系統向綜合化、標準化、智能化、模塊化、數字化、全分布式方向發展陳康,許江湖,秘成新,等. 火控系統發展方向及亟待研究的幾個問題[J].艦載武器,2002,1,25-28,但也存在幾個關鍵技術亟待解決,如仿真建模及虛擬現實技術、多傳感器信息融合技術、機動目標跟蹤技術、復合控制技術、閉環校正、防御天頂攻擊技術、彈炮一體化火控系統等方面研究。隨著未來超音速及高超音速反艦導彈的發展,水面艦艇的安全受到日益嚴重的挑戰,各國都在積極發展防空綜合火力系統,以美國的“宙斯盾”系統最具有代表性,主要需要發展的技術體現在以下兩個方面。

在艦載火控技術方面,采用將傳感器與火控解算有機融合,縮短了系統反應時間,如火控雷達、光電火控技術;采用新的火控機理,如目標定位與跟蹤的時間序列分析(TSA)原理、識別—濾波—控制(IFC)、非線性/非平衡/自適應算法、交互式模型(IMM)對機動目標預測與跟蹤,變結構多模型估計(VSNNE)等技術程健慶.新型艦炮綜合火控系統仿真技術[J]. 系統仿真學報,2003,15(03):421-425 現代艦艇火控系統編寫組. 現代艦艇火控系統[M].北京:國防工業出版社,2008.;解命中彈道方程算法,閉環校射及系統辨識、數據融合、微分對策、模糊控制、人工神經網絡等新理論與火控理論的綜合應用。研究目標運動假設模型與目標實際運動符合性,盡量減少超假定引起的原理誤差,尋找適合高速曲線機動模型和武器攔截方法是火控系統當前亟待解決問題之一現代艦艇火控系統編寫組. 現代艦艇火控系統[M].北京:國防工業出版社,2008.。這些關鍵火控技術的解決再結合當前商用流行技術如軟件技術(如軍用VxWorks實時操作系統)、網絡技術、無線電通信技術、定位技術、電子對抗技術、仿真設計驗證技術等,使未來火控系統具備打擊各種低空快速小目標的能力(如戰術反艦導彈);在功能和戰術性能上充分考慮了各種武器的接口關系,軟硬件上實現了通用化、模塊化設計,提高火控系統反應時間和武器作戰效能。

在火力分配協同作戰方面,以C4ISR軍事理為指導,論充分利用各種武器的優勢,實現遠程預警、電子欺騙、遠程防空導彈防御、新概念反導武器、近程防空火炮、彈、炮結合、彈、箭合一的綜合防御方式,各種武器系統協同作戰,信息共享、優化配制,對來襲導彈對能有效地攔截。

作者簡介

王金云(1978—),男,陜西寶雞人,碩士,高級工程師,研究方向:艦載武器系統,火控系統研究。

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