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舰艇自防御系统(SSDS)由美国海军开发,集成了先进传感器,综合使用舰载电子战系统和硬杀伤武器设备来摧毁敌方来袭目标,具备对目标的快速发现能力、跟踪能力以及拦截能力。该系统主要装备于美国海军的两栖舰和航母等非“宙斯盾”舰上,提升了舰艇在现代海战中的生存能力。
1 发展历程 1.1 SSDS MK1研制发展美国早期的两栖舰、航母等大型舰艇的雷达等探测设备和防空反导武器设备间相对独立,且在对反舰导弹等目标的探测和拦截过程中,需要较多的人工干预,因而当时舰艇自防御作战的自动化水平低、反应速度慢。
20世纪90年代初,美国海军启动了“快速反应作战能力”(QRCC)计划,旨在开发一种基于软件的指挥辅助决策系统,该系统能够充分利用舰上的传感器并综合使用武器,以实现对反舰导弹的快速反应、提高多目标自动化拦截能力。该系统以“拉姆”近程防空导弹武器系统(GMWS)、“密集阵”近程武器系统(CIWS)、AN/SLQ-32电子战(EW)系统和光电传感器作为硬件基础进行开发,是“舰艇自防御系统”(SSDS)的雏形。
1993年1月,美国海军通过QRCC计划,演示了用于开发SSDS的技术;1993年6月,SSDS开发成功并在“惠特贝岛”号(LSD-41)船坞登陆舰上成功进行了一次海上演示,在此基础上美国海军形成了SSDS MK1;1997年5月,美国海军在“阿希兰”号(LSD-48)船坞登陆舰上进行了SSDS的战术评估测试;1997年10月,“阿希兰”号船坞登陆舰(LSD-48)正式成为美国第1艘装备SSDS MK1系统的舰艇[1],标志着SSDS系统已获得完全作战能力。
最初的SSDS MK1系统集成了AN/SPS-49(V)对空警戒雷达、AN/SPS-67(V)对海搜索雷达、AN/SLQ-32(V)电子战系统、敌友识别防御系统(CIFFSD)、“纳尔卡”主动导弹诱饵系统、“密集阵”近程武器系统(CIWS)和“拉姆Block0”导弹[2]。
1.2 SSDS MK2研制发展为使SSDS的探测系统、指控系统以及武器系统更好集成,大幅提升整个系统的协同作战能力,美国海军于1998 年开始研发SSDS MK2 Mod 0系统。该系统仅装备在“尼米兹”级航母“尼米兹”号(CVN-68)上。在SSDS MK1原有技术和软件架构的基础上,增加了新的战术显示器,集成了AN/SLQ-32(V)电子战系统、AN/SPQ-9B火控雷达、“北约海麻雀”(RIM-7)导弹系统、“密集阵”近程武器系统(CIWS)、“拉姆Block0”导弹,加入了“协同作战能力”(CEC)设备、“先进作战指挥系统”(ACDS)的部分功能,以增强系统在编队协同作战方面的能力。
2003年,美国海军开发出SSDS MK2 MOD 1系统,该系统首先装备“尼米兹”级航母“里根”号(CVN-76),后又装备于“卡尔文森”号(CVN-70)、“斯坦尼斯”号(CVN-74)等航母。SSDS MK2 MOD 1系统在原有软硬件设备基础上,集成了“拉姆Block1”导弹,并且完全集成了CEC设备、ACDS系统和战术数据链[3-5]。
从2004年开始,美国海军致力于SSDS MK2 Mod2的开放式体系结构改造工作,该系统研制成功后装备于“圣·安东尼奥”级船坞运输舰。SSDS MK2 MOD 2系统集成了AN/ SLY-2舰载电子战系统、AN/SPQ-9B火控雷达、“改进型海麻雀”(ESSM)导弹[6],“密集阵”近程武器系统(CIWS),“拉姆Block1”导弹,该版本同样完全集成了CEC设备、ACDS系统和战术数据链。
之后SSDS MK2又陆续发展出MOD 3A,MOD 4B,MOD 5C和MOD 6B等版本,改进后的SSDS MK2采用开放式体系结构,基于全舰计算环境并集成了先进传感器和AN/ SLY-2舰载电子战系统、“拉姆Block2”导弹、“改进型海麻雀”(ESSM)导弹以及“密集阵”近程武器系统(CIWS)等先进武器系统。
目前SSDS MK2系统主要装备于美国海军的两栖舰和航母等非“ 宙斯盾”舰上,如表1所示。
1)核心子系统
SSDS MK2舰艇自防御系统的核心子系统包括:控制模块、识别模块、跟踪模块与决策模块。该核心子系统基于贝叶斯置信网络理论[7],能够克服传感器与武器资源的局限和制约,能够快速、自主地实现武器资源调度[8],为SSDS MK2提供确定、可靠的策略。
2)探测系统
SSDS MK2的探测系统包括:TAS目标捕获系统、AN/SPG-60追踪火控雷达、AN/SPQ-9B 雷达以及红外传感器。
TAS目标捕获系统由1部D频段两坐标雷达,1部敌我识别器,1台UYK-20通用计算机和1部UYA-4显控台组成,能够自动探测、跟踪,敌我识别,以及进行威胁判断和目标指示,具备在严重杂波干扰环境中工作的能力。
AN/SPG-60追踪火控雷达是一款X波段单脉冲多普勒雷达,能够对目标进行探测、捕获与追踪,可在极端干扰环境下提供被动视觉跟踪。
AN/SPQ-9B雷达由AN/SPQ-9A雷达改进而来,是一种多波形、窄波束的X波段脉冲多普勒雷达,主要有对空、对海和信标应答3种工作模式。该雷达能够独立工作,也能作为SSDS MK2的一部分工作,能够支持对岸攻击、反舰战和防空战,还可以使水面舰艇很好地探测和跟踪掠海高速飞行、小雷达散射截面反舰导弹,该雷达一次扫描可提供多个目标实时高分辨率目标信息。
3)指控系统
SSDS MK2采用先进作战指挥系统ACDS,用来搜集、处理海战的战术情报数据、指挥海上战斗行动,其从原NTDS 海军战术数据系统改进而来,采用了新的硬件设备,更换了比NTDS 更高级的计算机程序。
4)武器系统
SSDS MK2的武器系统包括:AN/SLQ-32(V)电子战系统或AN/ SLY-2舰载电子战系统、“北约海麻雀”导弹系统或“改进型海麻雀”导弹系统、“拉姆Block0/1/2”导弹,以及“密集阵”近程武器系统。
1)硬件配置
SSDS MK2的硬件体系按功能可以分为探测设备、控制设备和交战设备。探测设备包括:TAS目标捕获雷达、AN/SPQ-9B 雷达、AN/SPG-60追踪火控雷达以及红外传感器;控制设备包括:传感器和武器监控工作站、CEC定向天线;交战设备包括:“北约海麻雀”导弹系统或“改进型海麻雀”导弹系统以及“拉姆Block0/1/2”导弹;其中,“密集阵”近程武器系统与AN/SLQ-32(V)电子战系统或AN/ SLY-2舰载电子战系统既是探测设备又是交战设备。所有设备通过FDDI/ SAFENET光纤局域网连接,进行数据传输。
1)软件配置
SSDS MK2的软件体系主要由接口层和核心层构成。接口层中,指挥控制组的传感器监督员、战术执行官和武器监督员,以及战斗部队战术训练系统(BFTT)通过接入软件体系的AN/SYQ-20控制台进行指挥控制;核心层围绕通用基础设施,包括:传感器协调控制、系统控制管理、武器指挥控制、布局命令控制,以及校准、目标识别、航迹更新和复合航迹管理。
SSDS MK2的开放式体系架构基于Intel x86平台,采用Lynx操作系统。开放架构为系统增添了更多的灵活性,使系统具备高可扩展性、高易用性以及高容错性,方便将新的传感器、武器装备纳入到系统中。
开放式体系架构的应用程序内核包括:系统跟踪管理器、系统跟踪ID、决策辅助工具,以及决策参与、武器调度和空中交通管制;该架构的常见应用程序服务包括:提供数据记录、导航与定位、地图生成器、图形库、报警管理器、显示数据服务器、显示过滤器和本地跟踪服务器;该架构的常见技术服务包括:提供持久性数据、数据提取、错误日志、消息工厂、节点管理、作用裁定,以及特定通信服务映射客户端、tcl/tk语言翻译等;该架构的中间件服务包括:提供标准时间码、网络时间协议、本地资源管理器、授时服务和数据分发服务(DDS)。
3.2 多层次自防御能力针对不同范围、不同高度内的目标,SSDS MK2的电子对抗系统、诱骗系统、武器系统等各系统之间通过“高、中、低”搭配的方式进行组合,可有效拦截和摧毁来袭的飞机和反舰导弹,大幅缩短从探测、识别、跟踪到拦截和摧毁目标的时间。拦截范围“由近至远”依次为:“密集阵”近程武器系统、“拉姆Block0/1/2”导弹、“北约海麻雀”导弹系统或“改进型海麻雀”导弹系统、诱饵发射系统以及AN/SLQ-32(V)电子战系统或AN/ SLY-2舰载电子战系统。
“密集阵”近程武器系统主要用于拦截1.5 km范围内反舰导弹、小型飞行器,以及摧毁水面水雷等;“拉姆Block0/1/2”导弹主要用于拦截9 km范围内的低空飞机、直升机及反舰导弹;“北约海麻雀”导弹系统主要用于拦截1~22 km范围内,飞行高度在150~3000 m的战斗机、直升机和反舰导弹;“改进型海麻雀”导弹系统可拦截技术先进的高速、低雷达截面的机动型反舰导弹,最大射程达30~50 km;SSDS MK2的多个诱饵发射系统,采用了先进的干扰技术,舰艇在受到敌方雷达或红外设备的探测和跟踪时可发射箔条诱饵弹、有源诱饵弹以及红外诱饵弹,从而提高其生存能力;AN/SLQ-32(V)电子战系统或AN/ SLY-2舰载电子战系统利用引诱、干扰、欺骗等电子战手段,分散敌方反舰导弹等目标的注意力,使其无法命中己方舰艇。
4 未来发展自2011财年起,美国海军已开始研发SSDS MK2 ACB-16/TI-16新一代舰艇自防御系统,以更好地协调现有的防御武器和诱饵系统,使其更好地与其他平台进行整合。
新系统的硬件设备将得到升级,武器系统方面将集成SEWIP Block2舰载电子战系统、自动雷达指示诱饵发射装置、“密集阵”近程武器系统(CIWS)和AN/SPS-48G雷达系统,还将与MH-60R直升机集成;在互操作性方面,Link-16数据链的互操作性将得到提升,还将增加与新的“敌我识别”(IFF) Mode 5/S问讯系统的互操作性、与F-35“闪电-Ⅱ”联合攻击战斗机的互操作性;此外,全舰训练能力将得到提升,新系统可通过其包含的“综合海上网络和企业服务系统”(CANES)与“海军全球指挥控制系统”(GCCSM)交换数据。
5 结 语舰艇自防御系统(SSDS)由美国海军开发,主要装备于美国海军的两栖舰和航母等非“宙斯盾”舰上,用于拦截低空飞机、直升机及反舰导弹等敌方目标。自20世纪90年代至今,该系统的发展经历了2个阶段:第1阶段的SSDS MK1系统具备对反舰导弹的快速反应能力,以及对多目标自动化拦截能力;第2阶段的SSDS MK2 系统前后发展出多个版本,最新版本的SSDS MK2 MOD 6B采用开放式体系结构,具备多层次自防御能力,大幅缩短了从探测、识别、跟踪到拦截和摧毁目标的时间,进一步提高了舰艇在现代海战中的生存能力。目前美国海军已开始研发新一代舰艇自防御系统SSDS MK2 ACB-16/TI-16,未来该系统将更科学地协调利用武器资源,更好地与其他平台进行整合。
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