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早前网络上出现了我军海军航空兵装备的直-8在机身尾部加装雷达天线的照片。由于我国进口的卡-31预警直升机照片碰巧也在这个时间段露面,于是直-8雷达机自然而然的被称为“直-8预警机”。不过与“直-8预警机”雷达布置非常相似的法国“地平线”直升机战场观察系统却是执行对地测绘和目标指示的战场测绘机。由此看来“直-8预警机”这个叫法是否正确还有待分析。我们暂且称之为直-8雷达机。
是何“良驹”? 直-8雷达机机载分析
网络照片上的直-8雷达机尾部涂有红色“八一”徽章,采用了海航风格涂装,充满了“海空雄鹰”的韵味。因而基本能够判断出该机应当隶属于中国海军航空兵。
我国海军航空兵舰载直升机部队装备的第一个型号就是从法国引进的12架SA-321“超黄蜂”直升机,值得一提的是在1980年该型号直升机完成了打捞我国“东风”-5洲际弹道导弹实验数据舱的重要任务。1976年我国决定对SA-321“超黄蜂”直升机进行测绘仿制,型号就是今天大家耳熟能详的直-8。1989年直-8全国产飞机开始研制,1994年国产化达到86%的直-8飞机设计定型,这标志着我国成为亚洲唯一一个能够生产重型直升机的国家。遗憾的是当时由于动力原因,国产直-8无法适应高温高湿的海上工作环境,因而无法上舰成为舰载反潜直升机。不过随着我国航空动力水平的提高和新时期两栖作战需求的增加,在我国“昆仑山”级两栖船坞登陆舰上出现了舰载直-8的身影,我国攻克了直-8上舰的难题,提高了海军陆战队的立体登陆能力以及反潜能力。
为了快速提高直-8飞机的性能,满足我国对于通用运输机的需求,中航工业直升机设计研究所和长飞公司在直-8基础上共同研究了我国第一个完全按照民航适航条例规定进行设计的大型运输直升机AC313,该型直升机于2010年3月18日首飞。该机相对于直-8具有安全性高,客舱空间大、运载能力强等性能提高,并且实现了直-8飞机原本不具有的高原性能。但是这是在进口加拿大PT6B-67B涡轴发动机基础上实现的,因而限制了AC313直升机的军用范围。我军装备的同样采用PT6B-67B涡轴发动机的直-8F直升机一般用于搜索救援和后勤运输,但是动力的不自主导致直-8F飞机不能长期担负作战任务。
此次露面的直-8雷达机有可能是直-8舰载型号的改进型。之所以说是舰载型,是因为我国海军航空兵在近海并无明显的空基雷达需求,陆基搜索警戒雷达和战斗机巡航可以覆盖距海岸数百千米的空域。而直-8的航程是850千米,考虑到巡航时间的问题,它只能在距离机场300千米的海域进行巡航,相对于陆基远程雷达和战斗机巡航并无突出的性能优势。而舰载型则可以跟随舰队出航,随时需要起飞,只需要直升机在距离舰队不到100千米的范围内巡航就可以大大扩展舰队的感知范围,直-8雷达机伴随舰队的价值比陆基使用要大很多。由于直-8雷达机属于比较重要的传感器节点和信息化装备,应当会选择国产发动机型号作为载机平台而不是性能虽好但装有“外国心”的AC313或者直-8F。从照片上来看,直-8雷达机保留了直-8舰载型的浮筒并且在发动机舱段缺少一个类似进气防尘网的开口,这两点都与AC313是大大不同的。不过直-8雷达机也不能照搬舰载型号作为载机,因为其加装的雷达、通讯和显控系统需要多余的电源功率开销。这需要直-8 舰载型装备功率较大的“涡轴”-6发动机改型已经新的发电机。
山寨“地平线”?
由于直-8雷达机将“平衡木”状雷达天线吊于机身尾部的设计与法国“地平线”战场测绘直升机特别类似,所以又国外和网络媒体认为两者存在一定渊源。“地平线”战场测绘直升机源于法国陆军在20世纪80年代开始的直升机载战场侦察雷达系统。1988年实验样机首次飞行,1987年开始型号预演,该系统被称为“兰花”,即“侦测敌方部队的直升机载相干雷达观察平台”。其研制的主要目的是探测和定位苏联的大规模装甲集群。但是由于苏联解体,“兰花”系统由于研制初衷不复存在被法国军方搁置。1991年开始的海湾战争为“兰花”系统起死回生创造了机会。由于“兰花”1号样机当时还无法投入使用,因而法国当时参战的算是装有预研阶段“兰花”雷达的“美洲豹”直升机,被称为“太阳神”系统。“太阳神”系统的性能仅为“兰花”的一半左右,近忧60-70 千米的探测距离。不过实战中“太阳神”系统为北约部队提供了大量目标坐标,达到提升了部队台式感知能力并且缩短了打击周期在,这促使法国陆军重新开始考虑恢复直升机载战场侦察雷达系统。
新计划将探测重点从地面机动目标改变为战场测绘。新计划被命名为“地平线”,是“区域侦察雷达直升机”的发音首字母缩写译名。“地平线”系统选择“美洲狮”直升机并且对雷达天线部位进行了加固。该机最大起飞重量为9吨,滞空时间为4小时,最大飞行高度为4000米。为了安装雷达,“美洲狮”采用一个通风口来冷却机舱内的电子设备。“地平线”系统的3.5x0.8米的雷达天线装载直升机的后下部,雷达工作时伸出,巡航和起降时收于机身后部。该雷达由汤姆逊无线电公司研制,是一行采用I波段(8-10千兆赫)的多模式脉冲多普勒雷达。在“兰花”计划中,该雷达强调利用多普勒滤波实现对于店面定目标的批量探测,体现了对于装甲集群的偏重。在“地平线”计划中该雷达任务特性偏向于战场测绘因而主要采用合成孔径模式进行战场区域成像。该雷达探测半径为200千米,一般在己方50千米纵深内的战场进行探测。由于直升机本身空间狭小,雷达操作员数量很少,因而无法对目标数据进行处理。“地平线”系统采用将所有数据传到店面进行数据处理,每个地面站配有两架直升机,机载数据链的最大通讯距离为100千米。
虽然“地平线”系统的雷达载机与之-8 看起来相似,但是笔者认为两者存在技术关系的可能性不大,甚至在任务特性上有相当的不同。“地平线”系统装备的是法国陆军,而直-8雷达机装备的则是我国海军,就我国海军而言尚且没有对于地面目标进行大范围测绘和目标指示的需求。即便是考虑海军陆战队在登陆作战时的情报支持,也基本无需类似“地平线”系统这样能够提供高达150千米纵深范围目标信息的传感器节点。因为“昆仑山”级船坞登陆舰投送的营级作战单位打击范围比较有限,其装备的火炮或者火箭炮射程都在50千米以内。登陆舰队水面舰艇的支援火力目前也以射程在几十千米的舰炮和火箭炮为主。法国陆军是在师一级作战单位配备“地平线”系统的,我国海军并没有类似规模的地面作战部队。我国海军对地探测需求逐渐产生必然要伴随对地打击能力,将来装备航空母舰或者两栖攻击舰之时才有直-8基础上开发一行战场测绘飞机的需求。从这个角度讲,直-8雷达机是不同于“地平线”系统的真正预警机。
舰队之眼:直-8预警机的装备价值
经过对于我国海军发展思想和装 备发展的审视,我们可以发现中国海 军正在处于由近海走向远洋的发展阶 段。与此相伴而生的是舰队防空、低 空反导、水面搜索和引导反舰弹等“海 空”任务需求。我国最近采购的多达 9架卡-31舰载预警机也侧面印证了 这个需求的旺盛。由此来看,直-8雷达机在我国海军装备序列中将担任预警机的职能。不过有人曾经质疑卡-31预警直升机与直-8预警机同时出现属于“重复性建设”,但是作为苏联20世纪70年代技术积累的产物,引进一定数 量的卡-31可以在短期内提升我国舰队的防空预警能力,但是依然存在很 大的性能不足。卡-31预警直升机装 备的E801M从对空对海监视雷达工作在L波段,方位机扫,俯仰电扫,最 大对空探测距离只有110-115千米, 而且只能同时跟踪40个左右的目标。 西方同类型的预警直升机可以提供更 远、更多的目标探测和处理能力,比 如英国的“海王”预警直升机可以同时跟踪上百个目标。另外由于卡-31载机较小,只有2名成员,因而本机 没有基本的指挥和数据处理能力,雷 达探测到的目标数据必须传回军舰才能被利用。
直-8预警机的出现则弥补了卡-31预警直升机的缺陷。直-8预警机所 采用的载机在容纳飞行员的同时,还 有容纳大约3-4个操作员的位置。 虽然操作员的数量无法和固定翼预警 机相比,但是已经足够提供基本的空 中引导和信息处理能力。另外,由 于我国实现了由机扫雷达向有源相 控阵雷达的跨越式发展,直-8预警机很可能直接采用了我国在“空警”-2000、“空警”-400上已经使用的有源相控阵雷达。由于我国在微电子工 业领域相对于俄罗斯有了更长足的进步,采用新型雷达的直-8预警机不 仅仅在探测范围比卡-31更具优势, 在同时跟踪目标数量、引导能力、探 测精度和模式数量上大大超越。先引 进国外成熟型号进行摸索,再利用自 身技术优势研制更先进的型号,这样的思路已经被我国国防工业发展多次运用。
我国海军航空母舰尚未形成战斗力,因而独立作战的驱护舰队无法得到舰载固定翼预警机和舰载战斗机的预警和防空保护。虽然我国已经装备了“旅洋”-2级舰队防空驱逐舰。其舰载雷达能够探测数百千米范围内的空中目标。但是其实世界上所有的舰载防空雷达都被地球曲率这个问题所 困扰,只有当低空飞行的反舰导弹“露出”地平线才能被舰队发现。综合地 球曲率和舰载雷达架设髙度等因素, 该舰对于低空飞行的反舰导弹探测距 离在30-40千米左右。而“旅洋”2驱逐舰使用的“海红旗”-4远程防空导弹的射程却能够超过100千米,这不能不说是一种“打得远、看得近”的尴尬局面,为了扩展舰队防空范围、增加对反舰弹的拦截波次,我国可利 用直-8预警机大幅度扩展舰队“超 地平线"探测范围,重点是距离舰队40—100千米的低空目标。当发现反舰导弹来袭时,可以在其进入防空弹射程之前就实现跟踪,一旦其进入 防空弹杀伤区即可实现拦截。此时虽 然反舰导弹躲在舰载雷达的探测范围之下,但是军舰发射的防空导弹可以在直-8预警机的中继引导下飞往拦截 交汇点,然后通过导弹的主动雷达导引头搜索并锁定目标,实现“超地平线”低空反导。
值得一提的,目前只有我国和一些欧洲舰队具备实现“超地平线”反 导的潜力。这是由于预警直升机虽然 能够对低空目标进行探测、跟踪和对于防空导弹引导,但是其雷达精度不足以引导导弹直接命中目标。由于预 警直升机发射的电磁波无法与军蚬上 发射的防空导弹导引头实现相位和频率同步,也无法为半主动雷达制导导弹提供所需的末端照射。因而,要想通过预警直升机的导引实现 “超低平线”攻击必须装备主动雷达末制导的舰载防空导弹,预警直升机的目标刷新速率能够满足中继引导的要求,我国装备的“海红旗”-4和欧洲装备的“紫菀”系列防空导弹是新一代舰 载防空导弹的代表,都采用了革命性 的主动雷达末制导,这与美国研制的“标准” 4系列半主动雷达舰空导弹 大大不同。不过最近美国新一代“标 准”-2主动雷达末制导视空导弹也开 始交付,这标志着各国舰队都开始具备“超地平线”反导潜力,将会对未来的海空作战样式产生重大影响。
总的来说,直-8预警机为了满足舰队防空、对海探测和导弹引导等任务,在直-8舰载型基础上加装了可能采用有源相控阵技术的的监视警戒雷达、敌我识别器、信息处理计算机、多目标接收机、空/海目标显示器、数据处理系统、机载双向数据链系统、导航/导引辅助系 统等。直-8预警机在驱护远洋舰队 内可以充当对空对海多种作战任务, 大大扩展舰队的态势感知和攻防能 力。即便在我国航空母舰具备战斗力之后, 直-8预警机依然可以与固定翼预警 机实现合理分工,更多地担负起以舰 队为核心的态势感知能力,让固定翼 预警机更加专注于舰载机远程对空对海作战上。(本文原载于:《现代舰船》2011.6期B刊)
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