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宙斯盾终极解读
宙斯盾终极解读美“提康德罗加”级宙斯盾导弹巡洋舰美军舰发射标准 SM-2 导弹苏联以及后来的俄罗斯拥有性能优良的超音速巡航导弹家族， 而且还积极向他国 销售，迫使美国在舰队防空体系方面采取了重大措施。美国弗吉尼亚级核动力巡洋舰因日常使用费用过于昂贵而不得不提前退役。美国海军第一艘装备相控阵远程对空警戒雷达系统能力的“长滩”号核动力限巡 洋舰。美国海军技术测试中心为宙斯盾设计陆地仿真平台， 六边形的相控阵天线面非常 醒目。它已成为整个美国海军的洋上盾牌――美国历史上最成功的、 最有代表性的 武器系统⊙ 美国海军装备的宙斯盾系统是美国历史上最成功的海军武器系统计划 之一，也是成功的舰载区域防御武器系统。作为美国海军在系统工程领域的典型 案例，宙斯盾系统已经为各界认可，对它的信赖也不断增强，甚至连新一代的航 空母舰都要装备它。 ⊙ 目前美国海军作为蓝水海军的远洋防空任务已大为减弱，为适应各种沿 海战争的需要， 新开发的宙斯盾系统必须集中力量对付掠海反舰巡航导弹和战术 弹道导弹，设法增强舰队协同作战能力并实施宽战区弹道导弹防御。 ⊙ 仔细观察和研究美国在整个宙斯盾系统研制、发展及作战使用过程中的 所作所为，可以为我国海军研制舰载区域武器系统，打造自己的“中华神盾”起到 借鉴作用！ □ 敬 雄 慧 芹◆ 发展概况 冷战时期，为了对抗美国海上力量，苏联红海军在坚定又坚决要走向远海的 司令员戈尔什科夫海军元帅的率领下， 按照他一手制定的争霸大洋的海军战略和 装备发展规划稳定而又迅猛的发展着。 他们的终极目标之一便是将美国海军航空 母舰战斗群编队置于死地，绞尽脑汁研制着能够攻破美国防空网络的反舰导弹。 在他们高速突防、重型大威力战斗部设计思想指导下，多种准弹道式或者低空超 音速突防模式、不同的射程、不同的飞行高度和速度的反舰导弹在短时期内迅速 问世，它们不仅装载于水面舰艇之上，而且也配备在潜艇和飞机等多种平台上， 具有全方位威胁美国舰队的能力。进入 20 世纪 60 年代后，苏联红海军提出反舰作战原则是先敌齐射、密集性 导弹进攻。因此在对美国海军进行反航母作战时，苏联红海军必将在预定海域调 集大量飞航导弹潜艇、常规/核动力鱼雷潜艇等水下力量为第一梯队，以多个水 面反舰突击群在莫斯科级航母的配合下(实际上是直升机航母，其搭载的直升机 用于反舰导弹中继制导和反潜)提前埋伏到预设战场海域。由他们为第二梯队和 主力，协同潜艇多路、多域、多批次、全方位地发起密集导弹突击。并在强大情 报网的支援下，以陆基远程轰炸航空兵和强击航空兵为左右翼，协以护航、清扫 航路的歼击航空兵，配合水面舰艇、潜艇进行空中突击。也就是说，美国海军大 舰队的核心，海军乃至国人的精神支柱之所在的航空母舰编队将面临来自空中、 水面、水下等多维空间的打击。面对苏联咄咄逼人的攻势，美国的舰载防空导弹 系统也有长足发展，但按照 1950 年代发展思维模式下研制的雷达、导弹系统已 经无法应付大量反舰导弹在同时或在以秒计算的极短时间内进行的攻击。 当时美 国海军装舰使用的主力防空导弹小猎犬、鞑靼人、黄铜骑士甚至后起新秀――标 准 SM-1 型均不具备快速反应能力，对于少数、单一方位上来袭的反舰导弹还能 招架，但来袭导弹数量和方位稍多，便将限于照射雷达数目有限而顾此失彼、防 不胜防。一旦有漏网之鱼窜入末端防御区内，哪怕只有 1 枚反舰导弹突防成功也 势必会使舰队遭到致命的打击。究其根本，美国海军舰载防空导弹之盾无法抗拒 苏联红海军反舰导弹之矛的主要原因是警戒、照射雷达系统的搜索、测定和跟踪 速度太慢； 防空导弹的制导方式和发射系统还不够先进； 作战系统自动化程度低。 为此，美国海军在 l963 年 11 月提出的先进的“舰用导弹系统”(ASMS， Advanced Surface Missile System)研究项目， 也就是后来宙斯盾系统的鼻祖。 当时 提出的需求是该系统应具有探测、跟踪和摧毁飞机、导弹和海上目标的能力。在要求提出后，美国海军又展开了长达 2 年的系统分析，研究未来 15-20 年内以航 母为核心的水面舰队可能面对的威胁，认为：来自空中的威胁除了传统的飞机目 标外，还包括苏联红海军新出现的突然在近距离跃出水面的潜射巡航导弹、在电 子干扰环境下以高攻角俯冲的弹道/准弹道式空射巡航导弹等。来自水面最大的 威胁是能够在地平线以下发射反舰导弹的水面舰艇。另外，随着苏联红海军潜艇 力量的不断增强，新一代苏联核潜艇的航速快、噪音低、作战范围大，且数量众 多，来自水下的威胁也在与日俱增。在这种情况下，美国海军认为必须对“舰用 导弹系统”进行进一步的修改。于是，直到 l969 年 l2 月才与美国无线电公司政府 系统部门(RCA Government Systerms)签定了发展合同，并更名为“空中预警-地面 综 合 系 统 ”(Airborne Early-warning Ground Integrated System) ， 英 文 缩 写 为 AEGIS，恰与希腊神话中宙斯(Zeus)等诸神使用的盔甲、盾牌是同一个单词，因 此便俗称为宙斯盾系统(AEGIS system)，不想此后宙斯盾反而成为了该系统的学 名， 就连雷西恩的广告上也只称宙斯盾， 而不谈它本身的全名。 在美国海军看来， 宙斯盾作战系统就是可抵挡从四面八方同时袭来的敌方大量导弹， 并能有效反击 的坚固盾牌。 系统主承包商为美国 RCA 公司的政府系统分部，MK-99 照射控制系统、 SPG-62 照射雷达和 SPY-1A 型大功率雷达发射机由雷锡恩公司生产。 AN/UYK-7 计算机为斯佩里公司的尤尼瓦克分部生产。 AN/UYK-4 标准显示控制台由休斯公 司生产。计算机软件由计算机科学公司编制的。技术顾问是约翰?霍普金斯大学 物理实验室。此外，还有数百家厂商参加了这项工程。1972 年 3 月末，RCA 公司在霍普金斯大学的协助下，完成了 AN/SPY-1 相 控阵雷达样机的研制。1972 年 4 月，美国无线电公司与海军联合发表声明，宣 布宙斯盾的设计工作已告结束。l973 年初，完成了 AN/SPY-l 相控阵雷达天线的 试验。同年 l0 月，完成了 AN/SPY-1 雷达的陆上试验，测量和分析了相控阵雷 达的各种参数，并对显控台、计算机程序、系统间的接口以及数据链等进行了鉴 定。 1974 年起，对工程样机 EDM-l 宙斯盾基本武器系统进行了陆上试验，继地 面测试之后，发展完成仅能于单通道、单象限运行操作的宙斯盾系统测试模型， 然后在诺顿海峡号(USS Norton Sound，AVM-1)试验舰上进行长达 3 年的海上试 验。l975 年末，又研制出了 EDM-3C 工程样机，此样机装有与其它武器系统间 的接口，从而可形成完整的宙斯盾作战系统。大约与此同时，在 RCA 公司建立 了作战系统工程发展站(CSEDS)，用来对以宙斯盾武器系统为中心而组成的舰载 作战系统进行合成和试验，并负责训练首装舰舰员。宙斯盾系统在测试初期系采 用标准 SM-1 型导弹， 成功地对付护岛神导弹及其它目标， 由于 1977 年中期 SM-2 的原型开始生产，故在后来的测试中 SM-1 与 SM-2 两种导弹并用，并最终将宙 斯盾系统使用的导弹推进到标准 SM-2 型。 宙斯盾系统最初计划首装加利福尼亚级核动力巡洋舰， 并装备专门为之研制 的改进型弗吉尼亚 II 级核动力巡洋舰。但由于加利福尼亚级仅 2 艘，巨资改装 投入与战斗效果提高不协调，而新建核动力的弗吉尼亚 II 级更是耗资不斐，在 越战后限制军费的呼声中，以宙斯盾系统装备核动力巡洋舰的计划破产。经过一 番争论后， 最后决定在已经成型的斯普鲁恩斯级驱逐舰基础上兴建提康德罗加级防空驱逐舰(后改为巡洋舰)， 并于 1983 年首装该舰， 并全部装备了 27 艘该级舰。 系统(不含导弹)每套造价约 2 亿美元(1985 年币值)。 1991 年 7 月起又装备了美 从 国海军最新型驱逐舰阿利?伯克级。随后被日本海上自卫队引进装备金刚级驱逐 该系统又获得了西班牙 F-100 级护卫舰的订单。 AN/SPY-1 以 舰。 进入 21 世纪后， 系列相控阵雷达为核心，以 SM-2 导弹为主要武器的宙斯盾系统自首套系统服役 陆续衍生出 6 种型号的基型(Baseline 0～ 至今 20 年间经过逐步的改进与升级后， 6)，目前正在发展第 8 种基型(Baseline 7)，宙斯盾家族日渐旺盛。苏联红海军航空兵早就形成大型轰炸机加超音速反舰导弹突破美国航母防空圈 的战术，宙斯盾系统的内部战术信息中心。 ◆ 系统组成宙斯盾系统是美国海军成功运用系统工程原则的典范，也是美国在电子工 业、信息技术、自动控制技术等诸多领域独领世界潮流的体现。全系统具有 840 部以上独立设备，其中包括 l9 台 UYK-7 计算机和 20 台 UYK-20 计算机，以及 22 个战术显示器(包括编队指挥官使用的)。 系统主要由采用分布式结构的 5 个子 系统组成： 侧重于作战指挥功能的 Mk-l 指挥决策系统和 MK-1 宙斯盾显示系统， 兼有作战指挥和武器控制功能的 Mk-l 武器控制系统，负责全舰的主要探测功能 的 AN/SPY-1 多功能相控阵雷达分系统以及 MK-1 操作准备和检测系统。 如果说 AN/SPY-1 雷达是宙斯盾系统的耳目， 那么 MK-1 指挥决策系统就是 整个宙斯盾系统的核心。自从 60 年代出现海军战术数据系统以来，情报的传递、 处理和显示等都已逐步自动化，但指挥中的判断和决策仍然要由人来承担。美国 海军研制宙斯盾系统的目的之一， 就是要把这方面的人工干预可能出现的不确定 因素减到最小。指挥决策系统具有高度自动化能力，可同时接收 AN/SPY-lA 相 控阵雷达、AN/SPS-49 对空雷达、AN/SPS-55 对海雷达、AN/SPQ-9 火控雷达、 声纳、电子支援系统、卫星导航、数据链以及其它设备送来的目标信息和其他有 关信息。 并将这些信息分类、 识别并进行威胁判断， 再根据单舰或协同作战舰艇、 飞机的情况，由 AN/UYA-4 型显控台向武器控制系统传递指令信息，也可以根 据指挥决策程序自动传递指令信息。 该系统的中枢是 4 台 AN/UYK-7 计算机和 8 个 AN/UYA-4 显控台，另外有 变换装置、RD-281 存储器和数据变换辅助控制台等辅助设备。作战原则管理功 能是宙斯盾作战系统的核心，该分系统同时也决定全舰作战战术原则，并作出火 力分配以协调、控制整个作战系统运行。由于决策系统采用计算机完成监视、识别和威胁判断，使系统反应时间很短，充分发挥了 AN/SPY-1A 相控阵雷达全方 位探测的优势。该系统可指挥对空、对海和反潜作战，还能指挥协调与友邻舰艇 的协同作战。 MK-1 宙斯盾显示系统是面向指挥官的终端，布置在作战指挥室内。通过用 4 个(在驱逐舰上装 2 个)大屏幕显示器、l2 个自动化战斗状态板、2 个双人指挥 显控台和 2 个单人数据输入控制台向本舰和编队指挥官综合显示工作和战术信 息，以便于各级指挥官充分利用宙斯盾系统做出指挥决策。整个显示系统分成两 个相似的显示组，每组有 2 个大屏幕显示器、一个双人指挥显示台、一个单人数 据输入台和 5 个自动化战斗状态板。一组供舰上指挥官使用，另一组供舰上的编 队指挥官使用。还有 2 个自动化战斗状态板设在舰桥上。大屏幕显示器的尺寸是 107(107 厘米)，各个大屏幕具有单独的控制，能够同时独立地选定距离标尺、压 缩航迹、航迹标记和偏置。自动化战斗状态板能列举多种信息，包括单个航迹的 数据、己舰状态、武器清单、战斗力信息、环境数据、航迹一览表、使用原则要 点和雷达搜索扇面。 在宙斯盾系统中，总的决策由 MK-1 指挥决策系统下达，指挥官的决定通过 显示系统进行人机交互， 另外一部分作战指挥功能和火控功能则交给了 MK-1 武 器控制系统。它的任务是：根据指挥决策系统传来的指令信息和己舰武器状态， 实施目标指示、指令发射和导弹制导等功能。为了减轻计算机运算量，系统只直 接控制舰空导弹的发射，对其它武器系统，则通过该武器自身的火控系统与本系 统对接后再进行控制。比如对舰炮就只给予目标指示，而射击计算和控制是由舰 炮自身火控系统完成的。 另外对水下目标的射击控制也由专用的计算机配合外挂的 MK-116 反潜火控系统和电子战系统进行。 为了防止出现个别单位超越控制权 限射击的情况，除密集阵近防武器系统在紧急情况下可以独立工作外，其余武器 的使用必须经过武器控制系统统一控制协调。操作人员借助 AN/UYA-4 型显控 台监视武器控制系统的自动工作状况，必要时进行人工干预。武器控制系统内装 有 4 台 AN/UYK-7 计算机，令人惊讶的是，这 4 台计算机共用一个 256K 的存贮 器，而且运算速度达到了 150 万次的速度，这在 80 年代已经属于顶级性能了！ 可见美国计算机产业的发达并非一日之功。美“提康德罗加”级宙斯盾导弹巡洋舰提康德罗加级巡洋舰两大生产批次的系统配置比较美国海军“提康德罗加”号(CG47)巡洋舰用 MK-26 双臂发射架发射标准导弹。停泊在诺福克港内的美国海军“莱特湾”号(CG55)巡洋舰和“巴克利”号(DDG84) 驱逐舰，我们可以比较一下这两种均配备宙斯盾系统战舰的异同。MK-26 双臂导弹发射架难以应对超音速导弹的“饱全攻击”。MK-41 导弹垂直发射单元具有优秀的通用性，这是从垂直井里发射的战斧巡航 导弹。在第一生产批次的提康德罗加级巡洋舰上出现的 AN/SPS-49 对空警戒雷达天线。宙斯盾系统的子系统：AN/SPQ-98 火控弹道计算机。 MK-1 武器控制系统还下属一个重要的分系统：MK-99 火控分系统，它包括 4 台 AN/UYK-20 计算机控制下的 4 部 AN/SPG-62 目标照射雷达、 MK-79 导向器 和数据转换装置。该分系统负责按照 MK-1 武器控制分系统的指令，随同 AN/SPY-1 雷达一起工作；用 AN/SPG-62 雷达照射目标，这 4 部照射雷达，通过 时间分配开关，能同时为空中的 l2 个以上拦截导弹提供照射波束。以便对已发 射的导弹提供末制导。本系统的主要功能是控制 AN/SPG-62 照射雷达。它根据 武器控制系统的指令，从相控阵雷达取得数据，为标准 SM-2 导弹提供目标照射 波束， 在必要时还可以跟踪目标。 该系统在舰上共配置 4 套， 4 台 AN/UYK-20 有 计算机，每台计算机有一个独立的 64K 状存贮器。MK-99 照射控制系统除控制 标准导弹外，还可控制密集阵近防武器系统和鱼叉导弹。在宙斯盾系统之前，美国海军其实已经装备了一种以 AN/SPS-32/33 相控阵 雷达为核心的作战系统，并装备在“长滩”和“班布里奇”号巡洋舰上。但是该系统 的故障率颇高，经常处于不正常状态，最终在 1980 年被 SPS-48/49 雷达取代。 美国海军在研制宙斯盾时，吸取了这个教训，为了提高系统可靠性，专门设置了 MK-1 战备状态测试分系统。该分系统由一台 AN/UYK-20 小型计算机和若干 AN/UYA-4 显控台、主数据终端、遥控数据终端和辅助设备组成。它与宙斯盾作 战系统各主要分系统相联，完成对整个作战系统的监视、自动故障检测和维护。在海上进行小半径转舵的宙斯盾巡洋舰“维拉湾”号(CG72)它属于提康德罗加级 巡洋舰的第二生产批次。宙斯盾战舰上的战术显示台。 ◆ 技术特点和作战使用 性能 宙斯盾系统是一个以防空为主的全舰武器作战系统，它把全舰的对空、对海 和反潜作战在探测、跟踪、指挥和火控功能有机地综合，使其成为当今世界上反 应最快、性能最突出的自动化综合武器系统。该系统具有以下主要特点：1、组成远、中、近相互衔接的防御圈，以不同射程的武器有效拦截飞机和 反舰导弹； 2、系统反应时间短，主雷达从搜索方式转为跟踪方式仅需 50 微秒；3、能同时有效地自动或半自动定位、识别、跟踪和拦截从不同方向和高度 来袭的空中、水面和水下的密集目标，具有抗饱和攻击能力；4、在气象杂波、海浪杂波以及电子干扰环境下，系统有较强的适应能力， 能可靠地工作；5、可使用多种电子战手段，能在严重的电子干扰、海面镜像杂波和恶劣环 境下正常工作；6、设有专门检测和监视系统，以提高可靠性和可维护性，在无后勤保障情 况下在 40-60 天的海上使用期间，系统性能可靠；大修周期 4 年；7、设有数据链，使系统扩大信息来源，并为所在的编队提供信息。装备宙斯盾系统的有多型舰艇，以提康德罗加级巡洋舰为例，宙斯盾系统在 该舰上的作战室由 6 大部分组成：编队指挥、本舰指挥、战术信息、对空作战、 对海作战和反潜作战。宙斯盾系统内存有 l00 个以上使用原则，它们都装在指挥 决策系统的计算机内。 每个使用原则都是一条使作战系统对某种特定状态做出反 应的指令。使用原则可以由编队指挥官或防空指挥官来选定控制。当从 C3I 系统 的数据链或 SPY-1 相控阵雷达等信息源获得目标信息后，系统通过数据接口自 动输入到检测和决策系统。然后根据作战方式决定对目标的射击方式。宙斯盾系 统有四种作战方式：自动专用、自动、半自动和随机。对于输入指挥决策系统的 目标信息，只有自动专用方式不需要人工控制，因为当目标速度超过 2 倍音速时 (如以准弹道轨迹由高空突防的反舰导弹或战术弹道导弹)，在高低角、方位角上 会大幅度变化。靠人工操作难以在短时间内完成威胁判断、目标识别、跟踪、导 弹截获、制导等诸多任务。因此在此模式下，只要目标设置符合预定威胁类型， 整个探测、拦截过程将全部自动地进行，这种模式用于探测和拦截特别危险的目 标如高抛弹道的反舰导弹等。其它三种作战方式中，武器控制系统将目标插入到 交战队列，调度发射装置和照射雷达，并计算拦截和预先射击的时间，计算的结 果反馈给指挥决策系统，然后由人工干预开始射击。其中，自动和半自动方式的 区别在于人工介入的程度，而故障方式则是在系统出现 1 个或多个子系统，或者 是计算机故障时，自动降低全系统性能，使系统能够保持探测目标、发射导弹等 保证舰艇安全的功能。 工作宙斯盾系统的工作是从 AN/SPY-1 多功能相控阵雷达开始的。通常，美军航 母编队中的 E-2C 预警机最先发现来袭的飞机或导弹，并通过海军数据分发系统 传输给提康德罗加级巡洋舰，使其 AN/SPY-1A/B 雷达波束提前对准导弹来袭方 向。 在由 SPY-1 雷达独自搜索目标时，4 个阵面各自负责 110 度的扇区，同时向 4 个象限 360 度空间内发射几百个很窄的笔状波束，对以本舰为中心的半球空域 进行连续扫描。如果其中有一个波束发现目标，雷达计算机便分配更多的波束照 射该目标并自动转入跟踪， 同时将该目标的诸元送给指挥和决策分系统对目标进 行敌我识别和威胁评估，分配拦截武器，把判断结果和分配武器反击的指令送到 武器控制系统。然后，武器控制系统根据从 SPY-l 雷达获得的跟踪数据计算火控 参数，自动指定导弹发射装置和准备要发射的标准 2 导弹。导弹发射后，武器控 制系统自动指定下一枚导弹准备再次发射。在导弹飞行前段，采用惯性导航，导 弹按照武器控制分系统控制 AN/SPY-1A 雷达向导弹发送中段修正指令，并向指 挥决策系统报告。进入末段弹上半主动雷达寻的导引头工作最佳范围后，通过 MK-99 照射控制系统控制 SPG-62 照射雷达在恰当的时候随动于 SPY-1 雷达对目 标的跟踪波束，然后计算机按照程序计算由相控阵雷达交班给照射雷达的时机， 在恰当的时候交给它照射目标，为导弹提供照射波。导弹寻的头根据火控分系统 照射器提供的目标反射波束自动寻的。 由于宙斯盾系统的相控阵雷达能同时跟踪 多个目标和导弹，减少了照射雷达对每个目标的照射时间。通过计算机调度照射 时间，可使 1 部照射雷达先后引导几枚导弹攻击不同的目标，照射制导雷达只需 在距离目标的最后 25-30 公里对导弹制导。大大减轻了制导雷达的压力，提高了 系统抗饱和攻击的能力。引炸后，AN/SPY-1A 雷达进行杀伤效果判断，决定是否需要再次拦截。该雷达采用边跟踪边扫描方式工作，始终对全空域扫描以发现 新目标。 在整个作战过程中， 战备状态测试分系统不断监视着全系统的运转情况， 一旦发现故障，立即采取措施，以确保作战系统具有很高的可靠性。 ◆ 不断升级 虽然宙斯盾系统已是当前世界上最好的防空系统，但仍具有巨大的发展潜 力，美国海军一直在对其进行改进。宙斯盾作战系统系列形成过程就是美国海军 宙斯盾作战系统基本结构不断改进或升级，使之一直处于世界先进水平的过程。 系统的升级首先体现在相控阵雷达上，最早的 SPY-1A 雷达装备了首批 12 艘提 康德罗加级(CG47)巡洋舰。 从“普林斯顿”号(CG58)开始装舰的 SPY-1B 雷达进行 了多处升级。 其次是武器系统的升级， 还有计算机和作战程序等软件方面的改进。 从首批没有装备 MK-41 垂直发射系统的 4 艘(CG47 至 CG51)到最末 1 艘，27 艘 提级巡洋舰的配置从基型 0/1 一直升级到“休斯敦”号(CG66)和“维克斯堡”号 (CG69)采用的基型 6.1(这 2 艘巡洋舰正在用来试验美国海军的协同作战能力 CEC)。下面我们将逐一介绍各基型的演进情况。首先出现的是 0 型和 1 型。0 型基本结构是宙斯盾的原始基本结构，包括 AN/SPY-1A 雷达、倾斜式 MK-26 导弹发射系统、拉姆普斯 MK I 轻型机载多用 途系统和 AN/SQS-53A 声纳等设备。该型系统配置于 1983 年服役的提康德罗加 级 CG47 和 CG48 两舰。在对 0 型基本结构略加改进后 1 型问世，其主要改进了 拉姆普斯 MK III 轻型机载多用途系统。该基型已配置在 CG49 至 CG51 等 3 艘 提级舰。CG47 和 CG48 两舰的 0 型后来也改进到 1 型。当导弹垂直发射系统问世后，美国海军又研制了 2-4 型。2 型配属 CG52 至 CG58 这 7 艘提级舰， 最重要的改进是将原来倾斜发射的 MK-26 装置升级为垂直 发射的 MK-41 系统，并配置战斧巡航导弹。另外一项大的改进是将加装新的 AN/SQQ-89 反潜战系统，该系统可以进行数据融合，将改进后的 SQS-53B 声纳 获得的数据与拉姆普斯 MK III 及 C3I 系统获取的信息进行比较，得出最精确的 目标属性、诸元等，使反潜能力有大幅度提高。 自 1989 年 2 月开始服役的 CG59 至 CG64 的 6 艘提级舰上装备 3 型。它的 最大改进是换装 AN/SPY-1B 相控阵雷达、AN/UYQ-21 显示器和 CDR 作战通信 机等装备。AN/SPY-1B 雷达在 A 型基础上进行了大改，采用了新的天线配置方 式，使天线旁瓣更低，相应的抗阻塞式干扰能力得到增强。改进了信号处理器， 并换用新的发射管，提高了功率，使探测距离和跟踪干扰环境下低飞的小雷达截 面导弹的能力大为提高。3 型改进期间正是美国微电子产业和存储芯片技术发生 飞跃性发展的时期，在 B 型上首次采用了超大规模集成电路技术，在机柜、组 合的体积不变情况下增加了系统存储芯片数量和运算存储器的数量， 可以有更充 足的空间来存放指令、提高运算速度，因此其计算机程序由 0 型的 82 万行增加 到 120 万行以上。 4 型在 CG65 至 CG73 等 9 艘提级巡洋舰和 DDG51 至 DDG56 等 6 艘阿利?伯 克级驱逐舰上配属。主要将提级巡洋舰上的 AN/SPY-1A 雷达升级到 B(V)型。另 外为了在排水量稍小的伯克级驱逐舰上安装该雷达， 又设计将 4 个阵面均安装在 一个甲板室上的 D 型。为了代替早期的 AN/UYK-7 计算机，设计了将程序增加 到 400 万行的 AN/UYK-43/44 计算机。为提级舰加装了 C & DMK2 通信和数据设备，为伯克级加装了 ADSMK2 高级数据系统。另外，将 AN/SQS-53 声纳升级 到 C 型，将发射/接收系统的模拟设备全部换成数字式的，增强了主动探测模式 的性能、多目标跟踪能力，并首次具备了主/被动模式同时工作能力。从 0 型发 展到 4 型后，宙斯盾系统已经发生了脱胎换骨的变化。作战系统 865 个部件中， 更换了 429 个，部件数从 865 个增加到 924 个。与 0 型相比 4 型作战能力大大增 强。 5 型主要配置 DDG57 至 DDG78 等 22 艘伯克级驱逐舰。5 型最主要改进是 导弹，标准 SM-2Block IV 增程舰空导弹于 1995 年定型，射程增加到 150 公里， 且提高了对掠海飞行目标的拦截能力，基型 5 首次采用该系统。此外进入 20 世 纪 90 年代后，美国海军 C3I 系统得到长足发展，联合战术信息分布系统 16 号数 据链(Link16)投入运用，为了提高宙斯盾舰的综合通信、导航和敌我识别能力， 美国海军在 6 型中将 16 号数据链嵌入系统的同时， 也迅速将 16 号数据链加装到 DDG72 以后的伯克级驱逐舰上，成为 5 型的另一个重要改进。由于美国商用电 脑产业的快速发展，彩色液晶显示器变得不再昂贵，5 型也顺应潮流地用具有很 强战术图示能力的彩色图形显示器取代了以往各型的阴极射线管显示器。 在宙斯盾系统不断发展的同时，它的舰载平台也在进行改进。2000 年 8 月 19 日，美国海军采用了多功能直升机机库、新的作战系统软件和其它改进设计 的第 1 艘阿利?伯克 Flight 2A 级驱逐舰“奥斯卡?奥斯汀”号服役。这使得美国海军 大幅度扩充宙斯盾舰队数量和战斗力的计划向前迈出了决定性一步。 为了配合伯 克 IIA 的改进，宙斯盾系统也同时升级到基型 6。为了配合美国海军“从海上来” 作战理论，伯克 I 级上的 AN/SPY-1D 雷达进行了“适应近海作战”改进，定型为D(V)雷达，加强了对沿海具有复杂背景杂波掩护下目标的探测能力。在伯克 IIA 上还装备了改进型海麻雀导弹(ESSM)， 该系统的海麻雀 RIM-7P 型的导弹尺寸缩 小，MK41 垂直发射系统可以在一个发射单元内装载 4 枚，大大增加了装载数量 和近程反导火力。因此它也成为 6 型的一个主要改进之处。此外 6 型还利用商用 局域网互连技术的成果， 在舰内广泛设置局域网络系统， 并对武器、 电子、 水声、 雷达等不同类型的局域网进行最佳化综合，提高网内通信能力和处理能力。经过 上述改进后，自 DDG79 以后的伯克 IIA 级舰的作战系统反高速、低空机动目标 的总体性能大大增强。提康德罗加级巡洋舰上的操作人员。从“四烟囱舰”到如今现代化的伯克级宙斯盾驱逐舰， 美国海军技术发展经历了翻 天覆地的变化。以英国首相温斯顿-丘吉尔命名的美国伯克级驱逐舰(DDG81)，它于 2001 年 3 月 10 日完工。宙斯盾系统的心脏-AN/SPY-1 相控阵雷达宙斯盾系统竞争 CVN77 航母新一代雷达为了体现“网络中心战”的原则， 美国海军的宙斯盾系统与空间侦察卫星系统的战 术信息交流更加紧密。为了体现“网络中心战”的原则， 美国海军的宙斯盾系统与空间侦察卫星系统的战 术信息交流更加紧密。引进美国宙斯盾系统及 MK-41 导弹垂直发射单元的日本金刚级驱逐舰。 在发展基型 6 的时候， 美国海军提出了“协同交战”(也称“传感器联网”， CEC) 概念，该系统旨在允许各作战单位间共享基本传感器、决策和作战数据，使多个 装备 CEC 的水面舰艇和飞机成为一个分布式的防空系统。该系统能把某一艘舰或飞机获得的目标诸元实时传送给整个部队。 由于宙斯盾系统在美国海军中的地 位甚高，作用甚大，因此 CEC 计划提出后马上就有人提出了这样的设想：用宙 斯盾系统根据 CEC 系统提供的信息，在己舰传感器尚没有获得任何目标信息的 情况下靠 CEC 系统的目标综合航迹指示，先行发射防空导弹，然后再等待新的 目标诸元到来，此后再进行修正。或者，宙斯盾系统可以通过 CEC 系统在远距 离上控制另一艘舰艇上的标准 SM-2 导弹发射，然后对其进行中继制导、末端引 导，或者在末引导时交班给发射舰的照射雷达。这种协同方式具有很强的作战灵 活性，使老旧舰艇也能够分享宙斯盾系统的功能，尤其有利于在尽可能远的距离 上拦截高速掠海反舰导弹、准弹道式轨迹的反舰导弹这两类高度危险的目标，另 外对于提高反战术弹道导弹的杀伤区远界也有相当帮助。1994 年 10 月至 1995 年 3 月，美国海军首次在地中海进行了试验。随后 1996 年 9 月装备 CEC 系统的 宙斯盾巡洋舰安齐奥号和圣哈辛托号进行了第 2 次试验。为了取得进一步验证， 休城号和维克斯堡号进行了 CEC 改进，将原来的基型 4 提升到基型 6.1。 虽然基型 6 已经具有了相当高的性能，但是美国海军还是不满足，他们继续 开发出基型 7 作战系统以配属后继生产的伯克 IIA 级驱逐舰。 该型主要改进包括 加装改进型战斧导弹、用更换升级迅速、便捷的商用流行计算机来取代按照美国 海军标准设计的 AN/UYK-43 计算机，这样既可以快速换代，还能够节省大量定 制、维护早已停产的元器件所费的不斐资金。另外 7 型提高了拦截战区弹道导弹 的能力，并将进一步融合 CEC 系统。上述革命性改进将保证宙斯盾作战系统在 21 世纪里继续保持世界第一的地位。 ◆ 消化与借鉴美国海军装备的宙斯盾系统是美国历史上最成功的海军武器系统计划之一， 也是成功的舰载区域防御武器系统。它的研制从 1969 年立项算起，前后共花了 30 年时间，已经耗费 500 亿美元。每艘宙斯盾舰价格为 7.5-10 亿美元。作为美 国海军在系统工程领域的典型案例，宙斯盾系统已经为各界认可，对它的信赖也 不断增强，甚至连新一代的航空母舰都要装备它。按照海军作战司令部办公室 (OPNAV)的水面战需求计划观点，在新一代“从海上”作战思想指导下，美国海军 水面舰艇部队将越来越多的面临对陆攻击和沿海作战任务，包括对陆攻击、反水 雷、及区域和全战区弹道导弹防御(TBMD)等。目前美国海军作为蓝水海军的远 洋防空任务已大为减弱，为适应各种沿海战争的需要，新开发的宙斯盾系统必须 集中力量对付掠海反舰巡航导弹和战术弹道导弹， 设法增强舰队协同作战能力并 实施宽战区弹道导弹防御。为了对付 2000 年以后来自外层空间的远程战略弹道 的威胁，美国海军已着手作进一步的开发和改进，其中包括研制新型拦截导弹和 对 AN/SPY-1 雷达作扩大防区的进一步改进，为此，当目标再入大气层时应能识 别再入弹头与弹片。在 CEC 系统的帮助下，新型宙斯盾系统还将能向联合部队 指挥部提供战区级的可靠反导防御能力， 这一系统预计在 2005 年以后装备部队。 由于当今世界民用技术和军用技术之间界限不断模糊， 先进的技术和设备尤 其是商用流行产品对宙斯盾系统的发展起到越来越大的促进作用。 嵌入式超级计 算机、光纤设备、先进的控制系统、新型有源阵列雷达以及先进的信号处理设备 等纷纷实用化，将使宙斯盾系统作战能力不断提高。加上最近几年来宙斯盾计划 的国际化趋向日益加强，除美国外又有 6 个国家和地区将采购 MK-41 垂直发射 分系统， 这些国际市场上愈来愈多的采购需求都大大刺激了宙斯盾作战系统的发展。因此，我们可以断定，宙斯盾系统在美国海军中将继续发展、不断改进，在 国际海军界内将不断扩散，装备越来越多的型号的新型舰艇。 宙斯盾系统是美国海军的利器，我们应仔细研究美国在整个宙斯盾系统研 制、发展过程中的所作所为，以便为我国海军研制舰载区域武器系统，打造自己 的“中华神盾”起到借鉴！引进美国宙斯盾系统及 MK-41 导弹垂直发射单元的日本金刚级驱逐舰。改用袖珍版宙斯盾系统的西班牙 F-100 级护卫舰。宙斯盾相阵控雷达天线阵面是由无数个铁氧体移相器单元组成的， 靠它们的空间 将雷达波束合成。 宙斯盾上舰之发殇：提康德罗加级导弹巡洋舰 几乎在宙斯盾系统研制的同时，美国海军在 70 年代决定研制一型搭载该系 统作战舰艇，以用于对付苏联海军导弹的饱和攻击，同时替补将退役的大批二战 时期老舰艇，这就是提康德罗加级导弹巡洋舰研制的由来。 当时，美国海军提出了高低搭配发展方针，佩里(FFG-7)护卫舰作为低档类， 采用限额设计方法设计。而提康德罗加级则作为一高档舰，采取按需求设计原则 研制。因此，该级舰是一型造价昂贵，追求较高对空作战性能的舰艇，平均每艘 造价约 l0 亿美元。 该级舰主要使命是， 21 世纪的极端威胁环境中与航空母舰组成特混舰队， 在 为舰队提供有效对空防御。该级舰原定为驱逐舰，自 l980 年起划为巡洋舰，代号为 CG47。首舰由英格 尔斯船厂设计，1980 年 1 月 21 日开工，1981 年 4 月 25 日下水，1983 年 12 月 2 日服役。末舰 1994 年 7 月服役。同级共造 27 艘，舷号为 CG47 至 CG73。最后 5 艘舰的建造因阿利?伯克级驱逐舰的研制而推迟，于 1988 财年才予批准。该级 舰基本上沿用了 60 年代末、70 年代初研制的斯普鲁恩斯(DD963)级驱逐舰的舰 体和动力装置， 甚至外形设计也末作过大的修改。 5 艘采用的悬臂式发射装置， 前 从第 6 艘舰“邦克山”号(CG52)开始安装艏艉两座垂直发射系统， 取代了前 5 艘舰 的悬臂导弹发射装置，使得标准舰空导弹和阿斯洛克反潜导弹装载量由原来的 68 枚提高到 122 枚，并开始装载具有远程对岸、对海打击威力的战斧巡航导弹， 大大提高了作战能力，从而使传统的水面舰艇的武器装备发生了一次巨大的变 革。 宙斯盾系统的心脏――AN/SPY-1 相控阵雷达 早在宙斯盾系统设计之初美国海军就提出： 研制新系统的关键是要求设计一 部核心雷达，能以足够的精度搜索、探测和跟踪空中多个目标，并可在严重干扰 条件下正常工作。在雷西恩公司的努力下，经过近 7 年研制，终于制造出了世界 海军雷达史上的杰作，世界上第一部四面阵舰载相控阵雷达――AN/SPY-1。它 是宙斯盾系统的心脏，是其主要对空/对海探测工具。该雷达是一部多功能雷达， 可对空中和海面目标进行自动搜索、检测、跟踪并完成对标准 SM-2 导弹的中段 制导。它的工作频段为 E/F 波段(波长 10 厘米)，选择这一频段是为了减轻海面 镜像反射杂波的干扰，同时提高探测能力和扫描速度。它的 4 面阵天线可提供方 位 360 度、仰角 90 度的覆盖。SPY-1 雷达对高空典型目标(高度 3000 米以上，雷达截面积为 3 平方米)的最大探测距离是 320 公里。但受地球曲率影响，对低 空掠海飞行目标只有 40 公里。 AN/SPY-1 到目前为止共有四种型号： AN/SPY-1A、 AN/SPY-1B、 AN/SPY-1C 和 AN/SPY-1D。 AN/SPY-1A 装备提康德罗加级巡洋舰的 CG47 至 58 号舰。 AN/SPY-1B 装备提级舰的 CG-59-73 号舰。 AN/SPY-1C 是以飞机作载体的超大型预警机项目，因难于实现被取消。 AN/SPY-1D 和 D(V)装备 DDG-51 驱逐舰。 宙斯盾系统竞争 CVN77 航母新一代雷达 2001 年 1 月，诺斯罗普?格鲁门纽波特纽斯分公司获得了设计并制造第 10 艘，也是最后一艘尼米兹级航空母舰(CVN77)的合同，价值 38 亿美元。它是向 CVN(X)级过渡的最后一艘传统布局航母。 该舰计划从 2008 年起替代“小鹰”号航 母(CV63)服役，最初，该舰准备将新一代宙斯盾系统的 SPY-3 雷达作为舰船一 体化作战系统(IWS)的一部分。 诺斯罗普?格鲁门公司全面负责该航空母舰的雷达及电子设备的研发、采办 和集成工作，洛克希德?马丁公司的海上电子监视系统公司作为子承包商负责作 战系统的一体化工作。按计划 CVN77 要共享 DD-21 驱逐舰项目的研发成果，采 用 SPY-3 多功能雷达(MFR)和相关的立体搜索雷达(VSR)，将平面天线嵌入全新设计的舰桥上层建筑而不用旋转天线。然而，DD-21 项目的搁置耽搁了 CVN77 项目，使其不能按计划获得新的雷达。美国海军现在正在考虑是等待宙斯盾系统 最新型的 SPY-3 雷达问世，或继续沿用 SPS-49 和 SPS48E 雷达，还是使用技术 风险小的 SPY-1E 雷达。目前看来最可能的选择是 SPY-1E，如果入选，这将是 宙斯盾系统在航空母舰上的首次运用。
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