冷战美军数量时美军航母战斗群怎么反舰攻击

[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗? 航空母舰战斗群_6C社区
[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗? 航空母舰战斗群
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[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?航母战斗群真的很牛吗?如果我用一堆导弹去攻击他,他怎么防御?下面就看看小编为您搜集整理的参考答案吧。网友yxy对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:楼上投票最多的那位讲解了航母战斗群的构成,以及航母如何防御导弹。但还是比较片面,因为如果仅仅是防御,是体现不出航母的牛逼之处的。(而且防御也不仅仅是拦截导弹)我再从另外几个方面讲一下:1.航母的牛逼之处以及不可替代性。2.如何打航母。首先要明白几个前提:1. 航母是用于远洋作战,而不是家门口作战。2. 现代海战的原则是以空制海。面对飞机,军舰是完全劣势,哪怕你防空能力再强。3. 航母的一个重要运用原则是——进攻是最好的防御。4. 地球是圆的——意味着80km外就会处于地平线以下,你看不见任何东西。那里也是雷达盲区。关于第二点可能需要稍微解释下,为什么飞机vs军舰是飞机占优。因为飞机在速度和机动力上有巨大的优势。这首先带来了极大的主动权,飞机可以选择进攻和撤退,可以躲避,而军舰相对于飞机那几乎为0的速度可以认为只能原地挨打。在能量(动能和势能,也就是高度和速度)上优势,使得飞机在进攻的武器方面也具有极大优势,一个显著体现就是空射反舰导弹的射程大大高于舰空导弹。现代的反舰导弹如YJ83射程达到240km,3M54E1的射程更达到了300km,而现代的舰空导弹,比如标准SM2,射程只有137km,即使最新的增程版也只有190km的射程。(因为飞机发射的导弹拥有更大初速,拥有初始高度可以滑翔,去攻击的仅仅是一个只有几十km时速的大型目标。而相反军舰发射的对空导弹则需要从0开始加速,需要自己爬升,而且要攻击一个速度几百km/h甚至上千km/h的高速小目标,自然更困难,需要耗费更多的燃料)所以现代战机可以轻易的在军舰的对空火力圈外发射导弹,自身完全不用担心受到攻击,军舰只能被动拦截这些来袭导弹。一波打击完了这些飞机可以从容的回去重新装弹再来一次,而军舰的拦截总有失手的时候。明白了这些前提,就明白了航母的不可替代性——航母是在远洋作战时你能找到的唯一机场。在大洋上海战,如果你拥有航母,那么你就拥有了以空制海的重大优势。其实优势还不仅仅是这么一点。从最开始的探测和侦查就开始拥有巨大优势了。现代军舰上的雷达,哪怕强大如宙斯盾系统的SPY-1,对海面目标的探测也只有几十公里。原因就在于上面说的地平线外的盲区。雷达通视距离公式:D=4.12*(sqrt(h1)+sqrt(h2))其中D是雷达的探测距离(km),h1是敌方高度(m),h2是我方雷达高度(m)。可见,要想探测的远,就得把我方的雷达摆得更高。所以为什么现代战舰在重心允许的情况下都尽量把雷达放得更高,有些甚至直接把雷达放在桅杆顶上。就是为了尽可能增大对低空以及海面目标的探测距离。但是军舰的高度毕竟是有限的,撑死把雷达放一百米高了不得了。这显然还是远远不够的。那么终极解决办法是什么呢——对,将雷达搬上飞机。这就是预警机。有了预警机,雷达可以轻易提高到几千米甚至万米的高度,这样对低空和海面目标的探测能力就有了数量级的提高。这也就是航母带来的另一个巨大优势——航母可以搭载预警机,特别是飞得高看得远的固定翼预警机。这就在战场信息掌控能力上有了飞跃性的提升。而对于没有航母的水面编队,在面对航母编队时,就处于极大的劣势中。想要破除这种劣势,只有两种办法:1.依托海岸(PLA海军过去十几年来就这么过来的)。2.自己也有航母。关于上述第3点也要解释下。很多人以为航母的最大作用是提升我方编队的防御能力,特别是对空防御能力。可以靠战机来防御战机,免得处于劣势。这的确是航母的一个作用,但并不是最重要的。航母的终极防御来自于进攻。俗话说,最好的防御就是把对方消灭在有能力还击之前。 只是一般的军舰很难有这样的能力。而航母恰恰拥有先敌发现、先敌进攻的能力。航母上的预警机可以让航母的感知范围大大增加,而航母上的攻击机则可以让航母的攻击半径大大增加。从战机上发出的导弹显然比直接从军舰上发出的导弹能攻击更远的目标。上图是美俄双方舰队打击能力的对比。上图是美俄双方舰队打击能力的对比。俄罗斯虽然拥有航母库兹涅佐夫号,但其思路仍然停留在以海制海的时代,上面的战机主要用于防空,而对海攻击靠的是库兹涅佐夫上那12枚巨大的SS-N-19花岗岩巡航导弹导弹。在这种情况下,其实库兹涅佐夫号和基洛夫巡洋舰没有太大差别。在这种情况下,即使拥有了预警机或远程侦察机的支援、拥有了巨大变态的花岗岩导弹,俄罗斯舰队也只能做到600km外发起攻击。下半部分是美国的尼米兹号航母,依托F/A-18E/F超级大黄蜂战斗攻击机携带鱼叉导弹,则可以从1000km外发起进攻。这已经比俄罗斯舰队多出了足足400km。400km对于一个舰队而言,是一个极其遥远的距离,你即使30节航速狂飙,对方原地等你,也需要7个多小时。这已经足够美军编队发起n次打击了。这还是拥有重型远程超音速导弹的俄罗斯舰队,对于其它的舰队则更不用谈了,你根本没有能力把航母纳入你的火力攻击范围。所以为什么说航母那么牛逼?答案就很明确了,航母可以让你获得远超对方的探测能力、远超对方的攻击范围,还可以获得以空制海的绝对优势。至于LZ的第二个问题,我觉得到这里就不用回答了。用一堆导弹来打航母,前提条件是你先有机会把这些导弹发射出去才行。而航母是不可能给你这种机会的。即使用最强的SS-N-19花岗岩导弹,你也必须在距离航母600km处才能发射,而航母在一千公里外就可以把你的导弹发射平台消灭掉。2.如何打航母:瘫痪一个航母战斗群需要耗费极大的军事资源,世界上只有少数几个国家具有这种能力,比如中俄,但是即使这些国家,也必须调集相当大量的军事资源才能做到这一点,是极其吃力的。很多人讨论打航母的时候,首先就会想到各种武器,比如潜艇导弹之类。其实,这些都是最次要的细枝末节。打航母要解决的首要问题是:如何发现并定位航母?有些人会说了,航母那么大,又不隐身,简直就是最容易被发现的军舰了。其实恰恰相反,距离是最好的隐身手段。所以航母恰恰是隐身性能最好的舰艇。上面也有过解释,航母可以控制方圆千公里面积的海域。任何进入航母攻击圈的地方舰艇或飞机都会被首先消灭。所以在茫茫大洋,航母战斗群就像一个黑洞。对于敌人来说,他只看到自己派出去的飞机或舰艇一个个消失了,而对方的核心在哪里是完全摸不着头脑。最好的情况也是只能知道一个大概方向,但具体航母战斗群在哪里,有多远,都不知道。上述还是最简单的情况,事实上航母战斗群可以采用更多的方式来隐蔽自己——它们可以静默,可以规避,可以迷惑敌方。因为航母在战场信息的掌控方面拥有不对称优势,所以战术的选择拥有极大主动权。美国海军在1982年举行了代号为“NORPAC 82”的秘密军事演习。演习的课题是对苏联本土进行攻击。美国海军航母编队利用各种隐蔽手段,一直把航母编队推进到了预定的打击区域内也没有被苏联的军事力量发现(库叶岛附近)。所以,很多人天真的以为 “航母目标大,容易被发现” ,这是一个极大的误解。可见,想要打击航母,你连最起码的前提——发现并定位航母,都很难做到。而即使你发现了航母,想要突破它方圆上千公里的火力圈,也是一件极其困难的事情。---------------有人可能会提到潜艇或者卫星。就在这里稍微对这两种探测方式做以分析。潜艇的确可以比较安全的进入航母的1000km攻击圈。不同的介质中的探测能力是天壤之别。普通的雷达(短波、超短波、微波)根本无法穿透海水。水下的探测主要靠声纳。声纳的探测距离一般在几十km级别。也就是说对于潜艇,能感知到的也就方圆几十km的小区域,在茫茫大洋要撞到航母也是非常困难的,至少需要向一个方向派出几十艘潜艇才能做到足够的密度,否则只能瞎猫碰死耗子。而且航母编队自身也会有1~2艘潜艇,探测是相互的,等你发现对方的时候对方也会发现你。你这艘潜艇恐怕还没来得及上浮通报位置(水下潜艇是很难与舰艇通讯的,因为无线电波难以穿透海水),航母值班的反潜机就已经飞到你头上了。至于卫星,现在许多人将其万能化了,其实卫星也有很多局限的。卫星比较容易收到云层等的影响,而且对假目标的识别力也不足,容易被干扰等等。而且卫星的轨道有高低,要精确监控海洋上舰艇的位置,必须用低轨道卫星才行(高轨道能接收的信号强度只有至低轨道的几千分之一)。但低轨道卫星能监控的面积就小很多(越高看得越远),而且有效侦查时间很短(很快就会飞掠过要侦查的区域,等绕一圈再回来时就晚了),水面舰艇只要避开它的运行轨道即可躲开卫星的监视。除非你发射大量卫星遍布整个大洋,这就不是一般国家能承受得起的了。网友楠爷对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:手痒,还是简单说点,不说那么多理论的了,就讲苏联海军最终完成他们所认为的航母立体打击体系的构成:关于如何找到美军航母的作战指挥控制系统的构成:苏联人是很喜欢饱和攻击理论的,但他们研制出SS-N-3之后发现,即便再多的牛逼反舰导弹,没有完善的目标搜索和定位系统也没用。于是,苏联红海军的作战指挥和侦察系统开始如下构成(简单点说了,感兴趣的可以自己去百度或者找论文看)第一代系统:图16和图95组成的空中情报Sigint系统,支撑这套系统的飞机是图16PM专用海上电子侦察机和图95 RT远程海上雷达侦察和数据通信指挥机。操作流程是,图16PM接受航母战斗群的雷达信号和无线电信号,并发送至图95RT,从理论上来说,这两种飞机无需飞到航母自卫圈内即可锁定目标。第二代系统:“胜利“ 反航母空中侦察专用系统,由图95RT和导弹平台数据链构成,可与SS-N-3反舰导弹发射系统交换数据。上世纪60年代,胜利系统完成了部署,70年代进行了技术升级,可以支持SS-N12沙箱和SS-N-19花岗岩。在该系统内,图95RT与潜射反舰导弹的配合流程是,前天上浮接收数据,由图95RT向潜艇提供目标数据,并在潜艇发射第一枚导弹之后持续提供目标数据,由潜艇导弹控制员不断进行目标修正,直到导弹最终锁定目标。当潜艇遭到威胁或打击失去控制能力的时候,图95RT可取代潜艇对导弹进行制导。苏联一共生产了60多架图95RT,因为美军航母的强大压迫和RT生产不利,使得苏联继续想别的办法增加对航母战斗群的搜索和定位,于是在1979年发明了”传奇“ 天基侦察系统。第三代系统:“传奇”系统是由带核电池的侦察卫星组成,既有电子情报侦察功能也有雷达搜索功能,作用范围大,据测试基本解决了远程巡航导弹瞄准定位的问题。苏联开发的舰艇,最后和胜利,传奇两个系统对接,特别是潜艇,通过燕子系统可以在水下接受传奇的信号,提高了潜艇生存能力。关于苏联红海军的饱和攻击理论和具体实施措施SS-N-3的生存能力是很差的,因为体积太大,高空弹道暴露程度较大,因此靠SS-N-3击垮航母防御网是几乎不可能的。根据红海军的推演,在上世纪60年代,摧毁航母需要30枚反舰导弹,到70年代需要60枚,当提康德罗加服役之后,则需要至少100枚以上,当阿利伯克大规模服役之后,这数字提高到了200枚,而且是对单一目标4枚以上齐射。光有推演数据没用,红海军还得考虑自己的导弹确实是落后的,于是开发了SS-N-12和SS-N19。这里具体说说SS-N-19的部署和发射策略。SS-N-19花岗岩重型超音速反舰导弹,是SS-N-12的加强版,被部署在奥斯卡级巡航导弹核潜艇(24枚直接潜射),基洛夫核动力导弹巡洋舰(20枚),库兹涅佐夫航母(12枚),上述导弹全部都可以齐射,并且在必要的时候安装核战斗部。SS-N-19采用高空领弹搜索和分配目标突防的攻击体系,按苏联红海军的计划,可提供时发射最多150枚SS-N-19,对美军航母构成实质性的威胁。至此,苏联红海军终于建立起实质性的航母打击体系,但由于苏联解体,上述系统的很多模块得不到维护和增强,使得目前俄罗斯海军根本不具备航母打击能力TIPs:苏联红海军的反舰导弹战斗序列SS-N-1:狗鱼,实验性反舰导弹,打击驱护舰SS-N-2:冥河,这是至今为止最疯狂的反舰导弹家族,被山寨成多种型号,并取得不凡战绩SS-N-22:白蛉,120千米射程,装备于现代级驱逐舰,4枚齐射,打击阿利伯克和提康德罗加的主力SS-N-25/26/27:通用型反舰导弹,打击驱逐舰和护卫舰的主力SS-N-3:第一代战略级重型反舰导弹,主要打击对象就是航母,但没啥用处SS-N-7紫水晶:重型捆绑助推式反舰导弹,以航母为打击对象,战斗部一吨,可携带核弹头上述两种反航母导弹因为声呐和反航母指挥系统的缺陷,基本毫无作用可言SS-N-12沙箱:重型反舰导弹,打击对象是航母SS-N-19花岗岩:花岗岩,超音速重型反舰导弹,打击航母结语:一个航母打击体系的建立,需要几代人付出极高的代价,而且后期维护需要天文数字的资金和技术,苏联海军的尝试,取得了实质性的成果,高峰期建立了5个专用的反航母战斗群,但美军有15个航母战斗群........后期,因为苏联解体和俄罗斯海军的崩溃,使得这套体系彻底垮台。PLA海军实质上是从1996台海危机之后才开始高速发展的(当年我们具备防空能力的驱护舰才三艘,反舰体系基本靠SY1这种古董),指望我们的海军和海航体系现在就具备航母反击能力,这是不现实的,不过还好我们有二炮,所以我们具备一定的战略防御能力,这也是客观的。但PLA还有很长的路要走,大约需要至少50年的时间才能建立体系化的航母作战和反击系统。注:上述并非我的原创,是我查阅了许多论文的总结,希望能给这个话题一个体系化一点的答案网友Damon Tu对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:打航母?导弹饱和攻击???都答得挺好玩的!作战半径!作战半径呀亲!这里说航母战斗群,大家心里都明白就是MD的航母战斗群,题主也没说具体是以哪一级哪一艘航母为核心的战斗群,那就只能用普适性了(十艘尼米兹级核动力航母,哈哈哈)。真心不现实啊,就凭一个航母战斗群来挑战一个领土面积世界第三的大国。具体配置不同,作战半径有差别。这个半径不是预警范围啊,预警范围最少要大一倍半以上。这个半径也不是能打多远就有多大,它的意思是,这个圈儿,进来了,三头六臂要出去也就剩半拉脑袋。这劫要是能渡,也就飞升了。以MD的技术领先水平制造出来的武器装备,咱也不能神化,彻底领先一代是没异议的,最重要的是人家先进战力成编制,经过了真实战场的打磨!人家的战术不是看视频瞎琢磨出来的…知乎老有一些问题让人看了想直接塞两本书让题主先对自己问的东西有基本的了解才能回答…好了,这里兔子三军作为进攻方,鹰家战斗群作为防守方?好奇葩的设定啊!!!不过继续!地空、地地、岸舰各种导弹在气动性能、弹体结构上设计各有取舍,混用是不行的。更何况制导部件设计时面对的工作环境基本是单一的。在这里只能用到岸舰导弹:地地导弹的主动雷达寻的导引头和岸舰……的…导引头所要面对的背景杂波是完全不一样的,混用不了。这里还有一个基本的概念就是岸基反舰打击范围(本是防御范围#_#)。管你岸基多少兵力,多少牛逼装备(面对鹰家,谈什么牛逼装备,以前能靠米格走廊,现在还这么自欺欺人就搞笑了。主要是那会儿鹰家自己也还在摸索喷气式战斗机的飞行特性和战术体系。摊手),人家就在打击范围外花枝招展你也挠不到人家......========================以上纯手机打的,回答个问题我容易么=======================姑且不论第一个答案的航母舰载机配置有多奇葩,称F/A-18C为超级大黄蜂也是不妥当的,F/A-18到C/D还是大黄蜂hornet,92年开始大改款后,E/F型号才是super hornet。接上面写纸上谈兵实在累,回答这个问题最大的问题就是,霉菌现有的核动力航母战斗群服役后没有大规模全面战争爆发,这个就头疼了,有的都是思路,最后怎么打,不知道。霉菌怎么防?不知道!别说打了,霉菌的航母战斗群连一次像样的威胁都没有遇到过...... 全都瞎子摸象一楼的答案关于战斗群配置倒是可以说差不离,因为不同任务,不同需求,不同配置。鉴于兔子的航母还在摸着石头过河,舰载机飞行员成建制的编队估计不知道跑哪个国家租借专用模拟跑到训练去了。用兔子现有的海上军事力量,舰队管你怎么编,去了都是找死,被打死了时候人家还没进入你的攻击范围。而这样的话,能构成威胁的就只剩机载反舰导弹和岸基反舰导弹的攻击了(说实话,真心想不明白霉菌为毛要在没有制空优势的情况下进入兔子的岸基反舰打击范围#_#)。第一,先说机载反舰导弹饱和攻击。侧卫家族,航程3000千米左右,作战半径兔子现役最远,1200千米顶了天,除非自杀式攻击。也就300来架,能满勤? 就算满勤,全A过去?300架过去,面对舰载战斗机机防空阵列,能打出2:1就已经牛逼了!加上舰载防空导弹系统,战损率有多高?有多少武器能够被有效发射?能造成多大伤害?扔下200名优秀飞行员不要了?后边不打啦?NO!现在的机载防区外发射后不管的武器系统(设计目的是摧毁机场跑道),射程是基本够了,破坏力也凑合,设计目的导致它对精度要求也是一般,可惜速度慢,突防是没可能的,是的,即使攻击机群同时发射30枚也没可能。在给力点,100枚怎么样? 还是没可能。150枚行不行??? 不好意思,不行就是不行。C4ISR不是吃素的。第二,岸基反舰巡航导弹? 这个都没什么好说的,兔子的岸基反舰导弹没这射程。C80x系列?哈哈哈,没办法,兔子现在的海洋战略只能是近海防御,因为只做得到近海防御。(不好意思有误,C字头是阉割出口版,自用的是鹰击YJ,海鹰HY等系列)战斗群随便拎一艘出来阿利.伯克驱逐舰战斧block V(对地型号):最大2500km射程,巡航速度0.72mach, 打伊拉克时被拦截率是10%,飞得低,飞得慢,防空火炮都能打下来。128个垂直发射单元,什么导弹配多少枚都是灵活的,防空、反舰、对地,有什么射什么。美海军从70年代初期以来就认识到迫切地需要解决将来反舰导弹的空中饱和攻击问题。“宙斯盾”系统和垂直发射系统就是为了解决对付空中饱和攻击问题而研制的,并且经过装备“提康德罗加”级巡洋舰得到了满意的证实。对空警戒能力:SPY-1D相控阵雷达的对空警戒搜索能力为370-400km。目标拦截能力:SPY-1D相控阵雷达、3部SPG-62目标照射雷达与MK41导弹垂直发射系统相结合能够同时拦截约12-18个空中目标。I型舰使用的舰空导弹为“标准”-2,射程为73 km;Ⅱ型舰开始使用“标准”-2增程,射程增至 137 km。第三,弹道导弹再入大气层,高超音速饱和攻击。楼上说所谓“采用战术级别的弹道导弹”,就是战术弹道导弹,射程不超过500千米,属于短程弹道导弹。这样的射程还采用出入大气层的飞行曲线是不现实的。估计他想说的是中程弹道导弹,3500千米以内的射程,这就是战略级别了。DF21D末段能有10马赫,航母战斗群是无法防御的。短程弹道导弹是不可能达到的。用中/远程战略弹道导弹饱和攻击航母编队,可行!可就算是中程弹道导弹,ok,还采用多弹头分离大气层再入... 问题是亲,你认为鹰家要到你弹头再入才会发觉?开玩笑吧? 第一阶段就知道了! 麻烦查阅一下鹰家的弹道导弹预警&防御系统。还算45秒的规避时间,服了。亲,求别神化再入后弹头那可怜的机动能力/规避拦截能力...多弹头的设计思路是扩大打击范围,不是精确打击... 更是用来地对地攻击的,我都不说用来打航母编队有多扯淡了...... 是,有这种思路,我一直认为这种思路扯淡,除非到了舍命一搏的时候吧。为什么这种思路扯淡??20发战略弹道导弹一出井/出水,你让人家怎么想???直接对你本土进行毁灭性核反击?还是你先给美国总统打个电话,我这导弹,常规弹头,打你航母,非你本土?再有,你用什么引信?重力定高引信?激光引信?碰撞引信? 不好意思, DF21D的CEP (圆概率误差)是500米左右,有效载荷(战斗部)600kg左右。多弹头的话还要少。不直接命中的话就进海里了,常规弹头水下爆炸对航母编队的破坏力?呵呵。 核弹头? 亲,你又调皮了吧...... 就算人类的世界毁灭咱也积点德给自然界留条活路吧。MD在1978年就有弹道导弹再入大气层,减速换精度的思路,发展了潘兴II,可惜同时被拦截的概率也大大提高。不管怎么打,只要用了战略弹道导弹,就逃不开上面黑字的问题。这个思路中国也在研究。带落角约束的再入机动弹头的复合导引律胡正东,郭才发,蔡 洪(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙 410073)摘 要:针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的复合导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过在最优导引律的基础上引入滑模变结构控制,增强导引律的鲁棒性。为了减小控制量的抖振和能量损耗,提出了采用RBF(径向基函数)神经网络自适应调节切换项增益的方案,数学仿真验证了该方案的有效性。仿真结果还表明,与最优导引律相比,复合导引律在外界干扰的影响下仍能保持较高的制导精度。关键词:再入机动弹头;末端落角约束;复合导引律;滑模变结构控制;RBF神经网络中图分类号:TJ765  文献标识码:AIntegrated Guidance Law of Reentry Maneuvering Warheadwith Terminal Angular ConstraintHU Zheng-dong,GUO Cai-fa,CAI Hong(College of Aerospace and Material Engineering, National Univ. of Defense Technology, Changsha 410073, China)Abstract:Because perpendicular impact on the target was required for reentry maneuvering warhead, the integrated guidance lawwith terminal angular constraint, which comprised diving-plane guidance equation and turning-plane guidance equation, was derived.The robustness was enhanced by adding sliding mode variable structure control to the optimal guidance law. For the sake of reduction ofchattering and energy consumption, the RBF(Radius Basis Function) neural networkwas used to adjust adaptively switching gain, whichwas demonstrated to be effective through computer simulation. Simulation results still show that, compared with optimal guidance law,the integrated guidance law can still hold the guidance precision when disturbance exists.Key words:reentry termina int sliding mode variable structure RBF neural network再入机动弹头的打击对象主要是诸如机场、指挥中心、大型军舰、弹道导弹运输车等具有重大军事价值的目标,因此不仅希望弹头落地时能获得最小脱靶量,还希望能以接近垂直下落的姿态命中目标,从而最大限度地发挥战斗部效能,取得最佳毁伤效果,这就对导引任务的实现增加了终端落角约束。利用线性二次最优控制理论,文献[1-2]分别推出了具有角速率反馈和角度反馈形式的最优导引律,两种导引律都能满足落角约束,但前者精度更高;文献[3]通过构造Lyapunov函数设计出一种带落角限制的虚拟目标比例导引律;文献[4]利用线性化近似,将具有角度约束的平面交会问题转化为数值控制问题,其中的落角约束作为惩罚函数来对待;文献[5]在经典比例导引律基础上增加时变偏差项来处理角度约束问题,但前提是速度为常值;文献[6]首次根据滑模变结构理论设计了二维平面内满足落角约束的制导律;文献[7]对应用于被动寻的导弹的变结构导引律中的弹目距离及其变化率进行了估计;文献[8]分析了变结构导引律设计时趋近律的选取方法;文献[9]则讨论了变结构导引律参数对制导效果的影响。由最优控制理论导出的最优导引律在理想情况下具有较高的命中精度,但在各种不确定性干扰存在的情况下,却可能得出很坏的结论。为了提高系统抗干扰的能力,必须提高制导律的鲁棒性。考虑到收稿日期:基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-05-0901);国防科技大学优秀研究生创新资助项目作者简介:胡正东(1982—),男,博士生。结构控制固有的强鲁棒性,本文将其与最优导引律结合起来,导出一种“最优-鲁棒”复合导引律。1 导引段相对运动方程导引段定义为再入机动弹头改变惯性弹道飞行,在制导控制系统作用下飞向目标直至落地的全过程。为了便于描述弹头在大气层内的运动状态,以目标和弹头质心为基准,将导引段运动分解为俯冲平面和转弯平面,如图1所示。图中O-xyz为当地地理坐标系,俯冲平面定义为导弹质心M和目标O及地心OE所确定的平面,转弯平面定义为过目标和导弹质心而垂直于俯冲平面的平面。首先给出俯冲平面内的相对运动方程。令v为导弹在俯冲平面内的速度,vt为目标运动速度,γD为速度在俯冲平面内的方位角,λD为视线角,ηD为速度方向与视线间的夹角,ρ为视线距离,则.ρ=vtcosλD-vcosηD落角偏差(°) 8·484 8·516 1·315 1·287 2·093 2·120 5·862 5·941由表2可知,在存在各种干扰因素的情况下,两种导引律的制导精度都不是非常理想;但复合导引律由于加入滑模修正项从而增强了鲁棒性,故制导精度相对较高。此外不难发现,与最优导引律相比,复合导引律虽然在落点精度上有所改进,但落角精度并无明显改善,这也反映了复合导引律不具备修正落角偏差的能力———这主要是由滑模修正项的具体形式所决定的,即仅对视线角速率进行了修正而未考虑视线角的修正。4 结束语本文将最优导引律与滑模变结构控制相结合,在三维空间内推导了满足终端落角约束的再入机动弹头的“最优-鲁棒”复合导引律。与最优导引律相比,复合导引律具有较强的鲁棒性,在干扰作用下仍能保持较高的制导精度。复合导引律的难点在于切换项增益的选择,本文提出的RBF神经网络自适应调节方法较好地解决了这个问题;但仿真结果表明该导引律不具备对落角偏差进行修正的能力。如何提高复合导引律在干扰影响下的落角精度将是接下来需要认真研究的内容。参考文献:[1] 赵汉元.飞行器再入动力学和制导[M].长沙:国防科技大学出版社, 1997.[2] 陈海东,余梦伦,董利强.具有终端角度约束的机动再入飞行器的最优制导律[J].航天控制, -11.[3] 顾文锦,雷军委,潘长鹏.带落角限制的虚拟目标比例导引律设计[J].飞行力学, ):43-46.[4] SongTL, Shin S J, Cho H. 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IEEE Transactions on AutomaticControl, ):563-568.26                    国防科技大学学报              2008年第3期怎么打航母,从霉菌的航母成建制成规模编队成型的第一天全世界都开始研究了,同时绝对是霉菌比所有人都有发言权。按照现有的武器,思路无不外乎两个:1,以数量突防面对强大且灵活的航母战斗编队的进攻/防御体系,穷国打航母就只能拿人命去堆尸体了。兔子在鹰的军事面前,现在的海军,空军是彻彻底底的弱小。可到这时候,兔子面对的就不可能只是一个航母战斗编队了。 MD同样有降低伤亡率的需求,所以就有了7年前的无人机群计划。各型无人机联合突防,编程的、智能的、远程人操的、有人战机引导的...... 一旦成型,极其恐怖!(这个是未来趋势了,不是现有的武器系统)=======================================@程白劳
说了舰队编制 @yxy谈了对航母编队侦察,定位,跟踪,制导的困难,都说的很好。
继续更新。================================2,以速度突防可惜,兔子现在一架人操高超音速飞行器都没有...... (MD叫嚷的外大气层激波飞行器就不说了,也不知道会不会又是“星球大战”一样的玩意儿。激波本是弹道导弹弹头再入大气层时要克服的一个麻烦,MD说要造冲浪板一样的飞行器,底部扁平,利用激波在外大气层边缘跳跃航行,和打水漂的原理是一样的。)只能机载空射超音速反舰导弹饱和攻击了那就枭龙啊歼十啊各型三代机拎着YJ12一股脑上去了,能来几发就使劲射吧!就是不知道有几架能突防到锁定距离,几架能成功发射....命中有几发...
命中的少了可沉不了...毕竟10万吨级战舰,算300kg的战斗部,没有十来发命中连瘫痪都不好说。YJ12鹰击12低空有效射程应该在150公里左右,高空有效射程250-300公里(考虑到飞行曲线和机动规避动作消耗的能量)Kh41(ss-n-22空射型号)kh61(ss-n-61空射型号)啊,说到这里,又是超音速与亚音速反舰导弹优劣之争的巨坑了! 先这样吧,纸上谈兵,献丑了。========================08.01.2013 更新分割线=================================考虑到文长未读,删减了引用论文的篇幅,保留引用来源。以下为更新内容评论里的精华juda还有电子战啊电子战!!!!! 咆哮者电子战飞机现在连美国也不能破解它的干扰。找到航母发射了海量导弹又怎么样,人家一干扰导弹都吃灰去吧!Damon Tu 回复 juda提醒的好,预警机和电子战飞机的作用在这里和我的回答中都被忽略了。不过EA-18G是对无线电、雷达等设备进行干扰,干扰范围160km。碰到再入大气层的弹道导弹弹头就无能为力了。苏靖轩 回复 Damon Tu(作者)MD那个乘波高超音速飞行器好像前几月做完最后一次飞行实验之后就转入技术储备了。@苏靖轩 先生 说的转入技术储备的应该是X 51a 验证机,以下为引用:高超音速技术是指飞行速度超过5倍音速(5马赫数以上)的飞行器技术,是21世纪航空航天技术的制高点,也是重要的军民两用高技术。周三进行的测试中,X-51A“乘波者”飞行时间长达6分多钟,是有史以来最长的吸气式超音速飞行,空军研究实验室X-51A项目主管查理·布林克认为该项目是成功的,X-51A首先从加州爱德华兹空军基地由B-52H“同温层堡垒”携带起飞,吊挂在其机翼下方,大约爬升到50,000英尺(约为15,000米)的高度时将X-51A释放,固体火箭助推器在仅仅26秒的时间内就加速至4.8马赫。X-51A与火箭分离后继续在60,000英尺(大约为18,300米)的高度飞行,并使用吸气式超燃冲压发动机将速度提升至5.1马赫。X-51A的超燃冲压发动机进行了4分钟左右的燃料供给,最终被烧毁,美国空军的工程师设定将其坠毁在太平洋上,获得了大约370秒的飞行数据。到目前为止,美国空军没有计划建造更多的X-51A来进行高超音速研究,科学家认为高超音速技术是未来飞行的基石,通常在5马赫及其以上速度的飞行被认为高超音速,声音的速度为海平面每小时762英里,或1226公里每小时。2010年5月,美国空军测试了第一架X-51A,结果被认为是成功的,飞行时间超过了3分钟,速度达到4.88马赫,但接下来的两次飞行测试都出现失败,时间分别为2011年6月和2012年8月。美国军方一直在研究高超音速的飞行计划,试图研制新型武器,可以在1小时内攻击地球上的任何一处目标。除了研发X-51A外,美国防部高级研究计划局(DARPA)还有HTV计划,是高超音速轰炸机的原型,但是其在2011年8月的测试中坠毁,工程师希望其能达到20马赫的飞行速度。2011年进行的HTV任务历时9分钟,但是飞行器只进行了大约3分钟的可控飞行,它与X-51A相比,HTV并没有配备吸气式的超燃冲压发动机。这种名为第二代“猎鹰”高超音速飞行器(Falcon Hypersonic Technology Vehicle 2,HTV-2)的战机,可携带5吨重的物资,以超过音速20倍的速度在1小时内可抵达世界任何地方。HTV-2为无动力滑翔机,采用了Typ Minotaur IV火箭发动机作为助推器,将在加利福尼亚的范登堡空军基地升空试飞。在与火箭分离后,HTV-2将以高超音速度在大气层飞行,最后降落在太平洋中部夸贾林环礁的里根实验场。无人机将飞行8000公里,以检验飞机的绝热性和气体动力驾驶的稳定性。引用结束X-51A达到的最大速度5.1mach,在超高音速飞行定义的下限边缘。即使是设计最大速度也不超过8mach,而且是全程在大气层内飞行。我不认为X-51A符合当年MD提出的乘波飞行器概念,也完全满足不了一小时打击的目的。文内也提到没有进一步实验的计划。相比之下,HTV-2 更接近当年MD的概念描述。只能说接近,08.12.2012.美国太平洋时间上午大约7点,一枚三级“牛头怪IV型”火箭将在加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。升空后,火箭将穿过大气层而后释放HTV-2--然而,该机以滑翔方式重新返回大气层时与地面失去联络并坠落在太平洋中。此前在2010年4月,五角大楼的国防高级研究计划局第一次发射HTV-2.在短短飞行了9分钟之后,这艘飞行器消失在太平洋上空,到现在也没找到。第一次试飞计划当年也没披露乘波飞行器设计的作战飞行路线,基本特征是大气层外缘巡航,利用激波效应弹跳飞行,保持15-20mach的巡航速度。现在的HTV-2试验机,虽然与运载火箭分离点是在大气层外,可自身只有姿态调整动力,没有推进器。直接再入大气层,也没有利用激波效应。接近但不完全满足任何一个基本特征,也没看到进一步的实验计划,实在是令人惋惜......也许HTV-2之于当年的乘波飞行器概念,就如同今日的NMD+TMD之于当年的星球大战计划吧,理想很丰满,现实很骨感。MD近60年,烧了多少钱!做了多少别人看起来根本就是搞笑的试验,从一开始就有人反对,有人嘲笑,但MD 仍然坚持了近60年,并且我认为还会一直坚持下去。为什么? 妈蛋的你说为毛人家的军事科技能领先整个世界整整一代???
这是我认为的最牛逼的美国精神!比MD现有军事力量更恐怖的是MD的技术储备! 要到我这一步直接考虑对航母战斗群的攻击计划,得先过@yxy 那一关,如何发现,定位,跟踪,最后为武器及/或武器投送平台制导,直至击中目标。信号收集船
ASW水面舰艇发射的反潜火箭
ASROC海底/底层反射
BB反潜航空母舰
CZ无人驾驶的旋翼反潜直升机
DASH低频指向性分析和测距
DIFAR直接通道
Direct Path舰队重建和现代化项目
FRAM高频测向
HF/DF舰载(旋翼)航空巡逻
HS轻型舰载多用途载具(旋翼系统)
LF低频分析和测距
LOFAR磁异常传感器
MAD声源辐射束缚和测距
SOFAR潜射反潜火箭鱼类
SUBROC拖曳声纳
VDS陆基航空巡逻
VP舰载(固定翼)航空巡逻
VS以上关键词只是必须要覆盖到的一小部分,@苏靖轩 的答案说明兔子总算迈出了第一步,极好!同类的SOSUS,即--声呐监听系统(sound surveillance sytem),
MD已经..... 以下引用:作者:Mackenzie Eaglen and Jon Rodeback 文名:Submarine Arms Race in the Pacific: The Chinese Challenge to U.S. Undersea Supremacy引用来源:/thf_media/2010/pdf/bg_2367.pdfIn addition, “[t]he Navy lacks a modern equivalent of the Sound Surveillance System (SOSUS), the theater-wide acoustic etection system developed in the 1950s to detect Soviet submarines.”23 This is emblematic of broader eaknesses.Many systems deployed during the Cold War are of limited usefulnessin today’s threat environment. Forexample, fixed sensors used duringthe Cold War are not located in areas where conflict is most likely to occur this century. Furthermore, more countries are deploying advanced submarines that
could threaten U.S. aircraft carriers, raising the stakes of U.S. military intervention.我们可以看到,MD的SOSUS是在50年代开发的,冷战期间部署,也就是说,这套系统MD已经用了...近50年了,呵呵。 Better late than never,兔子加油!下文引用来源:Military photos . netChina surveillanceBill Gertz Defense officials said China has deployed a new wide-area ocean surveillance system that includes an underwater sonar network of sensors, and ground- and sea-based long-range radar that will make it more difficult for U.S. submarines to protect the fleet and to track China's growing force of new attack and missile submarines.A former U.S. government defense specialist on China said on the condition of anonymity that there are indications China is operating a rudimentary underwater Sound Surveillance System, or SOSUS. The sonar network includes fixed sensors that can pinpoint U.S. submarines operating in some areas of the western Pacific.The U.S. Navy operates a similar system at strategic underwater choke points around the world.The Chinese SOSUS has been detected underwater in the Bohai Sea, off the northern Chinese coast, north of the Yellow Sea, a major Chinese navy operating area. Additionally, China also has set up at least five long- and medium-range radar sites along its coast that have over-the-horizon capability, the former official said.The sonar and radar are part of China's key strategic wartime goal of knocking out the five or more aircraft carrier strike groups that would be rushed to the region near Taiwan in any future conflict. Those carrier battle groups are defended by submarines."If they are after carriers, we protect carriers with subs and if they know where they are, they can find the carriers," said the former defense official, who confirmed that the Chinese are developing various ground, sea and space sensors designed to "target the American fleet."The Chinese sonar and radar also complicates the Navy's mission of tracking China's submarine fleet, which includes large numbers of newer and quieter attack and ballistic missile boats with JL-2 nuclear missiles capable of hitting the United States."If the Chinese can do SOSUS that would be a tremendous leg up for their submarines," the defense official said. "Because the best way to hunt a sub is with a sub."China's SOSUS array "will make it more difficult to follow and prosecute their [missile submarines] with all their missiles aimed at the U.S.," the former official said. The radar-sonar network provides the Chinese military with "constant air and sea coverage of the western Pacific for the first time, so they can keep a 24-7 trail on American naval assets for the first time."这是MD的反应,恕不翻译了。关于SOSUS还请参阅:https://en.wikipedia.org/wiki/SOSUS下文引用来源:.hk/viewthread.php?tid=美國在實施反潛兵力與兵器發展計劃的框架內十分重視建設IUSS (Integrated Undersea Surveillance System)一體化水下監視系統,該系統將海軍前沿集團行動區的固定和機動遠程水聲監視系統、作戰指揮及通信系統連接在一起。IUSS系統共同使用統一的情報交換網中各用戶(包括遠方用戶和水下用戶)所獲水下情報。由於將各遠程水聲監視系統——SOSUS (Sound Surveillance System)、FDS (Fixed Distribution System)、ADS (Advanced Deployable System)和SURTASS (SURveillance Towed Array Sonar System)和艦載拖曳系統分散的各部分聯網, IUSS系統不僅能確保初步發現目標,還能處理和傳遞目標參數等信息,用於爾後引導巡邏機、潛艇、反潛艦或反潛直升機。機動反潛兵力的任務是(用自己的水聲設備並利用固定係統的情報)二次搜索、發現、跟踪目標,在軍事行動過程中必要時摧毀目標。SOSUS遠程固定水聲監視系統是美國早在上世紀70年代初冷戰最激烈的時候在大西洋和太平洋部署的。其主要任務是,借助於鋪設在洋底的水聽器電纜網發現和確定潛在敵人的導彈核潛艇的位置和運動諸元。除了這一主要任務外,該系統還要確保查明洋區和反潛區的水下情況,發現多用途核潛艇和柴油潛艇,在其展開路線和戰鬥巡邏區跟踪它們,形成用於目標指示和引導艦隊機動反潛兵力與兵器的原始情報。來自水聽器的情報源??源不斷地傳到位於美國東、西海岸的反潛中心進行處理,分析後上報司令部,然後通過作戰艦隊情報中心在前沿地區分發。目前,美國正在撥出大量經費對SOSUS系統進行改進。改進的主要方向是,提高岸上水聲信號處理分析中心的能力,更換水下聲納的老化設備。SOSUS在大西洋的監視面積達1500萬平方公里,包括約10個配備天線系統的海岸站,在太平洋分佈著8個海岸站,其中大部分處於值班狀態,它們並不總是監視水下,但隨時準備投入使用和接收情報。SURTASS遠程固定-機動水聲監視系統用於監視洋上和海上戰場的水下和水面情況。該系統的基礎是裝備了具有靈活的拖曳天線的主/被動水聲系統的水聲偵察船。該系統具有足夠高的可靠性和效能,是對SOSUS系統的補充。據美國專家稱,安裝在水聲偵察船上的AN/UQQ-2聲納站對俄羅斯海軍核潛艇的試驗探測距離達150海裡(278公里)。目前,SURTASS系統沿4個基本方向發展:完善水聲偵察船;改善拖曳式被動天線陣列的技術性能;改進信號處理和通信系統;使用主動低頻水聲設備。 引用完毕。请点开大图查看。图片尺寸:1125 x 626. 信息时间:2005。 信息内容:SOSUS sensor的分布(红点位置)。网友蒙面大侠对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:拿冲锋枪的厉害在哪里?
拿刀捅死很难吗?拿冲锋枪的真的很牛吗?
如果我拿刀去桶他,他怎么防御?网友冯力对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:在技术条件落后的情况下,从战术上讨论如何面对航母的威慑,还不如从战略上去考虑这件事。全盘考虑的话,打航母不一定是最好的方法。最好的方法是:1、告诉对方如果用航母对我国国土进行攻击,视为核攻击;2、告诉对方我国国土包括水面舰船;3、告诉对方我国不首先使用核武器,但是受到核攻击会坚决还击,还击地点不限。前面有答案说用弹道导弹打航母会引发核战争,可能会给人类造成毁灭性灾难。不过这事情不用我们来考虑吧,通过上述几点,把这个问题留给对方考虑多好。我们先给出底线,等对方想攻击的时候可以去做个评估,觉得自己可以承受得了后果,就可以发动用航母攻击。不战而屈人之兵,一向是最有效的(尤其是对弱势方来说)。其实在有效的核威慑建立之后,核大国间甚至连直接接触的全面战争都没有,更不用说航母在其中的运用了。而在未来,大国间的军事对抗可能早就变味了,即使存在,航母估计到时候都不会有什么大的作用。诚然,在战术层面上我们承认航母的牛逼之处,而且还是应该重视航母和反航母技术,多想想办法(比如弹道导弹什么的)。但是我们也应该清醒认识到(包括我们自己发展航母的时候),它只能对小国产生较大的作用,大国之间的战争中,它可能只是个配角。网友匿名用户对[航空母舰战斗群]航空母舰战斗群厉害在哪里?用一堆导弹给他全部炸翻很难吗?给出的答复:部分摘选自YST《弹道导弹怎么打航母的研究》相关科技我们必须认识的是:反舰弹道导弹不是只有一枚导弹,这是一个包括侦察、通讯、指挥和作战四大系统的综合体。所以发展反舰弹道导弹和发展远程作战体系是分不开的,这就使得中国大陆发展反舰弹道导弹有别于美国与德国在二战时研发的超级武器。德国的V-1巡航导弹与 V-2弹道导弹和美国的原子弹都是单一的超级武器,而中国大陆的反舰弹道导弹所发展出来的不是一个单一武器而是一个庞大的「远程作战体系」,其应用的范围涵盖所有的作战系统,反舰不过是其中的一个应用罢了。(五)反舰弹道导弹的原理与操作反舰弹道导弹的原理与操作非常复杂。原理的复杂在搜索、发现与跟踪系统的高科技与多样化;操作的复杂在于如何融合这么多搜集到的信息作出正确的判断。反舰弹道导弹最困难的部分不在导弹的本身而是在搜索、发现与跟踪目标所需要的深厚功力。基本上,海面的大型船只一旦被发现而且准确地被跟踪,其实消灭它的工作就已经大部分完成了。所以我们要花相当大的篇幅,也就是主要的篇幅,来叙述这个艰难的工作。(六)海面目标的搜索、发现与跟踪科技是快速进步的,能够大面积搜索海洋的利器终于出现了,那就是侦察卫星。航空母舰在卫星的监视下要做到行踪神祕已不可能,至少理论上是如此。但是侦察卫星非常昂贵、牵涉的科技非常高,组织一个侦察卫星网谈何容易,今天能够在战争中全面付诸实施的也只有美、俄、中三个大国而已,其中俄国已经渐渐力不从心,目前只剩下美、中两国。我们把搜索(search)、发现(detection)与跟踪(track)大型海面船只(特别是航空母舰)的科技深入浅出地在下面几节做一个有系统地论述。即使不是学理工的人只要花几分钟的时间都可以了解这些影响人类非常深的科学与技术,它们的应用不只在军事上,也存在于我们的日常生活中,譬如自然灾害的发现、扑灭与人员救助。大型海面船只的搜索、发现与追踪牵涉到很多不同的探测器,包括侦察卫星、长程地面雷达、无人侦察机和空中预警机。这些探测器没有一样可以单独完成任务,但是如果适当的协同工作就可以使任何大型水面船只在大洋中不但无所遁形而且可以非常准确地对它们进行长时间的连续追踪。(七)侦查卫星航空母舰上面的作战飞机都有一定的作战半径,以美国海军的主力战机F/A-18为例,空战的作战半径是740公里,对地和对海攻击的作战半径是1065公里,所以绝大部分的时间航空母舰距离敌人的领土都在一千公里以外,这是一个安全距离,只有在发动攻击时才会接近目标区。我们需要了解的是,航空母舰距离攻击的目标越近则舰载机滞留目标上空的时间就越久,这对攻击的效果是至关重要的,所以在发动攻击的时候航空母舰会尽量靠近攻击地区。至于航空母舰会多靠近目标区,那就要看对手的空军力量有多强。由于舰载机的性能一般不如陆基战机(舰载机结构重),在面对强国时,美国航空母舰多半在对方陆基战机的攻击距离以外。当然如果攻击的对象是弱国,美国航空母舰就可以非常靠近攻击区,譬如80年代美国轰炸利比亚,美国航空母舰就在距离利比亚海岸只有几公里处巡弋。利比亚的军事力量太弱了,一般而言,即使在进行攻击任务的时候,航空母舰距离攻击目标至少也在五百公里以外。航空母舰的攻击能力全在舰载机,所以如果能够阻止敌人的航空母舰在领海范围的一千公里以外,那么敌人航空母舰的威胁力就几乎消失了。当然,如果要把威胁完全消除,舰载机携带的制导武器的射程就要加进去,譬如空对舰或空对地的导弹射程,所以至少还要加上五百公里。除此之外,YST认为还需要加上五百公里的安全系数(safetymargin)。总结上面所有的考虑,对系统设计的工程师而言,阻止敌人的航空母舰在国家领土两千公里以外是必须的,在这个距离之外的航空母舰就纯粹是一种摆设了。海洋的大面积搜索非卫星莫办。人造卫星的搜索宽度至少有四、五百公里,航空母舰的最高航速为每小时55公里,所以如果能安排卫星执行每四小时观察一次就可以达到无缝覆盖,这是可以做到的。己. 侦察卫星的应用侦察卫星无论是用那一种感应器都存在一定的角度,只有在这个角度内才能感应到前面的目标。我们可以想象侦察卫星的感应器就像一只手电筒射出一道圆锥形的光芒照射到地面上,只有在这道光照到的范围内才能看到地球表面的物体。a. 大面积搜索。所以当卫星飞过地球表面的时候,我们就可以想象卫星感应器扫过一条等宽的带子,卫星飞得越高则这条带子就越宽,通常至少都有数百公里。更进一步说,虽然卫星的轨道不变,但是地球是会自转的,所以第二圈飞过的地方跟第一圈不一样,第三圈飞过的地方跟第二圈也不一样,这样经过几次扫瞄就可以覆盖广大的海洋了。不过卫星扫瞄地面不是想象中这么简单,如何达到无缝隙的扫瞄需要在运行轨道的倾角与高度和感应器的视角做出精细的设计和安排。b. 卫星变轨。另外值得一提的是卫星感应器的分辨率(resolution)都是以角度为单位的,所以目标成像的分辨率就跟卫星的高度成反比了。也就是说,卫星飞得越高虽然观察的面积越大但是分辨率就越低,因此对目标的判断就会越困难,特别是使用照相机的侦察卫星。高分辨率的照相机是侦察卫星非常重要的选择,由于相片的分辨率和拍摄的距离成反比,也就是说距离越近分辨率越高,所以通常这种卫星都采用非常椭圆的轨道,所谓非常椭圆就是近地点(只有一、两百公里)和远地点(高达数千公里)差别很大。侦察卫星轨道的设计就是在近地点的时候进行拍照。根据凯普勒定律,单位时间内卫星运行所覆盖的扇形面积是一个常数,所以卫星在近地点的时候飞行速度比远地点快很多,卫星飞快地拍完照片后便上升到安全的高度,避免受到敌人的攻击,特别是激光照射。有时候为了得到更清楚的照片,卫星会特别(在远地点减速)进行变轨使近地点非常低(低于一百公里)。这种情况在拍照完成后必须升高近地点(在远地点加速),否则每次空气的摩擦会逐渐降低卫星的高度最后导致卫星跌落大气层而烧毁。c. 小卫星 。战争不会无故发生,都有迹象可寻。当情势紧张时相关国家通常都会临时发射多枚小卫星对热点进行密集观察,这些小卫星重量都很轻,100~500公斤,可以一次发射多个来缩短观察周期。由于小卫星携带的燃料很少,所以小卫星的寿命不长,通常只有几个月,不过对战争的准备已经足够了。但是运载火箭的生产、运输与发射前的准备可不是一件简单的事,真正的困难就在是否能够及时发射,所以快速发射卫星的能力对任何大国都非常重要。(八)普通雷达无法用来搜索航空母舰读者都知道由于电波走的是直线,所以雷达都是直线观察。只要在直线范围内,无论距离多远雷达都可以观测。现在问题就来了,地球是圆的,所以只要距离一远,船只低于地平线,雷达就观测不到了。当然,雷达所处的位置越高能够看到的地平线就越远,这就是为什么雷达站通常都是建在山顶上,古人说登高望远就是这个意思 。那么,一个很自然的问题就是:到底站多高就可以看多远呢?这个问题很容易回答,因为地球的直径科学家已经算出来了。地球并不是一个完美的球体,而是南北方向略扁的椭圆体,赤道的半径是公里,南北极的半径是公里。根据这个数据,YST 给读者准备了一个很简单的公式,只要知道高度就非常容易计算出地平线有多远。定理:如果你的眼睛在H 英尺高的地方观察,地平线的距离是R,那么R =1.23 x (H)**0.5 海里,也就是说,地平线在1.23 乘H 的平方根 海里外消失。当然,上面这个定理是受到限制的,那就是R 不能大过地球的半径,因为你无论登多高也不可能看到地球的背面,譬如你在台湾的上空绝不可能看到纽约的船。如果一个雷达站建在海边一座一万英尺的高山顶上,那么海平面在123海里(228公里)外就消逝了。即使大陆在一万英尺的高山上建立雷达站也不可能探测到140海里(259公里)外的航空母舰,因为美国最大的航空母舰尼米兹级的杜鲁门号,它的桅杆高度也只有134英尺。这个例子同时也告诉我们为什么现代的导弹驱逐舰都载有直升机,直升机巡航在一万英呎的高空是没问题的,所以舰载直升机除了低飞反潜还可以高飞为这些射程在两百公里以内的反舰飞弹作雷达探测和中途导引。大陆沿海并没有一万英尺的高山,更何况航空母舰即使发动攻击也通常巡弋在攻击目标的300海里以外,所以无论是陆地上的雷达或是海面上的舰艇雷达都无法在航空母舰的攻击距离外发现它。要知道航空母舰战机的作战半径大约是400海浬(F/A-18E/F),如果连这个最基本的探测距离都不能克服,那么反航母是没有任何希望的,就只能挨打,不要说先下手为强了,连挨打后回手反击航母都不可能,因为你不知道它在那里。现在很清楚了,反航空母舰的第一件事就是研发一种探测和追踪距离远大于400海里(740公里)的感应器。普通雷达完全没有这个能力。(九)超视距(超越地平线)雷达问题:有没有一种雷达它的观测距离能够超越地平线呢?答案:有的,而且有两种,它们是「天波雷达」与「地波雷达」。来自百度百科天波雷达和地波雷达统称超视距雷达.超视距雷达有两种基本类型:利用电离层对短波的反射效应使电波传播到远方的雷达,称为天波超视距雷达;利用长波、中波和短波在地球表面的绕射效应使电波沿曲线传播的雷达,称为地波超视距雷达。天波超视距雷达的作用距离为公里。地波超视距雷达的作用距离较短,但它能监视天波超视距雷达不能覆盖的区域。超视距天波雷达的缺点是一、体积庞大,二、由于他需要一个发射仰角来进行反射,所以它无法探测一千公里以内的目标,但一千公里以外的目标探测却不存在盲区,天波超视距雷达的作用距离为公里。对於国土面积庞大的我们来讲,通过内陆交叉配制就不存在问题了。这也是除了技术复杂外至今只有中美俄拥有超视距雷达的原因。超视距雷达工作在P波段(米波),工作波长为10~60米,飞机等隐身武器系统主要对抗频率为0.2~29GHz的厘米波雷达,对米波几乎没有作用。当雷达波束的波长接近于飞机的构件尺寸时,这些构件就像天线一样,开始吸收并反射无线电波。当雷达波长达到“天线”尺寸的两倍时,其效果更佳。隐身飞机的尺寸与超视距雷达的波长相近,因此很容易被这种雷达发现。同时,天波雷达的雷达波是经过电离层反射后从上方照射到飞行器上的,因此它是探测隐身武器的有力工具。国外试验表明,超视距雷达可以发现2800千米外、飞行高度150~7500米、雷达反射截面为0.1~0.3平方米的目标。采用了相控阵技术的超视距雷达,能在1500公里处探测到像B-2隐身轰炸机这样的目标。超视距雷达在使用上也存在不少问题,例如只能获得目标的方位和距离信息,很难获得仰角信息;测量精度低、分辨率差;电波通道不稳定,干扰因素多,气候变化、北极光和太阳黑子直接影响天波超视距雷达的性能,甚至使它不能正常工作;在中波、短波波段,频谱拥挤,带宽窄,互相干扰严重。此外,超视距雷达系统庞大,雷达站内还配建诸如电离层监测站和气象站等支援设施。为了提高超视距雷达的效能,需要进一步增强系统对环境的自适应的能力和抗干扰的能力。天波雷达虽然定位精度不高,但是测量速度的精度却很高,这就有助于目标识别。商船的最高航速通常是20节,不可能超过25节,而航空母舰的航速超过30节,有些更达到35节所以利用速度很快就可以区分航空母舰与大型商船。除此之外,如果侦察到的这个水面目标附近还有很多每小时三百公里以上的高速目标,那么这个水面目标肯定是航空母舰。所以指挥中心用这种方式就可以初步判定航空母舰的存在和地点。丙. 几个简单的注解a. 高频(High Frequency,简写为HF)是有一点误导的,因为这个波段其实是雷达所用的电磁波中频率最低的。一般而言,频率越高雷达的精度就越高,同时体积也越小,所发射的能量也越小。所以军用雷达,尤其是火控雷达(一种指挥炮火发射的雷达,英文称为Fire Control Radar)要求高精度,选用波段的频率都非常高,甚至超过30 GHz。譬如战斗机上的火控雷达都是X波段,频率在10GHz左右,是高频波段的300倍到3000倍,波长是3公分左右。 坦克测距使用激光雷达频率高达100,000,000兆赫兹,是高频波段的三百万到三千万倍,所以测得的距离非常准确。警察抓超速使用的测速器也是激光雷达,使用频率高达300,000,000兆赫兹,达到雷达使用频率的最高阶段,因此雷达非常小巧(可以拿在手上)、功率非常小(通常只有数瓦特),应用距离很短,顶多几百米,但是非常精确。这种精确度都不是高频雷达能够得到的。b. 超视距雷达除了探测的距离非常远之外,它还有一样好处,那就是可以探测到雷达隐身的目标,譬如美国的隐形战机B-2与F-22。这是因为所有雷达隐形物体所用的涂料主要是对付波长很短的雷达波,譬如X波段,目的是要躲避火控雷达的追踪,这对逃避飞机和导弹的火控雷达固然特别有效,但是对波长较长的L波段搜索雷达就差很多了,对高频波段的超视距雷达隐身效果就更差了。除此以外隐形飞机的雷达截面(RadarCross Section,简称RCS)都设计成正前方极小化(这就像坦克的装甲在正前方最厚是一样的道理,因为正前方是攻击时遭遇敌人最可能的方向),下方也不错(躲避地面雷达),但是上方的雷达截面就大非常多了,所以无法规避天波雷达的照射与发现。丁.中国大陆的天波雷达大陆在超地平线雷达的研究很早就开始,1970年就完成一座试验型的天波雷达,天线排列长达2300米。根据【简氏防务周刊】的报导,中国已经在2001年研制出一套天波雷达(OTH-B),探测距离为800~3000公里,覆盖角度为60度。该系统发射与接收的地点是分开的,位置相隔100公里,天线阵列尺寸为60x1100米。YST 个人的评论:a.报导称这座天波雷达的接收站位于武汉与西安之间某处,相当内陆,不设在靠近海边的原因一方面是避开盲区,另一方面是避免容易遭受空袭。美国的航空母舰和大型水面船只只要进入距离台湾两千公里的海面就会被这座天波雷达侦测到。b. 800~3000公里的探测距离是英国【简氏防务周刊】的报导,不知来源为何,也不知是真是假。YST认为这个探测距离虽然勉强够用,但不够安全。如果YST是系统工程师一定将探测距离至少达到四千公里,而且照射角度会稍微偏北一点务必覆盖包括东京湾与关岛在内的水域,这个要求非常、非常重要而且并不难办到。c. 这座天波雷达的位置选择非常适中,完全覆盖从东部海面接近中国的任何航道。美国航空母舰如果企图从日本海经对马海峡进入黄海不被发现和追踪是不可能的,唯一剩下的可能途径是绕过菲律宾的南端或是经马六甲海峡进入南海,然后由南海接近中国大陆。d. 南海相对东海不但非常狭窄而且到处都有岛礁,侦测航空母舰容易得多,黄海就更容易了。黄海基本上一架预警机就可以搞定,南海则麻烦一点,对预警机续航力的要求也高很多,如果单靠预警机至少需要多架。戊. 中国大陆的地波雷达大陆在地波雷达也做了相当成功的研发,并且至少已经在海岸线上部署了一套地波雷达(OTH-SW)系统。这套系统也采用了发射地点与接收地点分离的设计,两处相隔2.65公里.外界对中国大陆的地波雷达了解很少,只知道覆盖角度为90度,探测距离大概是三百公里。有关它的性能数据都是猜测,无法做进一步的讨论。雷达数据都是高度机密,外面的人只能知道大概,不可能得到精确的数据。这个地波雷达站完全无缝地覆盖台湾海峡北端的出入口,可惜覆盖不了钓鱼台,更无法探测到琉球群岛。己. 一些个人见解a. 一般而言雷达使用的频率越低,雷达的体积就越大,发射的功率也越高,像超视距雷达这样的频率发射功率都在数百万瓦以上,非常耗费能量。b. 南海海域不是很宽,遍布岛礁,50~100米长的天线阵列建在岛礁上也不成问题,如果能源供应的问题能够解决,解放军在南海的西沙、中沙与南沙的岛礁上各建一座地波雷达站,再配上一、两架预警机填补空隙就可以无缝监视所有在南海主航道上来往的船只。但是能源供应是一个大问题,岛礁上盖一个几百万瓦的发电厂几乎是不可能的,也容易受到破坏。c. 比 b 更简单、也更安全的方法是在湖南南部的山区建一座天波雷达,不但覆盖整个南海,也覆盖越南、马来西亚、新加坡、文莱、菲律宾和马六甲海峡。d. YST个人认为天波雷达是反航空母舰舰队最重要的探测手段,也许单凭天波雷达就足够完成搜索、发现与长时间连续跟踪等一系列的任务,其他的侦察手段不过是辅助而已己. 大陆天波雷达的波束有多宽?中国大陆的「天波雷达」,它的天线阵列尺寸为60x1100米。那么,它的波束宽是多少呢? 我们只知道「天波雷达」的频率是3~30MHz,所以波长在10~100米,我们就取中间值假设波长为55米。雷达的运作,水平方位(azimuth)永远比高低方位(elevation)重要,所以合理的假设是天线在水平方位长1100米,在高低方位长60米。根据上面的公式,再假设老共的天线是加权的,我们得到:水平方位的波束宽 = 1.21.0.88.55/1100radian = 0.0532 radian = 3.05度;高低方位的波束宽 = 1.21.0.88.55/60radian = 0.9761 radian = 55.9度。所以我们看得很清楚,这座天波雷达的波束是左右非常窄(3.05度),高低非常宽(55.9度)的一个扇形。在3000公里的距离,这座天波雷达照射的范围是水平方位的长度 = 0. 公里 = 160 公里;高低方位的长度 = 0. 公里 = 2928公里。网友争辩的焦点是在水平方位大陆这座天波雷达照射的范围太宽,超过一百公里,目标可以藏在这个广大的雷达波照射区的任何角落,水平误差因此可以达到一百多公里,这还是假设波长是中间值的55公尺。如果我们采用HF波段最大的100公尺波长,那么天波雷达在三千公里距离的探测误差就有可能超过300公里了。如此大的探测误差是没有实用价值的。问题:上面这个争论,焦点就在天波雷达的水平距离误差是不是就是它的照射宽度呢?回答:不是。如果雷达波束的照射宽度就是误差宽度,那么几乎所有火控雷达指挥的火炮都打不到目标了。为了准确回答上面的问题,我们必须进一步讨论雷达追踪是怎么回事。(十一)雷达的操作模式雷达因需要的不同在操作上有许多不同的模式(mode),花样繁多,但是最基本的有三个模式:1.搜寻与发现;2.边搜寻边追踪;3.单目标追踪。当然,最现代的雷达还有一种非常有用的模式叫做地面成像(groundmapping mode),其中分辨率最高的一种叫做「合成孔径雷达」(SyntheticAperture Radar,简称SAR)。我们把重点放在最基本的三个模式,它们是每个雷达都具有的模式。甲. 雷达的搜寻、发现与追踪A. 搜寻(Search)。雷达搜寻空中或海面的目标,就跟你在黑暗中用手电筒寻找空中的蚊子或地上的一根针是完全一样的。 如果是搜寻空中目标,先决定搜寻范围,譬如左右60度和上下30度,于是先把这个范围正前方的水平方位和高低方位以雷达波束宽为单位划成格子,然后依照顺序一格一格的扫瞄,譬如从左上方开始水平向右扫瞄,扫瞄一列以后,雷达天线在高低方向下降一个波束宽,然后向左扫瞄,到了左边的边界角度,天线再下降一个波束宽,然后向右扫描,...,如此这般直到所有格子都扫描完毕。然后又从左上方重新开始扫描。对海或对地的搜寻也是一样,先决定搜寻范围,譬如左右60度,于是先把这个范围的海面或地面以雷达波束宽为单位划成格子,然后以雷达波束宽为单位依照一定的顺序一排一排地扫瞄。这就是雷达的搜寻工作。B. 发现(Detection)。任何一个“格子”当雷达波束照射的时候,雷达的接收器(radarreceiver)就开始处理从这个“格子”接收到的讯号,经过整合后就得出一个速度与距离的方阵,每一个方阵单元都有距离、速度、功率(power)...等等资料。雷达工程师设计好一个目标取舍的数值标准。任何方阵单元如果探测到的功率(power)超过这个数值就是目标,也就是说,一个目标被发现了,雷达里面的计算机就会通知操作员(譬如发出哔哔声)并且把它的相关资料显示在雷达屏幕上。任何方阵单元如果探测到的功率低于这个数值,计算机就抛弃它,当作什么也没看见。这就是雷达的发现工作。注意,雷达虽然发现了目标,只是把这个目标的相关资料告诉操作员而已,雷达的搜寻工作仍然继续照常进行,完全不受影响。至于雷达操作员看到这个目标后有什么进一步的决定,那是操作员的事,操作员自有一套他自己的标准决定这个目标重不重要。C. 追踪(Track)如果操作员觉得某一个被发现的目标很重要,譬如目标接近到某个程度、目标速度特快、目标回波特大等等,操作员便会按下一个钮决定追踪它,于是雷达便进入追踪的模式。追踪的模式有两种,一种是「单目标追踪」(singletarget track,简称STT),另一种是「边搜寻边追踪」(trackwhile scan,简称TWS)。通常是先进行「边搜寻边追踪」,最后可能选定一个做「单目标追踪」。相对于搜寻,追踪模式的过程要复杂非常多。当一个目标被选定追踪,雷达里面的计算机就为它特别设立了一个资料夹(file)并且编号,资料夹里面储存这个目标所有的相关资料。所以每一个被发现的目标都有自己的编号和资料夹。雷达进入追踪模式的时候会设定一个观察的周期,也就是每隔多久会观察它一次,这个周期是系统工程师选定的,通常短于雷达的扫瞄周期,譬如扫描一次是两分钟,被追踪的目标有可能每20秒就要观察一次,避免它逃脱。当下次观察的时间到了,雷达会把天线转到这个目标预测会出现的方位来确定它还在不在。这个过程说来轻松,其实非常复杂,里面包含很大的学问。雷达追踪困难的焦点就在:你怎么知道下次看到的目标就是这个目标?所以雷达追踪技巧的精髓是:雷达软件不但必须预测这个目标下次应该在什么地方出现而且必须给出误差不能大于某个数字。好了,雷达每次观测同一个目标时不外乎下面三种情形:1. 如果雷达看到一个目标并且在预测的范围内,雷达就在资料夹填上它的新位置,但是同时保留它的旧位置。理论上,过去观察的位置越多,预测未来的位置也就会越准,一般而言,系统工程师会决定要保留多少个旧位置作为预测下一个位置的基础;2. 如果雷达什么目标都没有看到,雷达就在资料夹上填写目标消失,并且查看连续消逝了几次。如果次数不到N就决定继续观察并且预测下次它应该在什么地方出现;如果连续消逝的次数达到N,那么雷达的计算机就认为这个目标已经永久消逝了,于是把它的资料夹删除、编号也取消;3. 如果雷达看到一个目标,但是它不在这个目标预测出现的范围内,计算机也把这个目标当作情况2处理,但是把探测到的目标当成一个新目标,另外设立一个资料夹(file)并且编号。这就是雷达追踪的过程。D. 几点评论有几个非常重要的观点读者需要了解,所以我们有必要提出进一步的说明。1. 追踪数目任何计算机的中央处理器(CPU)的计算能力是有限的。雷达操作所需要的计算很多,通常有一些固定的事情(housekeeping work)必须先处理,剩下的时间才能分配到各种操作模式(operatingmode)的计算。系统工程师把所有的计算工作都依照优先级加以排列,但是即使最不优先的工作也都必须在某一段时间内完成,这个时间称之为「模式时间」,它也许是10毫秒(milli-seconds)也许是100毫秒,由系统工程师来设定。由于追踪目标每增加一个,计算量就增加很多,系统工程师必须确定所有的计算在规定的时间内能够全部完成,否则就会出乱子。如果计算的时间不够,只有两种解决方法,一是延长「模式时间」,二是限制追踪的数目。延长「模式时间」就要放慢扫瞄速度,如此一来整个雷达的作业能力就要降低,兹事体大,系统工程师通常不愿意。所以剩下的唯一选择就是限制追踪的数目了。也就是说,追踪数目是在扫瞄速度能够接受的情形下的最佳妥协。所以我们看得很清楚,任何雷达一旦定型,它能够追踪的目标数目是固定的。如果在实际作战中出现的目标超过这个数目,多出来的这些目标雷达就顾不了了,因为追踪数目一旦饱和,雷达软件便不再接受追踪新的目标。2. 饱和攻击从「追踪数目」的定义我们就可以看出「饱和攻击」的理论基础是甚么。所谓「饱和攻击」就是攻击者的数量超过这个雷达系统能够处理的目标追踪的数目,在这种情形下被攻击者只能听天由命。所以追踪数目是衡量一个雷达优劣的重要指标之一。敌人必须付出大于追踪数目的攻击力量才能进行饱和攻击。至于同时可以攻击多少个目标主要是跟攻击者携带的导弹数量有关,这倒不是重点,跟雷达的能力无关,因为通常雷达能够追踪的目标数目远大于战斗机携带的武器数目。譬如雷达追踪了20个目标,它会把这20个目标依照威胁程度的大小顺序排列出来提供飞行员决定。如果这架战斗机只携带了两枚中程空空导弹,飞行员顶多也只能够选两个目标攻击;如果这架战斗机携带了20枚中程空空导弹,那么飞行员选择攻击全部20个目标也不是问题。但是今天的战斗机顶多携带八枚空空导弹,其中通常只有一半或顶多六枚是中程的。军舰携带的导弹数量比飞机多得多,但是早期的军舰对空导弹是装设在可以上下和高低转动的发射架上,一个发射架通常只配置两枚导弹,它们的发射速度很慢因为发射架的转动需要时间,发射后重新填装所需要的时间就更长了,所以军舰能够同时攻击的目标数很低,仍然远低于雷达追踪的数目,防御能力同样是受限于导弹而不是雷达。但是最新式的军舰装有垂直发射系统,这些导弹都是储藏在垂直发射井中,不但载弹量很大而且可以随时处于发射状态,所以它们的发射的速度非常快。譬如美国“提康德罗加”级导弹巡洋舰(Ticonderogaclass guided missile cruiser)携带的对空导弹数量为一百二十二枚而且都在垂直发射井中随时待命,但是神盾雷达系统的追踪能力是达不到一百个目标的,这时候防御的能力就限制在雷达了。3. 追踪的误差「边搜寻边追踪」最大的问题就是天线必须不定时地中断扫瞄去照射这些被追踪的目标然后再回到中断的位置继续扫瞄。直到现在绝大多数的雷达是机械转动的,这不但对天线的转动造成负担,而且由于有动量(momentum)的缘故在追踪照射时会造成较大的天线瞄准误差(antennapointing error),直接导致追踪数据的误差。相控阵雷达(Phase Array Radar)在「边搜寻边追踪」的模式中它的优越性就立刻显露出来了。由于它是电子转动的,瞄准任何方向可以不到千分之一秒完成,而且没有动量(momentum)的问题,所以具备更迅速与更精确的追踪能力。大型地基雷达在七0年代以后开始有相控雷达,机载雷达有相控雷达则是90年代以后的事了。无论是传统机械式扫瞄的雷达还是能够电子扫描的相控阵雷达,它们目标定位的误差都比雷达波束宽要小很多,我们在下一节(乙)有详细说明。但是无论是哪一种雷达,最准确的追踪是「单目标追踪」,因为它是连续追踪,在这个模式中天线对目标保持连续照射。4. 被追踪的目标如何反应从被雷达照射的目标而言,搜寻、发现、追踪、连续追踪,这些过程的每一个阶段目标感觉到遭受威胁的程度是不同的。如果很长一段时间才被照射一次(譬如每2分钟一次),目标会很安心,因为它知道自己不过是被搜寻而已,有没有被发现还不一定,也许有,也许没有。如果被照射的频率增加(譬如每20秒一次),目标就知道自己不但已经被发现了,而且几乎确定被追踪,警报器这时候会提出警告。如果被连续照射,目标就知道自己不但被追踪而且已经被锁定(单目标追踪)。如果计算机根据电波的特性(waveform)判定这是敌人的火控雷达,那么攻击导弹可能即将发射或已经发射了,这时候警报器一定会发出强烈警告,因为时间上目标本身已是危在分秒而不是旦夕。目标在这个时候一般会采取猛烈的机动企图脱锁(breaklock),飞机会进行翻滚,船舰会开启近程防御系统并且采取蛇行来躲避攻击。乙. 单目标追踪上一节,我们说的是目标在雷达搜寻、发现与追踪下会采取什么行动。这一节,我们要深入讨论,雷达在「单目标追踪」的运行下做些什么。雷达的作业无论是搜寻、发现或追踪,只要天线还在不停的扫瞄,测定目标的精确度一般并没有什么差异,但是一旦进入「单目标追踪」(singletarget track),也就是锁定,那么情形就完全不同了。「单目标追踪」是非常、非常重要的运作,为什么? 答案是:当雷达进行「单目标追踪」的时候,雷达天线不再扫瞄,而是对目标进行持续照射与精确跟踪。丙. 雷达追踪的角误差我们在这一节简单扼要地介绍了雷达操作的三个最基本的模式:1. 搜寻与发现;2. 边搜寻边追踪;3. 单目标追踪。现在让我们为这一节的论述作一个简单的结论:1. 雷达的目标定位是根据目标测定的角度与距离来决定,前者远比后者重要。2. 角度追踪(angle track)是所有雷达追踪项目中最基本、最重要、也是必不可少的,远比距离追踪(rangetrack)来得重要,这是因为在很多应用中单凭「角度追踪」(angletrack)就足够完成任务,譬如空空导弹。3. 「单目标追踪」(STT)的角度误差非常小,火控雷达的单目标追踪角度误差可以小到低于两百分之一度,这个精确度跟波束宽应该没有什么关系。4. 「边搜寻边追踪」(TWS)的角度误差要比「单目标追踪」(STT)大一些,但是无论如何也远小于雷达波束的宽度。现在让我们回到中国大陆「天波雷达」探测误差的问题上。甲. 水平距离的误差「天波雷达」的操作跟任何地基雷达的操作完全一样,最先是进行「搜索与发现」模式。如果有目标被发现,计算机会通知操作员(譬如发出哔哔声)并且把目标资料显示出来标示在显示器的地图上。雷达操作员在目标被发现时会根据计算机显示的资料决定这个目标是否重要。如果操作员认为这个目标不重要,他可以忽略它,就当什么事都没发生,雷达继续执行「搜索与发现」模式;如果操作员认为这个目标重要,他可以按下一个钮要求追踪,于是雷达便进入「边搜寻边追踪」(TWS)模式。船只航行的速度很慢,「边搜寻边追踪」通常会进行很长一段时期,至少完成一次或多次搜寻,雷达操作员可以用种种方法(雷达或非雷达)研判所有被发现的目标并且对它们进行识别和威胁评估。如果操作员找到某个目标,经过一段追踪和识别后,最后研判确定它是一个重要目标而且它的威胁程度最大,譬如一艘航空母舰以高速接近战区并且进入攻击范围,负责作战的总参谋部决定对这个目标发动攻击,这个时候「天波雷达」就可以放弃所有其他的目标,对这艘航空母舰进行「单目标追踪」(STT)。上面这个决定是非常自然的,攻击航空母舰整个过程不到半小时,即使面临多艘航空母舰的进攻也应该是一次一艘(oneat a time),打完一艘再打下一艘,只要选定威胁最大的那一艘发动攻击就可以了,反正战斗不到半小时就结束了,另一艘也跑不远,没有理由同时追踪两艘,所以没有理由在决定攻击后不采取「单目标追踪」的模式。中国大陆「天波雷达」的水平方向天线阵列长达1100米,同样的接收单元少说有20~30个,有可能多达70~80 个甚至上百个,YST 可以打赌一定是偶数个。这样我们就可以把整个阵列分成右边的一半(正方向)和左边的一半(负方向),并分别计算出它们的功率。delta = (右边的一半)- (左边的一半);sigma= (右边的一半)+ (左边的一半);每次测量到的目标水平误差角度为OBA= K .delta / sigma,然后天线会修正C.OBA,0 <C < 1。OBA会随着追踪的次数很快趋近于0,但不会是0。问题:到底最后 OBA会有多小呢?回答:YST 没有实际的数据支持天波雷达的水平误差,YST不是间谍,连天波雷达的样子都没亲眼见过。不过YST可以用我的“educatedguess”做出合理的估计:如果X波段 STT能够做到误差小于两百分之一度,HF波段的 STT误差没有理由不能做到小于20分之一度,这已经放大一个数量级了。20分之一度的水平角度误差在3000公里造成的水平距离误差是2.6公里。如果有读者硬是要说单脉冲雷达的追踪误差跟雷达的波束宽真的有什么关系,譬如波束越窄OBA的斜率越大,微小的误差因而更容易被修正之类,那么大陆「天波雷达」的波束宽只有3.0度,跟大多数的机载火控雷达在伯仲之间,远小于绝大多数的导弹导引雷达。譬如美国中程空空导弹AMRAAM-120的直径为18公分、波长为3公分,所以它的波束宽大概在12度左右。如果波束宽就是追踪角度误差的话,那么美国的AMRAAM-120除非瞎猫碰上死耗子,否则不可能打中任何飞机。如果说「天波雷达」的波段杂音特多,那么系统工程师可以延长讯号整合的时间来取得同样的讯噪比把讯号从杂音中分离出来。这在现代的讯号处理上是完全没有问题的,多一点计算就是了。YST想不出任何理由在单目标追踪的情况下「天波雷达」的角度误差会比X波段的火控雷达差,放宽一个数量级就应该可以消除所有HF波段可能产生的顾虑。因此2~3公里的水平距离误差是非常合理的。中国大陆的雷达专家高手如云,不可能做不到。乙. 一些雷达探测的漏洞工程上的玩意儿是不可能完美的,工程师也是凡人,不可能设计出没有漏洞的雷达,更何况雷达的探测与追踪都是用或然率(probability)来计算的,根本没有百分之百保証的事情,不可能做到密不透风或是万无一失。YST在这里就举一个例子来说明。当雷达波发射出去,雷达工程师不可能知道在这个波的照射下有多少个目标藏在里面。我们从单脉冲雷达的追踪原理就可以看出雷达工程师千辛万苦计算出来的目标位置其实并不是目标的真正位置而是在同一个脉冲的照射下、同一个距离(rangegate)里面所有雷达反射物所形成的「功率中心」(powercentroid)。好了,这对敌人就有漏洞可以利用了。我们看下面这个特殊的战场安排。TG的天波雷达在水平方向的波束宽是3度,所以在4000公里的水平照射距离是213公里。美国的航空母舰可以由一艘驱逐舰在相隔200公里的距离上与这艘航空母舰平行、等速、直线航行,航空母舰与驱逐舰的航行方向都是对准天波雷达的接收方向(也就是武汉与西安之间的某处)。所以无论航行多久,虽然这两艘军舰间隔的距离会渐渐缩短,譬如在航行到距离只有1000公里的时候相距只有50公里,但是对天波雷达而言这两艘军舰始终都在同一个照射波和同一个距离(rangegate)里面,所以天波雷达是不可能把这两个目标分开的。根据单脉冲的追踪原理,天波雷达测定的目标角度是航空母舰与驱逐舰的「功率中心」(powercentroid),也就是说,如果航空母舰的雷达反射测得的功率是100,驱逐舰测得的功率是1,假设在这个照射波的同样距离内没有任何其他反射物的话,那么天波雷达测定的方向是偏离航空母舰朝向驱逐舰百分之一的方向,也就是说距离在四千公里的时候偏差了两公里,距离在一千公里的时候偏差了五百公尺。好了,如果驱逐舰上装设了角反射器(cornerreflectors)使雷达的反射面跟航空母舰一样大,那么情形就非常严重了。在这种情况下,天波雷达测出的「功率中心」(powercentroid)正好是航空母舰与驱逐舰的中间线,所以距离在四千公里的时候偏差了一百公里,两千公里的时候偏差了50公里,即使航空母舰航行到距离已经接近到了一千公里(已经进入中国领海)的时候也偏差了25公里。美国航空母舰战斗群如果能够做到这个地步,那么中国的天波雷达误差是惊人的,有可能导致任务失败。尤其如果驱逐舰上的角反射器大到航空母舰的10倍(很容易做到),那么天波雷达测定的角度就严重向驱逐舰倾斜了,即使在一千公里的距离误差也可以达到四十五公里,这样的目标追踪是完全失败的。这种情形在天空中也是一样。譬如中国的驱逐舰向来袭的F/A-18编队发射一枚海红旗9导弹,美机编队的前两架F/A-18立即转头、两机之间相隔一段距离(譬如一百米),然后勇敢地平行(sideby side)对准这枚导弹直线飞去。理论上,海红旗9的雷达导引头始终把它的追踪方向对准两架飞机的「功率中心」(powercentroid),那个位置事实上空无一物,最后海红旗9一定是在两架飞机之间穿过去而错失所有的目标。(十三)TG的天波雷达体系甲. 天波雷达体系读者不要天真,TG的天波雷达体系不是只有一个雷达站。解放军不是傻瓜,至少大陆那些主持规划天波雷达体系的委员会成员都不是傻瓜。YST确信的是,TG的天波雷达体系不是只有一个雷达站,而是一个庞大的建筑群,除了有雷达接收天线和雷达信号处理的设施,还有电离层监测站、气象站、通讯网路、防御体系....等等一系列的综合支援和军事设施,几乎肯定还包括一个专用的发电站与电力供应系统。整个体系一定是一个具有相当规模的military industrial complex。乙. 天波雷达能独力完成任务吗?无论是气象还是其他的地球物理环境,它们的改变都是连续的,所以只要环境资料能够很快地实时修正(updatedin near real-time),TG的天波雷达所发挥出来的遥测能力几乎确定可以达到独立搜索、发现、跟踪三千公里甚至四千公里以外的大型海面船只。如果TG的天波雷达在三千公里的距离追踪误差与电离层导致的照射误差都小于三公里的话,那么整个天波雷达的实际总误差就小于4.3公里。所以攻击航空母舰的弹导导弹在天波雷达指示的地点5公里的范围内一定可以找到航空母舰,这个半径五公里的搜索面积对东风弹道飞弹上的雷达不是一件困难的事,这点工作量几乎可以说是当吃白菜。(十四)YST对【简氏防务周刊】报导的一些评论YST 说过,如果我是系统工程师一定把探测距离增加到四千公里,扫瞄范围再偏北一点,使覆盖范围务必包括东京湾与关岛的水域,这并不难办到。现在我们就进一步讨论这个可能性。乙. 增加探测距离到四千公里增加探测距离到四千公里主要的目的是覆盖关岛,它是美国在远东最重要的海空基地,战略地位非常显著。增加探测距离至少有三个方法:1. 加大发射功率。这个恐怕不太实际,是三个方法中最不可取的,几乎不必考虑。2. 增加天线阵列的长度。中国在1970年建立的实验性质的天波雷达,其天线阵列长达2300米。而本世纪初开始运作的天波雷达,其天线阵列长度只有1100米,连前者的一半都不到,显然有很大的增长空间。中国大陆没有这么做有两个可能,一是现在的地波雷达已经覆盖关岛的水域,二是中国认为没有覆盖关岛水域的必要。YST认为前者的可能性更大,因为后者的想法是愚蠢的。不管怎么说,用增加天线阵列的长度来达到覆盖关岛水域是一定可行的,只看中国肯不肯花这笔钱。3. 增加讯号整合的时间以前我们就论述过,任何微弱的讯号只要观察目标的时间(timeon target)与讯号整合的时间足够长就可以把它从杂音中分离出来。飞机或飞弹的速度非常快,要求观察目标的时间足够长也许会有问题,但是船舰的速度这么慢,要逃出天波雷达的照射需要很长的时间,所以长时间目标观察与讯号整合完全不是问题。这个方法唯二付出的代价是计算机的工作量增加非常多和扫描的速度可能需要减慢。前者不该有问题,因为中国有超级计算机,处理这种讯号当吃白菜。后者的可能性非常小,扫描的速度即使必须减慢也不需要慢很多,对整个系统的性能(systemperformance)影响很小,尤其船只移动的速度比飞机慢很多,威胁是以小时计,而不是以分钟计,扫描的速度对天波雷达而言并不是很关键。更进一步说,四千公里的探测距离并不需要全方位覆盖,只需要覆盖日本和关岛附近的方向就可以了,所以能够影响整个

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