簡約的經典 ——“拉姆”近防導彈的故事(二)

1976年到1979年間美德進行了“拉姆”項目的方案論證,1979年開始工程研製,1980年9月就成功地進行了發射試驗。“拉姆”項目之所以進展如此迅速,主要是因為在立項之初,就確定了這將是一個短平快的項目:最大限度的利用現有成熟技術,研發的重點是“集成”而非技術攻關。

簡約的經典 ——“拉姆”近防導彈的故事(二)

事實上,當年小埃爾莫·R·朱姆沃爾特海軍上將的原始構想,其出發點只是獲得一種可向目標空域齊射大量“響尾蛇”空空導彈的簡易發射裝置。由於導彈本身採用被動制導技術,具備全程“發射後不用管”能力。因此,整套系統的火控部分可以大幅簡化。而且,只要空軍對“響尾蛇”導彈的升級不停,海軍的“拉姆”就可以不斷得到完善。這種思路實質上是對“海上小槲樹”系統的延伸。

“海上小槲樹”系統本身就是一個短平快思路的產物,採用開放式框架,結構被極盡所能的進行了簡化。不過,就艦載武器系統的使用環境而言,“海上小槲樹”系統並不令人滿意——-裸露在外的彈體決定了這一點。更何況,“海上小槲樹”系統只有4枚侍發的“響尾蛇”,火力密度無法滿足“齊射”的要求,再裝填只能依靠人工,費時費力。

所以,雖然“海上小槲樹”系統的設計思路具有啟迪性,但作為艦載武器卻缺乏嚴謹的“專業性”,必須進行重新設計才能真正成為堪用的裝置。美國和德國工程師是這樣想的也是這樣做的。

一方面,他們重新設計了發射裝置。主要目的有二。一是用發射筒將導彈彈體封閉起來,避免受富含鹽份的海霧侵蝕,提高導彈的可靠性和勤務性;二是提高侍發彈的備彈量,以滿足在最短時間內發射最多導彈的戰術需求。設計原則是發射筒的結構要儘可能的簡單,隨動系統的指向精度要高,反應迅速,整個系統要輕便、高效、可靠性好。

為此,其發射筒確定由內筒體、發射導軌、筒體支撐、前後蓋和外殼等組成。其中,內筒體、外殼均由輕質合金薄壁材料成型,兩者之間通過前後筒體支撐等連接成圓柱型框架夾層結構,保證發射筒體的結構剛強度;筒體支撐設置在內筒下部,通過固定件實現與艦上發射支架進行連接;內筒體上部安裝有發射導軌,導彈通過自身滑塊掛在發射導軌上;發射時,導彈沿發射導軌運動直至出筒,獲得初始發射角和出筒速度。

簡約的經典 ——“拉姆”近防導彈的故事(二)

隨動系統的設計則確定隨動控制組合要以帶計算主控的大規模集成電路為整個隨動系統核心的方案。隨控組合主控電路接收上位機發來的發射架控制目標角度值,同時通過軸角模數轉換板採樣得到當前發射架實際反饋角度值,主控電路將兩者進行比較,通過控制規律計算產生控制信號,經數模轉換後輸出模擬信號,該輸出信號經隨控組合內的放大板差分放大後形成控制信號,通過邏輯安全控制傳遞到擴大電機,經擴大電機功率後送至執行電機,最終控制發射架高低和方位運動。

另一方面,為了將整個裝置設計得更為緊湊高效,導彈本身也由對“響尾蛇”最直接的、原封不動的拿來主義,變為選取主要部件進行重新組合。主要思路是採用“響尾蛇”導彈的戰鬥部與發動機,採用”毒刺”導彈的紅外導引頭,從而獲得一種體積更小、但更適應在掠海空域作戰的低成本導彈。在這裡有必要解釋一下,為什麼要採用“毒刺”導彈紅外導引頭的原因。雖然在1980年前後,“響尾蛇”已經發展到了AIM-9L這一版本。

與此前的版本相比,AIM-9L導引頭採用製冷銻化銦光敏元件,能夠探測到波長較長的紅外輻射,克服了以往尋熱導彈只能從敵機後半球攻擊的缺陷,具備了全向攻擊的能力。但這時“毒刺”導彈採用的紅外導引頭實際上要比AIM-9L更為先進,特別是白天候對付複雜地面環境下的超低空目標能力相當出色。大體來說,1972年出現的早期版本“毒刺”導彈就率先採用了硒化鉛(PbSe)導引頭替代了硫化鉛導引頭,在提升了導彈靈敏度的同時,也使導彈擁有了全向攻擊能力。這實際上與AIM-9L的技術能力已經持平。

但此時的”毒刺“依然只能在白天作戰,在抗干擾能力上依然不夠令人滿意。所以從1979年開始,“毒刺”嘗試著以紅外/紫外雙色玫瑰花形掃描導引頭技術進行升級。如果說傳統的紅外探測器只是用於追蹤飛機/導彈發動機發出的熱能,那麼紫外探測器可以將飛機/導彈本體和天空分辨開來。由微處理器控制的先進“紅外/紫外雙色玫瑰花形掃描導引頭技術”甚至可以通過輻射能量中雙色成分的比例關係變化來區分真假目標。

運用了紅外/紫外雙色玫瑰掃描導引頭的“毒刺”被稱為Stinger-POST(“毒刺改”),在擁有強大的抗干擾能力的同時,能夠捕捉和跟蹤在任何方向、任何飛行姿態的超低空目標。吏何況,“毒刺”本身是單兵便攜式防空導彈,其組件比“響尾蛇”這樣的機載導彈更為緊湊。所以正是由於足夠的技術先進性,“拉姆”項目選擇了“毒刺”而非“響尾蛇”的導引頭。

簡約的經典 ——“拉姆”近防導彈的故事(二)

不過,只有導彈、發射筒和隨動機構構不成一個完整的武器系統。在方案論證階段,美德工程師提出了三種重新構建作戰環境的構想。一是將“拉姆”導彈及其發射筒作為“密集陣”系統的火力單元使用,也就是以8個或11個發射筒構成的火力模塊替換掉M61“火神”20mm口徑7管加特林炮,雷達、火控系統和炮座都保持不變;二是用“海麻雀”導彈發射架改裝而成,將原8格發射架中的2格改裝成裝“拉姆”,每格裝5枚,共裝10枚“拉姆”。

發射架總重5307千克,其俯仰角範圍為十80度-25度,方位角為300度,反應時間小於2秒;三是將若干發射筒組成獨立的發射單元(分為21聯裝的重型模塊和8聯裝的輕型模塊兩種),雷達火控系統則與艦載系統進行交聯。無論哪種方案,“拉姆”系統的作戰流程都是類似的。以獨立發射單元與艦載雷達火控相交聯構成的系統為例。先由艦上的雷達對空中目標進行搜索、跟蹤與識別,還要探測目標所發射的電磁波的波段。

當確認該目標或目標群需攻擊時,就由艦上的這些設備將目標的距離、方位、高低角、目標發射的電磁波頻段送到“拉姆”導彈武器控制系統。隨即,第一批欲發射的“拉姆”導彈在發射前幾秒內就作好一切準備,它包括啟動導引頭的陀螺和紅外探測器致冷。當發射人員決定要摧毀該目標(群)時。就按下發射按鈕,導彈就點火,發動機產生巨大推力,使導彈脫離發射架飛向空中。“拉姆”可單射,也可齊射。當第一批導彈發射後,第二批導彈已作好發射準備。可根據需要再發射第二批,以及第二批,直到把發射架上的導彈全部發射完畢。然後再向發射架上裝填“拉姆”,再發射導彈,直到戰鬥結束。

這種發射形式,對對付同一空域中大量來襲的集群式目標極為有利。另外,從艦載近防系統對獨立作戰能力、系統冗餘度要較高的角度考慮,在立項初期,美德雙方的工程師們就確定,“拉姆”系統需要有自動、半自動和人工發射三種發射方式。其中半自動發射是主要的發射方式,發射人員要參與識別目標和發射導彈。自動發射則不需要參與。而人工發射過程,除目標信息由其它系統提供外,全部由操縱人員人工進行。


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