旱地行舟的奧秘,中國遠程反航母體系已實戰化

晨楓老苑

中國反艦彈道導彈正在精確擊中沙漠中的航母靶標

美國海軍協會網站(USNI)11月9日援引商業衛星公司MAXAR的圖像稱,在新疆發現了第二個形狀疑似美國航母的導彈目標,距離已經報導的「旱地行舟」的航母靶標約500公里。新靶標是縮比的,長度約為173米,是美國尼米茲級航母的一半。它由帶有小型雷達反射器或儀器的直立桿勾勒出來,艦島更為清晰,似乎有更大的雷達反射面。此前USNI已經報導的「旱地行舟」的航母靶標更小,只有75米長。有意思的是,靶標可在約100公里長、軌距6米的鐵軌上機動,軌道還帶有一段約50公里長的S形彎道。靶標上安裝了各種儀器,用於模擬航母電磁和紅外信號,並且記錄打擊效果。附近還有驅逐艦尺寸的固定靶標。

衛星圖像顯示,中國在西部沙漠里有多個航母形狀的靶標,而且鐵軌在下半有很大一道S形彎道
較大的航母靶標是固定的
75米靶可在鐵軌上機動
鐵軌附近還有形似「伯克」級驅逐艦的靶標,但是固定的
珠海航展上也展出了相關的模型

在珠海航展上,中國也展示了與沙漠中「旱地行舟」相似的軌道上機動的縮比模型。當時,這一展品的標籤是「陸上體系化綜合電子藍軍系統」。這顯然是用於模擬機動中的美國航母編隊的。

有分析說,將靶標設置在沙漠裡,可以確保測試信息和殘骸不會落到對方手裡,但這只是非常小的附帶好處。最大的好處是大大降低測試成本,不需要用海上機動的萬噸艦船作為靶船。

航母的尺寸很大,用小船模擬是不妥的。航母也有30節的高航速,中國海軍並沒有這麼大還能達到這麼高航速的退役艦船。用低速船模擬和固定靶也差不多了。萬噸艦船要開動起來不容易,萬噸級的無人船還沒有人玩得轉。但作為機動靶標,船上還有人是不可能的,那就只有無動力漂浮了,又回到固定靶了。中國需要的是機動靶。軌道上的「旱地行舟」正好解決靶標的問題。

中國沒有報廢的「美國」號可以做靶艦那樣的奢侈
中國連「遠望4」號這樣的靶船機會都不多

實際上,打航母有兩大問題:

1、探測

2、打擊

探測實際上有兩個子問題,一是捕獲目標,二是持續監視。不能捕獲目標,一切都是白搭。捕獲目標後,不能在發射準備期間一直到命中前保持監視,很可能被目標甩掉,還是白搭。

航母很大,紅外、光學、電磁特徵明顯,但並不容易捕獲。不管是衛星還是飛機,只要到了視線內,發現航母是沒有問題的,但問題恰好在於「到了視線內」。衛星的軌道參數不是想變就可以隨時變的。航母按照已知衛星過頂時間及時躲避是航母編隊指揮的基本功。即使被衛星捕捉一次,下一次過頂之前機動躲避,也是做得到的。

典型衛星的軌跡,每一圈都偏移一點,N圈後回到最初的地方

高分辨率光學偵察衛星的分辨率高,不僅能捕獲目標,還能識別是航母還是油輪,但視界窄小,在地球表面的掃描帶很窄,只有幾公里寬,任一地點的重訪間隔就是以天計算。在這段時間裡,航母編隊早跑沒影了。光學偵察衛星還受氣候影響很大,雲霧都影響捕獲,夜間的紅外成像的分辨率則大大低於日間的光學成像。

雷達偵察衛星的掃描帶可達上百公里,也較少受到氣候影響,重訪間隔以小時計,依然不夠用於目標瞄准。更惱人的是,雷達衛星的分辨率不夠識別目標到底是航母還是油輪,需要臨時調動光學偵察衛星覈實,又是需要時間。

多發射幾顆衛星可以縮小重訪間隔,但數量還是有限的,不夠用於目標瞄准。

偵察機則要突破艦載戰鬥機防禦圈進入視線內不簡單,而且在茫茫大海上漫無邊際地搜索是很低效的,只要比照海上搜索失聯船隻就知道了。蘇聯海軍用一批圖-142(專職改裝的圖-95)在和平時期就保持連續跟蹤,在戰爭爆發時發出最後的目標方位信息,然後就等著什麼時候被擊落和準備跳傘逃生了。這也是不行的。

長航時無人機沒有機組人員的生命安危問題,但生存力比有人機更低,因為在局勢緊張時期,擊落的門檻也低多了。高超音速飛機能突破艦載戰鬥機和防空導彈的攔截,但很難在航母上方徘徊。

岸基超地平線(簡稱OTH)雷達是另一個反航母探測手段。OTH雷達利用電離層反射,極大地增加探測距離,但發射和接收天線都十分龐大,工作受到電離層擾動的影響太大,距離誤差可達10-40公里,角度誤差1-5度。OTH雷達的分辨率也很低,相距幾公里的艦船就無法區分,做偵察機的概率引導夠用了,但直接用作目標瞄准還遠遠不夠。中國在2007年在襄樊建造OTH雷達,可以覆蓋從菲律賓到日本九州的巨大扇形,最小探測距離落在東南沿海以內的蘇州-金華-龍岩-梅州一線,最大探測距離覆蓋日本以東約1000公里到菲律賓棉蘭老島。

中國OTH雷達的探測範圍

但小衛星是革命性的改變。重型光學偵察衛星的尺寸可比大巴,重量也差不多。小衛星則只有100來公斤,體積還不及冰箱大,甚至只有鞋盒的大小。小衛星可以是可見光、多光譜、雷達的,採用合成孔徑側視雷達(SAR)的小衛星尤其引人注目。

傳統偵察衛星又大又重,大小和重量都和大巴差不多,這是美國KH-9
但小衛星就不一樣,可能才100多公斤

中國在小衛星方面方面是領先的。10月26日多家媒體報導,電子科技集團三十八所將與天儀研究院合作,建造「天仙」星座。這是由96顆小衛星組成低軌道衛星群,採用X波段合成孔徑雷達。天儀星座包含19度、28度、40度、52度、97.4度五個傾角,覆蓋整個地球表面,一期規劃56顆,二期規劃40顆。

天儀星座包含19度、28度、40度、52度、97.4度五個傾角,覆蓋整個地球表面,一期規劃56顆,二期規劃40顆

天儀的小衛星用合成孔徑(SAR)雷達,可在反復掃描中獲得非常搞的精度,在公開的信息中,天儀的C波段SAR衛星已經提供0.5米級分辨率的商業圖像,新發射的X波段的商業圖像依然是0.5米級,但大概率有更高分辨率的能力。

天儀的星座沒有說是否達到全球實時監視的能力,但通過軌道傾角的合理設計,在重點海區達到准實時毫無壓力。

在技術上,反衛星是可能的。但小衛星數量很大,反不過來,而且小衛星補射很快捷。中國的「快舟」從中程導彈發展而來,已經成功地投入使用了。這還是機動發射的,對發射場的要求很低,也可以靈活部署,在有利於入軌的地點發射。

SAR衛星群不僅對反航母有用,還對打擊其他大型艦船有用,尤其是兩棲攻擊艦、艦隊油船、大型綜合補給艦等。更可還可用於對地面目標(機場、公路、港口、鐵路、有生力量)保持監視。美國戰鬥機進駐日本或者菲律賓機場後,中國幾乎實時掌握情況,並辨識機型、確認數量。在理論上,有可能美國戰鬥機滑行到停機位的時候,也是中國導彈呼嘯而至的時候。

不過SAR的高分辨率是有條件的:目標需要是固定的。好在固定與否是相對的。航母的30節速度很高,但相當於低軌道小衛星掠過的速度,可以近似為固定的。這就需要大量實測,精確確認實際的誤差影響和補償參數。用美國航母實測實際上不可行。實測需要首先精確掌握美國航母的位置,這本來就是難題。

沙漠裡的靶標可以用於測試SAR技術。從衛星的高度來看,海面是平坦和光滑的,波浪可以忽略不計。海面也是「實心」的。沙漠是最接近海面的地貌。固定和移動的靶標可以在各種速度、角度條件下實測SAR的性能,如果能在沙漠里可靠地探測75米長的機動目標,大海上300米長的真實航母就不在話下了。

美國也在大力發展SAR小衛星,Capella、BlackStar等商用SAR小衛星,主要用戶是美國陸軍,估計是美國海軍還不認為打航母是多迫切的問題,也有條件用真實航母配合測試,不需要用靶標。

探測問題解決後,就是打擊問題了。

反艦彈道導彈是革命性的,這體現在三個方面:

1、射程改變戰場

2、航母不再是不可戰勝的

3、艦隊防空樣式必須改變

射程從來是戰場上優勢的一部分。「如果你的劍不夠長,就跨前一步」,但跨前一步不僅使得你的劍可以刺到對方,也使得對方的劍可以刺到你。航母之所以改變戰場,是因為航母的打擊距離與航母本身脫鈎,而飛機的航程顯著大於任何火炮的射程。

在導彈時代,飛機可以攜帶導彈,航母的「射程」是飛機航程加空射導彈射程。但航母的強項在於可以抵近目標,由艦載機投放效費比大大高於遠程導彈的制導炸彈和近程導彈,可以打擊的目標數量大大提高,維持持續打擊的能力大大提高,這是航母威力大大高於可以發射巡航導彈的巡洋艦、驅逐艦的主要原因。

但反艦彈道導彈使得航母的「射程優勢」不再。即使有加油機和空射導彈加成,在「發現即對攻」的場景中,反艦彈道導彈只要20-30分鐘就可以抵達目標,艦載機加巡航導彈的反擊至少要2-3小時才能,這顯然是吃虧的,那時機動發射的反艦彈道導彈早就撤收轉移了。在持續監視、待機攻擊的場景下,反艦彈道導彈的待命時間幾乎是無限的,但飛行員的生理耐力是有限的,極大增加的出擊距離也大大降低了載彈量。增加飛機輪班是可行的,但航母空中力量就只能用於自保了,除了倔犟一把、顯示存在,沒有太大實戰意義了。

美國海軍的水面艦隊是圍繞航母打造的,巡洋艦、驅逐艦是以其在航母編隊中的作用作為設計基點的,獨立作戰只是次要使命。如果航母被迫遠離戰場,作為攻勢海軍,美國海軍就被廢了一半。

航母作為最大的戰艦,本身就有抗沈性優勢。但以M8+速度砸下來的一噸重的鐵坨子就有接近1噸TNT當量的動能,慢說穿透甲板後在艦體深處爆炸帶來的危害了。什麼航母都不可能對此無動於衷。

關鍵在於要能夠精確擊中艦體。

航母甲板有很大的外飄。如果落下來的導彈擊中外飄部分,可以在甲板上鑽一個大洞,然後鑽入水里,在舷外炸一個大水花。只有在水線以內的部位擊中,才能造成足夠大的損害。彈道導彈的再入速度極快,精確氣動控制困難,再入中氣動加熱造成的等離子鞘體(黑障)也使得制導問題複雜化了。

中國從來沒有公開過反艦彈道導彈的工作機制,外界在很長時間裡只有望文生義,揣摩反艦彈道導彈的工作機制。反艦彈道導彈在再入前有指揮中心通過數據鏈的中繼制導問題還不大,關鍵在再入後,彈載雷達、紅外都因為等離子鞘體(「黑障」)而不管用了。而且氣動壓力太大,常規的氣動控制難度極大。減速後再入則喪失了難以攔截的好處。

反艦高超彈的戰術優越性更大,從發射到中段都更加神出鬼沒,容易避開目標航母的警覺,末段攔截比反艦彈道導彈還要困難,但技術上的問題也更大。在高超音速的滑翔段或者巡航段已經有等離子鞘體的問題,使得中繼制導都不容易,只能依賴慣導。慣導有本質漂移,時間和飛行路徑越長,累積漂移越大,漂移特性也是由具體的慣導裝置和發射時的狀態而定的,並不能一概而論地預設補償。《系統工程和電子》雜誌報導,中國用人工智能的自適應方法,根據上升段的飛行情況,實際測定漂移特性,然後在轉入黑障期,以實際漂移特性加以補償,慣導精度可以提高10倍。

轉入俯衝後,反艦導彈導彈和反艦高超彈的挑戰就很相像了。

最早的「主流」猜測是霰彈槍式。也就是說,反艦彈道導彈只有粗略的制導能力,然後彈頭在一定高度釋放出成千上萬個小型梭鏢,用一定的散布彌補命中精度的不足,將甲板表面一切無防護的人員、飛機和設備扎它個七竅流血。如果航母的艦橋上的雷達、甲板上的飛機和各種設備都失能了,航母也就失去戰鬥能力(mission kill)了。但航母本身的浮力、動力基本不受損害。從政治上說,使得航母失能而不是擊沈,在政治上也留有談判的餘地。

子母彈的話,可能破壞力就足夠擊沈護航艦艇和編隊內的輔助艦艇了,但還是不足以擊沈航母

然後是子母彈模式,與霰彈槍相似,但不再是簡單的動能殺傷,而是用大量和多樣的子彈頭,殺傷甲板人員,摧毀甲板上的飛機和設備,甚至有一定的穿透輕裝甲艦橋結構的能力,製造更大的破壞,但對航母本身的浮力和動力依然沒有多大影響。

但中國靶標顯示,反艦彈道導彈的意圖不是這樣的「表皮傷」,而是直接命中和致命傷。縮小的靶標顯示,目標不是大得多的甲板,而是甲板下的艦體,還是艦體的關鍵部分。不要命的部分不打。中國如何實現這樣的精度是保密的,但實現的能力由靶標間接證明。

中國沙漠裡固定的水泥靶標的存在已經有一段時間了,這是與實際「尼米茲」級的比較,彈著點清晰可見
航母不是打中什麼地方都能擊沈的,最致命的部份其實集中在中段

「尼米茲」級航母的甲板長度達到332.8米,寬度達到76.8米,水線長只有317米,水線寬度只有40.8米,但機庫只有約34×209米,動力段更短,差不多也就75樣子。彈頭擊穿甲板後,擊中機庫爆炸,或者彈藥庫、動力艙,都可造成致命的破壞。這就不是甲板上「大掃除」那麼簡單了。

戰爭中的關鍵一擊不能放出去後碰運氣,必須是一擊奪命的。沙漠里的機動靶標就是用來反復測試和驗證的,而且需要在目標航母的各種速度、機動組合下。

值得注意的是,這比真的用萬噸輪測試便宜多了。即使是報廢的萬噸輪,要保持足夠的適航狀態以達到測試目的,也需要很多的人力物力。而且測試完畢,靶船就沈了,即使沒有擊沈,也應該很不安全,不宜航行或者拖行了,半道上翻沈、堵塞航道就更麻煩。反過來,萬噸輪不用作靶船,拆廢鋼鐵,那也值不少錢了。

沙漠靶標就不一樣了。擊中後可以再修,只要外觀足夠想象,費不了太大的事。鐵軌打壞了也能修。搶修的話,幾天、一個星期就能恢復;氣定神閒慢慢修,也就個把月的功夫,然後又可以用於下一次試驗了。

靶標的運作也費不了多少錢,電動機車驅動靶標就是花點電費,模擬航母紅外和電磁特徵的設備也不需要什麼高精尖的東西。換句話說,這不僅可以作為一次性的技術驗證使用,還可作為反復經常性的實戰訓練使用。甚至比把「遼寧」號、「山東」號開出去作為演習目標還要逼真,畢竟不可能對著「遼寧」、「山東」來一髮。

這麼好的事情為什麼只有中國在做呢?因為這樣的靶標只能供過頂偵察和高空俯衝攻擊導彈攻擊用。衛星偵察並不獨特,但反艦彈道導彈是中國的獨家,反艦高超音速導彈也是中國獨家,別人想測試都談不上。常規的地平線偵察和攻擊是完全不同的角度。

常規的反艦導彈攻主要是掠海方式,罕有頂攻的,中國式的沙漠靶標想用還用不上

反艦彈道導彈和反艦高超彈給艦隊防空帶來了巨大的問題。

在二戰時代,打航母主要靠艦載機臨空轟炸或者抵近投射魚雷,護航艦隊緊密圍護在航母周圍,用密集火網攔截是正道。隨著反艦導彈和防空導彈的發展,護航艦隊散出去了,在互相用遠程火力結網攔截的同時,力爭在最大距離上擊落來襲導彈。

終極遠程防空火力則是艦載戰鬥機,飽受追捧的F-14就是遠程截擊機,專職攔截轟炸機和反艦導彈,像電影《壯志凌雲》里那樣與敵人戰鬥機空戰其實是副業。但在攔截反艦彈道導彈和反艦高超彈方面,艦載戰鬥機基本上無所作為,好比戰列艦時代的巨炮對敵人飛機束手無策一樣。

但反艦彈道導彈和反艦高超彈使得散開防禦不再可靠。即使假定反導探測和跟蹤問題解決,彈道導彈和高超彈的速度和高度都太大,中段攔截的斜距稍大,攔截可靠性急劇下降。反艦彈道導彈和反艦高超彈都是機動再入的,但以逆彈道為基礎加追蹤修正還是最靠譜的攔截方式。在這裡,航母作為目標反而有獨特的好處,因為彈道的終點已知,再機動的俯衝彈道都只有有限的機動空間,越接近目標,機動的空間越小,否則就要錯失目標了。在末段反導中,當前彈頭位置到航母之間可以近似為「固定」彈道,極大地便利反導計算。

但這要求護航艦隊在此緊密圍護在航母周圍,火力朝天。問題是,常規的空射、艦射、潛射、岸射反艦導彈威脅依然存在,威脅依然巨大,需要外層防空。用加倍的護航艦隊可以解決這個問題,但艦隊建設和運作成本急劇增加。圍繞航母緊密編隊在航行控制上也難度更大,在最後的緊急規避機動中,難說是不是會發生互相碰撞。但看來這可能是美國海軍不得不做的,否則航母的生存力就成大問題了。

航母周圍這樣的緊密隊形通常是作秀、拍公關照時才有的,正常戰鬥隊形應該散得很開。但在反艦彈道導彈和反艦高超彈時代,這樣的內圈防禦可能是必須

沙漠裡的航母機動靶標大有深意,這表明瞭中國超遠程反航母體系已經實戰化了,甚至超過技術驗證階段,已經作為實戰訓練和演習的一部分。美國海軍早就睡不著了,現在連習慣於自己吹夜哨壯膽的人也不能裝睡了。

旱地行舟的奧秘,中國遠程反航母體系已實戰化

2021年12月2日 上午10:23 • 前沿科技城市鄉村

作者:晨楓老苑

本文轉載自:晨楓老苑(ID:ChenFengLaoYuan)

美國海軍協會網站(USNI)11月9日援引商業衛星公司MAXAR的圖像稱,在新疆發現了第二個形狀疑似美國航母的導彈目標,距離已經報導的「旱地行舟」的航母靶標約500公里。新靶標是縮比的,長度約為173米,是美國尼米茲級航母的一半。它由帶有小型雷達反射器或儀器的直立桿勾勒出來,艦島更為清晰,似乎有更大的雷達反射面。此前USNI已經報導的「旱地行舟」的航母靶標更小,只有75米長。有意思的是,靶標可在約100公里長、軌距6米的鐵軌上機動,軌道還帶有一段約50公里長的S形彎道。靶標上安裝了各種儀器,用於模擬航母電磁和紅外信號,並且記錄打擊效果。附近還有驅逐艦尺寸的固定靶標。

衛星圖像顯示,中國在西部沙漠里有多個航母形狀的靶標,而且鐵軌在下半有很大一道S形彎道

較大的航母靶標是固定的

75米靶可在鐵軌上機動

鐵軌附近還有形似「伯克」級驅逐艦的靶標,但是固定的

珠海航展上也展出了相關的模型

在珠海航展上,中國也展示了與沙漠中「旱地行舟」相似的軌道上機動的縮比模型。當時,這一展品的標籤是「陸上體系化綜合電子藍軍系統」。這顯然是用於模擬機動中的美國航母編隊的。

有分析說,將靶標設置在沙漠裡,可以確保測試信息和殘骸不會落到對方手裡,但這只是非常小的附帶好處。最大的好處是大大降低測試成本,不需要用海上機動的萬噸艦船作為靶船。

航母的尺寸很大,用小船模擬是不妥的。航母也有30節的高航速,中國海軍並沒有這麼大還能達到這麼高航速的退役艦船。用低速船模擬和固定靶也差不多了。萬噸艦船要開動起來不容易,萬噸級的無人船還沒有人玩得轉。但作為機動靶標,船上還有人是不可能的,那就只有無動力漂浮了,又回到固定靶了。中國需要的是機動靶。軌道上的「旱地行舟」正好解決靶標的問題。

中國沒有報廢的「美國」號可以做靶艦那樣的奢侈

中國連「遠望4」號這樣的靶船機會都不多

實際上,打航母有兩大問題:

1、探測

2、打擊

探測實際上有兩個子問題,一是捕獲目標,二是持續監視。不能捕獲目標,一切都是白搭。捕獲目標後,不能在發射準備期間一直到命中前保持監視,很可能被目標甩掉,還是白搭。

航母很大,光學、紅外、雷達特徵都很明顯,但並不容易捕獲

衛星可以明察秋毫,但不在軌道陰影區的目標是看不見的,但衛星變軌很費事

航母很大,紅外、光學、電磁特徵明顯,但並不容易捕獲。不管是衛星還是飛機,只要到了視線內,發現航母是沒有問題的,但問題恰好在於「到了視線內」。衛星的軌道參數不是想變就可以隨時變的。航母按照已知衛星過頂時間及時躲避是航母編隊指揮的基本功。即使被衛星捕捉一次,下一次過頂之前機動躲避,也是做得到的。

典型衛星的軌跡,每一圈都偏移一點,N圈後回到最初的地方

高分辨率光學偵察衛星的分辨率高,不僅能捕獲目標,還能識別是航母還是油輪,但視界窄小,在地球表面的掃描帶很窄,只有幾公里寬,任一地點的重訪間隔就是以天計算。在這段時間里,航母編隊早跑沒影了。光學偵察衛星還受氣候影響很大,雲霧都影響捕獲,夜間的紅外成像的分辨率則大大低於日間的光學成像。

雷達偵察衛星的掃描帶可達上百公里,也較少受到氣候影響,重訪間隔以小時計,依然不夠用於目標瞄准。更惱人的是,雷達衛星的分辨率不夠識別目標到底是航母還是油輪,需要臨時調動光學偵察衛星覈實,又是需要時間。

多發射幾顆衛星可以縮小重訪間隔,但數量還是有限的,不夠用於目標瞄准。

偵察機則要突破艦載戰鬥機防禦圈進入視線內不簡單,而且在茫茫大海上漫無邊際地搜索是很低效的,只要比照海上搜索失聯船隻就知道了。蘇聯海軍用一批圖-142(專職改裝的圖-95)在和平時期就保持連續跟蹤,在戰爭爆發時發出最後的目標方位信息,然後就等著什麼時候被擊落和準備跳傘逃生了。這也是不行的。

新聞裡常把圖-95轟炸機和圖-142海上偵察機混為一談,後者其實主要任務就是在世界的大洋上跟蹤美國航母編隊,也有一點反潛巡邏的任務

無人機沒有機組人員的生命安全問題,但擊落的門檻也低得多,一言不合,說擊落就擊落了

無偵-8應該能達到高超音速,不易攔截,但留空時間太短,無法保持跟蹤

長航時無人機沒有機組人員的生命安危問題,但生存力比有人機更低,因為在局勢緊張時期,擊落的門檻也低多了。高超音速飛機能突破艦載戰鬥機和防空導彈的攔截,但很難在航母上方徘徊。

岸基超地平線(簡稱OTH)雷達是另一個反航母探測手段。OTH雷達利用電離層反射,極大地增加探測距離,但發射和接收天線都十分龐大,工作受到電離層擾動的影響太大,距離誤差可達10-40公里,角度誤差1-5度。OTH雷達的分辨率也很低,相距幾公里的艦船就無法區分,做偵察機的概率引導夠用了,但直接用作目標瞄准還遠遠不夠。中國在2007年在襄樊建造OTH雷達,可以覆蓋從菲律賓到日本九州的巨大扇形,最小探測距離落在東南沿海以內的蘇州-金華-龍岩-梅州一線,最大探測距離覆蓋日本以東約1000公里到菲律賓棉蘭老島。

中國OTH雷達的探測範圍

但小衛星是革命性的改變。重型光學偵察衛星的尺寸可比大巴,重量也差不多。小衛星則只有100來公斤,體積還不及冰箱大,甚至只有鞋盒的大小。小衛星可以是可見光、多光譜、雷達的,採用合成孔徑側視雷達(SAR)的小衛星尤其引人注目。

傳統偵察衛星又大又重,大小和重量都和大巴差不多,這是美國KH-9

但小衛星就不一樣,可能才100多公斤

中國在小衛星方面方面是領先的。10月26日多家媒體報導,電子科技集團三十八所將與天儀研究院合作,建造「天仙」星座。這是由96顆小衛星組成低軌道衛星群,採用X波段合成孔徑雷達。天儀星座包含19度、28度、40度、52度、97.4度五個傾角,覆蓋整個地球表面,一期規劃56顆,二期規劃40顆。

天儀星座包含19度、28度、40度、52度、97.4度五個傾角,覆蓋整個地球表面,一期規劃56顆,二期規劃40顆

天儀的小衛星用合成孔徑(SAR)雷達,可在反復掃描中獲得非常搞的精度,在公開的信息中,天儀的C波段SAR衛星已經提供0.5米級分辨率的商業圖像,新發射的X波段的商業圖像依然是0.5米級,但大概率有更高分辨率的能力。

天儀的星座沒有說是否達到全球實時監視的能力,但通過軌道傾角的合理設計,在重點海區達到准實時毫無壓力。

在技術上,反衛星是可能的。但小衛星數量很大,反不過來,而且小衛星補射很快捷。中國的「快舟」從中程導彈發展而來,已經成功地投入使用了。這還是機動發射的,對發射場的要求很低,也可以靈活部署,在有利於入軌的地點發射。

小衛星不僅可以常規發射,也可以用「快舟」迅速補射

SAR衛星群不僅對反航母有用,還對打擊其他大型艦船有用,尤其是兩棲攻擊艦、艦隊油船、大型綜合補給艦等。更可還可用於對地面目標(機場、公路、港口、鐵路、有生力量)保持監視。美國戰鬥機進駐日本或者菲律賓機場後,中國幾乎實時掌握情況,並辨識機型、確認數量。在理論上,有可能美國戰鬥機滑行到停機位的時候,也是中國導彈呼嘯而至的時候。

不過SAR的高分辨率是有條件的:目標需要是固定的。好在固定與否是相對的。航母的30節速度很高,但相當於低軌道小衛星掠過的速度,可以近似為固定的。這就需要大量實測,精確確認實際的誤差影響和補償參數。用美國航母實測實際上不可行。實測需要首先精確掌握美國航母的位置,這本來就是難題。

沙漠裡的靶標可以用於測試SAR技術。從衛星的高度來看,海面是平坦和光滑的,波浪可以忽略不計。海面也是「實心」的。沙漠是最接近海面的地貌。固定和移動的靶標可以在各種速度、角度條件下實測SAR的性能,如果能在沙漠裡可靠地探測75米長的機動目標,大海上300米長的真實航母就不在話下了。

美國也在大力發展SAR小衛星,Capella、BlackStar等商用SAR小衛星,主要用戶是美國陸軍,估計是美國海軍還不認為打航母是多迫切的問題,也有條件用真實航母配合測試,不需要用靶標。

探測問題解決後,就是打擊問題了。

反艦彈道導彈是革命性的,這體現在三個方面:

1、射程改變戰場

2、航母不再是不可戰勝的

3、艦隊防空樣式必須改變

射程從來是戰場上優勢的一部分。「如果你的劍不夠長,就跨前一步」,但跨前一步不僅使得你的劍可以刺到對方,也使得對方的劍可以刺到你。航母之所以改變戰場,是因為航母的打擊距離與航母本身脫鈎,而飛機的航程顯著大於任何火炮的射程。

在導彈時代,飛機可以攜帶導彈,航母的「射程」是飛機航程加空射導彈射程。但航母的強項在於可以抵近目標,由艦載機投放效費比大大高於遠程導彈的制導炸彈和近程導彈,可以打擊的目標數量大大提高,維持持續打擊的能力大大提高,這是航母威力大大高於可以發射巡航導彈的巡洋艦、驅逐艦的主要原因。

在導彈時代,航母的威力不在於武器射程更大,而是在於維持持續打擊的能力更大

但反艦彈道導彈使得航母的「射程優勢」不再。即使有加油機和空射導彈加成,在「發現即對攻」的場景中,反艦彈道導彈只要20-30分鐘就可以抵達目標,艦載機加巡航導彈的反擊至少要2-3小時才能,這顯然是吃虧的,那時機動發射的反艦彈道導彈早就撤收轉移了。在持續監視、待機攻擊的場景下,反艦彈道導彈的待命時間幾乎是無限的,但飛行員的生理耐力是有限的,極大增加的出擊距離也大大降低了載彈量。增加飛機輪班是可行的,但航母空中力量就只能用於自保了,除了倔犟一把、顯示存在,沒有太大實戰意義了。

美國海軍的水面艦隊是圍繞航母打造的,巡洋艦、驅逐艦是以其在航母編隊中的作用作為設計基點的,獨立作戰只是次要使命。如果航母被迫遠離戰場,作為攻勢海軍,美國海軍就被廢了一半。

航母作為最大的戰艦,本身就有抗沈性優勢。但以M8+速度砸下來的一噸重的鐵坨子就有接近1噸TNT當量的動能,慢說穿透甲板後在艦體深處爆炸帶來的危害了。什麼航母都不可能對此無動於衷。

關鍵在於要能夠精確擊中艦體。

航母甲板有很大的外飄。如果落下來的導彈擊中外飄部分,可以在甲板上鑽一個大洞,然後鑽入水裡,在舷外炸一個大水花。只有在水線以內的部位擊中,才能造成足夠大的損害。彈道導彈的再入速度極快,精確氣動控制困難,再入中氣動加熱造成的等離子鞘體(黑障)也使得制導問題複雜化了。

中國從來沒有公開過反艦彈道導彈的工作機制,外界在很長時間裡只有望文生義,揣摩反艦彈道導彈的工作機制。反艦彈道導彈在再入前有指揮中心通過數據鏈的中繼制導問題還不大,關鍵在再入後,彈載雷達、紅外都因為等離子鞘體(「黑障」)而不管用了。而且氣動壓力太大,常規的氣動控制難度極大。減速後再入則喪失了難以攔截的好處。

反艦高超彈的戰術優越性更大,從發射到中段都更加神出鬼沒,容易避開目標航母的警覺,末段攔截比反艦彈道導彈還要困難,但技術上的問題也更大。在高超音速的滑翔段或者巡航段已經有等離子鞘體的問題,使得中繼制導都不容易,只能依賴慣導。慣導有本質漂移,時間和飛行路徑越長,累積漂移越大,漂移特性也是由具體的慣導裝置和發射時的狀態而定的,並不能一概而論地預設補償。《系統工程和電子》雜誌報導,中國用人工智能的自適應方法,根據上升段的飛行情況,實際測定漂移特性,然後在轉入黑障期,以實際漂移特性加以補償,慣導精度可以提高10倍。

轉入俯衝後,反艦導彈導彈和反艦高超彈的挑戰就很相像了。

最早的「主流」猜測是霰彈槍式。也就是說,反艦彈道導彈只有粗略的制導能力,然後彈頭在一定高度釋放出成千上萬個小型梭鏢,用一定的散布彌補命中精度的不足,將甲板表面一切無防護的人員、飛機和設備扎它個七竅流血。如果航母的艦橋上的雷達、甲板上的飛機和各種設備都失能了,航母也就失去戰鬥能力(mission kill)了。但航母本身的浮力、動力基本不受損害。從政治上說,使得航母失能而不是擊沈,在政治上也留有談判的餘地。

對於反艦彈道導彈的命中機制,最初的設想是霰彈槍式,密如雨下的小型梭鏢造成壯觀的損壞,但不足以擊沈航母

子母彈的話,可能破壞力就足夠擊沈護航艦艇和編隊內的輔助艦艇了,但還是不足以擊沈航母

然後是子母彈模式,與霰彈槍相似,但不再是簡單的動能殺傷,而是用大量和多樣的子彈頭,殺傷甲板人員,摧毀甲板上的飛機和設備,甚至有一定的穿透輕裝甲艦橋結構的能力,製造更大的破壞,但對航母本身的浮力和動力依然沒有多大影響。

但中國靶標顯示,反艦彈道導彈的意圖不是這樣的「表皮傷」,而是直接命中和致命傷。縮小的靶標顯示,目標不是大得多的甲板,而是甲板下的艦體,還是艦體的關鍵部分。不要命的部分不打。中國如何實現這樣的精度是保密的,但實現的能力由靶標間接證明。

中國沙漠裡固定的水泥靶標的存在已經有一段時間了,這是與實際「尼米茲」級的比較,彈著點清晰可見

航母不是打中什麼地方都能擊沈的,最致命的部份其實集中在中段

「尼米茲」級航母的甲板長度達到332.8米,寬度達到76.8米,水線長只有317米,水線寬度只有40.8米,但機庫只有約34×209米,動力段更短,差不多也就75樣子。彈頭擊穿甲板後,擊中機庫爆炸,或者彈藥庫、動力艙,都可造成致命的破壞。這就不是甲板上「大掃除」那麼簡單了。

戰爭中的關鍵一擊不能放出去後碰運氣,必須是一擊奪命的。沙漠裡的機動靶標就是用來反復測試和驗證的,而且需要在目標航母的各種速度、機動組合下。

值得注意的是,這比真的用萬噸輪測試便宜多了。即使是報廢的萬噸輪,要保持足夠的適航狀態以達到測試目的,也需要很多的人力物力。而且測試完畢,靶船就沈了,即使沒有擊沈,也應該很不安全,不宜航行或者拖行了,半道上翻沈、堵塞航道就更麻煩。反過來,萬噸輪不用作靶船,拆廢鋼鐵,那也值不少錢了。

沙漠靶標就不一樣了。擊中後可以再修,只要外觀足夠想象,費不了太大的事。鐵軌打壞了也能修。搶修的話,幾天、一個星期就能恢復;氣定神閒慢慢修,也就個把月的功夫,然後又可以用於下一次試驗了。

中國反艦彈道導彈正在精確擊中沙漠中的航母靶標

靶標的運作也費不了多少錢,電動機車驅動靶標就是花點電費,模擬航母紅外和電磁特徵的設備也不需要什麼高精尖的東西。換句話說,這不僅可以作為一次性的技術驗證使用,還可作為反復經常性的實戰訓練使用。甚至比把「遼寧」號、「山東」號開出去作為演習目標還要逼真,畢竟不可能對著「遼寧」、「山東」來一髮。

這麼好的事情為什麼只有中國在做呢?因為這樣的靶標只能供過頂偵察和高空俯衝攻擊導彈攻擊用。衛星偵察並不獨特,但反艦彈道導彈是中國的獨家,反艦高超音速導彈也是中國獨家,別人想測試都談不上。常規的地平線偵察和攻擊是完全不同的角度。

常規的反艦導彈攻主要是掠海方式,罕有頂攻的,中國式的沙漠靶標想用還用不上

反艦彈道導彈和反艦高超彈給艦隊防空帶來了巨大的問題。

在二戰時代,打航母主要靠艦載機臨空轟炸或者抵近投射魚雷,護航艦隊緊密圍護在航母周圍,用密集火網攔截是正道。隨著反艦導彈和防空導彈的發展,護航艦隊散出去了,在互相用遠程火力結網攔截的同時,力爭在最大距離上擊落來襲導彈。

終極遠程防空火力則是艦載戰鬥機,飽受追捧的F-14就是遠程截擊機,專職攔截轟炸機和反艦導彈,像電影《壯志凌雲》裡那樣與敵人戰鬥機空戰其實是副業。但在攔截反艦彈道導彈和反艦高超彈方面,艦載戰鬥機基本上無所作為,好比戰列艦時代的巨炮對敵人飛機束手無策一樣。

但反艦彈道導彈和反艦高超彈使得散開防禦不再可靠。即使假定反導探測和跟蹤問題解決,彈道導彈和高超彈的速度和高度都太大,中段攔截的斜距稍大,攔截可靠性急劇下降。反艦彈道導彈和反艦高超彈都是機動再入的,但以逆彈道為基礎加追蹤修正還是最靠譜的攔截方式。在這裡,航母作為目標反而有獨特的好處,因為彈道的終點已知,再機動的俯衝彈道都只有有限的機動空間,越接近目標,機動的空間越小,否則就要錯失目標了。在末段反導中,當前彈頭位置到航母之間可以近似為「固定」彈道,極大地便利反導計算。

但這要求護航艦隊在此緊密圍護在航母周圍,火力朝天。問題是,常規的空射、艦射、潛射、岸射反艦導彈威脅依然存在,威脅依然巨大,需要外層防空。用加倍的護航艦隊可以解決這個問題,但艦隊建設和運作成本急劇增加。圍繞航母緊密編隊在航行控制上也難度更大,在最後的緊急規避機動中,難說是不是會發生互相碰撞。但看來這可能是美國海軍不得不做的,否則航母的生存力就成大問題了。

航母周圍這樣的緊密隊形通常是作秀、拍公關照時才有的,正常戰鬥隊形應該散得很開。但在反艦彈道導彈和反艦高超彈時代,這樣的內圈防禦可能是必須

沙漠裡的航母機動靶標大有深意,這表明瞭中國超遠程反航母體系已經實戰化了,甚至超過技術驗證階段,已經作為實戰訓練和演習的一部分。美國海軍早就睡不著了,現在連習慣於自己吹夜哨壯膽的人也不能裝睡了。■

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