“海麻雀”導彈“海麻雀”是一種艦載短程艦對空導彈,最初被稱為“基本型點防御導彈系”。它可以對付飛機和反艦導彈,主要是以攔截低空地效航空母艦飛行的反艦導彈為主。這個系統是20世紀60年代后期美國在AIM-7麻雀導彈“麻雀”空空導彈的基礎上改進的一種輕型點防御航空武器系統,出于盡可能迅速地安裝到現役軍艦上用以取代作用已經越來越小的防空火炮的考慮,RIM-7武器系統被設計的非常簡單,導彈只需要人工操作的照射雷達對目標進行照射制導。
該系統問世后,經過重大發展成為一個自動化系統,類似于美國海軍的其他導彈,如RIM-2飛彈“小獵犬”導彈。20世紀70年代和80年代期間,針對空空用途對“麻雀”導彈所做的改進也促使“海麻雀”進行了類似的改進。此后,空空作戰任務轉交給了AIM-120先進中距空空導彈(AMRAAM),而“海麻雀”則專門針對海軍作戰任務進行了一系列升級。如今,它僅在總體外形上與AIM-7麻雀導彈相似;它體積更大、速度更快,并且配備了新型導引頭和適合現代軍艦垂直發射的發射系統。
在其研制50年后,“海麻雀”仍然是分層防空系統的重要組成部分,提供中近程防御能力,尤其對地效航空母艦飛行導彈非常有效。
歷史
背景
20世紀50年代后期,低空高速噴氣式飛機對海軍部隊構成了嚴重威脅。飛機在接近艦船時處于艦船的地平線視距之下,會突然出現在相對較近的距離內,在飛機投下掛載物并撤離之前,艦船僅有數秒的反應時間。這使得飛機相對于諸如俯沖轟炸機或魚雷轟炸機等早期武器具有巨大優勢,因為這些早期武器速度較低,高射炮能夠對其進行一定程度的有效攻擊。這種優勢非常大,以至于當英國皇家海軍面臨新型蘇聯斯維爾德洛夫級巡洋艦的威脅時,他們采取了一種非線性的應對方式,即引入布萊克本“掠奪者”(Blackburn Buccaneer)飛機來攻擊巡洋艦。
多種精確制導武器進一步提升了飛機攻擊艦船的能力。早期設計的此類武器在第二次世界大戰時就已出現,例如手動控制的“弗里茨 X”(Fritz X)武器,后來逐漸演變為半自主巡航導彈,如“彩虹”KS-1 “彗星”(Raduga KS-1Komet)導彈,這種導彈依靠發射飛機的初始制導和導彈自身的末端制導相結合。這些系統使得飛機能夠在艦載防空武器射程之外相對安全地發動攻擊。只有在艦船遠距離執行任務的防御性戰斗機,通過在發射飛機接近艦船之前對其進行攻擊,才能為艦船提供抵御此類攻擊的掩護。
美國海軍的作戰理論強調通過遠程空中掩護來對抗高速飛機和導彈,新型近程防御系統的開發在很大程度上被忽視。當海軍在研發像道格拉斯F6D“導彈手”(Douglas F6D 導彈er)這樣昂貴的遠程戰斗機時,大多數艦船仍裝備著老式武器,通常是博福斯40毫米火炮或者厄利孔20毫米加農炮。到20世紀60年代初,這些武器應對現代飛機和導彈的能力有限;缺乏快速反應的炮座、精度有限的瞄準雷達以及火控系統較長的穩定時間,這一切都意味著這些火炮不太可能對高速飛機作出有效反應。
地效航空母艦飛行導彈的出現極大地增加了艦船面臨的威脅。與早期的反艦導彈(ASMs)不同,掠海飛行導彈像強擊機一樣低空接近,一直隱藏自身直至最后一刻。這些導彈相對較小,比來襲飛機更難被擊中。雖然老式防御系統對于低空的大型飛機或者高空接近的導彈可能被視為一種可靠的威脅,但對于掠海飛行導彈來說卻是毫無用處的。為了成功應對這種威脅,艦船需要新的武器,這些武器要能夠在目標一出現時就進行攻擊,并且精度要足夠高,以使其首次攻擊就有很高的命中率(因為幾乎沒有時間進行第二次攻擊)。
點防御導彈系統(PDMS)
美國陸軍在防御高速噴氣式強擊機的攻擊時面臨著類似的問題。在這種情況下,視距通常更加受限,會被樹木和山丘遮擋,交戰時間可能以秒來計算。他們得出結論,基于火炮的系統根本無法用于這種情況;等到雷達鎖定目標并且瞄準具計算出合適的 “提前量” 時,在火炮相對較短的射程內已經沒有時間對目標進行射擊了。而另一方面,導彈在飛向目標的過程中可以逐步調整其接近路徑,并且其近炸引信意味著它們只需要“足夠接近”目標即可。
1959年,陸軍開始研發MIM-46“拳擊手”(Mauler)導彈系統,該系統將一種新型高速導彈安裝在隨處可見的M113裝甲運兵車底盤上,還配備了一個中程搜索雷達以及一個獨立的跟蹤和照射雷達。為了滿足所需的快速反應時間,火控系統是半自動步槍的;操作員將在搜索雷達上觀察目標并確定優先順序,火控系統將選擇處于攻擊范圍內的目標,并自動將導彈轉向目標然后發射。由于導彈將在高度復雜的近地環境中運行,它采用了沿著照射雷達波束制導以及彈頭紅外導引頭相結合的方式,只要導彈前方或后方的路徑沒有障礙物,就可以進行跟蹤。
這些相同的基本交戰參數 —— 高速以及與之相關的短暫發現時間 —— 同樣適用于地效航空母艦飛行的飛機和導彈。海軍打算將 “拳擊手” 導彈系統改裝用于艦載,方法是去掉其搜索雷達,然后將其接入現有的艦載雷達系統。9聯裝發射裝置和照射雷達將被保留在一個相對緊湊的基座上。1960年,該項目以“點防御導彈系統”(PDMS)之名開始研發,海軍版被稱為“RIM - 46A海拳擊手”(Sea Mauler)。海軍對“海拳擊手”非常有信心,他們修改了最新的護衛艦——諾克斯級(Knox class)的設計,以便在其后甲板為“海拳擊手”發射裝置留出空間。
海軍對“拳擊手”導彈系統的信心被證明是錯置的;到1963年,由于持續出現問題,該項目被降格為純粹的技術研發項目,并于1965年被徹底取消。美國陸軍、美國海軍和英國陸軍這三個利益相關方都開始尋找替代品。英國采取了一種更長期的方法并研發了新型的“長劍”(Rapier)導彈,而美國陸軍和海軍則急忙尋找一種能夠盡快部署的系統。面對復雜環境中的制導問題,陸軍決定將紅外制導的AIM-9響尾蛇導彈“響尾蛇”(Sidewinder)導彈改裝成MIM-72“小檞樹”(Chaparral)導彈系統。這是基于尾追型的AIM- 9D導彈研制的,對于目標迎面飛來的海軍來說毫無用處。他們需要一個雷達制導系統,這自然就指向了AIM- 7“麻雀” 導彈。他們也曾考慮將“小檞樹”導彈系統用于小型艦艇,因為其尺寸小得多,但從未進行過此類適配嘗試。
基本點防御導彈系統(BPDMS)
基本點防御導彈系統(BPDMS)迅速組建起來,當時現役的、來自F-4“鬼怪”戰斗機的AIM-7麻雀導彈E型導彈以驚人的速度被改裝用于艦載。主要的改進成果是從“阿斯洛克”(ASROC)導彈發射裝置發展而來的新型Mark 25可旋轉發射裝置,以及看起來像兩個大型探照燈的Mark 115手動瞄準雷達照射器。操作極其簡單;操作員會通過搜索雷達操作員的語音指令得到目標提示,然后將照射器轉向目標。雷達相對較寬的波束只需要大致對準目標方向,連續波信號會被移動目標產生多普勒頻移,即使目標不在波束中心也能強烈顯示出來。發射裝置會自動跟隨照射器的運動,這樣當導彈發射時,它就能立即接收到從目標反射回來的信號。
1967年2月起,“海麻雀” 導彈以這種形式在“布拉德利” 號(USS Bradley)護衛艦上進行測試,但當年晚些時候“布拉德利”號被派往越南時,這套裝置被拆除。測試仍在繼續,1971年到1975年間,“海麻雀”導彈被安裝到31艘諾克斯級(Knox class)艦艇上,舷號為1052-1069以及1071-1083。該系列中“缺失的艦艇”——“唐斯”號(DE-1070),被用于測試一種升級版。
“海麻雀”遠非一種理想的武器。其火箭發動機的設計基于它將從飛機上高速發射的假設,因此針對的是在相對低功率下的長距離巡航進行優化。在艦對空角色中,人們更希望有非常高的加速度,以便它能盡快攔截地效航空母艦飛行目標。其功率特性也適用于在高海拔稀薄空氣中巡航,但在低空時它無法產生足夠的動力來克服阻力,從而使射程大幅降低;一些估計表明,“海麻雀” 可能僅在10千米(6.2英里)內有效,大約是空射“麻雀”射程的四分之一。盡管燃燒時間較短,但功率更高的發動機將極大地提升性能。
另一個問題是,“麻雀”導彈依靠中部安裝的機動彈翼來操縱。這些彈翼被用于“麻雀”導彈是因為它們在巡航期間進行基本機動時所需能量較少,但這使得導彈整體機動性較差,不太適合作為快速反應武器。此外,動力彈翼意味著它們不容易被改裝成可折疊的,因此發射單元的尺寸是根據彈翼而不是導彈彈體確定的,占用的空間比實際需求大得多。雖然 “海麻雀” 被設計為一種可適配多種艦艇的小型導彈系統,但發射裝置相對較大,僅被部署到較大型的護衛艦、驅逐艦和航空母艦上。最后,手動瞄準照射器在夜間或惡劣天氣下用途有限,對于經常遭遇霧氣的艦載武器來說,這可不是什么令人鼓舞的情況。
改進型基本點防御導彈系統(IBPDMS)
1968年,丹麥、意大利和挪威與美國海軍簽署協議,在本國艦艇上使用“海麻雀”導彈,并合作研發改進型號。在接下來的幾年里,其他一些國家也加入了北大西洋公約組織 “海麻雀” 項目辦公室(NSPO),如今該辦公室已有12個成員國。在這個組織框架下,“改進型基本點防御導彈系統”(IBPDMS)項目在原版“海麻雀”導彈系統正在部署時就已啟動。
改進型基本點防御導彈系統(IBPDMS)最終發展為RIM-7H型,該型號本質上是RIM-7A,其中部安裝的彈翼經過改造能夠折疊。這種改造方式與艦載機類似;彈翼在翼展約50%的位置有鉸鏈連接,外側部分向導彈彈體后方旋轉。這使得它們能夠存放在新型Mark 29發射裝置中更緊湊的容器管內,并且在從管內發射時能自動展開。
其導引頭經過改造后能夠與多種制導雷達協同工作,包括那些與現有歐洲導彈系統配套使用的雷達。1973年,“海麻雀”導彈H 型導彈開始生產,作為北大西洋公約組織“海麻雀”導彈系統(NSSMS)第一批次。美國海軍還引入了新型Mark 95照射器系統,該系統與原版Mark 115類似,但具備可在任何天氣下使用的自動制導功能。Mark 95構成了高度自動化的Mark 91火控系統的基礎。
導彈升級
1972年,雷神公司啟動了一項“麻雀”導彈升級計劃,為即將問世的F-15F-15戰斗機提供裝備,從而研制出 AIM-7F型導彈。F型用固態制導系統取代了舊的模擬制導系統,該固態制導系統可與F-15新型的脈沖多普勒雷達協同工作。制導系統體積小很多,這使得彈頭能夠從原來的后置位置移到中部彈翼前方,并且重量增加到86磅(39千克)。彈頭前置也使得火箭發動機能夠增大,于是被一種新型雙推力發動機所取代,這種發動機能使導彈迅速加速到更高速度,然后降至較低推力進行巡航。這些新型導彈很快就以類似于“海麻雀”導彈H 型導彈的方式被改裝用于海軍作戰,從而產生了RIM-7F型導彈。盡管這種新型導彈采用了比H型更新的技術,但使用了較低的型號編號。
隨后又對AIM-7麻雀導彈進行了另一項重大升級,即AIM-7M型。M型包含一個新的單脈沖雷達導引頭,這使得它能夠從高空飛機向下對被地面遮擋的目標進行射擊。新型號還包括一個完全計算機化的制導系統,該系統可在戰場進行更新,并且再次減輕重量以實現又一次彈頭升級。計算機化的制導系統還包括一個簡單的自動駕駛儀,即使信號丟失,導彈也能繼續朝著最后已知的目標位置飛行,從而允許發射平臺在導彈飛行期間短時間解除鎖定。所有這些改進也提高了對低空地效航空母艦目標的打擊性能。M型于1986年進入美國作戰服役狀態。
最初的RIM-7E型能夠以約2馬赫以上的速度飛行,飛行高度在30-15000米(98-49213英尺)之間,射程為15-22 千米(8.1-11.9海里)(取決于目標高度)。RIM-7F型提升了性能,而且針對低空飛行目標改進了近炸引信,最低高度降低到15米(49英尺)或更低。RIM-7M型能夠打擊高度為8米(26英尺)的目標,具備了一定的對抗“飛魚反艦導彈”之類地效航空母艦導彈的能力。
在M型導彈研制過程中,美國海軍還對Mark 91火控系統進行了一次升級,即“Mark 23目標獲取系統”(TAS)。TAS包含一個中程二維雷達和敵我識別(IFF)系統,該系統將信息傳送到艦艇作戰信息中心的一個新控制臺。Mark 23可自動探測、區分優先級并顯示潛在目標,極大地提高了整個系統的反應時間。Mark 23還用于為大多數其他航空武器系統(包括火炮和其他導彈系統)選擇目標。TAS于1980年開始裝備艦隊。
北大西洋公約組織“海麻雀”項目辦公室(NSPO)還利用M系列升級的機會對系統進行升級,使其能夠從垂直發射系統(VLS)發射。這種改進采用了“燃氣舵控制”(日本勝利公司)組件,該組件被添加到導彈底部。發射時,JVC中的一個小型發動機將導彈推升至發射艦艇上方,然后利用位于其自身排氣口的舵面迅速使導彈轉向,使其與發射時提供給JVC的目標方位對準。就“海麻雀”而言,直接從可旋轉發射裝置發射與使用JVC發射沒有區別,在這兩種情況下,導彈都會直接朝著目標激活工作。
“麻雀”導彈的最后一次升級是AIM-7P型,它用一種改進型制導系統取代了M型的制導系統,該改進型制導系統允許發射平臺通過新的后置天線發送中段升級指令。在空對空作戰用途中,這使得導彈能夠被“拋射”到目標上方,然后在接近目標時向下指向目標;這樣導彈由于在更稀薄的高空空氣中飛行時間更長而獲得了更大的射程。在海軍作戰用途中,這意味著它也可以被直接制導以攻擊小型水面目標,否則這些目標在雷達上不會清晰顯示,從而允許艦艇上功率更大的搜索雷達提供制導,直至導彈接近目標且反射信號變得更強。這也賦予了“海麻雀”一種非常有用的次要反艦作用,使其能夠攻擊小型艦艇。
陸基發射型“海麻雀”
中國臺灣將陸基“海麻雀”導彈作為“天弓”近程防空系統(Skyguard SHORAD)的一部分使用。500枚導彈于1991年開始服役,被部署在帶有四聯裝發射箱的拖車上。2012年,由于在測試期間發生了兩次導彈故障,并且在同一次演習中一枚相關的AIM-7麻雀導彈導彈也出現故障,這些導彈被暫時撤裝。
“改進型海麻雀”導彈(ESSM)
盡管海軍和空軍最初計劃對“麻雀”導彈進行額外的升級,特別是帶有雷達/紅外復合導引頭的AIM-7R型,但為了采用先進得多的AIM-120先進中距空空導彈(AMRAAM),這些計劃于1996年12月被取消。隨著“麻雀”導彈空射型和艦載型之間的聯系被切斷,雷神公司提出了對“海麻雀”進行一系列更廣泛的升級,即RIM-7R“改進型海麻雀”導彈(ESSM)。由于這些改變非常大,該項目被重新命名為RIM-162導彈“改進型海麻雀”(ESSM)。
“改進型海麻雀”(ESSM)采用了RIM-7P現有的制導部分,并將其安裝到一個全新的尾部結構上。新導彈的直徑為10英寸(25厘米),而非之前的8英寸,這使得其能夠配備更強大的發動機。它還完全取消了中部安裝的彈翼,代之以類似 “標準” 導彈(以及自20世紀50年代以來幾乎所有其他海軍導彈)的長鰭,并將制導控制移至尾鰭。“改進型海麻雀”(ESSM)基于尾鰭的轉向方式會消耗更多能量,但在發動機仍在工作時可提供相當高的機動性。
20世紀90年代研發出了Mark 25四聯裝彈組,用于將四枚“改進型海麻雀”(ESSM)導彈裝入一個Mk 41垂直發射系統(VLS)單元中。為了用于垂直發射系統(VLS),“改進型海麻雀”(ESSM)導彈配備了與早期版本相同的燃氣舵控制(日本勝利公司)系統。
概述
參考資料
“海麻雀”導彈系統初始版本的組件,包括AIM-7F控制導彈、Mk115控制綜合體以及Mk51目標照射雷達、帶有8個導彈發射單元的Mk25平臺(阿斯洛克反潛導彈發射裝置的改裝版本)和彈藥庫等設備。防空系統的重量可達17.7噸。為控制最新版本的RIM-7導彈,使用Mk91 mod2和Mk91 mod3控制系統。Mk91 mod2允許用一枚導彈攻擊一個目標。
同時,Mk91 mod3能夠連續發射導彈攻擊兩個目標或者用兩枚導彈攻擊一個目標。Mk91 mod3與Mk23目標獲取系統(TAS)預警系統協同工作以顯示戰術態勢、分配目標和引導導彈。這包括與艦上的其他海軍系統進行協調。它們共同構成了AN-SWY-1(V)自衛系統。用于跟蹤和照射目標的主要雷達系統是Mk95,但它可以與其他同類用途的雷達同步。Mk29發射裝置儲存、瞄準目標并發射任意版本的8枚“海麻雀”導彈以及RIM-162導彈“改進型海麻雀”(ESSM)導彈。裝填工作需手動完成。Mk29裝置裝備于以下護衛艦:
“維利根”號(比利時海軍), “不來梅”號-F122(德國海軍), “特龍普”號、“科頓艾爾”號、 “雅各布?范?赫姆斯科克”號(荷蘭海軍), “奧斯陸”號(挪威海軍), “瓦斯科?達?伽馬”號(葡萄牙海軍), “亞武茲”號(土耳其海軍), 在尼米茲級航空母艦上,三對Mk-29置分布在右舷艦艏突出部以及飛行甲板下方后部兩側。美國“喬治?H?W?布什”號航空母艦裝備有兩對Mk-29發射平臺用于發射RIM-162導彈。
Mk29發射裝置發射速度慢,無法對大規模空襲做出快速反應。為解決這一問題,開發了一種配備不同類型 Mk41和Mk48垂直發射系統的 “北大西洋公約組織海麻雀” 導彈系統版本。為實現“海麻雀”導彈的垂直發射,添加了一個特殊裝置,該裝置通過連接到發動機后部來輔助控制飛行。
這個被稱為燃氣舵控制(JVC)的裝置允許導彈在發射后立即自動朝目標機動,在機動后從導彈上脫離。
日本勝利公司裝置重15.8千克,包括四個操縱機構:控制單元、微處理器、模擬轉換器、自主點火系統和電源。借助JVC,導彈在離開發射系統后能夠以每秒283度的最大速度被引導。
為了與艦艇的艦載系統集成,RIM-7導彈使用MIL-STD1553接口與升級版的Mk41和Mk48發射裝置進行通信。Mk41垂直發射系統為艦艇提供多種配置,從帶有8個發射單元的單模塊到擁有16個分區(每個分區128個發射單元)的大型裝置不等。澳大利亞的“安扎克”級護衛艦裝備Mk41 mod5型,它有8個發射單元,位于上層建筑煙囪后方。德國“勃蘭登堡州”(123)項目護衛艦的Mk41 mod4型有16個發射單元,安裝在上層建筑前部。泰國皇家海軍的“納黎萱”級護衛艦也裝備Mk41 mod5型,而土耳其“巴巴羅斯”級護衛艦(MEKO 200TN項目)裝備有16個發射單元的Mk41 mod8型。
改進型號
參考資料
事件
1992年10月1日,發生了一起事件,兩枚“海麻雀”導彈從“薩拉托加”號(CV-60)航空母艦意外射向土耳其“穆阿文內特”號(TCG Muavenet,排水量2200噸)掃雷護衛艦。由于操作員對指令的誤判,導彈擊中了護衛艦的指揮艦橋,摧毀了主指揮所,造成5名土耳其水兵死亡,22人受傷。事件發生后,修復土耳其護衛艦被認為不切實際,1993年該艦退役。
優勢與劣勢
RIM-7“海麻雀”的優勢
多用途應用:該系統可用于海上和部分陸地平臺,這使得“海麻雀”成為一種通用的防御解決方案。
緊湊性:火箭的折疊彈翼和緊湊設計能夠有效利用艦艇上的空間,特別是在每平方米空間都很寶貴的輕型艦艇上。
控制自動化:改進型的導彈系統配備了過程控制系統,這最大限度地減少了操作員干預的需求,并在戰斗條件下加快決策進程。
改進的制導與精度:單脈沖導引頭的引入和制導系統的改進提高了目標攔截精度,降低了脫靶的可能性以及重新發射的必要性。
與火控系統的集成:與諸如 Mark 91之類的自動火控系統的兼容性提供了一體化的作戰管理,提高了整體防御效能。
垂直發射:能夠使用Mk-41和Mk-48垂直發射裝置擴展了系統的戰術能力,允許導彈從多種平臺和多種戰斗環境中發射。
射程增加:近期的導彈型號,如AIM-7P,提供了更遠的射程,能夠打擊距離目標或艦艇更遠距離的目標。
自動駕駛儀與艦載計算機通信:通過數據鏈與艦載計算機集成并啟動自動駕駛儀,能夠更好地控制導彈飛行,增加成功擊中目標的可能性。
參考資料
“海麻雀”的劣勢
火箭發動機在低空攔截時加速度不足,由于彈翼位置導致機動性有限,發射裝置體積龐大,在夜間或惡劣條件下目標指示器的手動控制效果不佳。
作戰使用
2023年1月6日,有消息宣布這些導彈將被納入美國軍事援助計劃。據《政客》(Politico)報道,烏克蘭能夠對“山毛櫸防空導彈”(Buk)防空系統進行改裝以使用這些導彈,從而成為繼中國臺灣之后第二個擁有“海麻雀”陸基發射裝置的國家/地區。11月,烏克蘭武裝部隊空軍司令部證實“山毛櫸-M1”和RIM-7系統已成功整合。這個及類似項目被非正式地命名為“科學怪人防空導彈”(FrankenSAM),這是“科學怪人”(Frankenstein)和“防空導彈系統”(SAM,即Surface-to-Air Missile)的縮寫。
使用者
RIM-7當前使用者中國空軍、皇家澳大利亞海軍、比利時海軍、保加利亞海軍、加拿大皇家海軍、智利海軍、丹麥皇家海軍、德國海軍、希臘海軍、意大利海軍、日本海上自衛隊、韓國海軍、墨西哥海軍、荷蘭皇家海軍、新西蘭皇家海軍、挪威皇家海軍、葡萄牙海軍、西班牙海軍、土耳其海軍、美國海軍。
參考資料 >
RIM-7 Sea Sparrow.fandom.2024-10-06
霹靂應手鳴雕弓 麻雀艦對空導彈系統.百度學術搜索.2024-10-06
Sea Sparrow Missiles: Protect warships from aircraft and missile attacks..military.2024-10-06