荷蘭“守門員”(GOALKEEPER)近程防御艦炮武器系統
艦炮能對反艦導彈實施近程防御。自1967年第三次中東戰爭,特別是1982年的英阿戰爭以來,各海軍強國已逐步形成了對反艦導彈防御的完整體系,這就是:
——早期警戒并配有遠程攻擊武器的第一道防線;
——中程警戒并配有中程艦空導彈的第二道防線;
——配有近程防御武器系統的第三道,也是最后一道防線。
但實踐表明,艦對空導彈在各種高度范圍內,特別是在低空,對付空中目標并不是最為有效的,而小口徑艦炮則是一種低空近程防御的優良武器。它具有很高的備戰能力;在任何氣象條件下都能連續長時間作戰;與導彈相比,具有較強的抗干擾能力;射速高,彈藥儲備量大,因而能連續長時間地進行射擊,這一點,對于抗擊低空飛行目標和高速水面目標的進攻非常重要,而且能進行多次交戰;與昂貴的導彈相比,艦炮的費用比較低廉。
荷蘭“守門員”(GOALKEEPER)近程防御艦炮武器系統
再者,現代艦炮多數為中、小口徑全封閉全自動艦炮,結構緊湊,供彈、瞄準和發射全部實現自動化。炮位無人操作,首發可自動裝填,有的還能自動更換彈種、處理瞎火和實現大閉環射擊修正[注1]等。中口徑(76~130毫米)艦炮最大射程12~28千米,單管發射率45~90發/分,最高可達120發/分;小口徑(小于76毫米)艦炮最大射程3~12.5千米,多管發射率達3 000~10 000發/分。艦炮是攔截來襲導彈和低空飛機的有效末端防御武器。
同時,作為指揮和保障艦炮瞄準與發射控制系統的艦炮火控系統的發展也很快。自70年代以來,由于炮瞄雷達采用單脈沖、頻率捷變和多普勒等技術,并發展電視、紅外跟蹤儀和激光測距儀等光電跟蹤設備,廣泛應用數字計算機,不斷改進數據處理和閉環射擊校正技術,使得火控系統的功能、精度、自動化程度和抗干擾能力都得到顯著提高。艦炮火控系統與艦炮結合,構成了近程防御艦炮武器系統。
荷蘭信號公司研制的“守門員”(GOALKEEPER)近程防御艦炮武器系統正是在這種形勢下應運而生的。1980年6月,在荷蘭鹿特丹舉辦的第二屆國際海軍技術展覽會上,“守門員”首次公開亮相,1984年后陸續裝備在荷蘭水面艦艇上
“守門員”的火控系統是由陸用火控系統改進而成的。它控制著一座裝在炮架上的7管30毫米“加特林”轉管炮。火控系統包括搜索雷達、跟蹤雷達、敵我識別系統和數字計算機、系統接口機柜、武器控制臺等。搜索雷達裝在艦炮的托架上,跟蹤雷達裝在艦炮的搖架上,和艦炮連接在一起形成“三位一體”的結構形式。
“守門員”系統跟蹤雷達天線
GAU-8/A 7管30毫米“加特林”炮又稱“海火神”火炮。該炮主要由發射系統、供彈系統和電氣系統組成。在發射系統中炮管的旋轉靠外部電機驅動。供彈系統為無彈鏈閉合供彈系統,用來儲存和輸送炮彈。電氣系統分為炮上、炮下兩部分。該火炮的多管發射率可達4 200發/分,射擊初速1 021米/秒,持續射擊時間不小于30秒,火炮總重7 446千克(含1190發備用彈藥)。GAU-8A火炮可使用高爆燃燒彈、穿甲燃燒彈、練習彈和脫殼穿甲彈四種彈藥。其中脫殼穿甲彈是為反擊導彈專門研制的新彈種,它采用碳化鎢彈芯。據稱,在命中反艦導彈頭部、穿透前艙和戰斗部裝甲之后,還具有足夠的動能使其戰斗部起爆。
“守門員”武器系統具有先進的戰術技術性能,它可以全自動工作方式攔截各種速度高達800米/秒的反艦導彈;攔截來襲的各種超音速飛機和直升機;攔截各種小型高速水面艦艇。對于徑向速度超過150米/秒的空中目標,當探測距離小于2~7千米時,系統能自動判明目標并組織火力向目標射擊。
對一個掠海飛行目標,系統從發現目標到開火射擊僅需5.5秒。在此期間,系統要完成目標的自動檢測、敵我識別、跟蹤裝置調舷90°、高低角俯仰捕獲目標、Ⅰ波段跟蹤雷達鎖定目標以及計算機解算射擊諸元等操作。系統捕獲目標的最小距離約500米,艦炮攔截來襲目標的最小距離小于500米。系統捕獲目標的最大距離約3 000米,但30毫米炮在此距離上彈丸散布較大,不宜開火,而待目標接近至1 500米左右開火為宜。
“守門員”系統攔截目標截面積為0.5平方米的反艦導彈的毀傷概率可達95%。模擬條件是:導彈戰斗部有防護裝甲;彈丸命中目標后有足夠的能量引爆戰斗部裝藥;導彈速度為1.8馬赫,下滑角10.2°,兩發導彈相隔5米。模擬結果:第一發導彈在500米處被擊毀;第二發導彈在400米處被擊毀。
最后,GAU-8A加特林炮的可靠性極高,平均無故障周期為13.4萬發。
“守門員”武器系統的組成部件
組成部件如下:1. 搜索雷達天線2. 跟蹤雷達天線及K波段收發機和電視攝像機 3.7管30毫米“加特林”炮4. 艦炮電氣控制機柜5. 系統接口機柜6. 監視打印機7. 武器控制臺 8. 波導干燥機9. 接收機/頻率控制單元 10. Ⅰ波段行波管發射機機柜。
[注1]大閉環火控系統它是相對于開環火控系統而言的。所謂開環火控系統是指對射擊效果不能實時自動校正的火控系統,因而射擊精度較差,難以實現系統的最優化。要想提高這種火控系統的精度,主要依靠提高各子系統的精度,這就容易帶來技術上的困難和成本的提高,況且效果也不甚理想。大閉環火控系統的基本思想是:通過對脫靶量的實時測量,利用計算機估計系統的最佳校正量,提高火控系統的射擊精度,使系統達到最佳。典型產品為美國艦載反導系統——“密集陣”系統。
荷蘭“守門員”(GOALKEEPER)近程防御艦炮武器系統