世界航母雷达与电子战系统手册
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3.4 意大利

【型号】“海王星”舰载电子战系统(Nettuno Naval Electronic Warfare System)

【生产厂商】电子公司(Elettronica SpA)

【研制年代】1983年

【概述】

“海王星”是一种专为大型水面舰艇设计的综合电子战系统。该系统直接从意大利电子公司“牛顿-λ”(Newton Lambda)系统发展而来,主要区别在于“海王星”系统的电子干扰子系统采用了当前最先进的相控阵体制。目前,“海王星”系统经过二十几年时间的研制开发,已有二代产品,共4种型号,它们分别是Nettuno、Nettuno-2100、Nettuno-4000和Nettuno-4100。另外,还有出口到西班牙海军的Nettunel系统。

1.Nettuno系统

Nettuno系统是第一代“海王星”,它最初是为意大利海军的直升机舰空母舰研制的。在意大利海军装备系列中,该系统代号为MM/SLQ-732。Nettuno系统由ESM(电子侦察)、ELINT(电子情报)和ECM(电子干扰)三个子系统构成。这3个子系统的情况为:“海王星”电子战系统结构如图3-13所示。

ESM子系统实际上就是“牛顿-λ”系统中的ELT/211 ESM设备。它采用4部全向天线供1部IFM(瞬时测频)和脉冲测量接收机使用,天线罩外观有两个圆锥形,两个呈罐形。它的测向天线分高、低两个波段:两部横摇稳定的多波束高波段测向天线(透镜馈电,一前一后配置),1个环形低波段测向天线阵(由8个背腔式螺旋喇叭组成)。除了信号处理机外,ESM子系统还单独有1个显控台。

与“牛顿-λ”系统所不同的是,Nettuno系统在其ESM子系统的基础上增加了1个显控台用于对被截获信号的进一步分析。增加的这个显控台具有一个容量更大的威胁数据库和一部性能更好的计算机MARA286,它和信号处理机以及记录仪构成Nettuno系统的ELINT子系统。该ELINT子系统在运行时所需的信号参数来自ESM子系统,因为在信号数据流向上,ESM子系统在向ELINT子系统馈送被截获信号参数的同时也直接向ECM子系统馈送这些参数,所以ELINT子系统的存在并不影响Nettuno系统快速完成其主要的侦察干扰任务。

图3-13 “海王星”电子战系统结构

“海王星”系统显控台如图3-14所示。

图3-14 “海王星”系统显控台

Nettuno的ESM和ELINT两个子系统的主要特点可归结为:能在脉间测量辐射源方位和频率参数;采用多个微型预处理器实时预处理被截获信号,所用的特殊处理算法经过大量的计算机模拟与海上试验,因而高效可靠;计算机控制的主处理机采用高级语言编写的结构化模块软件,能够把指挥与控制系统、红外弹/箔条发射器等与ECM子系统组合在一起;所增加的显控台为增强型人机接口的多模综合显控台,可显示被截获辐射源的脉冲重频、天线方向图以及干扰效果。

ECM系统为相控阵体制,它有两个相同的天线/发射机装置,分别安装在舰艇的左舷和右舷。发射机采用的是电子公司自己生产的大功率行波管,多个大功率行波管经并联后通过功率分配网络向天线阵馈送微波功率。干扰天线阵列为一维相控阵,它通过电扫方式产生一个精确指向的、具有很高增益的窄波束,整个干扰天线系统采用横摇稳定。ECM子系统受ESM子系统引导,并根据功率管理计算机的指令工作。该ECM子系统的技术特点之一是它采用了一种“环境自适应逐时点自动干扰”(Environment Adaptive, Instant-By-Instant Automatic Jamming)技术,以适应对多个目标的干扰,估计这是一种高水平的时间分割技术,能够使干扰波束在空间高效率地移动和干扰有威胁的目标。一般情况下,这种ECM子系统自适应地自动对目标进行干扰。但在必要时,Nettuno系统的操作员和舰上的指挥系统均可以取消ECM子系统自动选择的干扰模式。

“海王星”系统的电子干扰天线如图3-15所示。

图3-15 “海王星”系统的电子干扰天线

Nettuno系统现装备在意大利海军的“朱塞佩·加里波第”(Giuseppe Garibaldi)号直升飞机舰母、“大胆”(Audace)和“戴·拉·彭尼”(De la Penne)级导弹驱逐舰上。此外,西班牙海军的“亚斯都里阿斯王子”(Principe Asturias)号航母和“圣玛丽亚”(Santa Maria)级护卫舰也装备了Nettuno系统。因为装备西班牙海军的系统为Nettunel,它与Nettuno系统稍有不同,所以估计是Nettuno-2100系统。

2.Nettuno-2100系统

根据参考文献[1]可知,Nettuno-2100是Nettuno系统改进型,仍属于第一代“海王星”系统。与Nettuno系统相比,Nettuno-2100系统的不同之处:它使用了多个精简指令集计算机(RISC)处理器来代替Nettuno系统中的MARA 286计算机;两个高波段透镜测向天线阵的角分辨率得到改善;干扰机发射天线采用的是4个透镜馈电天线。另外,参考文献[1]还认为,Nettuno-2100系统可能就是意大利电子公司向西班牙出口的Nettunel系统。例如,Nettunel系统的4个全向测频天线的天线罩外观就同Nettuno系统有差异,1个呈圆罐形,其余3个呈罐形,而且Nettuno-2100系统没有装备意大利本国海军舰艇的报道。

目前看来上述内容不够准确。由参考文献[2]可以看出,Nettuno-2100应该只是Nettuno电子战系统系列中的一种电子支援设备,它与Nettuno-4100电子干扰系统组合在一起,可以构成一种新的舰用电子战系统——Nettuno-2100/4100系统,如图3-16所示。

图3-16 “海王星”-2100/4100系统综合电子战系统结构

Nettuno-2100电子支援(ES)系统由一个单脉冲测向天线阵、一个全向天线组件、一部接收机和操作显控台组成。该系统能够自动地实时监视密集的电磁环境,探测低截获概率威胁辐射源,精确测量信号参数(包括脉冲调制),自动进行辐射源分析、识别与电子情报收集。

3.Nettuno-4000系统

Nettuno-4000是一种电子干扰(ECM)系统,从技术体制上讲,属于第二代“海王星”系统,由电子公司和意大利海军联合研制。这个系统之所以属于第二代,就是因为它是全固态二维相控阵电子战干扰系统。其技术特点为系统的天线阵面由数百个有源固态发射(T)/接收(R)组件构成,取消了行波管。由于采用T/R组件,这两个系统能在各种条件下辐射很高的有效功率,确保优良的战术性能,能在方位-仰角上对目标实现自动瞄准。此外,配合以高性能的快速波束开关,使系统能以全功率工作于多威胁方式,真正实现有效的功率管理。

全固态二维相控阵电子战干扰系统Nettuno-4000代表了20世纪90年代海军舰用电子战装备的先进水平。该干扰系统在20世纪90年代中期基本研制成功,其二维天线平面阵曾计划在1995年进行试验。

Nettuno-4000 ECM系统至今尚没有发现装舰记录,但它的开发研制估计为Nettuno-4100 ECM系统的推出奠定了基础。

4.Nettuno-4100系统

Nettuno-4100系统是意大利电子公司在成功开发出Nettuno-4000电子干扰系统之后研制的,最初以Nettuno-4100(K)的命名公布于众。根据参考文献[1],该系统同Nettuno-4000 ECM系统相似,也是一种全固态二维相控阵电子干扰系统。它可以与Nettuno-2100系统的ESM子系统密切结合在一起,构成实用型舰载电子战系统Nettuno-2100/4100(K)。在此系统中,Nettuno-4100(K)的干扰相控阵天线可分两舷配置,在其一舷阵面上的数百个T/R组件能在空间形成笔状波束,该波束瞄准精度高,有效功率大,无ERP(有效辐射功率)损耗。控制波束瞄准的开关转换时间大约为几百纳秒,使其几乎能同时干扰4个来自不同方向的不同目标。装舰后,Nettuno-4100(K)系统用电子波束稳定系统去补偿载舰运动,仰角覆盖为−10°~-30°。1996年10月,Nettuno-4100(系列)干扰机天线在欧洲海军装备展览会上公开展出。意大利电子公司曾在20世纪90年代末期尝试用RQN-5 ESM与Nettuno-4100 ECM组成舰用综合电子战系统。

目前,有关Nettuno-4100舰载干扰系统的最新报道在参考文献[3]中给出。由此可知,该系统是专门设计用于装备各型水面舰艇的,可有效地对付导弹末段攻击和远程搜索雷达系统。其舰桅设备有“分开”和“单桅杆”安装两种配置结构形式。分开配置结构含两个干扰天线与辐射源子系统,而每个子系统则是由一个天线前端、一个干扰天线单元、一个干扰辐射源单元(射频与控制)、一个变压器——整流器装置以及冷却系统组成。单桅杆配置结构采用的功能部件与分开配置结构系统相同,只不过系统干扰天线与辐射源装置要装在舰艇桅杆的中央,而不是像分开配置结构那样,将有源辐射天线分装在载舰的两侧。

Nettuno-4100系统可以与任何一种型号的舰载ES系统综合在一起[包括意大利电子公司研制的“西尔”(SEAL)系列ES系统]。它具有以下特点:

● 灵巧噪声与欺骗干扰样式(采用数字射频存储器产生的射频输出信号);

● 对多个威胁实施干扰;

● 电子干扰波束控向(具有纵横摇电子稳定功能);

● “无需预热”功能;

● 干扰程序齐全配套;

● 全固态设计,高有效辐射功率,故障弱化;

● 可干扰编码辐射源;

● 机内测试(直至测试模块/电子插件)功能;

● 保障设备包括外场测试设备、地面支持与自动化测试设备、数据库编程工具、数据库数据加载与卸载设备。

据称,Nettuno-4100系统已被意大利海军选择用来装备新型航空母舰“加富尔”(Cavour)号及其“安德烈亚·多里亚”(Andrea Doria)级驱逐舰,并在海外电子战装备市场上促销。

【性能参数】

Nettuno-2100 ES系统

〖频率范围〗1~20GHz

〖空间覆盖〗40°(俯仰);360°(方位)

〖截获概率〗100%

〖测向精度〗满足协同定位要求

〖脉冲密度〗可高达100万/秒

〖分析/识别〗全自动(常规与特殊辐射源类型)

〖脉冲调制检测〗幅度、频率与相位

〖跟踪信道〗>100

Nettuno-4100 ECM系统

〖频率范围〗6~20GHz

〖空间覆盖〗50°(俯仰);360°(方位)

〖有效辐射功率〗足以保护大型水面舰艇

〖灵敏度〗支持对雷达旁瓣进行干扰

〖电子干扰响应〗多威胁目标干扰能力

参考文献

[1]世界舰船电子战系统手册. 科学出版社,2000:130~132.

[2]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2003-2004:375.

[3]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems2007-2008:425;2009-2010:439.

【型号】“斯科拉尔”火箭发射系统(SCLAR Rocket Launching System)

【生产厂商】奥托·梅拉雷公司(Oto Melara SpA)

【研制年代】20世纪70年代

【概述】

奥托·梅拉雷公司生产的“斯科拉尔”(SCLAR)火箭发射系统是一种发射105mm或118mm多用途火箭,精确布放箔条和红外弹,对威胁实施迷惑、转移、质心引诱干扰的舰用标准型无源电子干扰系统[1]。经分析,该系统可能就是参考文献[2]中所述的“斯科拉尔2型”火箭发射系统(SCLAR MK2 Rocket Launching System)。这两个系统区别不大,在发射架体积和诱饵弹种上稍有区别。因此,至少可以根它们在“简氏雷达与电子战系统”出版物上出现的时间顺序认定,如今奥托·梅拉雷公司推出的“斯科拉尔”系统是阿莱尼亚·迪弗莎公司奥托·布雷达分公司(Alenia Difesa,OTOBREDA Division)和斯尼亚BPD公司(SNIA BPD)联合研制的“斯科拉尔2型”系统的继承与发展。

为了方便准确掌握意大利海军舰载“斯科拉尔”(SCLAR)无源电子干扰系统的全貌,下面分别介绍SCLAR系统、SCLAR-H系统、SCLAR MK2系统以及SCLAR诱饵与导弹组合发射系统。

1.SCLAR系统

奥托·梅拉雷公司的SCLAR系统主要由1座或多座发射架、1个发射程序机(每座发射架上)、1个电源机柜和1个本地控制器组成。发射程序机的启动受控于本地控制器或舰上的电子战系统。

该系统具有以下特点:

● 自动选择发射弹种;

● 弹药载荷容量大;

● 经载舰电子战系统实现全自动控制;

● 可与舰艇上有源干扰机和硬杀伤反导武器协同对付威胁;

● 无人操作模式下,具有全天候以及在核、生化污染环境中工作的能力。

SCLAR多用途舰载火箭发射架如图3-17所示。

图3-17 SCLAR多用途舰载火箭发射架

SCLAR系统发射的118mm火箭弹有两种:Buck DUERAS箔条火箭和IRRAS红外诱饵火箭。

SCLAR系统发射的105mm火箭弹有:

● SNIA 105 LR-C转移箔条火箭,最大射程12km;

● SNIA 105 LR-I照明弹,射程4km;

● SNIA 105 MR-C质心引诱箔条火箭,最大射程4.7km;

● SNIA 105 MR-IR红外质心引诱弹;

● FR Countermeasures公司105mm箔条火箭和红外诱饵火箭(工作波段:3~5μm和8~14μm)。

截至2003年,大约有70余座SCLAR火箭发射系统装备在阿根廷、埃及、德国、意大利、尼日利亚、秘鲁和委内瑞拉等国海军的各型水面舰艇上。其中,装备意大利海军“朱塞佩·加里波第”(Giuseppe Garibaldi)号直升机航空母舰的SCLAR火箭发射系统为两座,每座发射架有20管口径为105mm的发射管。

2.SCLAR-H系统

SCLAR-H诱饵发射系统是SCLAR系统的改进型。据意大利阿莱尼亚·马可尼系统公司(AMS)(作为一家奥托·梅拉雷公司研制的发射架和SCLAR-H系统发射控制器的开发生产商)介绍,SCLAR-H系统具有以下一些特点:

● 系统反应时间短;

● 可同其他舰载电子战系统完全协同;

● 可针对特定威胁自动选择最佳的诱饵弹;

● 发射架雷达反射截面积比较小,有利于载舰的隐身;

●发射管配置分16管和20管,排成4排,可发射弹径在102~130mm之内的各种弹药;

● 不仅能够发射远程箔条与红外诱饵火箭,也可发射用于近程平台保护的迫炮式射频与红外诱饵弹。

小雷达反射截面的SCLAR-H诱饵发射架如图3-18所示。

图3-18 小雷达反射截面的SCLAR-H诱饵发射架

SCLAR-H诱饵发射系统装备了意大利海军新型航空母舰“加富尔”(Cavour)号,共安装两座发射架[1]。该系统与SCLAR系统最大的不同有两点,一是发射架的雷达反射截面小;二是不光发射诱饵火箭,还能发射诱饵炮弹。

3.SCLAR MK2系统

据分析,SCLAR MK2系统极有可能就是前面所述的SCLAR系统。

由参考文献[2]可知,阿莱尼亚·迪弗沙公司奥托·布雷达分公司的SCLAR MK2系统是一个多用途舰用火箭发射系统,可发射箔条火箭、红外火箭、照明弹和轰炸型火箭。箔条弹用来引诱雷达制导的来袭导弹,红外弹用来欺骗红外制导导弹,照明弹为夜晚作战目视火控照明,轰炸型火箭用来支援登陆部队或攻击海岸目标。根据不同的战术使命和作战任务,选配和组装不同类型和不同弹径的火箭弹,按照需要发射或齐射。

可将大量的干扰样式存储在该数字计算机中,然后根据需要再调用并自动执行这些干扰样式。每一存储的干扰样式可随时替换,替换时既容易又快速。

SCLAR MK2系统由1个控制台、1个数据处理机、1座或两座火箭发射架、1个或两个电源机柜、1种或两种本地控制器以及各种火箭弹组成。另外,每座发射架还需要1个装弹报警面板和1个音响告警装置,还有照明发射遥控装置可供选用。

发射架由控制台控制,一人操作。控制台在已了解火箭装载情况下,可引入所需要的发射程序,决定整个系统由ECM舱室控制还是本地控制。

一个处理机驱动两座发射架,确定它们的方位和仰角,并完成所有必要的逻辑运算和射击诸元计算,其中包括火箭干扰样式编程、方位和仰角的连续计算(这是为了将每一枚火箭精确地发射到预定的炸点)以及火箭自动选择和发射。

每座发射架包括发射箱、发控盒、火箭弹、支架、低转动惯量的直流伺服马达、方位平台、俯仰齿轮和控制开关(确定发射架采用遥控方式还是手控方式)等。

发射箱内有不锈钢导轨,即装有20个不锈钢管,排成4排,每排5个。每排可发射两种射程不同的火箭弹。

发控盒装在旋转架上,用来确定火箭选择和发射序列。它接收来自舰船的作战情报中心或EW中心的必要数据,计算目标距离、舰艇运动方向、火箭弹道等参数。它可用两种方式控制发射,即人工发射远程火箭和自动发射近程火箭。

每座发射架装有两种本地控制器:一种能使主操作手断开发控盒,控制信号的输出或输入,并能确定重新装弹时的发射架位置;另一种是能完全按本地方式操作控制发射架。

SCLAR发射架结构如图3-19所示。

图3-19 SCLAR发射架结构

1—发射架;2—发控盒;3—火箭弹;4—支架;5—低转动惯量的直流伺服马达;6—固定器;7—电缆;8—方位平台;9—俯仰齿轮;10—控制开关(遥控/手控)

SCLAR MK2系统能发射的105mm火箭弹:

● SNIA 105 LR-C转移箔条火箭,有效载荷10.2kg,最大射程12km;

● SNIA 105 MR-C质心引诱箔条火箭,有效载荷17.4kg,最大射程4.7km;

● SNIA 105 MR-IR红外质心引诱弹,最大射程5km;

● SNIA 105 LR-I照明弹,有效载荷10.2kg,射程4km;

● 轰炸型火箭,射程11km。

这些火箭弹都装在防水的玻璃钢筒里,用易破碎的材料封头。它们都装有双组元燃料发动机、折叠翼和电子引信。它们在燃料燃尽时的飞行速度为260~645m/s。

SCLAR MK2系统可使用102mm、105mm和110mm的火箭弹。

SCLAR MK2火箭发射系统装备在意大利海军“朱塞佩·加里波第”(Giuseppe Garibaldi)号直升机航空母舰上(注:这一点与前述的SCLAR火箭发射系统相同)。

4.SCLAR诱饵与导弹组合发射系统

在1989年举办的意大利热那亚(Genoa)海军装备展览会上,意大利布雷达机械公司(Breda Meccanica Bresciana S.P.A.)展出了新型的“斯科拉尔”诱饵弹发射架。在这个发射架顶上有两组发射管,装6枚法国马特拉公司研制的舰载型“西北风”(Mistral)近程舰对空导弹。在两组“西北风”发射管之间装有电视摄像机(如果夜战需要,可用微光电视或红外装置取代它)。这是一个诱饵和导弹的组合发射系统。

该系统由设在甲板下的单人控制台控制。控制台上装有电视监控器和操纵手柄。一般情况下,该系统接收来自舰上两座目标或导航雷达的目标指示,操作人员将发射架旋转到所指示的方位上,然后上下搜索。当搜索到目标的0.5°之内时,就开始自动光学跟踪。

当来袭目标已进入射程之内,这时可发射远程诱饵弹,接着发射“西北风”导弹,实施先软后硬、软硬兼施的对抗措施;如果防御导弹失败,就接着立即发射近程诱饵弹进行干扰。整个发射架是稳定的和遥控的。

整个发射架总重量(包括20枚105mm火箭弹和6枚“西北风”导弹)为2150kg,无载时重1430kg。

据制造厂商称,6枚“西北风”导弹可人工重新装填,重新装弹时间小于5min。

“西北风”导弹的作战距离为0.3~6km;作战高度15m~4.5km;反应时间小于3s(有早期预警)和5s(无早期预警);最高弹速的马赫数为2.6;采用了3kg破片杀伤战斗部和激光近炸及触发引信;制导体制为被动红外寻的。该导弹具有机动性好(可对付8g规避飞行的超音速飞机)、“发射后不管”、全向攻击能力、威力大和反应时间短等优点。

由上述可见,“斯科拉尔”/“西北风”组合系统能在离舰0.3~6km和高度15m~4.5km的这样一个广大空域内,比较有效地利用软杀伤和硬摧毁双重手段对抗来袭的雷达和红外制导的高速反舰导弹,能有效地对付飞行马赫数小于1.2的各种低空、超低空飞机和武装直升机。

【性能参数】

1.SCLAR系统

〖发射速率〗1枚火箭/s

〖待发弹数〗20枚/每座发射架(最多)

〖方位旋转范围〗±150°

〖俯仰范围〗-5°~+60°

〖旋转速度〗30°/s(俯仰);60°/s(方位)

〖旋转加速度〗50°/s2(俯仰);60°/s2(方位)

〖转动惯量〗50kgm/s2(俯仰重量);70kgm/s2(方位重量)

〖电源〗115V(单相,60Hz,控制信号电源);115V(单相,400Hz,同步电源);440V(3相,60Hz,主电源)

〖功耗〗0.5kW(控制信号电源);0.2kW(同步电源);3kW(主电源);

〖发射架尺寸〗1460mm(长)×800mm(宽)×1660mm(高)

〖发射架重量〗1150kg(没有装弹时);1750kg(装20枚105mm火箭后)

2.SCLAR MK2系统

20管发射架

〖发射速率〗约1枚/s

〖最多待发弹数〗20枚/每座发射架

〖方位旋转范围〗±150°

〖俯仰范围〗-1°~+54°

〖方位速度〗60°/s

〖方位加速度〗60°/s2

〖俯仰速度〗30°/s

〖俯仰加速度〗50°/s2

〖发射架转动惯量〗70kgm/s2(方位);50kgm/s2(俯仰)

〖发射架重〗1750kg(连同20枚105mm火箭弹);1150kg(无弹时)

〖发射架尺寸〗1500mm(长);1660mm(从甲板算起)(高);1300mm(宽)

〖发射架回转半径〗1380mm

〖同步齿轮转动比〗1/1(粗调);1/36(精调)

105mm火箭弹

箔条火箭

〖型号〗 SNIA 105 LR-C

〖弹长〗 1850mm

〖弹重〗 27kg

〖最大射程〗 12km

〖有效载荷〗 10.2kg

〖干扰样式〗 转移

〖型号〗 SNIA 105 MR-C

〖弹长〗 1830mm

〖弹重〗 29kg

〖最大射程〗 4.7km

〖有效载荷〗 17.4kg

〖干扰样式〗 质心诱惑

红外火箭

〖型号〗SNIA 105 MR-IR

〖弹长〗1830mm

〖弹重〗29kg

〖最大射程〗5km

〖干扰样式〗质心引诱

照明弹

〖型号〗SNIA 105 LR-1

〖弹长〗1850mm

〖弹重〗27kg

〖最大射程〗4km

〖有效载荷〗10.2kg

轰炸型火箭

〖最大射程〗11km

电源机柜

〖重量〗180kg

本地控制器

〖重量〗15kg

电源

〖主电源〗440V/3相/60Hz,3kW

〖控制信号电源〗115V/单相/60Hz,0.5kW

〖同步电源〗115V/单相/400Hz,0.2kW

参考文献

[1]Jane's Radar and Electronic Warfare Systems 2007-2008:425~426;2009-2010:439~440.

[2]世界舰船电子战系统手册. 科学出版社,2000:265~268.

【型号】AN/SLQ-25拖曳式声诱饵(AN/SLQ-25 Towed Acoustic Decoy)

【生产厂商】美国阿尔冈科技公司(Argon ST, Inc.)

【研制年代】20世纪70年代中期

【概述】详情可见3.8节的AN/SLQ-25拖曳式声诱饵。

【型号】SLAT鱼雷诱饵(SLAT Torpedo Decoy)

【生产厂商】法国汤姆逊-辛特拉公司(Thomson-Sintra ASM)

【研制年代】20世纪90年代

【概述】详情可见3.2节的SLAT鱼雷诱饵。