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我本英雄——舰炮复兴中的“守门员”

中国兵工学会

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荷兰“守门员”(GOALKEEPER)近程防御舰炮武器系统

舰炮能对反舰导弹实施近程防御。自1967年第三次中东战争,特别是1982年的英阿战争以来,各海军强国已逐步形成了对反舰导弹防御的完整体系,这就是:——早期警戒并配有远程攻击武器的第一道防线;——中程警戒并配有中程舰空导弹的第二道防线;——配有近程防御武器系统的第三道,也是最后一道防线。但实践表明,舰对空导弹在各种高度范围内,特别是在低空,对付空中目标并不是最为有效的,而小口径舰炮则是一种低空近程防御的优良武器。它具有很高的备战能力;在任何气象条件下都能连续长时间作战;与导弹相比,具有较强的抗干扰能力;射速高,弹药储备量大,因而能连续长时间地进行射击,这一点,对于抗击低空飞行目标和高速水面目标的进攻非常重要,而且能进行多次交战;与昂贵的导弹相比,舰炮的费用比较低廉。

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荷兰“守门员”(GOALKEEPER)近程防御舰炮武器系统

再者,现代舰炮多数为中、小口径全封闭全自动舰炮,结构紧凑,供弹、瞄准和发射全部实现自动化。炮位无人操作,首发可自动装填,有的还能自动更换弹种、处理瞎火和实现大闭环射击修正[注1]等。中口径(76~130毫米)舰炮最大射程12~28千米,单管发射率45~90发/分,最高可达120发/分;小口径(小于76毫米)舰炮最大射程3~12.5千米,多管发射率达3 000~10 000发/分。舰炮是拦截来袭导弹和低空飞机的有效末端防御武器。同时,作为指挥和保障舰炮瞄准与发射控制系统的舰炮火控系统的发展也很快。自70年代以来,由于炮瞄雷达采用单脉冲、频率捷变和多普勒等技术,并发展电视、红外跟踪仪和激光测距仪等光电跟踪设备,广泛应用数字计算机,不断改进数据处理和闭环射击校正技术,使得火控系统的功能、精度、自动化程度和抗干扰能力都得到显著提高。舰炮火控系统与舰炮结合,构成了近程防御舰炮武器系统。荷兰信号公司研制的“守门员”(GOALKEEPER)近程防御舰炮武器系统正是在这种形势下应运而生的。1980年6月,在荷兰鹿特丹举办的第二届国际海军技术展览会上,“守门员”首次公开亮相,1984年后陆续装备在荷兰水面舰艇上“守门员”的火控系统是由陆用火控系统改进而成的。它控制着一座装在炮架上的7管30毫米“加特林”转管炮。火控系统包括搜索雷达、跟踪雷达、敌我识别系统和数字计算机、系统接口机柜、武器控制台等。搜索雷达装在舰炮的托架上,跟踪雷达装在舰炮的摇架上,和舰炮连接在一起形成“三位一体”的结构形式。

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“守门员”系统跟踪雷达天线

GAU-8/A 7管30毫米“加特林”炮又称“海火神”火炮。该炮主要由发射系统、供弹系统和电气系统组成。在发射系统中炮管的旋转靠外部电机驱动。供弹系统为无弹链闭合供弹系统,用来储存和输送炮弹。电气系统分为炮上、炮下两部分。该火炮的多管发射率可达4 200发/分,射击初速1 021米/秒,持续射击时间不小于30秒,火炮总重7 446千克(含1190发备用弹药)。GAU-8A火炮可使用高爆燃烧弹、穿甲燃烧弹、练习弹和脱壳穿甲弹四种弹药。其中脱壳穿甲弹是为反击导弹专门研制的新弹种,它采用碳化钨弹芯。据称,在命中反舰导弹头部、穿透前舱和战斗部装甲之后,还具有足够的动能使其战斗部起爆。

“守门员”武器系统具有先进的战术技术性能,它可以全自动工作方式拦截各种速度高达800米/秒的反舰导弹;拦截来袭的各种超音速飞机和直升机;拦截各种小型高速水面舰艇。对于径向速度超过150米/秒的空中目标,当探测距离小于2~7千米时,系统能自动判明目标并组织火力向目标射击。对一个掠海飞行目标,系统从发现目标到开火射击仅需5.5秒。在此期间,系统要完成目标的自动检测、敌我识别、跟踪装置调舷90°、高低角俯仰捕获目标、Ⅰ波段跟踪雷达锁定目标以及计算机解算射击诸元等操作。系统捕获目标的最小距离约500米,舰炮拦截来袭目标的最小距离小于500米。系统捕获目标的最大距离约3 000米,但30毫米炮在此距离上弹丸散布较大,不宜开火,而待目标接近至1 500米左右开火为宜。“守门员”系统拦截目标截面积为0.5平方米的反舰导弹的毁伤概率可达95%。模拟条件是:导弹战斗部有防护装甲;弹丸命中目标后有足够的能量引爆战斗部装药;导弹速度为1.8马赫,下滑角10.2°,两发导弹相隔5米。模拟结果:第一发导弹在500米处被击毁;第二发导弹在400米处被击毁。最后,GAU-8A加特林炮的可靠性极高,平均无故障周期为13.4万发。

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“守门员”武器系统的组成部件

组成部件如下:1. 搜索雷达天线2. 跟踪雷达天线及K波段收发机和电视摄像机 3.7管30毫米“加特林”炮4. 舰炮电气控制机柜5. 系统接口机柜6. 监视打印机7. 武器控制台 8. 波导干燥机9. 接收机/频率控制单元 10. Ⅰ波段行波管发射机机柜。

[注1]大闭环火控系统它是相对于开环火控系统而言的。所谓开环火控系统是指对射击效果不能实时自动校正的火控系统,因而射击精度较差,难以实现系统的最优化。要想提高这种火控系统的精度,主要依靠提高各子系统的精度,这就容易带来技术上的困难和成本的提高,况且效果也不甚理想。大闭环火控系统的基本思想是:通过对脱靶量的实时测量,利用计算机估计系统的最佳校正量,提高火控系统的射击精度,使系统达到最佳。典型产品为美国舰载反导系统——“密集阵”系统。

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荷兰“守门员”(GOALKEEPER)近程防御舰炮武器系统

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2024-01-19