鄒念洋，李 楠，陳忠杰，邱 萍

(1.中國船舶集團有限公司第七一四研究所，北京 100101；2.中國船舶集團有限公司，北京 100097)

0 引 言

艦艇自防御系統(tǒng)（SSDS）由美國海軍開發(fā)，集成了先進傳感器，綜合使用艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)和硬殺傷武器設(shè)備來摧毀敵方來襲目標(biāo)，具備對目標(biāo)的快速發(fā)現(xiàn)能力、跟蹤能力以及攔截能力。該系統(tǒng)主要裝備于美國海軍的兩棲艦和航母等非“宙斯盾”艦上，提升了艦艇在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的生存能力。

1 發(fā)展歷程

1.1 SSDS MK1研制發(fā)展

美國早期的兩棲艦、航母等大型艦艇的雷達(dá)等探測設(shè)備和防空反導(dǎo)武器設(shè)備間相對獨立，且在對反艦導(dǎo)彈等目標(biāo)的探測和攔截過程中，需要較多的人工干預(yù)，因而當(dāng)時艦艇自防御作戰(zhàn)的自動化水平低、反應(yīng)速度慢。

20世紀(jì)90年代初，美國海軍啟動了“快速反應(yīng)作戰(zhàn)能力”（QRCC）計劃，旨在開發(fā)一種基于軟件的指揮輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠充分利用艦上的傳感器并綜合使用武器，以實現(xiàn)對反艦導(dǎo)彈的快速反應(yīng)、提高多目標(biāo)自動化攔截能力。該系統(tǒng)以“拉姆”近程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)（GMWS）、“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS）、AN/SLQ-32電子戰(zhàn)（EW）系統(tǒng)和光電傳感器作為硬件基礎(chǔ)進行開發(fā)，是“艦艇自防御系統(tǒng)”（SSDS）的雛形。

1993年1 月，美國海軍通過QRCC計劃，演示了用于開發(fā)SSDS的技術(shù)；1993年6月，SSDS開發(fā)成功并在“惠特貝島”號（LSD-41）船塢登陸艦上成功進行了一次海上演示，在此基礎(chǔ)上美國海軍形成了SSDS MK1；1997年5月，美國海軍在“阿希蘭”號（LSD-48）船塢登陸艦上進行了SSDS的戰(zhàn)術(shù)評估測試；1997年10月，“阿希蘭”號船塢登陸艦（LSD-48）正式成為美國第1艘裝備SSDS MK1系統(tǒng)的艦艇[1]，標(biāo)志著SSDS系統(tǒng)已獲得完全作戰(zhàn)能力。

最初的SSDS MK1系統(tǒng)集成了AN/SPS-49（V）對空警戒雷達(dá)、AN/SPS-67（V）對海搜索雷達(dá)、AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)、敵友識別防御系統(tǒng)（CIFFSD）、“納爾卡”主動導(dǎo)彈誘餌系統(tǒng)、“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS）和“拉姆Block0”導(dǎo)彈[2]。

1.2 SSDS MK2研制發(fā)展

為使SSDS的探測系統(tǒng)、指控系統(tǒng)以及武器系統(tǒng)更好集成，大幅提升整個系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)能力，美國海軍于 1998 年開始研發(fā) SSDS MK2 Mod 0 系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅裝備在“尼米茲”級航母“尼米茲”號（CVN-68）上。在SSDS MK1原有技術(shù)和軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了新的戰(zhàn)術(shù)顯示器，集成了AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)、AN/SPQ-9B火控雷達(dá)、“北約海麻雀”（RIM-7）導(dǎo)彈系統(tǒng)、“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS）、“拉姆Block0”導(dǎo)彈，加入了“協(xié)同作戰(zhàn)能力”（CEC）設(shè)備、“先進作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)”（ACDS）的部分功能，以增強系統(tǒng)在編隊協(xié)同作戰(zhàn)方面的能力。

2003 年，美國海軍開發(fā)出 SSDS MK2 MOD 1 系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先裝備“尼米茲”級航母“里根”號（CVN-76），后又裝備于“卡爾文森”號（CVN-70）、“斯坦尼斯”號（CVN-74）等航母。SSDS MK2 MOD 1系統(tǒng)在原有軟硬件設(shè)備基礎(chǔ)上，集成了“拉姆Block1”導(dǎo)彈，并且完全集成了CEC設(shè)備、ACDS 系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈[3-5]。

從2004年開始，美國海軍致力于SSDS MK2 Mod2的開放式體系結(jié)構(gòu)改造工作，該系統(tǒng)研制成功后裝備于“圣·安東尼奧”級船塢運輸艦。SSDS MK2 MOD 2系統(tǒng)集成了AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、AN/SPQ-9B火控雷達(dá)、“改進型海麻雀”（ESSM）導(dǎo)彈[6]，“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS），“拉姆Block1”導(dǎo)彈，該版本同樣完全集成了CEC設(shè)備、ACDS系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。

之后 SSDS MK2 又陸續(xù)發(fā)展出 MOD 3A，MOD 4B，MOD 5C 和 MOD 6B 等版本，改進后的 SSDS MK2采用開放式體系結(jié)構(gòu)，基于全艦計算環(huán)境并集成了先進傳感器和AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、“拉姆Block2”導(dǎo)彈、“改進型海麻雀”（ESSM）導(dǎo)彈以及“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS）等先進武器系統(tǒng)。

目前SSDS MK2系統(tǒng)主要裝備于美國海軍的兩棲艦和航母等非“ 宙斯盾”艦上，如表1所示。

表1 艦艇自防御系統(tǒng)（SSDS）各版本裝備情況Tab.1 Application of different versions of shipborne self-defense system

2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 子系統(tǒng)

1）核心子系統(tǒng)

SSDS MK2艦艇自防御系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)包括：控制模塊、識別模塊、跟蹤模塊與決策模塊。該核心子系統(tǒng)基于貝葉斯置信網(wǎng)絡(luò)理論[7]，能夠克服傳感器與武器資源的局限和制約，能夠快速、自主地實現(xiàn)武器資源調(diào)度[8]，為SSDS MK2提供確定、可靠的策略。

2）探測系統(tǒng)

SSDS MK2的探測系統(tǒng)包括：TAS目標(biāo)捕獲系統(tǒng)、AN/SPG-60追蹤火控雷達(dá)、AN/SPQ-9B 雷達(dá)以及紅外傳感器。

TAS目標(biāo)捕獲系統(tǒng)由1部D頻段兩坐標(biāo)雷達(dá)，1部敵我識別器，1臺UYK-20通用計算機和1部UYA-4顯控臺組成，能夠自動探測、跟蹤，敵我識別，以及進行威脅判斷和目標(biāo)指示，具備在嚴(yán)重雜波干擾環(huán)境中工作的能力。

AN/SPG-60追蹤火控雷達(dá)是一款X波段單脈沖多普勒雷達(dá)，能夠?qū)δ繕?biāo)進行探測、捕獲與追蹤，可在極端干擾環(huán)境下提供被動視覺跟蹤。

AN/SPQ-9B雷達(dá)由AN/SPQ-9A雷達(dá)改進而來，是一種多波形、窄波束的X波段脈沖多普勒雷達(dá)，主要有對空、對海和信標(biāo)應(yīng)答3種工作模式。該雷達(dá)能夠獨立工作，也能作為SSDS MK2的一部分工作，能夠支持對岸攻擊、反艦戰(zhàn)和防空戰(zhàn)，還可以使水面艦艇很好地探測和跟蹤掠海高速飛行、小雷達(dá)散射截面反艦導(dǎo)彈，該雷達(dá)一次掃描可提供多個目標(biāo)實時高分辨率目標(biāo)信息。

表2 SSDS MK2艦艇自防御系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)及特點Tab.2 Subsystems and characteristics of SSDS MK2

3）指控系統(tǒng)

SSDS MK2采用先進作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)ACDS，用來搜集、處理海戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)情報數(shù)據(jù)、指揮海上戰(zhàn)斗行動，其從原NTDS 海軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)改進而來，采用了新的硬件設(shè)備，更換了比NTDS 更高級的計算機程序。

4）武器系統(tǒng)

SSDS MK2的武器系統(tǒng)包括：AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)或AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、“北約海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)或“改進型海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)、“拉姆Block0/1/2”導(dǎo)彈，以及“密集陣”近程武器系統(tǒng)。

2.2 軟硬件架構(gòu)

1）硬件配置

SSDS MK2的硬件體系按功能可以分為探測設(shè)備、控制設(shè)備和交戰(zhàn)設(shè)備。探測設(shè)備包括：TAS目標(biāo)捕獲雷達(dá)、AN/SPQ-9B 雷達(dá)、AN/SPG-60追蹤火控雷達(dá)以及紅外傳感器；控制設(shè)備包括：傳感器和武器監(jiān)控工作站、CEC定向天線；交戰(zhàn)設(shè)備包括：“北約海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)或“改進型海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)以及“拉姆Block0/1/2”導(dǎo)彈；其中，“密集陣”近程武器系統(tǒng)與AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)或AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)既是探測設(shè)備又是交戰(zhàn)設(shè)備。所有設(shè)備通過FDDI/ SAFENET光纖局域網(wǎng)連接，進行數(shù)據(jù)傳輸。

1）軟件配置

SSDS MK2的軟件體系主要由接口層和核心層構(gòu)成。接口層中，指揮控制組的傳感器監(jiān)督員、戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行官和武器監(jiān)督員，以及戰(zhàn)斗部隊?wèi)?zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)（BFTT）通過接入軟件體系的AN/SYQ-20控制臺進行指揮控制；核心層圍繞通用基礎(chǔ)設(shè)施，包括：傳感器協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)控制管理、武器指揮控制、布局命令控制，以及校準(zhǔn)、目標(biāo)識別、航跡更新和復(fù)合航跡管理。

3 技術(shù)特點

3.1 采用開放式體系架構(gòu)

SSDS MK2的開放式體系架構(gòu)基于Intel x86平臺，采用Lynx操作系統(tǒng)。開放架構(gòu)為系統(tǒng)增添了更多的靈活性，使系統(tǒng)具備高可擴展性、高易用性以及高容錯性，方便將新的傳感器、武器裝備納入到系統(tǒng)中。

開放式體系架構(gòu)的應(yīng)用程序內(nèi)核包括：系統(tǒng)跟蹤管理器、系統(tǒng)跟蹤ID、決策輔助工具，以及決策參與、武器調(diào)度和空中交通管制；該架構(gòu)的常見應(yīng)用程序服務(wù)包括：提供數(shù)據(jù)記錄、導(dǎo)航與定位、地圖生成器、圖形庫、報警管理器、顯示數(shù)據(jù)服務(wù)器、顯示過濾器和本地跟蹤服務(wù)器；該架構(gòu)的常見技術(shù)服務(wù)包括：提供持久性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)提取、錯誤日志、消息工廠、節(jié)點管理、作用裁定，以及特定通信服務(wù)映射客戶端、tcl/tk語言翻譯等；該架構(gòu)的中間件服務(wù)包括：提供標(biāo)準(zhǔn)時間碼、網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議、本地資源管理器、授時服務(wù)和數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)（DDS）。

3.2 多層次自防御能力

針對不同范圍、不同高度內(nèi)的目標(biāo)，SSDS MK2的電子對抗系統(tǒng)、誘騙系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等各系統(tǒng)之間通過“高、中、低”搭配的方式進行組合，可有效攔截和摧毀來襲的飛機和反艦導(dǎo)彈，大幅縮短從探測、識別、跟蹤到攔截和摧毀目標(biāo)的時間。攔截范圍“由近至遠(yuǎn)”依次為：“密集陣”近程武器系統(tǒng)、“拉姆Block0/1/2”導(dǎo)彈、“北約海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)或“改進型海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)、誘餌發(fā)射系統(tǒng)以及AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)或AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)。

圖1 SSDS MK2 艦艇自防御系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 SSDS MK2 hardware architecture

“密集陣”近程武器系統(tǒng)主要用于攔截1.5 km范圍內(nèi)反艦導(dǎo)彈、小型飛行器，以及摧毀水面水雷等；“拉姆Block0/1/2”導(dǎo)彈主要用于攔截9 km范圍內(nèi)的低空飛機、直升機及反艦導(dǎo)彈；“北約海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)主要用于攔截 1～22 km 范圍內(nèi)，飛行高度在 150～3 000 m的戰(zhàn)斗機、直升機和反艦導(dǎo)彈；“改進型海麻雀”導(dǎo)彈系統(tǒng)可攔截技術(shù)先進的高速、低雷達(dá)截面的機動型反艦導(dǎo)彈，最大射程達(dá)30～50 km；SSDS MK2的多個誘餌發(fā)射系統(tǒng)，采用了先進的干擾技術(shù)，艦艇在受到敵方雷達(dá)或紅外設(shè)備的探測和跟蹤時可發(fā)射箔條誘餌彈、有源誘餌彈以及紅外誘餌彈，從而提高其生存能力；AN/SLQ-32（V）電子戰(zhàn)系統(tǒng)或AN/ SLY-2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)利用引誘、干擾、欺騙等電子戰(zhàn)手段，分散敵方反艦導(dǎo)彈等目標(biāo)的注意力，使其無法命中己方艦艇。

4 未來發(fā)展

自2011財年起，美國海軍已開始研發(fā)SSDS MK2 ACB-16/TI-16新一代艦艇自防御系統(tǒng)，以更好地協(xié)調(diào)現(xiàn)有的防御武器和誘餌系統(tǒng)，使其更好地與其他平臺進行整合。

新系統(tǒng)的硬件設(shè)備將得到升級，武器系統(tǒng)方面將集成SEWIP Block2艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)、自動雷達(dá)指示誘餌發(fā)射裝置、“密集陣”近程武器系統(tǒng)（CIWS）和AN/SPS-48G雷達(dá)系統(tǒng)，還將與MH-60R直升機集成；在互操作性方面，Link-16數(shù)據(jù)鏈的互操作性將得到提升，還將增加與新的“敵我識別”（IFF） Mode 5/S問訊系統(tǒng)的互操作性、與F-35“閃電-Ⅱ”聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機的互操作性；此外，全艦訓(xùn)練能力將得到提升，新系統(tǒng)可通過其包含的“綜合海上網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)服務(wù)系統(tǒng)”（CANES）與“海軍全球指揮控制系統(tǒng)”（GCCSM）交換數(shù)據(jù)。

5 結(jié) 語

艦艇自防御系統(tǒng)（SSDS）由美國海軍開發(fā)，主要裝備于美國海軍的兩棲艦和航母等非“宙斯盾”艦上，用于攔截低空飛機、直升機及反艦導(dǎo)彈等敵方目標(biāo)。自20世紀(jì)90年代至今，該系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了2個階段：第1階段的SSDS MK1系統(tǒng)具備對反艦導(dǎo)彈的快速反應(yīng)能力，以及對多目標(biāo)自動化攔截能力；第2階段的SSDS MK2 系統(tǒng)前后發(fā)展出多個版本，最新版本的SSDS MK2 MOD 6B采用開放式體系結(jié)構(gòu)，具備多層次自防御能力，大幅縮短了從探測、識別、跟蹤到攔截和摧毀目標(biāo)的時間，進一步提高了艦艇在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的生存能力。目前美國海軍已開始研發(fā)新一代艦艇自防御系統(tǒng)SSDS MK2 ACB-16/TI-16，未來該系統(tǒng)將更科學(xué)地協(xié)調(diào)利用武器資源，更好地與其他平臺進行整合。

圖2 SSDS MK2 艦艇自防御系統(tǒng)的多層次自防御能力示意圖Fig.2 Multilevel self-defense ability of SSDS MK2