940. 空军马鹿也搞船——小计“霍华德·洛伦岑”号导弹测量船
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940. 空军马鹿也搞船——小计“霍华德·洛伦岑”号导弹测量船

作者:阿登的苦林

作者简介:阿登的苦林,山东人,喜欢二战及冷战军事,尤其是太平洋战争、苏德战争和冷战武器装备,曾在“空军之翼”等网站发表过若干文章。

网上流传着这样一个关于旧日本陆海军的段子——“海军造坦克,陆军造军舰”,以此来调侃二战期间日本陆海军的敌对关系:日本海军研制了“特二式内火艇”和“特四式内火艇”,甚至还有“十二厘自走炮”一类的履带式装甲兵器;日本陆军则搞出了“由”字号潜艇、“神州丸”号运输舰,甚至还有“秋津丸”“山汐丸”等所谓的“航空母舰”。实际上,跨军种使用乃至研发对方的武器装备并非是一件新鲜的事,例如美国海军眼中的“空军马鹿”也干过类似的事。

故事要从冷战初期讲起。1952年,美国海军决定建造一艘海上试验船,用于开展“北极星”潜射弹道导弹的海上发射等相关研究工作。经过一番考查,他们选中了一艘“水手”级(Mariner-class)高速货船作为平台,当时该船已经铺设龙骨,并被赋予了EAG-154的建造代号。如果能以高速货船的形态完工的话,EAG-154最终将被命名为“帝国州水手”号(这里的“帝国州”指的是纽约州)。

1956年,EAG-154与另外三艘“水手”级高速货船一起转入了美国海军名下。在经历了一番改装之后,该船成了第一艘完全整合有“舰队弹道导弹”(fleet ballistic missile,FBM)系统的美国海军舰艇。1958年,这艘船获得了一个新名字——“观察岛”号,该船全长172米,宽23米,吃水8.7米,满载排水量约1.7万吨,动力装置为两台蒸汽轮机,单轴单桨推进,航速20节,船员约100人。

美国海军并没有对EAG-154的船体进行太多的工程改造,主要是对其上层建筑内部进行了大规模改装,并预留了安装“舰队弹道导弹”系统的空间。改装完成后,“观察岛”号在大西洋进行了弹道导弹的模拟发射和通信测试。1959年,“观察岛”号参与了首次海上发射“北极星”潜射弹道导弹的实验,并在此之后继续执行海上发射“北极星”潜射弹道导弹的测试任务,直到20世纪60年代。值得一提的是,约翰·肯尼迪总统在遇刺身亡6天前,还观看了在“观察岛”号上发射一枚“北极星”潜射导弹的过程。

图1.“观察岛”号导弹观测舰在佛罗里达州卡纳维拉尔角外海开展一次“北极星”潜射弹道导弹发射试验时的场景

“观察岛”号在20世纪70年代初被封存,直到1977年才被重新启用,并以“T-AGM-23”的代号被编入军事海运司令部麾下。此时,随着美苏冷战的加剧,苏联种类繁多且数目庞大的洲际核导弹对美国的威胁也越来越大。为了及时探测到苏联发射的弹道导弹,美国开展了一项代号为“眼镜蛇”的多平台预警系统研制计划,其早期的相关传感器和雷达有以下几种:

(1)“丹麦·眼镜蛇”(Cobra Dane),这是一套陆基无源相控阵雷达,部署在阿拉斯加州的一个航空站里。“丹麦·眼镜蛇”雷达建于20世纪70年代,并向位于科罗拉多州境内的北美防空司令部提供数据。

图2.“丹麦·眼镜蛇”雷达,这是1977年美国专门为探测苏联在西伯利亚地区开展的弹道导弹试验而建的相控阵雷达系统

(2)“眼镜蛇球”(Cobra Ball),这是一种空基探测设备,具体来说是一套安装在RC-135S飞机上的测量和无线电信号情报搜集装置,其用途是观测远距离上弹道导弹的飞行。

图3.“眼镜蛇球”,搭载在一架改装后的C-135B飞机上(新飞机代号为RC-135S),这是一种测量和无线电信号情报搜集装置,在“丹麦·眼镜蛇”和“朱迪·眼镜蛇”雷达监测苏联的弹道导弹测试时,“眼镜蛇球”用于与前两者协同工作

(3)“眼镜蛇眼”(Cobra Eye),这也是一种空基探测设备,安装在一架RC-135X飞机上,用于跟踪洲际弹道导弹重返大气层的载具(即再入弹头),不过后来这架飞机被改装成了另一架“眼镜蛇球”。

图4.“眼镜蛇眼”空基探测设备,安装在一架RC-135X飞机上

作为对上述陆基和空基探测设备的补充,20世纪80年代初,雷锡恩公司被授权研制海基部署的“朱迪·眼镜蛇”(Cobra Judy)导弹跟踪探测雷达,“观察岛”号自然也当仁不让地成了新雷达的搭载试验舰。“朱迪·眼镜蛇”相控阵雷达为八边形结构,内径7米,整个系统重250吨,高约12.2米,由12288个收发单元组成。由于时代的限制,这台雷达使用真空管产生电波信号,工作在S波段,频率为2900~3100兆赫兹,具备发射、接收和测距等功能,可以实现360度全方位探测。

图5.“观察岛”号搭载着“朱迪·眼镜蛇”雷达进行测试期间拍摄的照片,时间是1981年,可见改装后的“观察岛”号装备了塔式相控阵雷达天线

1985年,雷锡恩公司又在“观察岛”号上安装了一台X波段相控阵雷达,作为原先搭载的S波段相控阵雷达的补充。这次升级提高了“观察岛”号的雷达系统采集弹道导弹飞行终末段数据的能力,也正是在此基础上,诞生了今天装备在美国海军多型舰艇上的双波段雷达。

“朱迪·眼镜蛇”雷达曾在2008年参与了一次太空军事试验,在这次试验中,美军击毁一颗已经失效并预计会坠落到地球上的卫星——这颗发射于2006年的美国卫星在入轨定位后不久就发生了故障,最终,美国方面决定将其摧毁在轨道上,而不是冒险让其坠落并对地球造成不可预测的影响。同时,击毁这颗卫星也是向外界释放的一个信号。一些观察家指出,美国的这次太空军事试验带有强烈的针对中国的意味:中国在2007年向全世界展示了自己的反卫星能力,而美国这次没有产生轨道碎片的“干净”的反卫星试验不能不说是一次面对面的“回应”。

虽然在海上风光无限,但作为一艘始建于20世纪50年代的老船,“观察岛”号早已是疲态尽显。对此,美国海军早在2002年就开始了针对现役导弹跟踪测量船的升级改造项目的研究。不同于之前在高速货船的基础上改装,这次美国海军决定对下一代导弹跟踪与航天测量船采取专门设计建造的方式,并搭载更加强大的“眼镜王蛇”(Cobra King)雷达系统。

“朱迪·眼镜蛇”乃至后来的“眼镜王蛇”相控阵雷达性能强悍,这也引起了美国其他军种的关切。从历史上看,无论是掌管发射部署在井中的洲际弹道导弹,还是对陆基弹道导弹展开跟踪和遥测,基本都是美国空军的使命,而长期在海上反导测试领域让“海军马鹿”的船来抢风头则始终让美国空军如鲠在喉。通过“空军马鹿”们的一番运作,五角大楼方面最终决定,新的海上测量船在服役期间将“由军事海运司令部和美国空军共同使用”。

经历了漫长的等待后,建造新船的合同于2006年被授予美国霍尔特海洋船厂(Halter Marine)。2008年8月,新一代导弹跟踪测量船正式开工建造,并于同年10月被命名为“霍华德·洛伦岑”号(Howard O. Lorenzen,编号T-AGM-25)。2012年1月,“霍华德·洛伦岑”号交付军方,并于2013年年底在加利福尼亚州沿岸按合同规定进行了相关试验,试验涉及船只及其子系统的所有方面,包括主推进系统、损管、补给、甲板、导航、可居住性、电气系统和操纵性。

图6.“霍华德·洛伦岑”号正在濒临并注入西北太平洋的哥伦比亚河上航行,并准备驶入太平洋。与美国海军的普通舰艇不同,这艘船被称为“USNS Howard Lorenzen”,这里的“USNS”是“美国海军船舰”(United States Naval Ship)的缩写,表示非服役中而由民间船员驾驶的美国海军船舰;而在美国海军中服役的普通军舰其舰名均以“USS”开头,意为“美国船舰”(United States Ship)

虽然“霍华德·洛伦岑”号怎么看怎么像是艘海军的船:它配备有海军方面专门为其采购的航行设备和传感器,并由美国海军军事海运司令部的人员驾驶操纵,甚至其命名也是为了纪念被誉为“电子战之父”的已故美国海军研究实验室电气工程师霍华德·洛伦岑,然而,就真正的使用者而言,它却是一艘地地道道的美国空军的船。由于美国空军麾下实际上一名水兵也没有,所以他们需要和军事海运司令部之间通过一种“独特的合作关系”来保证这艘船的运转。

跟据美国空军一位发言人的说法,军事海运司令部负责船员们的健康和福利,以及船只的导航和维护;船上的任务组则由一位空军上尉领导,这位空军上尉负责对任务的管理,并确保船上的任务系统能够顺利运转。在日常工作中,这位空军上尉的精力主要放在操作雷达上。

美国海军研究所的一位名叫埃里克·韦特海姆(Eric Wertheim)的研究人员表示,军事海运司令部和空军一起操纵船只这一事实是“联合行动的典范”,而且这艘船“运作起来真的是毫无军种隔阂”。军事海运司令部的人员在大多数情况下都是根据空军的命令操纵船只。

“这是一种独特的工作环境,其中一部分人负责确保船只正常航行,另一部分人则确保雷达能够正常运行”,韦特海姆这样写道,“所以军事海运司令部正在努力地操纵和导航船只,然后由专门的空军技术人员和承包商去维护雷达。”从本质上讲,海军人员驾驶这艘船是为了执行空军的任务。

韦特海姆还说,这艘“空军的船”也需要海军的支援,甚至在必要时需要海军的军舰予以保护。由于“霍华德·洛伦岑”号平时大部分时间都在海上漂泊,因此需要出动美国海军的补给船只对其进行补给,补给量则要视它在海上漂泊了多久而定;倘若“霍华德·洛伦岑”号在行驶时过于靠近敌对国家的海岸线(这种情况在日常行动中较为罕见)的话,也需要海军出面来保证其的安全。

“霍华德·洛伦岑”号全长163米,宽27米,吃水6.4米,满载排水量1.1万吨,最多可搭载88名船员。单从这些数字来看,这艘船并没有什么过人之处,但它所搭载的传感器则极端重要:那是一台非常强大的雷达,绰号“眼镜王蛇”,其将接替在海上漂泊了六十多年的前辈——“观察岛”号搭载的“朱迪·眼镜蛇”雷达。“眼镜王蛇”雷达也是由雷锡恩公司研制的,整个项目的成本据估计为17.4亿美元。2013年2月,美国军方又把一份最新的价值980万美元的合同授予了雷锡恩公司,其中就包括研发替换“眼镜王蛇”雷达的下一代新型传感器。

“眼镜王蛇”雷达是一个庞然大物,重200多吨,比“朱迪·眼镜蛇”雷达更复杂,但也更容易维护。“朱迪·眼镜蛇”雷达需要熟练的工程师和技术人员进行维护,他们可以在元器件水平上排除故障并解决问题,但需要专业的测试工具设备。“眼镜王蛇”雷达虽然复杂性更高,但它被设计成了具备“BIT”(built-in test,内建测试)功能,可以快速排除故障、维修和恢复雷达功能,因此维护起来更方便。此外,“眼镜王蛇”雷达的备用零部件都存放在船上,而且几乎所有的雷达零部件在船上都有备份,因此操作人员和技术人员几乎可以自行排除所有的故障并更换零部件。

图7.“眼镜王蛇”雷达天线近景

美国空军表示,除了可维护性之外,“眼镜王蛇”雷达和“朱迪·眼镜蛇”雷达之间还存在其他一些重要的区别。例如,如果“朱迪·眼镜蛇”的S波段雷达失效,那么这款雷达就无法继续工作了;然而,对“眼镜王蛇”来说,即使S波段雷达失效,X波段雷达仍可以继续搜集数据。此外,“朱迪·眼镜蛇”雷达的分辨率要比“眼镜王蛇”的超高分辨率逊色不少:“眼镜王蛇”可以使用两个波段跟踪1000多个目标,同时可以收集太字节的数据;而“朱迪·眼镜蛇”只能跟踪约100个目标,收集的数据也只有千兆字节。

“观察岛”和“霍华德·洛伦岑”这两艘船舶平台之间也有不小的差别:“观察岛”号使用蒸汽轮机驱动,而“霍华德·洛伦岑”号采用的则是更加现代化的柴-电联合驱动;“霍华德·洛伦岑”号在执行日常勤务时只需要约60名海军人员,而“观察岛”号则需要约100名。另外,美国空军声称,在低成本运行的情况下,“霍华德·洛伦岑”号可以发挥出75%的性能,而“观察岛”号平均只能发挥出70%的性能。

根据美国官方的说法,“眼镜王蛇”雷达的研制工作源于柏林墙倒塌之后的1991年,就在这一年,美国和苏联签署了《削减战略武器条约》(START),美国军方希望利用“眼镜王蛇”雷达来监督苏联的导弹试验,以便确认苏联方面确实遵守了条约的规定。另外,这台雷达还有一项次要任务是支援美国国内的导弹试验。可以毫不夸张地说,“眼镜王蛇”雷达随时准备密切关注世界各地——包括美国的盟友及敌对国家——的导弹试验,以及美国自己开展的导弹试验;而且在升级后,该雷达还能帮助五角大楼研发相关的算法,用于相关的反导/反卫星测试。

“霍华德·洛伦岑”号于2014年3月获得了初始作战能力。对美国空军来说,其所具备的双波段探测能力再加上搭载平台的机动性,使这艘船成了一款极具价值的资产。虽然五角大楼麾下还有一台同样部署在海上且性能优于“眼镜王蛇”的雷达,即海基X波段雷达(SBX-1,该雷达搭载在一艘5万吨级的钻井平台上),但与“眼镜王蛇”相比,SBX-1缺少两项关键能力,即双波段探测能力和搭载平台的机动性。

图8.海基X波段雷达(SBX-1),搭载在一艘5万吨级的钻井平台上,基本只能被缓慢地拖带到预定海域

“眼镜王蛇”雷达的搭载船“霍华德·洛伦岑”号的航速约为20节,它可以方便地机动到世界上任何海域,并在爆发危机时迅速作出反应;相比之下,SBX-1雷达只能凭自身的孱弱动力或用拖船缓慢地将其拖带到预定海域。另外,SBX-1只装备有一台X波段雷达,用于在广阔的区域上跟踪多个目标;而“眼镜王蛇”的S波段雷达则可以将数据收集范围缩小到特定的单个目标上。换句话说,“眼镜王蛇”的X波段雷达和S波段雷达可以非常密切地协同工作:S波段雷达可以专门用于搜索和获取目标,然后将相关信息提供给X波段雷达,后者可以提供高精度的目标特征。

“霍华德·洛伦岑”号及其搭载的双波段“眼镜王蛇”雷达并不“孤独”,它们需要与美国空军和美国导弹防御局运营的庞大雷达系统相配合,而且“眼镜王蛇”本身就是更庞大的“眼镜蛇”传感器和雷达系统的一部分。这些传感器让美军在弹道导弹防御方面获得了巨大的能力提升。而随着世界范围内弹道导弹技术的扩散和新型高性能导弹的不断出现,诸如“霍华德·洛伦岑”号这类从事跟踪窥探之事的导弹测量船估计也会得到进一步的发展,并将成为美军全球战略的重要组成部分。

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