01 引言 ?

在之前的文章中，我們曾經論述過一種觀點，即俄羅斯的“庫茲涅佐夫海軍元帥”號航母已經嚴重過時，最好建造一種新的軍艦，而不是去對老舊航母進行維修。在兩艘23900型“伊萬·羅哥夫”級多用途登陸艦敷設龍骨時，有關方面宣稱每艘的造價為500億盧布，比“庫茲涅佐夫海軍元帥”號航母的維修費用要低。我們假定訂購基于多用途登陸艦船體的航母，則航母船體不會比多用途登陸艦船體昂貴。

近15年以來，我們不斷提出“風暴”級航母方案，其重量尺寸與美國的“尼米茲”級航母相近。但“風暴”級航母100億美元的造價估算扼殺了所有的想法。要知道，除了“風暴”級航母本身之外，還需要為它建造一個航母突擊群、雅克-44遠程雷達預警機、飛行聯隊飛行員訓練系統，等等。本來就撥款不足的俄羅斯海軍明顯無法承擔這筆開支。

02 航母構想的主要指標 ?

筆者既不是造船專家，也不精通飛機制造。文章中引用的技術指標只是概略值，是通過與已知裝備型號比較得來的。如果有專家能夠予以修訂，則將大幅提高建議的水平，國防部就不會對此置之不理。

2.1航母的主要任務

??對陸軍行動，包括在遙遠戰區的登陸行動提供航空支援。距離航母的作戰縱深可達500~600千米。

?對敵方艦艇突擊群實施空中打擊；

?對方圓1000千米內的海上情況進行偵察；

?在航母前方100千米以內，借助配備磁強計的無人機來搜索潛艇。

航母的任務范圍有限，其原因是航母不應該對敵方航母突擊群實施打擊，而在對敵方領土實施打擊時，艦載飛行聯隊的無人機也不應該飛到離敵方殲擊轟炸機駐扎機場300千米以內的空域。無人機編隊一旦遭到敵方殲擊轟炸機的突然攻擊，則無人機應當只與敵機進行遠距空戰，同時向航母方向后撤。

2.2重量尺寸指標

為了最大程度地降低航母造價，我們將其滿載排水量限定為2.5萬噸，這與多用途登陸艦的尺寸220×33米相符。然后，艦艇專家需要綜合考慮船臺、干船塢的尺寸來評估哪種方案最有利：繼續使用這種尺寸，還是轉而使用對航母更為合適的240×28米尺寸。船首的隆起應當保留。我們建議選擇240×28米這種尺寸。

2.3防空導彈武器系統的選擇

航母只安裝近程防空導彈武器系統的典型方案對俄羅斯來說不太適用。俄羅斯沒有自己的導彈驅逐艦，“戈爾什科夫海軍元帥”號護衛艦也不多，不能夠解決防空任務。因此，航母上應當配“貨真價實”的遠程防空導彈武器系統。這種防空導彈武器系統的雷達綜合系統概貌的相關建議已經在之前的文章中給出，其中指出反導雷達應當擁有4個有源相控天線陣，各陣面面積為70~100平方米。此外，在軍艦上層建筑上還應安裝多功能雷達站、電子對抗系統和國別識別系統天線。和多用途登陸艦一樣，在位于側面的上層建筑上不能找到這樣的空地。

2.4上層建筑的結構設計

建議研究以下方案：沿甲板整個寬度來建造上層建筑，使其盡可能地接近軍艦艏部。上層建筑下部7米高，設計成空洞的，空艙的前部和后部用艙門關閉，在飛機起降時，艙門打開，沿船舷方向呈大約5°的開口角固定住。

這樣的開口能夠形成一個喇叭型入口，當無人機降落時嚴格偏離跑道中線時，可防止無人機機翼直接碰撞上層建筑的墻壁。為了預防事故，在上層建筑空洞部分的頂板上安裝消防系統噴淋器。最終，跑道的寬度只受到上層建筑下部寬度的限制，為26米，可容許翼展為18~19米、垂直安定面（垂尾）高度4米以下的無人機降落。此外，這個自由場所也可以用作值班的兩架無人戰斗機機庫，這兩架飛機處于常備狀態，發動機可以進行暖機運轉。

甲板之上的上層建筑高度不應小于16米，上層建筑側面上的天線分布圖在前一篇文章圖1中給出。在上層建筑的前面和后面，反導雷達的有源相控天線陣不能按照側面上的那種方法來安放，因為這些天線陣安裝在艙門上面，而上層建筑的總高度不足以安裝這些天線陣。只能將這些天線陣側轉90°，即天線陣的長邊水平放置，而短邊垂直放置。

緊急時間，在甲板尾部還應該有3對各配備4枚R-77-1式中程導彈或者12枚近程導彈的無人戰斗機待命，這在第5節有所說明。這樣一來，跑道的可用長度就縮減到了200米。

03 使用的無人機概念構想 ?

假設空戰是一種例外（不常發生），則無人戰斗機應當是亞聲速設計。小型航母最好配備小型無人機，這樣的話在機庫內容易移動，需要的跑道也更短，所需的甲板寬度也更小。我們將無人戰斗機的最大起飛重量限定為4噸，這樣一個飛行聯隊就可以擁有40架左右的無人機。假定這種無人機的最大戰斗載荷為800~900千克，同時由于起落架高度不大，不能將一枚這么重的導彈懸掛到機身下面。因此，最大載荷應當由兩枚各重450千克的導彈組成。進一步增大無人機的起飛重量是不可行的，否則必須擴大航母的尺寸，使其變成常規航母。

重量450千克以下的空面導彈通常射程不遠，不能從超過中程防空導彈射程的距離上發射。在空空導彈之中，能用的只有射程為110千米的R-77-1中程導彈。如果考慮到美國的АМРААМ導彈射程為150千米，那么我們要贏得遠距空戰就很成問題。R-37遠程導彈由于重達600千克，也不合用。因此我們需要研制替代武器，例如第5章節將要講到的滑翔炸彈和滑翔導彈。

無人戰斗機重量小，這使得不可能配備有人駕駛戰斗轟炸機上安裝的所有設備。這就需要研究組合式方案，例如機載雷達與電子對抗綜合系統，或者將無人機聯合成雙機編隊：一架無人機安裝機載雷達，另一架上安裝各種光學設備和無線電技術偵察設備。

如果為無人機布置近距空戰任務，則它需要具有明顯超過有人駕駛戰斗轟炸機能力的過載，比如15g過載。還需要與操作員聯系的全向抗干擾通信鏈路。這樣一來，戰斗載荷還需要大幅減少。比較簡單的是限定為遠距空戰，且過載為5g。

在地區沖突中，經常需要打擊意義不大的目標，其價值很小，使用精確制導導彈不合適，也太過于浪費金錢，導彈重量也太大。使用滑翔彈藥會降低重量和費用，并且射程還會增加。從這里可以看出，飛行高度應當最大化。

第二種類型的無人機，遠程雷達警戒無人機（無人預警機）負責為航母提供情報支持。其空中值班時間應當很長，達6~8小時。為此，其重量將增加到5噸。雖然重量不大，但無人預警機應當提供重達23噸的“鷹眼”有人駕駛預警機那樣的能力。

無人預警機問題將在下一篇文章中討論，這里只是強調建議的預警機與現有的預警機的區別在于雷達天線占據無人機機體側壁的大部分位置，為些需要研發專門類型的無人機，其上翼為V形，不會擠占旁側天線的空間。

04 無人戰斗機概貌 ?

美國的“全球鷹”無人機使用了客機發動機，其冷部件（Cold part）針對在稀薄大氣中的工作進行了改造。最終實現了飛行高度20千米，重量14噸，翼展35米，速度可達630千米/小時。

對于無人戰斗機來說，翼展不應當超過12~14米，機體長度近8米。這樣，依據戰斗載荷和燃油量，飛行高度需要減少到16~18千米，而巡航速度增加到850~900千米/小時。

無人機的推重比應當足以獲得不小于60米/秒的爬升率。飛行時長不小于2.5~3小時。

4.1無人戰斗機性能

為了進行遠距空戰，機載雷達擁有兩個有源相控天線陣，分別位于前部和尾部。機體的準確尺寸將在以后予以確定，現在我們假設機載雷達的有源相控天線陣直徑為70厘米。

機載雷達的主要任務是探測各種目標，為此使用的是波段為5.5厘米的主相控天線陣。此外，需要壓制敵方的防空雷達。將足夠功率的電子對抗系統安裝到小型無人機上是非常困難的，因此我們將使用同樣的機載雷達來代替電子對抗系統。為此，必須確保有源相控天線陣波段比需要壓制的雷達波段更寬。在大部分情況下，這是可以做到的，例如“愛國者”防空導彈系統雷達在5.2~5.8厘米波段內工作，這被主有源相控天線陣波段所覆蓋。

為了壓制敵方的戰斗轟炸機機載雷達和“宙斯盾”制導雷達，需要3~3.75厘米波段的有源相控陣天線。因此，在起飛執行具體任務之前，必須為機載雷達配備所需波段的有源相控陣天線。甚至可以安裝5.5厘米波段的頭部有源相控陣天線和3厘米波段的尾部相控陣天線，機載雷達的其他部件是通用的。其功率至少要比任何電子對抗綜合系統高出一個數量級。因此，用作干擾施放機的戰斗轟炸機可以掩護自安全區域行動的機群。為了壓制“宙斯盾”的多功能雷達，需要9~10厘米波段的有源相控陣天線。

4.2機載雷達的結構和性能

機載雷達有源相控陣天線包括416個收發模塊，聯合成許多簇（4Х4個收發模塊形成的方陣）。每個方陣尺寸為11Х11厘米。有源相控陣天線總共有26個簇，每一個收發模塊由功率25瓦的發射器和初步接收器組成。來自16個接收器輸出端的信號集中到一起，最終在接收通道內進行放大，而接收通道的輸出端與數模轉換器相連。數模轉換器以200兆赫的頻率進行瞬時信號取樣。信號轉換成數字格式后，送入信號處理機，濾除干擾并做出發現目標或者目標不存在的判定。

每一部有源相控陣天線的重量為24千克，需要液體冷卻。冷卻裝置也重7千克。配備兩部有源相控陣天線的機載雷達總重量估計為100千克，能耗為5千瓦。

有源相控陣天線陣面不大，使這種機載雷達無法獲得典型的戰斗轟炸機機載雷達所具備的性能。比如，對位于典型的60°×10°搜索區域內、有效散射面積為3平方米的戰斗機的探測距離為120千米，跟蹤角誤差為0.25°。

在這種性能指標下，指望贏得遠距空戰是很困難的。

4.3增大機載雷達作用距離的方法

為了找尋出路，可以建議采用編隊行動方法。為此，無人機彼此之間應當有高速通信鏈路。如果在無人機側面各安裝機載雷達的一個簇，就足以實現這種鏈路。此時，在20千米以下的距離上，傳輸速度可達到300兆比特/秒。

我們來研究一下由4架無人戰斗機起飛執行任務的例子。如果4部機載雷達同時掃描空間，那么輻射目標信號的功率將是原來的4倍。如果所有的機載雷達嚴格地用一個頻率來發射脈沖，則可以認為是一個功率翻了兩番的機載雷達在工作。每一部機載雷達接受到的信號強度也將翻兩番。

如果接受到的所有信號都發送給無人機編隊的長機，在長機上進行合成，則其強度還會翻兩番。因此，在設備理想工作情況下，四部機載雷達接收到的信號強度將是單部機載雷達的16倍。在實際的設備中，總會出現合成損耗，損耗大小與設備的性能有關。這里無法列舉出具體數據，因為不知道哪里有相關著作，但估計損耗系數會翻倍，這完全是可能的。這樣一來，上述信號強度將會是單部機載雷達的8倍，探測距離將是單部機載雷達的1.65倍。對戰斗機的探測距離將增加到200千米，超出了АМРААМ導彈的射程，這就可以進行空戰了。

05 可控滑翔彈藥 ?

我們只研究一下滑翔炸彈和滑翔導彈。

GBU-39滑翔炸彈最初用于打擊固定目標，使用GPS系統信號制導，或者慣性制導。滑翔炸彈的價格適中，約4萬美元。

看來后來查明了，直徑20厘米的滑翔炸彈外殼不能使GPS接收器屏蔽掉地面電子對抗綜合系統輻射的干擾。然后對制導進行了改進，最新改型已經配備主動導引頭。滑翔炸彈的制導誤差下降到了1米，但價格卻上漲到20萬美元，在地區性戰爭中不太適用。

5.1對于滑翔炸彈概貌的建議

建議滑翔炸彈放棄使用格洛納斯制導，轉而使用指令制導。如果機載雷達可從周圍物體反射的背景中發現目標，也就是說這是具有“輻射對比度”（radiocontrast）的目標，就可以使用指令指導。為了進行制導，滑翔炸彈上應該安裝：

?慣性導航系統，可使滑翔炸彈在10秒內保持直線運動；

?低空高度計（小于300米）；

?無線電應答機，可將機載雷達詢問信號傳回。

假設機載雷達可在三種情況下發現地面目標：

?目標相當大，在自然波束情況下，也就是戰斗機直接飛向目標時，可在地表反射背景中發射目標。

?目標不大，在合成波束情況下，即從側面觀測目標數秒，可發現目標；

?目標不大，但移動速度超過10~15千米/小時，可通過這一特征來區分出目標。

制導精度取決于是一架還是兩架戰斗機進行制導。單部機載雷達只能以1~2米的誤差來測量滑翔炸彈的距離，而方位角的測量誤差很大，單次測量為0.25°。如果觀測滑翔炸彈1~3秒，橫向誤差將減少到滑翔炸彈距離的0.0005~0.001。這樣的話，在大約100千米的距離上，橫向誤差將是50~100米，這只適合射擊面狀目標。

我們假設有一個戰斗機雙機編隊，兩架飛機相距10~20千米，借助于格洛納斯系統，可以相當準確地得到戰斗轟炸機的相互坐標。此時，通過測量滑翔炸彈與兩架戰斗機的距離，構建一個三角形，就能夠將誤差降到10米。

當需要更高的制導精度時，就應當使用能夠自1千米距離上發現目標的導引頭，例如電視導引頭。也可以考慮將電視畫面傳送給艦上操作員的方案。

5.2滑翔導彈的使用

選定的空戰戰術要求在發現敵方戰斗轟炸機來襲時，必須對其進行遠距離射擊，然后馬上轉彎，向航母方向撤退。R-37遠程導彈由于重達600千克是完全不合用的，而R-77-1中程導彈只是部分適用，其重量也不小，190千克，但射程有點小，只有110千米。因此我們將研究使用滑翔導彈的可能性。

假設無人機在17千米的高空，其遭到以500米/秒（1800千米/小時）巡航超聲速度在15千米高度飛行的敵方戰斗轟炸機攻擊。假定敵機以60°角攻擊無人機，這時無人機為了躲避被迫進行120°轉彎，如果飛行速度為250米/秒，過載為4g，轉彎就需要12秒。為了明顯起見，我們設定滑翔導彈重量為60千克，無人機的彈藥基數為12枚。

我們來研究一下空戰戰術。假如敵方戰斗轟炸機以對無人機最為不利的方式發動攻擊，即借助于外部目標指示來實施攻擊。這時，戰斗轟炸機在發射導彈之前不會打開機載雷達，無人機只能通過自身的機載雷達來發現敵機。如果能夠使用無人機群的4部機載雷達進行編隊掃描，那么對于普通戰斗轟炸機來說，200千米的探測距離是夠用的，而對于F-35而言，探測距離會下降到90千米。航母的反導雷達此時可以提供支援，它能夠探測到高度15千米、距離500千米的F-35戰斗機。

當與敵方戰斗轟炸機的距離縮短到120~150千米時，做出無人機必須撤退的決定。考慮到空戰發生在15千米以上的高空，那里幾乎沒有云層。這樣，無人機就可以利用電視或者紅外攝像機發現敵機發射了導彈。如果敵機位于反導雷達的視界內，那么這部雷達也能探測到其發射導彈的情況。

如果敵方戰斗轟炸機繼續接近無人機，沒有發射導彈，無人機就投放首批兩枚滑翔導彈。投放時，滑翔導彈打開旋翼，開始沿指定方向滑翔。此時，無人機繼續轉彎，當滑翔導彈位于其尾部相控陣天線作用區內時，捕獲滑翔導彈并進行跟蹤。兩枚滑翔導彈繼續滑翔，彼此飛散開來，相距10千米左右，以便夾擊敵方戰斗轟炸機。當滑翔導彈距離敵機30~40千米時，操作員發出滑翔導彈發動機點火的指令，將速度提升到3~3.5馬赫。導彈在滑翔時高度會下降1~3千米這個情況可以不予考慮，因為滑翔導彈的動力足以彌補高度損失。滑翔導彈上應當安裝應答機，幫助以很高的精度制導滑翔導彈。滑翔導彈不需要雷達導引頭，配備簡單的紅外或者電視導引頭就足矣。

如果敵方戰斗轟炸機在追擊過程中逼近到離無人機大約50千米的界線，就會發射導彈。在這種情況下，無人機以“反導”模式使用滑翔導彈，用普通方式投放滑翔導彈，但在旋翼打開之后，滑翔導彈轉彎迎著敵方導彈飛行，然后啟動發動機。由于攔截發生在迎面方向，光學導引頭不需要廣闊的視界。

注：為了討論航母使用戰術，最初必須研究目標指示信息的獲取方法。在海上戰區行動的主要信息源——無人預警機的構造問題將在下一篇文章中研究。

06 結論 ?

?我們建議的航母方案造價將是“風暴”級航母的數分之一。

?按照“費效比”標準，這種航母大幅超越“庫茲涅佐夫海軍元帥”號航母。

?強大的防空導彈武器系統可保障航母突擊群的反導和防空能力，無人機可保證對敵方潛艇進行不間斷探測。

?滑翔彈藥比典型導彈要便宜得多，可確保在地區性沖突中進行長時間的空中掩護。

?航母最適合支援登陸作戰。

?航母上的無人預警機可以用來為其他的艦艇突擊群提供目標指示。

?研發出的航母、無人機、滑翔炸彈和滑翔導彈很容易出口海外。

審核編輯：黃飛

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