神盾巡洋艦提康德羅加，世界上第一個配備了宙斯盾系統的巡洋艦

2008年2月20日 夏威夷的一個晴朗下午 北半球冬日的暖陽正在緩緩的向西方的海平面靠近 一艘灰藍色的軍艦正在緩緩水過 艦腦上兩個巨大的白色六邊形 芬芳醒目 艦橋裏從水手到艦長 所有人都在緊張的等待著總部的指示 夏威夷時間下午5點26分 一道明亮的火光從這艘伊利湖號上升起 拖著長長的黃色尾焰刺向天空 幾分鐘後 在距離地面200多公里的近地軌道上 一枚經過大量改裝的標準三導彈 精準命中了USA193號偵察衛星的燃料箱 搖桿畫面傳來 這艘提康德羅加級巡洋艦的艦橋上爆發出一陣歡呼和掌聲 雙動行動圓滿成功 這次行動 美軍試圖用一枚經過大量改裝的標準三導彈 擊毀近地軌道上的一顆報廢衛星 從而預防了衛星上有毒的燃料箱墜入地球 看到這裏 也許我們會好奇 為什麼要用一艘在海上搖搖晃晃的巡洋艦執行如此高精尖的任務呢 這艘提康德羅加級巡洋艦又有什麼非凡之處 能擔此大任 巡洋艦這個詞已經出現了數百年之久 不過雖然巡洋艦的形態隨著時間和技術的發展在不斷的變化 但它們在艦隊中的地位一直是相似的 儘管巡洋艦並不是戰略艦那樣的艦隊女王 作為一種中型艦艇 它們的速度更快更靈活 執行護航和襲擊任務的成本也更低 隨著戰略艦逐漸過時 巡洋艦成為了航母以外海軍最重要的水面艦艇 從明媚的地中海到冰冷的大西洋 再到烏雲的太平洋大海源 幾乎在每一個你能叫得出名字的戰場上 都能看到巡洋艦和驅逐艦組成編隊 執行各種重要的人物 1922年的《華盛頓海軍條約》將排水量不超過1萬噸 火炮口徑不超過8英寸的軍艦定義為巡洋艦 到了50年代末 火炮逐漸開始過時了 導彈開始嶄露頭角 開始登上世界各國的戰艦 早期的導彈體積相對較大 有需要雷達這種耗能大戶 為導彈提供製導 體積更大 動力強勁的巡洋艦自然成了搭載導彈的不二之選 許多二戰末期製造的重巡上都開始去掉一部分主炮和魚雷發射管 形成了形式各異的導彈發射架 需要注意的是此時美國的重巡上安裝導彈的測重點和蘇聯紅海軍的導彈巡洋艦上的是完全不同的 早在50年代 導彈忠實愛好者赫魯曉夫就將反艦導彈搬上了巡洋艦 這是因為蘇聯人幾乎沒有靠譜的艦隊航母 對艦打擊工作完全由反艦導彈負責 而美國海軍的對艦攻擊則是由航母上的艦載機和攻擊潛艇執行 直到80年代纔出現了戰斧和魚叉之類的反艦導彈 在美國當時的這種艦隊體系下 驅逐艦承擔了大部分的反潛和護航任務 巡洋艦們則要成為艦隊支盾 用各式各樣的導彈消滅一切來犯的空中單位完成防空任務 1956年 美國將IM-2小獵犬防空導彈部署在了波士頓號和堪培拉號上 讓這兩艘戰功赫赫的二戰老船成為了世界上第一級導彈巡洋艦 而到了60年代 美國海軍發現蘇聯人的導彈實在是太強大了 一旦在大洋上被蘇聯艦隊偷襲 美國艦隊將會損失慘重 無論是低空襲來的反艦導彈還是從高空飛來的彈道導彈 當時的任何海軍艦艇都沒有百分百的把握能將其攔下 對於美國海軍來說 這是一件非常可怕的事情 畢竟比起建造幾枚導彈 海軍的船可要貴得多 一旦蘇聯出動大批戰隊轟炸機 掛載海量的反艦導彈從遠處發動偷襲 美國人重金打造的無敵艦隊瞬間就會陷入一片火海 那麼到底是什麼原因讓美國海軍只能被動捱打呢 這個問題的根源就出在雷達上 當時的美國海軍並不是沒有雷達 也不是雷達不夠先進 實際上 自從英國人的雷達在不列顛空戰中大顯神威以來 美國人就一直把雷達當做一種重要的戰略工具 將其廣泛的運用在預警 偵察 搖桿 通信等方面 二戰結束後 美國的工業實力和科技一擊絕塵 飛速發展 雷達技術也不例外 美國人在無線電通信等方面的技術一直處於世界領先地位 然而現在美國人要面對的是鋪天蓋地以音速襲來的蘇聯導彈 現有的雷達和防空導彈就顯得有些落伍了 20世紀50年代末 美國海軍的3T層次防空體系形成 3T代表著三種射程不同的防空導彈 分別是用於遠程防禦的IM-8塔洛斯導彈 中程防空的IM-2小獵犬 以及近程防禦的IM-24炸彈人 這三種防空導彈射程不同 形態各異 但有一點是共通的 那就是他們在後期都選擇了半主動雷達指導 當時選擇半主動雷達指導其實是無奈之舉 因為電子技術不夠先進 導彈小小的筆錐中容納不下精度足夠的天線 完成主動指導的工作 而半主動雷達指導則將幾乎所有的探測和跟蹤工作都交由外部的雷達系統完成 導彈本身並不需要具備特別複雜的電子部件 半主動雷達指導的工作原理其實更像是用手電筒照亮敵機 只不過手電筒用的是光束 而雷達用的是波束 艦船或者地面上的大功率雷達會用特定頻率的無線電波持續照射來襲的敵機或導彈 在防空導彈的眼裡 目標看上去就像是被點掉了一樣 這是半主動雷達指導中主動的那一半 而另一半則要靠防空導彈筆錐上的接受天線來完成 導彈需要做的是根據目標反射回來的雷達波確定目標位置 不斷調整導彈與目標的夾角 最後裝上目標完成防空任務 這種制導方式除了能讓導彈的結構更加簡單外 不受距離限制也是一大優點 導彈離目標越近精準度就越高 而且僅需要一臺雷達就可以同時完成追蹤和鎖定的過程 想必大家也能看出來半主動雷達的制導方式存在著一個最致命的弱點 那就是高度依賴地面的雷達 在防空攔截的過程中 雷達波必須持續照射目標 這樣導彈才能根據反射波及時調整導彈彈道 而同一時刻 一臺雷達只能照射一個目標 一般來說巡洋艦上會配備二到四個這樣的雷達 但蘇聯人可不會乖乖的只發射四枚導彈 一旦超過了這個數目 導彈從四面八方同時飛來 巡洋艦上的雷達根本來不及鎖定目標 更不要說為導彈提供製導信息了 因此如何同時搜索和跟蹤多個目標就成了最關鍵的問題 第一個被否決的提案是在船上多裝幾個雷達 畢竟你根本不知道到底會有多少導彈向你飛過來 裝再多的雷達 只要蘇聯人的導彈多一顆 這艘船就算完蛋了 第二個方案則是採用分時設計 熟悉操作系統的觀眾對這個概念肯定不會陌生 分時操作系統在60年代的大型計算機上十分常見 操作系統會快速的在多個用戶之間切換 雖然同一時刻只有一個用戶獨佔計算機資源 但從總體上來看 就像是多個用戶同時使用一臺計算機一樣 因此雖然制導雷達同時只能跟蹤一個目標 但是它可以在幾個目標之間快速切換 只要切換的速度足夠快 看上去就像是雷達在同時跟蹤鎖定多個目標一樣 那麼問題來了 要如何切換目標呢 靠機械結構肯定是不行的 要完成分時所需毫秒級快速切換 雷達下面的傳動機構就算是轉出火星子來也是不可能的事 那麼是不是就沒有辦法了呢 答案當然是否定的 而且解決這個問題的關鍵就隱藏在各位觀眾現在正在使用的WiFi裡 1959年 國防高級研究計劃局開發了一種實驗性雷達 他們稱之為電子控制陣列雷達 這是一個大型二維相控陣雷達 波束控制有計算機控制 而不需要天線的機械運動 大型相控陣的第一個成果是ANFPS85搜索雷達 時至今日 它仍然是世界上輸出功率最大的雷達 高達32兆瓦 這臺雷達有多強力呢 它的探測範圍達到4萬公里 可以搜索並鎖定同步軌道上籃球大小的物體 它由三臺計算機控制 運行完全自動化 以50毫秒為一個週期 發送8個主動脈衝 也就是說 在一秒內它可以鎖定160個目標 而它的縮小版也正是提康德洛加級宙斯盾系統的核心 NSPY-1雷達 在最開始 提康德洛加級是作為導彈驅逐艦訂購的 他們的艦體形狀和推進裝置直接來自於斯普魯恩斯級驅逐艦 在時任海軍作戰部長朱姆沃爾特上將高低搭配計劃下 作為導彈驅逐艦的提康德洛加級很應該是新宙斯盾作戰系統的低成本平臺 在他們之上是核動力攻擊巡洋艦 這些擁有原子質粒的超級巡洋艦將成為分艦隊旗艦 然而 雖然美國海軍經過20年的實踐 確實可以大規模生產核動力巡洋艦 但問題是 這些巡洋艦太貴了 建造成本高 維護成本也不便宜 同期使用燃氣輪機動力的斯普魯恩斯級就勤儉持家的多 得到了海軍和國防部的青睞 因此 美國海軍改弦易轍 重新回到了常規動力上 隨著核動力攻擊巡洋艦計劃的破產 提康德洛加級被迫挑起大樑 承擔分艦隊旗艦的任務 提康德洛加號最終被重新命名為導彈巡洋艦CG47 此時的提康德洛加級成為了艦隊中的高端艦 而後來入列的阿利伯克級驅逐艦則成為了艦隊中的低端艦 前面說到提康德洛加級是新宙斯盾作戰系統的低成本平臺 而這也是他們最大的特色 這張圖概括了整個宙斯盾系統 你可以看到佔據最中心位置的就是ANSP-1相控陣雷達 1983年 ANSP-1A和提康德洛加級首艦提康德洛加號一起進入現役 它的相控陣雷達天線就是我們經常看到的艦橋上的白色布丁 相控陣又叫電子掃描陣列 是用一組天線組成陣列 利用計算機在不移動天線的情況下控制電磁波傳遞方向的技術 聽上去這項技術似乎遙不可及 但其實你每天都在用它 2008年的WiFi4標準中引入了MIMO多輸入多輸出系統 2014年的WiFi5標準中更是加入了波束成性技術 至此 你的無線路由器上正是擁有了這款美軍同款的60年代的最尖端軍用科技 傳統的無線電信號就像是單個的手電筒是由一個天線發出的 而相控陣雷達則是多個天線一起工作 利用波束成型技術快速準確改變電磁波的方向 部署在提康德羅加級上的ANSP-1雷達有四個天線陣列 由於天線方向圖是電子控制的 相控陣系統可以足夠快的引導雷達波束 你同時對許多目標保持火控跟蹤 同時控制多枚飛行中的導彈 並提供360度無死角的對空對海警戒 可以同時執行搜索 跟蹤和導彈制導功能 每個天線陣列同時鎖定目標達到200個 我們再回到提康德羅加級的宙斯段系統 ANSP-1雷達和SLQ-32V3電子戰系統得到的信息會進入控制和決策系統和火控系統 由CIC的指揮官決定下一步動作 我們先來看控制與決策系統 CIC的軍官可以利用衛星通信或Link16數據鏈聯繫其他單位 或是通知機庫要求艦載直升機起飛 在探測到水下目標時 還可以接通反潛戰系統 通過Mk116水下火控系統發射魚雷誘餌或是阿斯洛克反潛導彈 而火控系統那邊則是控制著全艦的攻擊和防禦武器 例如 在受到攻擊時 艦長可以啟動SLQ-32V3的電子對抗系統 Mk36 SRBOC紅外幹擾系統 Mk15近防武器系統 至於攻擊武器方面 則可以通過對應的火控系統發射Mk45主炮 魚叉反艦導彈 甚至是標準二防空導彈和戰斧巡航導彈等 如此全面的功能 如果沒有強大的ANSPY-1相控制雷達的幫助 是不可能實現的 實際上 由於宙斯盾系統和ANSPY-1雷達如此強大 美國國防部基於這些安裝了宙斯盾系統的軍艦 提出了宙斯盾彈道導彈防禦系統 這個項目的目標是在導彈載入大氣層之前的中段 對彈道導彈進行攔截 在進行中段反導作戰時 使用的是特製的標準三攔截彈 這種導彈從Mk41垂直發射系統發射 NSPY-1為其提供實時的目標更新和指導 用動能碰撞的方式在大氣層外摧毀來襲的彈道導彈 這也是視頻開頭伊利湖號上發射的那種導彈 進入21世紀 美國海軍準備用CGX導彈巡洋艦計劃 代替提康德羅加級 CGX計劃各位可能不太熟悉 但是大家肯定知道大名鼎鼎的朱姆沃爾特級驅逐艦 CGX和擁有了朱姆沃爾特級的DDX是同時提出的 不過 由於國防部冷中羞澀 21世紀水面艦艇的預算不斷縮減 再加上朱姆沃爾特級這位千金大小姐實在是太貴了 直接導致CGX項目被整個取消 考慮到提康德羅加原本就是驅逐艦的弟子 趕鴨子上架成為了主力巡洋艦 CGX項目被DDX取代 也是一種奇怪的輪迴 考慮到現役的提康德羅加級 最年輕的也要30出頭 美國海軍要在2022財年退役7艘巡洋艦 但最終國會通過的時候只允許退役5艘 時至今日 使用Mk26雙臂導彈發射器的提康德羅加級已經全部退役 而大部分使用Mk41垂直發射系統的還保持著活躍 2024年 美國海軍將退役4艘提康德羅加級導彈巡洋艦 隨著驅逐艦越造越大 巡洋艦這一古老的艦種會逐漸消亡還是重返青春 我們將拭目以待