danny 2009-7-2 16:06
蘭州級防空型導彈驅逐艦
2002-2005年，上海江南造船廠為中國海軍建造了2艘新型導彈驅逐艦，這就是最引人注目的中國新銳艦艇--編號170與171的052C“蘭州”級防空型導彈驅逐艦。該級艦配備了無數人期待已久的相位陣列雷達系統以及垂直髮射(VLS)防空飛彈系統，故獲得了“中華神盾”的美稱，是中國造艦史上一次重大的突破。2003年4月29日，170艦在氣笛聲中，滑入長江中。此時，該艦的主炮、部分射控雷達、導航雷達、通訊天線、730型近程防空武器系統都已安裝完畢，而一年前052B下水時艦上仍然是一片空蕩，從這兒可以看出中國的造艦技術又有了巨大進步。為什麼這麼說呢？因為艦船下水的強大衝擊力會對艦體造成很大考驗，下水後還得檢查龍骨是否受損；換言之，一些比較脆弱、一下水就震壞的裝備或結構勢必得在下水後才能安裝，不過這會導致工期延長。而之前傳統戰鬥艦的所有上部構造物必須在下水後才能安裝，下水時完工的只有一個空船體而已。因此，造艦技術優越的造船廠，船艦下水前已經安裝的裝備就會更完善，因為他們有辦法降低下水時造成的破壞。
052C“蘭州”級艦沿用了052B“廣州”級艦體的基本結構設計以及動力系統，“蘭州”級的艦體採用模組化建造，大幅度地減少了造艦的成本，加快了建造時間，並且更加有利於服役後的後勤保障。“蘭州”級排水量估計比“廣州”級增加數百噸，吃水增加0.1m，滿載排水量應在7000噸附近。機庫結構雖與艦體同寬，不過只設有一個機庫(據說170艦的機庫位於左側，171則位於右側)，多出來的容積主要用於安裝VLS垂直髮射系統。艦體佈局較“廣州”級改善了一些，不過還是存在進一步改善的空間，例如從煙囪到直升機庫間的上層結構佈置依舊淩亂，不僅增加雷達反射截面積，也減少了可用的甲板空間(尤其是對安裝垂直髮射系統而言)。與“廣州”級相同，“蘭州”級的上層結構與桅桿也安裝了許多球型天線罩，包括射控雷達、電子戰系統等等，這些東西也同樣會破壞匿蹤性。與“廣州”級導彈驅逐艦國產和進口裝備混裝不同的是，“蘭州”級上的除個別雷達，幾乎全部採用國產設備。“蘭州”級與美國“提康得羅加”級、“史普魯恩斯”級頗有異曲同工之妙，也符合中國近年發展新型艦艇的“一種平臺，兩種用途”的設計原則。
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外形設計以及動力性能
052C“蘭州”級艦沿用了052B“廣州”級艦體的基本結構設計以及動力系統，“蘭州”級的艦體採用模組化建造，大幅度地減少了造艦的成本，加快了建造時間，並且更加有利於服役後的後勤保障。“蘭州”級排水量估計比“廣州”級增加數百噸，吃水增加0.1m，滿載排水量應在7000噸附近。機庫結構雖與艦體同寬，不過只設有一個機庫(據說170艦的機庫位於左側，171則位於右側)，多出來的容積主要用於安裝VLS垂直髮射系統。艦體佈局較“廣州”級改善了一些，不過還是存在進一步改善的空間，例如從煙囪到直升機庫間的上層結構佈置依舊淩亂，不僅增加雷達反射截面積，也減少了可用的甲板空間(尤其是對安裝垂直髮射系統而言)。與“廣州”級相同，“蘭州”級的上層結構與桅桿也安裝了許多球型天線罩，包括射控雷達、電子戰系統等等，這些東西也同樣會破壞匿蹤性。與“廣州”級導彈驅逐艦國產和進口裝備混裝不同的是，“蘭州”級上的除個別雷達，
幾乎全部採用國產設備。“蘭州”級與美國“提康得羅加”級、“史普魯恩斯”級頗有異曲同工之妙，也符合中國近年發展新型艦艇的“一種平臺，兩種用途”的設計原則。
“中華神盾”的焦點—相控陣雷達
“蘭州”級最引人注目之處，就是艦橋四週加裝了四具大型的固定式相位陣列雷達天線(網友經常稱之為“板磚”)。“蘭州”級上層結構呈八面體，往上朝內傾斜15度，而與中心軸線呈45度夾角的四個傾斜面各安裝一具陣列天線，這種配置與美國“伯克”級導彈驅逐艦類似。170艦下水之際，四個“板磚”的位置都以圓弧形的鋼板遮住，最初還有人以為這就是天線表面，不過很明顯地，精密脆弱的相位陣列雷達不會在下水前就裝上，所以這些弧形鋼板應該是單純地用來遮蔽“板磚”基座並吸收下水時的衝擊力道，避免基座變形受損。170艦完工後的照片顯示，“板磚”的天線外罩為弧形且明顯向外突出，此乃氣冷系統的靜壓箱(以下將詳述)，而天線本身是平的。
這四面“板磚”的面積比美國AN/SPY-1還大(4.5X4.2m)，採用波長較長的S波段操作，擁有較佳的遠距偵測能力，實際偵測距離則不明。由於“板磚”面積不小，而艦上的海紅-9遠程防空導彈又與俄制SA-N-6艦載防空飛彈(SA-N-10的艦載版)可能有血緣關係，不禁令人聯想此雷達是否與俄羅斯“庫茲涅索夫海軍上將”號航空母艦的“Sky Watch”相位陣列雷達(天線面積也很大，也是方形)或者SA-N-10的30N6E相位陣列雷達有所關連。據說中國曾在1995年輸入了30N6E雷達，而中國陸軍的防空導彈部隊也有部署SA-N-10，因此很可能取得了相關技術進行艦載相控陣雷達的研究；此外，在2004年4月中國自俄羅斯引進兩套SA-N-6艦載防空導彈系統，其中也包括了30N6E1相位陣列雷達。30N6E可同時導引12枚SA-N-10防空飛彈，同時攻擊六個空中目標。此外，另一則未經證實的外電消息則指出“板磚”可能是中國與烏克蘭的Kvant-Radiolokatsiya公司技術合作的產品。安裝方面，“板磚”的主要問題在於位置過低，將使平面搜索距離大減(受制于地球弧形表面)。此外，朝向後方的兩塊“板磚”位置沒有特別加高，導致水準視線下緣被高起的艦尾結構擋到一些，影響到艦體後方的低空搜索；反觀美國“伯克級”Flight2A、日本14DDG都將朝後的相位陣列天線加高，避免被機庫擋到。
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許多人都在爭論“板磚”到底是傳統的被動相陣雷達還是近年才逐漸成熟的主動相陣雷達，主流推論指出“板磚”是被動相陣雷達，畢竟中國第一次研發這類雷達系統，使用西方已經發展數十年的傳統被動式技術的可能性居高(就連西方先進國家的主動相陣雷達技術也要到1990年代後期才逐漸成熟)；而前述“板磚”的可能模倣對象“Sky Watch”與30N6E也都是被動相位陣列雷達。就“蘭州”級的外觀而言，“板磚”的安裝位置實在太低，每面“板磚”間距也很大，似乎間接證明“板磚”是被動式相位陣列雷達，因為必須想辦法塞入龐大笨重的導波管、發射機、冷卻裝置以及電力增幅器等等，使其不得不安裝在空間充裕的較低位置。至於力主“板磚”是主動相陣雷達的部分網友則多半以“板磚”表面的散熱系統做為證據。“板磚”天線表面的冷卻系統為靜壓箱孔板送風方式，天線陣面與弧形外罩之間的空間是一個靜壓箱，弧形外罩四週設有許多進氣小孔，並設有一個風機將空氣引入靜壓箱，通過的氣流便將天線表面的熱量帶走。照片顯示在中國實驗艦上的“板磚”原型系統基座周圍設有不少送風管路，甚至還看得到送風用的風機，外型淩亂不堪入目；而170艦的“板磚”安裝就沒有如此將就，從外表看不到那些管路與風機。據說這套造型醒目的氣冷系統散熱效率比以往高4.6倍，重量減輕且成本降低，為此開發此冷卻裝置的第14所還獲得電子工業部科技進步二等獎。由於主動相陣雷達的T/R元件都是發射源，產生的熱量遠高於被動相陣雷達天線(射頻能量由後方的導波管傳來)，故有一派人便認為“板磚”需要樣的降溫措施，就是“主動”的最好證據(此外，052C部署於南海艦隊，想在炎熱的低緯度氣候中保持精密電子裝備的正常運作，就必須格外重視冷卻措施)。另外，也有少部分人認為中國應該會以迎頭趕上的方式，跳過導波管技術而直接研發主動相位陣列雷達所需的低功率T/R單元。不過就常理而論，主動相陣雷達的T/R單元所需的半導體技術難度甚高，就連美國也曾面臨T/R單元(用於F/A-22戰機的APG-77主動相位陣列雷達)所需的砷化鎵(GaAs)半導體成本過高的困擾，必須從在這方面獨步全球的日本輸入技術，故中國是否在此領域一步登天便令人質疑。
垂直髮射系統
“蘭州”級的一個焦點就是垂直髮射的“海紅”9(HQ-9)防空導彈系統，改系統構型明顯沿襲自俄羅斯海軍的冷發射VLS。“海紅”9是“紅旗”9的海上版，後者是中國從1980年開始發展的新一代遠程防空導彈。歷經十餘年的漫長研發之後，“紅旗”9終於在1997年定型並開始初期少量生產，並被中國海軍選擇成為新一代艦載區域防空導彈。“紅旗”9全長9米，彈重1600千克，彈頭重180千克，採用十字形條狀中段彈翼加上控制尾翼構型，據說擁有不錯的靈活度，射高50-30000米，射程6-200千米，最大飛行速度4.2馬赫，導引方式應為中途慣性/指揮＋TVM(Track-via-Missile)。在TVM導引方式中，導彈本身雖具有雷達照明波接收器，但航行控制指令並非由彈體本身計算，而是來自於發射單位。發射單位的追蹤雷達同時鎖定目標與導彈，導彈將接收的雷達回波傳給發射單位，由控制中心計算出航行參數再上鏈傳給導彈。由於于推測“蘭州級”的相位陣列雷達為解析度較差的S頻，應該不具備TVM能力，所以“蘭州”級可能裝有額外的火控雷達負責TVM導引，只是目前從外觀上難以判斷。“紅旗”9防空導彈系統能一次控制6枚導彈攻擊3-6個目標，對同一個空中目標可先後動用兩枚導彈進行重復攻擊，導彈發射間隔時間約5秒；除了攔截飛機外，“紅旗”-9相信還具有一定程度的反彈道導彈能力。“海紅”9的性能諸元與“紅旗”9大致相同，不過彈長減至6.8m，加強了彈體運動性，不過最大射程縮減至120km，極速6馬赫，彈重為1300千克。“海紅”9的海上測試由中國970號試驗艦負責進行(在該艦上測試的新系統還包括新的匿蹤型100毫米快炮、“鷹擊”62超音速反艦飛彈、730近程武器系統以及相位陣列雷達等等，都是052B/C、054等中國新一代艦艇已經採用或即將採用的裝備)，在2002年定型。
海紅-9的VLS外觀類似俄制SA-N-6(SA-10的海上版)的垂直發射器，彈艙均為輪型，也都採用冷發射，不過海紅-9每組發射器只有六個發射管，而非SA-N-6的8管，口徑也比SA-N-6小。海紅-9 VLS的構型顯然比SA-N-6進步甚多，SA-N-6每組發射器僅有一個開口與一套點火裝置，以旋轉彈艙的方式讓八個發射管共用，而海紅-9彈艙則是每管都有一個發射口，不需要旋轉，故發射速度與可靠度都比SA-N-6高；而海紅-9 VLS之所以沿用俄系VLS的輪狀構型，原因據說是將氣體彈射裝置設於發射系統中央。052C的艦首B炮位總共有六組海紅-9的VLS，另外在機庫結構的中心軸線上也縱列了兩組，總攜帶量48枚；為了防止飛彈射出彈艙後火箭無法順利點燃而掉在甲板上造成危險，B炮位的六組VLS分成左右兩邊，各以15度角朝舷外傾斜，而安裝於直升機庫的兩組VLS亦有相同的設計。除了海紅-9之外，最初也有想像圖認為052C煙囪與反艦飛彈發射器之間的一塊空間裝有四組類似俄制SA-N-9的轉輪狀短程防空飛彈垂直發射系統，不過後來證實這只是沒有根據的空想。
戰術作戰指揮系統及其使用
“蘭州”級艦具有完善的對空防禦、對艦打擊和反潛對抗能力，這些不同類型的武器系統被整合在了一套戰術指揮系統中，它使用了中國海軍第三代的新型艦載戰鬥系統，應該是由“旅海”級的ZKJ-7進一步發展而成，型號據說為H/ZBJ-1，採用全分散架構以及模組化設計。H/ZBJ-1以艦內網路系統將艦上所有水上與水下偵測/反制系統、武器裝備以及通訊/資料鏈路整合在一起運作。據推測，該系統除了可以集中顯示空中、水面、陸地和水下的不同敵我目標參數外，還可以自動給出目標的威脅等級，計算運動參數，分析戰術意圖，並控制艦上的相關武器系統在合適的時候進行打擊。
除了“板磚”之外，值得注意的是“蘭州”級煙囪後方的桅桿上裝有一具極低頻(VHF)遠程對空監視雷達。此種雷達與“旅海”級驅逐艦上的517型類似，但是前者由八組八木天線構成(與早期“旅大”級的Pea Sticks VHF雷達相同)，角解析度比只有四組八木天線構成的517型更佳。之所以在新造艦艇上配備此種源於50年代設計的老古董，是看上目前沒有任何電子支援裝備以此為主要工作波段(VHF頻道一般用於民間通訊)，而且現有的隱身飛機對此種超長波長雷達波的隱密效果也比較差。雖然波長特長的VHF雷達解析度一定很差，但是如能偵測到隱身飛機的跡象，至少有示警作用，所以中國此舉明顯是衝著美國引以為傲的隱身技術(包括飛機與艦艇)而來。
在裝備了新型相控陣雷達和遠程防空導彈後，“蘭州”級艦成為中國海軍中真正意義上的區域防空驅逐艦。高效的戰術指揮控制系統能夠使戰艦同時對來自空中、水面和水下的目標進行對抗，基本具備了抗“飽和攻擊”的能力。依靠中國自行開發的數據鏈系統，“蘭州”級艦可以及時將戰場態勢通過衛星、鐳射、水聲等方式傳送給友軍或戰役指揮中樞，從而大大提高作戰效率