TPS-59相控陣雷達是霍克導彈防御系統的主要監視、探測和跟蹤雷達。1992年7月,美國海軍陸戰隊開始對該雷達進行改進。主要改進包括用新的設備代替雷達所有電子控制設備和用新的分布式信號處理系統代替原來用于處理目標數據的海軍UYK-7標準計算機。新的信號處理系統處理跟蹤數據的能力將比老的計算機快5倍,新的信號處理軟件將使雷達能夠跟蹤在高空飛行的戰術彈道導彈和鄰近低空飛行的戰術彈道導彈。這些改進將使雷達的監視距離從550千米提高到740千米。為了對來襲的戰術彈道導彈作出實時的反應,TPS-59雷達的跟蹤數據將通過JTIDS系統直接轉發給ADCP。ADCP裝在高度機動的多用途輪式車上,并配備有商用的SunSparc計算機工作站,把跟蹤數據轉換成霍克導彈的發射指令,指揮霍克導彈連通信臺控制一部或多部霍克導彈發射車攔截目標。反導型霍克導彈的尺寸和重量與先前的霍克導彈相同,但采用了新的戰斗部和引信。發射車也進行了改進,以提高機動性能。霍克導彈為一級固體導彈,彈體長5.08米,彈徑0.37米,發射質量640千克,制導系統采用X波段連續波單脈沖半主動雷達導引頭,最大射程35千米,最大射高18千米。
最新改型的霍克導彈能夠防御射程為70~120千米的近程戰術彈道導彈,如俄羅斯的蛙-7火箭和SS-21導彈,可彌補現有愛國者導彈系統不能有效防御這些導彈的漏洞,同時對射程300千米的飛毛腿導彈也具有一定的攔截能力。作為應急系統,美國海軍陸戰隊在1995年開始部署反導型霍克導彈樣機系統,1996年部署了實戰系統。
1994年9月19~21日的3天內,美國海軍陸戰隊在白沙導彈靶場對新改進的霍克導彈防御系統進行了靶試,目的是鑒定TPS-59雷達跟蹤長矛導彈的能力,考核改進的霍克導彈用AN/TPS-59雷達獲取預警信息的速度,檢查該系統是否能實際擊落長矛戰術彈道導彈。試驗中,海軍陸戰隊共完成了5次實彈射擊,改型霍克導彈成功地攔截了兩枚長矛導彈,并實現了彈頭殺傷。這次試驗是霍克導彈防御系統用于反戰術彈道導彈的首次全系統試驗,包括試驗新型霍克導彈、AN/TPS-59雷達、數據傳輸線路和軟件等。這次成功的試驗使具有反戰術彈道導彈性能的改型霍克導彈系統在1995年順利部署。
1999年美國還推出了具有創新意義的霍克-先進中程空空導彈防空系統。該系統采用了經過數字化改進的通用發射架,并創新地將兩種防空導彈有機地結合在一個防空整體中,同時配有緊湊、靈活、機動的作戰管理/指揮、通信、控制和情報系統、數字式AN/MPQ-64目標跟蹤雷達與AN/MPQ-61大功率目標照射雷達設備。這兩種雷達能夠跟蹤低空和隱身目標,抗干擾與抗反輻射導彈能力強,可高速機動部署,能夠通過無線或有線手段分發數字式目標數據。雷達與發射架的分布式遠距部署結構和遙控發射設計,可使系統射程提高20千米以上,并使系統具有了對付戰術彈道導彈、巡航導彈、反輻射導彈、隱身飛機、無人機等目標的能力。該系統還可與遠程和超近程地空導彈系統、友鄰地面防空火力單元聯合實施防空作戰,如利用作用距離更遠的愛國者PAC-2/PAC-3系統多功能雷達提供的目標預警信息、為復仇者/尾刺超近程地空導彈系統提供目標預警信息等。霍克-先進中程空空導彈防空系統是霍克地空導彈系統目前的最新開發成果,估計臺灣購買霍克也不會不考慮性能更加先進的這一創新系統。
目前,新型戰術彈道導彈均具有比飛毛腿、SS-21、長矛等強得多的攻擊與突防能力,反導型霍克地空導彈若要彌補愛國者地空導彈漏防的新型戰術彈道導彈,恐難有作為。
霍克系統的主要任務是對劃定的空域提供有力的防御。由于霍克導彈的射程較遠,航路捷徑大,所以它適用于大面積的防御。而且霍克導彈有專門的抗干擾系統,能夠在雜波、消極和欺騙式的電子干擾情況下進行作戰。而三聯裝的導彈能夠迅速地發射,構成密集火力,以補足精度的不足,再加上導彈的大威力戰斗部保證了它大的殺傷概率。霍克導彈的布局與結構屬于典型的第二代防空導彈布局,其基本型與改進型導彈的外形相同,都是采用無尾式氣動布局。頭部呈錐形,用玻璃鋼纖維材料制成。彈翼為梯形,位于彈體中部稍后,按“”配置,前緣后掠角76度,后緣與彈體垂直。一對彈翼的總面積約為1.86平方米。4片矩形舵接在彈翼后緣,除進行穩定和控制俯仰與偏航外,還控制導彈的滾動穩定。舵面用鋁合金制成,一對舵的面積約為0.2平方米。彈體由5個艙段組成。導引頭艙天線罩內裝有拋物面天線;電子儀器艙裝雷達接收機。無線電引信、自動駕駛儀、解鎖裝置及電源等;戰斗部艙;動力裝置艙裝固體發動機,其上有4片彈翼;最后艙為舵面伺服機構和電源/液壓傳動裝置。
基本型的動力裝置早期采用串聯裝藥內孔燃燒的M22E7型雙推力火箭發動機,但是這種發動機推力不穩定,經常發生發射后推力突然減小甚至失效的情況,在靶試時出現過多起導彈在飛行中突然從半空中墜落的尷尬場面。為了解決這種不利局面,雷錫恩從1956年開始進行技術攻關,終于研制出固體燃料改為同心裝藥的M22E8型雙推力火箭發動機,并于1959年底開始裝備。M22E8發動機的固體燃料燃燒時間為25~32秒。為了達到起飛時產生峰值推力大、暴發性強,正常飛行時穩定、持久的雙推力,M22E8發動機采用了兩種固體燃料,它們先后燃燒并產生兩種不同的推力,分別起助推和主航作用。起飛推進劑為ANP-2830HO型。M22E8發動機中間聯結第一級燃料和第二級燃料的點火系統為電起爆裝置,當第一級助推燃料棒燃燒完畢后,自動傳遞、控制巡航燃料棒開始工作。為了保險起見,防止第一級燃料工作時第二級燃料誤工作,起爆裝置采用了雙重保險的機械式安全與解除保險裝置,只有在第一級徹底燃燒完畢后延時一段很短時間后,才點燃第二級。在改進型霍克上,動力系統換成M112型雙推力固體火箭發動機,體積減小而推力有所增加,巡航級工作時間也加長,射程也從基本型的32公里增加到40公里。
霍克導彈的雷達導引頭工作方式為半主動連續波體制。即靠地面照射雷達發送連續波信號照射目標,導引頭接收反射回波,然后經自動駕駛儀處理后產生控制霍克導彈飛行的信號。工作時,它接收來自半主動尋的雷達導引頭的目標-導彈間的誤差信號,經變換放大后產生操縱液壓舵機的信號,控制舵面偏轉,使導彈按一定軌道穩定飛行。導引頭的接收天線安裝在導彈頭部液壓驅動的萬向平臺上,用小型陀螺作為慣性空間基準。基本型霍克的導引頭天線為拋物面反射器,但天線的靈敏度不夠,當導彈攻擊俯沖目標時,常因為地面雜波等原因丟失目標。為了提高跟蹤穩定性和抗干擾能力,改進型霍克采用了低旁瓣、高增益的平面裂縫天線。此外,為了對付高速、低空、小反射截面的目標,改進型霍克還采用了于1960年代末期發展起來的倒置接收機,以提高抗干擾能力和對多普勒頻率的分辨能力。
霍克基本型采用裝普通烈性炸藥的XMS型破片殺傷式戰斗部,質量約50公斤,其中裝H-6炸藥約33公斤。改進型采用連續桿式殺傷戰斗部,質量約75公斤。這種戰斗部的特點是采用首尾連續的小鋼柱殺傷體。當爆炸后可形成一個不斷擴大的圓環,好似一個不斷擴大的電鋸鋸面飛散,以獲得較高的殺傷概率。由于研制時正值美國“大規模核報復”理論走紅的時期,美國熱衷把核戰斗部搬上所有武器載體去,霍克導彈戰斗部也可采用核戰斗部,該戰斗部當量為5000噸-15000噸,殺傷半徑達2000米。為了防止裝備了核戰斗部的導彈在儲運、裝填時發生災難性后果的誤爆炸,雷錫恩公司專門為其設計了嚴密的保險裝置,該裝置分為三級:第一級為機械保險,在導彈達到一定速度時解除,二級電氣保險,根據彈上半主動尋的雷達信號解除,第三級為引信保險,當引信捕捉到目標后解除。這樣的安全防范確保了核戰斗部的安全,要知道,在冷戰高峰時期,在西歐戰場,美軍野戰防空炮兵的數十個導彈群上千枚導彈每天都得變換2次陣地,在一個地方停留最多不超過14小時,以防止被蘇聯偵察到。如果沒有可靠的保險裝置,豈非反倒成為威脅自己的上千個核火藥桶?
霍克防空導彈系統采用比例導引的連續波全程半主動尋的制導。對目標的探測由一部脈沖搜索雷達和一部連續波搜索雷達經連指揮站或排指揮站協調來完成。捕獲目標后,大功率照射雷達發出目標指示信號,對選定的目標進行搜索、跟蹤和照射,彈上連續波尋的雷達接收地面照射雷達經目標反射的信號,測出導彈與目標間的視角變化率,并根據目標反射信號的多普勒頻率,得出導彈與目標間的相對速度,使兩參數之積與導彈側向加速度成比例,產生的信號輸送至自動駕駛儀,通過自動駕駛儀來控制舵面偏轉,將導彈引向目標。
脈沖搜索雷達基本型號是AN/MPQ35,改進型是AN/MPQ50,C波段工作,探測高空目標,能全景顯示,作用距離72~104公里。續波搜索雷達基本型是AN/MPQ34,改進型是AN/MPQ55,工作于J波段,可以在嚴重的地物雜波干擾下探測低空飛機目標,向目標照射雷達和控制中心提供目標數據。大功率照射雷達基本型霍克采用的是AN/MPQ39,改進型霍克為AN/MPQ46,第二階段改進時改為AN/MPQ57,為J波段連續波雷達,可在方位、俯仰和距離變化率上自動截獲、跟蹤和照射目標,同時向導彈提供基準信號。此雷達平均無故障時間(MTBF)為43小時,改進型為130~170小時,后又增至300~400h,甚至超過了采用相控陣、固態發射機等先進技術的愛國者的AN/MPQ-53雷達。
美國反導型霍克地空導彈系統 中國臺灣從20世紀70年代中期引進了霍克地空導彈系統。臺灣看好了美國推出的該系統新一代改型產品,準備用2億美元采購具有反近程彈道導彈能力的反導型霍克,以此彌補現役老型霍克系統和愛國者PAC-2/PAC-3系統留下的反導漏洞。
霍克地空導彈系統是美國最老的防空導彈系統之一。該系統由美國雷神公司于1953年開始研制,1959年投入使用。霍克改系統于1965年開始研制,1972年投入使用。仍有許多國家和地區擁有這種防空導彈系統,其中包括美國、比利時、丹麥、法國、德國、希臘、意大利、荷蘭、挪威、日本、埃及、約旦、以色列、科威特、葡萄牙、西班牙、瑞典、沙特阿拉伯、新加坡、韓國、阿拉伯聯合酋長國以及中國臺灣地區等。臺灣擁有霍克/霍克改地空導彈近1000枚和3聯裝發射架約100部,在陸軍部隊編制了4個霍克導彈營,是臺灣現役主力中程地空導彈。
30多年來,美國已經對霍克導彈系統進行了多次改進,繼改型后,又推行了3個階段的產品改進計劃,并在80年代就演示了用其攔截戰術彈道導彈的能力,從而使一個50年代開始研制的系統至少可以在美國服役到2000~2005年,而在國外預計將繼續服役到2010年。1988年4月,在愛國者導彈系統的雷達輔助下,美國陸軍用改進的霍克導彈成功地攔截了一枚戰術彈道導彈。1990年,在白沙導彈靶場的一次試驗中,霍克導彈成功地攔截了一枚SS-21彈道導彈的模擬靶標。但這些試驗所演示的能力僅僅是“任務”殺傷,也就是僅使來襲導彈偏離要攻擊的預定目標,而不是摧毀來襲導彈的彈頭。
1991年1月,為了應付海灣戰爭的需要,美國國防部開始實施“快速反應計劃”,為霍克導彈發展“彈頭殺傷”能力。該計劃主要是改進霍克導彈的引信、戰斗部以及軟件,使之對近程彈道導彈有更大的殺傷能力。1991年5月18日,美國陸軍對這些改進做了試驗,霍克導彈成功地實現了“彈頭殺傷”。美國海軍陸戰隊的一部 AN/TPS-59雷達也參加了這次試驗。具有反導能力的霍克導彈防御系統由以下部分構成:改進的 AN/TPS-59雷達,機動能力增強的霍克導彈系統,為霍克系統實時交換目標跟蹤數據的防空通信平臺(ADCP),與海軍的宙斯盾雷達、陸軍的愛國者系統雷達和空軍的空中警戒與控制系統(AWACS)飛機上的雷達等探測器實現一體化的新軟件,以及聯合戰術信息分配系統(JTIDS)終端(一種保密的通信系統)。
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