中國海軍試驗艦

 

中國海軍畢昇號試驗艦正在試射海紅旗-16防空導彈。注意此時煙囪後方桅杆平台頂部設置了

一具中國國產化頂板三維對空雷達(國產型號為382型)。

中國海軍華羅庚號(982)試驗艦,艦艏與艦尾裝置新型HQ-10短程防空導彈。

在2012年中旬,畢昇號換裝新的H/LJG346A相控陣的照片在網路上曝光。相較原本的H/LJG346,H/LJG346A面積較大,

而且不再有 原本明顯突出的外罩。H/LJG346首先出現在2012年8月底於江南長興造船廠下水的052D導彈驅逐艦上。

(上與下)畢昇號改裝後的完整照片,除了新的346A相控陣之外,艦首平台也改裝了新的方格狀冷/熱通用

垂直發射器,後來首先被052D導彈驅逐艦採用。

──by captain Picard

 


畢昇號武器綜合試驗艦

早期畢昇號名為「試驗970」。注意艦首前甲板,A砲位是一個可安裝火砲的圓形基座。後方B砲位右側是一個

容納海紅旗-9區域防空導彈的H/AJK-3六聯裝轉輪垂直發射器,其左側 另一個方形位置日後用來裝置

海紅旗-16的H/AJK-16八聯裝熱垂直發射器。

晚進拍攝的畢昇號,舷號已經改為891;注意船艛右側裝有一具H/LJG346相控陣雷達天線。

從後方拍攝的畢昇號,國產頂板雷達已經拆除。注意艦尾艛左側頂部也留有一個武器基座。

在1990年代,中國海軍積極研究新一代防空驅逐艦的相關主要系統,包括346型相控陣雷達、垂直發射的海紅旗-9區域防空飛彈系統、新100mm艦砲以及反艦飛彈等。在此之前,中國海軍通常調撥現役艦艇用來進行新艦載電子、武器系統進行海上測試和定型試驗等;這種作法不僅佔用當時中國海軍數量有限的戰備艦艇,而且都是針對個別單一系統來改裝某艘艦艇,不僅效率低落,而且改裝作業繁瑣,無法因應當時中國海軍龐大的新系統試驗需求。另外,前述1990年代研製的新艦載系統通常相當複雜而龐大,當時中國海軍普遍老舊的作戰艦艇不僅難以裝載(尤其是相位陣列雷達和垂直發射的海紅旗-9),且這些新世代系統的開發作業對於測試系統、分析系統和姿態控制系統的要求極高,舊型艦艇根本無法提供與適應。鑑於改裝個別現役艦艇無法滿足當下激增的試驗要求,中國海軍試驗基地遂向海軍提出報告,要求研制一型專職的電子武器綜合試驗艦;這項要求獲得海軍批准,成果就是中國海軍第一型專職綜合試驗艦──909型電子武器綜合試驗艦。909型綜合試驗艦的研製,使得中國海軍艦載電子和武器系統的試驗走向了專職化、模塊化和系列化的道路。

909型由中國船舶工業總公司第701研究所設計,建造工作在1990年代中期由上海中華造船廠 展開,在1997年12月4日交艦服役,配屬於北海艦隊。畢昇號最初沒有舷號,一度直接以型號「909」作為舷號,稍後改為「試驗970號」,在2000年又改命名為畢昇號(北宋時代發明活字排版者),舷號改成891。畢昇號正常排水量4630噸,全長約130m,水線長120m,寬17.5m,吃水7m,主機為兩具12VPA6柴油機,持續航速大於18節,艦上約編制95名人員。艦體採用二線勤務船艦的設計,艦尾設置一個直昇機起降甲板。 畢昇號為中國海軍新型艦載武器裝備提供海上綜合試驗平台,實現不同武器系統的海上調試、系統集成和實彈發射試驗,並可直接在艦上對試驗系統進行一定的分析和評估。

畢昇號綜合試驗艦參考了作戰艦艇的設計,並結合軍用輔助船的功能,艦上的模塊化和通用化設計涵蓋八個方面,包含被測試武器系統、被測試設備的數據傳輸、被測試武器系統接口等,對各種武器的兼容性良好,並能同時試驗三套不同的艦載武器系統。為了滿足電子武器綜合試驗需求,畢昇號的受測試武器系統包含有試驗指揮系統、姿態精確測量系統、數據錄取及分析系統、跟蹤測量系統、高精度導航數據系統、830聯合基座等等。其中,830聯合基座擁有特高精度,水平精度不低於10秒、變形量不大於10秒(一般艦載武器的基座精度要求是3分)。

畢昇號艦首甲板A砲位有一個圓形的武器基座,咸信用來裝置受測火砲;而艦尾艛左側上方也有一個類似的圓形武器安裝基座。艦橋上方也曾裝置過各種球型天線,可能是雷達、電子戰、通信用途。

在2017年3月9日,畢昇號獲得中國海軍集體一等功。依照此時公布的消息,畢昇號作為海上重要試驗平台,完成全軍、海軍重大試訓演練任務100多項,連續4年被某試驗基地表彰為基層建設標兵單位,榮立集體一等功、二等功各1次。艦黨支部先後多次被表彰為全軍先進基層黨組織、海軍先進基層黨組織。畢昇號平均每年出海值勤近200天、年均航程一萬多海里以及兩千多航行小時。

剛下水時的畢昇號,漆上的909是 此型綜合試驗艦的型號。

畢昇號上部構造特寫,包含一座H/LJG346相控陣雷達天線,以及鷹擊-62反艦導彈發射器,

這些後來都成為052C導彈驅逐艦的裝備。

畢昇號的H/LJG346相控陣雷達天線 ,注意天線基座兩側與下方有不少冷卻管線。

畢昇號發射海紅旗-9區域防空導彈的鏡頭。

畢昇號測試從中國國產87式100mm艦砲。此砲仿自從法國引進的100mm緊致型 (Compact)

100mm 55倍徑單管快砲。

畢昇號進行鷹級62長程反艦導彈的試射。

畢昇號的控制室。

在909型海軍綜合試驗艦設計時,已下達裝艦試驗命令的首批武器與電子系統包括H/LJG346型相控陣雷達(另有專文介紹)、海紅旗-9型艦對空導彈、鷹擊-62(YJ-62)型艦對艦導彈、H/PJ-87型100毫米艦砲(仿自法國DCN 100mm緊致速射砲)、H/PJ-13型76毫米艦砲(仿自俄羅斯AK-176M)、H/PJ-12型(730型) 30mm近程反導艦砲,之後又陸續承擔其他新型艦載電子武器系統(包含382型三座標雷達、海紅旗-16艦對空導彈、H/LJG 346A相控陣、冷/熱通用垂直發射系統、海紅旗-9B與海紅旗-16C防空導彈等等)的試驗任務。

HHQ-9防空導彈系統在畢昇號完工服役之後就開始在艦上測試,而H/LJG 346相控陣則在稍後於2003年裝備於艦上開始測試。其中,346型相控陣的天線安裝在畢昇號的上層結構右側,此型雷達之後率先用於052C導彈驅逐艦上,隨後又用於遼寧號航空母艦。搭配海紅旗-9(HHQ-9)區域防空 導彈的H/AJK-3垂直發射器安裝在艦首甲板。

隨後,畢昇號裝置382型對空搜索雷達(仿自俄羅斯頂板三維雷達)、海紅旗-16防空導彈系統(H/AJK-16)進行測試,包含配合海紅旗-16(HHQ-16)防空 導彈 以及魚-8火箭助推魚雷的垂直發射系統,這些裝備日後率先被054A護衛艦採用。在 測試382型雷達時,後桅杆頂部配合加高一截,不過當測試完畢後便予以拆除。382型雷達與海紅旗-16防空導彈系統詳見054A護衛艦一文。

拍攝於2007年上旬的畢昇號,艦橋前方甲板與上部都安裝了配合海紅旗-16防空導彈

的照射雷達 ,艦首甲板左側的一個武器安裝位置則準備安裝一組容納海紅旗-16的

八聯裝垂直發射器。

2012年上旬的照片中,畢昇號換裝新的相控陣,日後出現在052D導彈驅逐艦上。

新相控陣的型號為346A,陣面的表面相當平坦,而不是原本346型相當明顯的弧形外罩。

在2012年上旬,網路上出現畢昇號換裝新裝備的照片,其中包括一種新型號的相控陣天線,外型約略為正方形,其面積比346更大 (寬度比原346更寬一些),型號為346A。346A的天線外罩為扁平狀,不像原本346型呈現明顯的弧形,顯示以新的液冷或冷板系統來取代原本346的氣冷系統 (原本346雷達的弧形天線罩是因為雷達陣面中央T/R組件最多,該處需要更強大的靜壓風力);在值勤與作戰中,原本346型雷達的氣冷外罩一旦受損破裂,就會導致雷達失冷而無法繼續運作。最 初346雷達使用風冷系統就是一種權宜之計,因為當時計畫主要方向是盡量減輕陣面的重量,加上結構工藝限制,沒有餘力再設置內建冷卻系統;顯然,346A在 T/R組件小型輕量化以及散熱系統技術等方面又有了長足進步,才能使陣面加大,並在雷達陣列之中安裝液冷或冷板系統。相較於346型,346A許多性能指標都有所提升。

 除了新的346A相控陣之外,畢昇號在改裝時也拆除原本船艛前方的HHQ-9與H/AJK-16垂直發射器,原位置改裝一組新的方格狀垂直發射器。346A相控陣稍後出現在2012年下旬曝光的052D防空驅逐艦(052C的改良型)之上 ,而畢昇號新裝的垂直發射器顯然也就是被052D採用的冷/熱通用垂直發射器(詳見052D一文);而配合052D的防空導彈也是升級過的海紅旗-9B(HHQ-9B)。

在2016年10月27日,中國中央電視台軍事報導中透露,日前畢昇號通過冷發射方式發射一枚新型防空導彈,此一導彈僅助推器長度就達到4m,全長將近9m,只能透過新型垂直發射器的「大型發射模塊」儲運和發射;這顯然是中國海軍新開發的長程防空導彈(可能是海紅旗-9的進一步衍生型號,在後方增加一級助推火箭),並且可能與反彈道飛彈有關。

中國在2014年11月上旬公布的畢昇號試驗艦發射新型熱垂直發射導彈的畫面,

可能是052D裝備的YJ-18反艦導彈,或者是魚-8火箭助飛魚雷。

 

 

華羅庚號武器綜合試驗艦

初期的華羅庚號(892),注意上層結構並沒有安裝H/LJG346相控陣雷達,煙囪後方的桅杆也還沒裝置雷達。

大約攝於2011年3月的華羅庚號,艦上加裝多項先前未見的新電子設備與武器,包括艦橋上方的追蹤雷達與射控雷達、

後桅杆頂的平板狀電子掃瞄雷達、船尾艛的球狀天線,以及前、後各一的某新型短程防空導彈發射器。

從艦艏看華羅庚號。

出現於2011年3月的華羅庚號上層結構特寫,注意艦橋頂上的平板狀追蹤雷達(可能用來追蹤試射武器的彈道),

以及主桅杆前方、疑似照射雷達的拋物面天線(此時天線朝上)。

(上與下)2013年3月出現的華羅庚號照片。

(上與下)2013年3月出現的華羅庚號上層結構照片,注意前船艛與煙囪之間裝置一座雙聯裝導彈發射器,

這是中國模仿俄羅斯SS-N-22的鷹擊-12超音速反艦導彈。

在2006年3月左右,中國海軍第二艘武器綜合試驗艦在滬東中華造船廠下水,舷號接在畢昇號後面(892),命名為華羅庚號(一位生於1910年的中國數學家) ,2006年12月服役,同樣配屬於北海艦隊。華羅庚號基本設計與畢昇號類似,不過完工後艦上並沒有裝置H/LJG346相控陣雷達 。華羅庚號長128m,寬16.6m,滿載排水量5000餘噸,最大航速18節,續航力4500海里。 華羅庚號的主要任務包括在接近實戰的條件下進行武器試射、指揮海上試驗任務、海上機動測量以及發射飛靶等任務,與研發測試性質較重的畢昇號有所區別。

(上與下)裝在華羅庚號後桅杆頂部的對空搜索雷達,應為某種電子掃瞄雷達,

可能是用來為紅旗-10防空導彈、近防砲提供目標指引的近距離追蹤雷達,

取代現有的364型X波段近程追蹤雷達(使用傳統拋物面天線)。

在2010年下旬,依照網路照片,華羅庚號展開了改裝,加裝不少新的測試裝備。在2011年3月,照片顯示華羅庚號已經大致改裝完成,艦上增設若干前所未見的雷達與武器系統。首先,煙囪後方的桅杆頂部也設置一個平板狀的電子掃瞄式機械旋轉對空搜索雷達;由於天線尺寸較小,因此推測這可能是用來為紅旗-10防空 導彈、近防砲提供目標指引的X波段近距離追蹤雷達,未來取代現有的364型X波段近程追蹤雷達 。

(上與下二張)2016年11月在珠海防務展中公開的LY80N防空導彈的雷達車,此型車載雷達與在

華羅庚號(892)試驗艦上的三維雷達基本相同。LY80就是

紅旗16A陸基機動防空導彈系統的外銷版。

此外,艦橋上方也設置一個疑似照明射控雷達的拋物線天線,而艦尾船艛設置數個球型天線。 根據日後消息,華羅庚號在2010年左右裝置了「艦艇裝備信息化管理系統」進行測試。

華羅庚號艦橋頂部設置的平板天線,應該是武器實彈測試時追蹤彈道的雷達。

由此照片可見,此雷達由中國航天2院23所研製。

另外,華羅庚號艦橋頂部設置了一具小型的平板狀的機械旋轉雷達天線,其天線形式應為某種新型輕量化電子掃瞄式(可能在垂直軸以移相來實施波束掃瞄),天線區塊分為左、右兩塊。這座雷達與稍早 中國在珠海航空展中展出的LEB-HK-CL43連續波測量雷達構型類似。LEB-HK-CL43主要用於在靶場中,對 導彈進行全程的彈道追蹤與測量,並同時處理多個目標在飛行中的速度、距離、方位角、高低角、訊噪比等參數,並可進行脫靶量測量以及事後的信號處理。LEB-HK-CL43雷達採用X波段操作,固態有源天線,天線增益在43db以上,波束俯仰範圍-3~+93度,可同時追蹤4個目標,能測量的速度範圍從5m/s到7000m/s;對雷達截面積(RCS)為0.1平方公尺的目標,在訊噪比(S/N)25dB、Tobs為0.1s時,雙頻測距有效距離在92km以上,單頻測量距離在112km以上。因此,華羅庚號艦橋頂部這座雷達, 可能是用來偵測艦上試射的武器的彈道參數。日後照片顯示此雷達由中國航天2院23所研製。

武裝方面,改裝後華羅庚號上最顯著的裝備,就是分別裝置在艦首甲板與艦尾直昇機起降甲板上的兩個紅旗-10(HQ-10)短程導彈發射器,構型與美國RAM公羊短程防空導彈非常類似,容量分為24聯裝與18聯裝兩種。此外,艦首船艛與煙囪之間還發現一個傾斜式 雙聯裝導彈發射架,咸信是中國新開發的長程反艦或陸攻導彈(可能為長劍-10陸攻巡航導彈)。

經改裝後,華羅庚號艦首與艦尾與艦尾的紅旗-10導彈發射器屬於兩種不同的構型,位於艦首屬於24聯裝構型,與珠海航展中出現的發射器構型相同,此構型日後被052D、055導彈驅逐艦採用;而艦尾發射器正面則接近正方形 ,只有18個發射管,日後被遼寧號航空母艦採用 。作為合理的推論,華羅庚號上 桅杆上出現的新雷達 ,可能是搭配新短程防空導彈的偵蒐系統。

紅旗-10艦載末端防空導彈武器系統

在2010年珠海航空展中展出的FL-3000N防空導彈模型,其紅外線/被動輻射歸向導引以及

氣動力構型都仿照美國RAM。

珠海航展中展出的24聯裝FL-3000N導彈發射器,顯然是仿自美國RAM的MK-49。

(上與下)出現在華羅庚號艦首的新型HQ-10短程防空導彈發射器,此為24聯裝構型,

外型與美國RAM的MK-49發射器類似,但體積與裝彈量較大。 

(上與下)華羅庚號艦尾的HQ-10短程防空導彈發射器,此為18聯裝構型,後來用於遼寧號航空母艦。

056護衛艦上的八聯裝HQ-10短程防空導彈發射器。

在2008年第七屆珠海航天展上,中國航天科工集團首度展出一種名為FL-3000的艦載短程防空導彈系統,無論導彈彈體氣動力設計(前部一對控制面、彈尾十字形控制面)、導引方式 (反輻射歸向加上被動紅外線導引,導彈前部設有兩支輻射歸向接收天線)都仿照美國RAM公羊短程防空 導彈,甚至其24聯裝發射器都明顯模仿RAM的21聯裝MK-49發射器,因此FL-3000又被外界稱為「山寨版RAM」 。

根據歷次珠海航展,FL-3000不斷在進行精進與研改:以2010年第八屆珠海航展展出的FL-3000N為例,與前次相較的最重要改進,就是捨棄原本的助推火箭設計,改用單一助推/續航火箭,最大射程也從前次展出時的9km增為10km以上。依照中國航天科工集團在航展中公布的資料,FL-3000N採用與RAM相同的紅外與被動輻射雙導引體制,最大射程超過10km,具備多發齊射、發射後鎖定與射後不理能力,連續兩枚之間的發射間隔不超過3秒,能攔截各種超音速、次音速掠海反艦 導彈。

依照中國航天科工集團的資料,FL-3000N導彈彈體長2m,直徑120mm,比美國RAM(全長2.79m,直徑12.7cm)小一些。由FL-3000N的控制面構型以及前部兩根輻射歸向天線來看,顯然與美國RAM一樣採取滾轉式飛行(最初RAM採取自轉的目的是透過旋轉,讓前部輻射歸向天線以及紅外線尋標器快速完成圓周掃描)。此外,中國航天科工也表示,FL-3000N具有紅外成像與反輻射歸向並用,以及全程由紅外成像單一制導這兩種模式,意味著FL-3000N的紅外線熱影像尋標器擁有良好的偵測能力;美國第一代RAM Block 0由於當時紅外線尋標器性能不足,才必須增加反輻射歸向模式進行先期導引,使目標能順利進入紅外線尋標器的有效距離與視角範圍進行終端鎖定;一旦遇上如挪威製企鵝反艦導彈這類不採用雷達導引的反艦導彈,接戰起來就會很吃力,而隨後的RAM Block1就換裝新的紅外線熱影像尋標器,從此具備只靠紅外線尋標器就能追蹤、鎖定目標的能力。

除了艦載之外,中國航天科工集團也推出了FL-3000的地面版本,供地面據點的短程防空自衛之用。

江湖級護衛艦長治號(519)安裝24聯裝HQ-10發射器進行測試。

2017年12月上旬解放軍「藍劍杯」海軍導彈專業競賽中,一艘056護衛艦發射HQ-10導彈

的瞬間。上圖中,先將發射管前方的蓋子拋出,然後導彈才點火射出(下圖)

 

 而FL-3000N的中國海軍自用型號為紅旗-10(HQ-10)。依照日後的資料,HQ-10是中國海軍在21世紀初期規劃的艦載末端防空導彈武器系統,由中國航天科技集團公司第八研究院研制,2007年批准立項。HQ-10艦載採用被動微波和紅外複合制導方式;在2006年6月19日,還處於預研階段的HQ-10(尚未立項)在江蘇連雲港圓滿完成先期關鍵技術的驗證性試驗,驗證了被動輻射歸向到紅外線制導的空中交班、雙模導引頭穩定截獲目標、跟蹤目標等關鍵技術驗證等,證實此一雙模式導引機制能穩定截獲並跟蹤目標,為後續研製與正式立項奠定良好基礎。由於HQ-10導彈系統的關鍵技術早早獲得突破,意味接下來全系統研製成功已經有了充分的把握,完成研製工作只是時間問題而已;也因此,當時中國改裝瓦良格號航空母艦(後來的遼寧號)的總體深化方案設計在2007年完成時,就已確定採用HQ-10導彈系統。而052D型和055型導彈驅逐艦(2009年左右立項研製)以及056、056A輕型護衛艦在2000年代末期立項時,也都確定採用HQ-10導彈武器系統。

由於在2000年代後期中國海軍武器裝備呈現爆發式的發展,中國海軍已有的綜合武器試驗艦試驗任務繁重,無法充分滿足HQ-10導彈系統的海上試驗需要,因此中國海軍遂將老舊的053H江湖級護衛艦長治艦(519)轉隸給海軍試驗基地,彌補綜合試驗艦時間滿檔的缺口;因此,HQ-10在長治艦進行了海上試驗(使用24聯裝發射器構型),並在2011年完成海上定型試驗。華羅庚號試驗艦在2011年改裝完成時,才裝置了海紅旗-10。HQ-10在測試期間曾發現與船艦系統有若干電磁兼容性問題,這是因為HQ-10採用被動微波歸向,比較容易受到船艦上電磁發射裝置的干擾。依照中國方面宣稱,HQ-10可以攔截飛行高度1.5m到10m的來襲導彈,於10秒內鎖定目標,對於防空導彈系統未能攔截的低飛目標反應十分快速;此外,HQ-10設計時也考慮到射擊水面高速快艇或漂雷等目標。

紅旗-10有三種發射器構型,遼寧號航空母艦裝備18聯裝構型的HQ-10發射器,2012年5月底首度下水的056型護衛艦裝置一座八聯裝構型的HQ-10發射器 ,而同樣在2012年下旬首度下水的052D導彈驅逐艦則配備一座24聯裝構型的HQ-10導彈發射器。 

不過,中國後續批次054A導彈護衛艦更新設備時,並未換裝HQ-10艦載末端防空導彈武器系統,這是全面綜合考量的結果。整體布局上,HQ-10導彈發射器較為合理的位置在直升機庫上方,但054A艦該處已經布置衛星通信天線和兩部配套HQ-16防空導彈的末端照射器等電磁設備,沒有空間再安裝紅旗-10導彈發射器。此外,HQ-10防空導彈武器系統的被動微波波段與艦上某設備會產生干擾,在兩個設備同時工作時必須進行電磁兼容管理(同時間只能擇一運作),可能會貽誤戰機。而在作戰效能上,以054A原有的防空武器配置,是否加裝HQ-10的差別也不顯著;054A搭載的HQ-16防空導彈是專為攔截中/近程目標而設計,擁有良好的超低空攔截能力,能有效對付掠海反艦導彈,作戰空域幾乎完全覆蓋HQ-10的範圍,例如HQ-16的低界(最低攔截高度)與HQ-10基本一致,遠界(最大攔截距離)與高界(最大攔截高度)則顯著大於HQ-10;而HQ-16的近界(最低攔截距離)的盲區又可被730/1130近防火砲完全覆蓋;反觀052D型導彈驅逐艦則與此不同,052D型艦在設計時,配套的中程防空防空導彈尚未立項研製(等到055才配置),而艦上搭載的HHQ-9遠程防空導彈與730/1130近防火砲在作戰空域上也存在盲區(HHQ-9的殺傷近界較大,近防火砲射程無法全面覆蓋),故裝備HQ-10導彈武器正好填補此項不足。在全面通盤分析後,054A後續艦放棄了改裝HQ-10導彈系統上艦的方案。

 

遼寧號航空母艦在實彈演習中發射HQ-10防空導彈的畫面。攝於2016年12月下旬。

893號試驗艦

舷號893的實驗艦,用於測試水下作戰裝備如水雷、魚雷、聲納、載具等。

由艦尾看893艦,注意艦尾的大型吊車。

在2011年11月上旬,中國建造中的第三艘武器試驗艦的照片曝光, 由安徽蕪湖造船廠建造,在2012年10月底交付。與用來測試主戰艦艇裝備的畢昇、華羅更號不同,893艦主要負責驗證與控制水中、水下裝備,包括魚雷、水雷、聲納以及水下載具等;為了進行相關裝備的測試與控制工作,893試驗艦能與其他艦艇組成海上測控網。893艦並沒有裝置 導彈、火砲與射控雷達,艦首與艦尾各有一巨大型吊車,用來收放測試的水下裝備。