主题：【原创】打造宙斯之盾（上） -- 晨枫

2009年10月10日，在费城的特拉华河上，一艘灰色的大型军舰正在举行入役仪式。这艘名为“韦恩迈耶”号（舷号DDG108）的军舰是第58艘“伯克”级驱逐舰，装备有第100套“宙斯盾”系统。军舰为之命名的韦恩迈耶海军少将被誉为“宙斯盾之父”，2009年9月1日去世，没能看到以自己名字命名的军舰加入舰队。但在一年前的2008年10月18日的下水仪式上，妻子安娜·梅·迈耶亲手在舰首敲碎香槟酒瓶时，韦恩·迈耶也在场。他是美国海军中仅有的两个的还活在世上就受到军舰命名殊荣的海军将领之一，另一个是“核动力之父”海曼·里科弗海军上将。其他以还活着的人命名的军舰大多是总统、高级政客或者海军作战部长（相当于海军司令）之类，如“布什”号航母（以老布什命名）、“卡特”号核潜艇、“斯坦尼斯”号航母（约翰·斯坦尼斯是41年的超级老资格参议员）、“伯克”号驱逐舰（阿利·伯克是前海军作战部长）等。

“韦恩·迈耶”号驱逐舰正在驶向入役仪式

特拉华河上的消防船喷放水炮，为仪式增加气氛

海军仪仗队在授旗仪式上

舰上官兵向舰旗敬礼

舷号108的“韦恩·迈耶”号成为美国海军第58艘“伯克”级驱逐舰，也是仅有的两艘以还健在的海军将领命名的军舰之一，另一艘是“里科弗”号核潜艇

“韦恩·迈耶”号的徽章

第二次世界大战后，美国海军形成了以航母为核心的海战体系。为了对抗这个强大的体系，苏联海军着力发展反舰导弹，尤其强调饱和攻击，不光对美国航母战斗群形成巨大的威胁，也对水面舰队的存在价值提出巨大的挑战。

早期的反舰导弹实质上就是无人驾驶、自动制导的轻型喷气式自杀飞机，所以传统上用于舰队防空的措施都继续有效。进攻是最有效的防御，舰载战斗机在远离舰队的地方建立防空保护圈是最有效的舰队防空，在远距离上消灭敌方发射反舰导弹的水面、水下和空中平台是最彻底的反导。但随着反舰导弹射程的迅速增加，空中保护圈急速扩大，天网恢恢，难免一漏，所以舰载防空手段急需跟上。传统的高炮有射程近、命中率低的问题，所以战后美国海军启动了“胡蜂”计划，大力研制第一代舰载防空导弹， “黄铜骑士”、 “猎犬”、“鞑靼人”防空导弹先后列装美国海军的各种舰艇，填补高炮和战斗机之间的防空间隙。

KS-1这样的反舰导弹实际上就是无人驾驶的小型喷气机

但挂上这样的重磅无人神风敢死队的图-16在世界的大洋上晃荡，也是很令美国海军忧心的

“加尔维斯顿”号巡洋舰是最先改装“黄铜骑士”舰空导弹的美国军舰之一，迈耶曾担任枪炮长，成为美国海军中实弹发射“黄铜骑士”最多的一人，从中掌握了丰富的导弹使用经验

但是“黄铜骑士”这样的双发倾斜发射架对付饱和攻击还是不行

随着苏联海军的反舰导弹和饱和攻击战术的高度发展，防空导弹的传统的倾斜发射方式遇到了瓶颈。传统的防空导弹是吊挂在倾斜的导弹发射架上的，在发射前转向目标方向，然后发射。这样的发射方式有助于导弹及早截获目标，也最大限度地减少了导弹的转向需要，很是适合早期导弹需要“帮一把”的特点。但倾斜发射架重新装弹慢，发射前指向目标也需要一定的时间，面对黑云压城的饱和攻击会来不及反应。更大的问题在于雷达。传统的机械扫描雷达的数据更新慢，不利于及时发现和跟踪大量的空中目标。另外，传统的搜索雷达、跟踪雷达、火控雷达都是分开的，搜索雷达要求最大的探测距离，跟踪雷达要求最精细和最灵敏的波束，而火控雷达要求提供稳定和强力的照射。舰上空间有限，搜索雷达能够公用，只要一台就够了；跟踪和火控也可以合一，但通常一艘军舰只能安装2-4座跟踪-火控雷达，更多就没有合适的安装位置了。由于第一代防空导弹大多采用指令制导、驾束制导或者半主动雷达制导，需要火控雷达的稳定照射，有限的跟踪-火控雷达成为制约反导火力密度的瓶颈。为此，美国海军在20世纪60年代初展开了新一代舰载防空系统的研制，几经周折后演变成今天众所周知的宙斯盾系统，韦恩迈耶被委以重任，成为宙斯盾之父。

韦恩迈耶出身于密苏里的农民之家，小时候在8个年级共用一间教室的乡村学校里读书。20世纪30年代大萧条后，迈耶一家背井离乡，姐姐就成为他的老师。中学里，聪明、勤奋的韦恩受到乡村女教师的重点辅导，成为学校的最优生和学生会主席。1943年1月，韦恩迈耶通过美军征兵考试，17岁就加入海军，被直接保送肯萨斯大学攻读电气工程强化课程，主修通信。1946年1月，刚刚毕业的迈耶作为海军少尉正式入伍，但马上被送到麻省理工学院进修11个月的雷达课程，顺手在麻省理工又拿了一个电气工程学位，主修电子。毕业后，麦耶到“古德里奇”号雷达哨舰（专用于放哨的驱逐舰）上服役，20岁不到就获得值更官的资格。迈耶所在军舰在地中海服役期间，见证了希腊内战和以色列独立战争。接下来，迈耶被派往远东，在日本和中国海域游弋。1949年战上海时，迈耶所在的“斯普林菲尔德”号巡洋舰正好停泊在黄浦江口，这是最后一艘离开解放军控制水域的美国军舰，也是他和中国的唯一缘分。“斯普林菲尔德”号一回国，就开到旧金山海军基地退役赋闲了。此后，迈耶在学校进修、教官、海上指挥职务、舰队总部参谋职务之间交替，直到回到麻省理工学院再次学习12个月，成为最早的航空航天硕士之一。新科硕士迈耶受命到“加尔韦斯顿”号巡洋舰担任枪炮长，负责改装“黄铜骑士”防空导弹事宜，以后成为美国海军里发射“黄铜骑士”导弹最多的人，不仅在学校里打下扎实的理论基础，对导弹和防空也有大量的第一手实际经验。

谁也不会想到，这个密苏里农村出来的乡巴佬会成为美国海军水面舰队的再生之父

海军少将韦恩·迈耶

为了改进第一代防空导弹和应对苏联的饱和攻击战术，1963年，美国海军任命里奇海军少将领军新一代舰载防空系统事宜，美国海军部长科斯签署命令把迈耶海军中校调来负责工程设计方面。在此之前，迈耶负责将30艘装备“猎犬”防空导弹的军舰从模拟式火控系统改装为数字式，获得很大的成功。但这时迈耶面临一个难关：有一个机会去当一艘驱逐舰的舰长。对于海军军官来说，担任舰长是非常重要的一步，在美国海军军官中，只有38%有望担任驱逐舰舰长，这是晋升上校乃至将军的垫脚石。但迈耶毅然放弃了舰长的诱惑，继续先进武器系统的研制。功夫不负苦心人，在40岁那年，迈耶晋升为海军上校，1970年，迈耶升任负责宙斯盾系统的研制。

在宙斯盾之前，美国海军已经在研制“巨人”系统，用于取代“黄铜骑士”、“猎犬”和“鞑靼人”。“巨人”系统的关键在于AN/SPG-59相控阵雷达和采用TVM制导的防空导弹。

雷达好比探照灯，只不过把光变成电磁波。传统雷达用抛物面天线聚焦，既增强发射波束的强度，也提高接收的灵敏度。但抛物面天线必须用机械扫描，才能监测广大的空间。相控阵雷达换一个思路，不用单一的抛物面天线，而是把众多的发射-接收单元排成阵列，好像一大捧集束手电筒一样。单个的手电筒的光亮自然比不上探照灯，但众多的手电筒捆绑使用，光强还是很可观的。更大的好处是，这些手电筒可以捆绑起来增加探测距离，也可以分散使用，同时照亮众多的角落。对于反饱和攻击作战来说，这就是说，相控阵雷达可以随时根据需要在探测距离和多目标跟踪之间达到最优平衡，并且可以用同一座雷达达到搜索、跟踪、制导等多种功能，极大地便利了舰上的布置。

抛物面天线（左）和相控阵天线（右）的对比，前者用聚焦形成单一波束，后者用移相器形成多个波束

相控阵天线不是众多小天线的简单叠加，里面还是蛮复杂的

当然，相控阵雷达不是众多机械扫描天线的简单叠加，而是用对每个发射-接收单元的电磁波的相位控制来实现波束的集中和分散，所以称为相控阵。由于波束的偏转是用电磁方法实现的，相控阵雷达也称电扫雷达。如果采用单一发射单元并通过电磁方法将发射信号分配、馈送到各个发射-接受单元，那就是被动相控阵雷达；如果每个发射-接收单元自主产生发射信号，那就是主动相控阵雷达。主动相控阵雷达比被动相控阵雷达更加复杂，但可靠性较高，个别发射-接收单元故障不至于使得整个雷达失效。相比之下，被动相控阵雷达的发射单元要是故障，整个雷达就瞎了。主动相控阵雷达也便于通过增减发射-接收单元使雷达性能和军舰的大小、要求、造价更加匹配。

TVM制导的全称是Track Via Missile，意为通过导弹的制导。这是介于指令制导和半主动雷达制导之间的一种制导方式。火控雷达照射目标导致回波反射，导弹接收到反射的回波后，把接收到的回波信号发给地面（或军舰）上的控制站，由控制站解算制导轨迹，并用无线电发送回去，引导导弹拦截目标。TVM解决了几个问题：

1、 制导计算由地面（或军舰）上的控制站进行，所以弹载设备比较简单

2、 地面（或军舰）上控制站的制导计算可以远比弹上解算复杂，有利于提高制导精度和抗干扰

3、 对方的电子干扰对不同位置接收站的效果不同，控制站可以比较地面（或军舰）接收到的回波和弹上接收到的回波，进一步提高抗干扰能力

4、 由于所有导弹的制导都是统一解算，控制站可以避免多枚导弹攻击同一目标，或者有意集中火力重复打击重点目标

5、 由于发射站、接收站和控制站分开，可以实现异地发射、异地控制、集中指挥

驾束制导的射程越大，波束越宽，制导精度越糟

雷达半主动制导的导弹里目标越近，信号回波越强，制导精度越高

TVM好比半主动雷达制导，但把制导和控制计算搬到地面站了

最有名的TVM制导导弹就是美国的“爱国者”

但是“巨人”计划的雄心太大，很快遇到不可克服的技术困难，成本、可靠性和功耗远远达不到要求，在1963年12月下马了。

不过计划下马了，苏联的饱和攻击威胁还在那里，而且是越来越大。美国海军很快启动了先进水面导弹系统（简称ASMS），在1969年12月重新命名为宙斯盾计划。有意思的是，宙斯盾不是什么花里胡哨的计划名字的缩写，而是1969年美国海军内部命名竞赛的结果，就是希腊神话里大神宙斯的盾牌的意思。

早在迈耶还在里奇手下工作的时候，美国海军部长科斯另外召回已经退役的前海军军械局长威辛顿海军少将，责成他研究评估“巨人”计划下马后美国海军接到的好几份备选方案，并为下一代防空系统提出建议。1965年5月15日，威辛顿海军少将提交了研究报告，建议新一代防空系统采用

一台S波段被动相控阵搜索和跟踪雷达

6台X波段火控雷达

数字式火控计算机

海军战术数据系统（现代数据链的前身）

“标准”防空导弹

双臂倾斜发射架

威辛顿的报告还建议采用单一总承包商负责，而不是由海军按分系统多头联系。

毫无疑问，威辛顿尽量采纳了“巨人”计划的技术优点，但大大缩水以降低技术风险和成本。相控阵搜索和跟踪雷达可以满足抗饱和攻击的情报需要，并可以为导弹的中继制导提供支持。单设的火控雷达可以降低将火控雷达综合到相控阵雷达的技术难题。半主动雷达制导的“标准”防空导弹尽管不能和TVM相提并论，但也具备中段引导能力，可以在相控阵雷达的引导下接近目标，再转入火控雷达精确照射下的末端半主动雷达制导。由于火控雷达只需要照射很短的时间，而不需要在导弹离架后全程照射制导，大大解放了火力通道不足的问题。中继制导还便于多目标交战时的统一指挥，有利于按照威胁优先级别分别拦截，并减少多枚导弹攻击同一目标的问题，或者引导多枚导弹重点攻击某一目标。双臂发射架虽然不尽理想，但比当时流行的单臂发射架的射速要高一倍。更重要的是，新防空系统采用数字式火控计算机，可以对空中大量目标迅速分类、鉴别，并指定威胁优先等级，结合防空导弹的中继制导能力，控制防空导弹和舰炮按远近高低轻重缓急分别拦截。

“标准”导弹和Mk26双臂发射架成为70年代美国海军的标准装备，也被第一代“宙斯盾”所沿用

但“宙斯盾”最厉害的地方在于C4I一体化

这样的作战指挥中心在80年代是超时代的，这是“文森斯”号的作战指挥中心，就是把伊朗A300客机打下来的那个家伙

更重要的是，新系统是从导航、情报、探测、决策、火控、武器、反制的一体化系统，甚至包括故障自检和系统重组、仿真训练功能，而不是分别设计然后组合。这样的系统工程方法使系统效能在实用层面上达到最优，而不拘泥于部分系统的理论性能，这在今天已经成为标准的工程方法，但在20世纪60年代，这是先驱性的。

1969年，RCA的导弹与水面雷达分部被指定为总承包商，以后RCA的导弹与水面雷达分部被转手给通用电气的政府电子系统分部，1992年，通用电气的政府电子系统分部和航空分部被转手给马丁-玛丽埃塔公司，1995年马丁-玛丽埃塔被洛克希德购并，今天成为洛克希德-马丁的一部分。至于RCA，今天只有在超市的廉价音视器材上才能看到这个名字。

这期间国防部长麦克纳马拉曾有意把美国海军的ASMS计划和美国陆军的“爱国者”防空导弹计划合并，达到最大程度的共享技术，但最后由于两家要求的高度不同而放弃了。“爱国者”采用了ASMS放弃了的TVM制导。

1970年迈耶接手主管宙斯盾计划的时候，他不仅具有丰富的海上经验，对复杂武器系统的研制和集成也很熟悉。他不仅能挽起袖子实干，还善于在海军高层和五角大楼里周旋，确保官僚和工蚁们各得所需。作为项目主管，迈耶严格贯彻系统工程的原则，不厌其烦地确保所有部门都明确各自的要求、在总体中的地位和部分对总体的作用。他将系统分解为三个功能划分：探测、指挥和交战，所有功能划分都要围绕5个设计原则：

1、 反应时间

2、 火力

3、 抗干扰和环境、气候影响

4、 战备性

5、 覆盖范围

但是迈耶更大的贡献在于系统、严谨的工程测试。测试不仅用于在各种条件下验证基本工程设计，还用于获取可靠性数据，作为用户制定检修计划的依据。自从20世纪50年代以来，复杂的电子技术越来越多地应用于军事装备。一是由于电子技术本身不成熟，早期系统有很多可靠性问题；二是由于缺乏系统、严谨的测试，很多系统实际上按照今天的眼光来看不像实战装备，更像实验室里拼凑的东西，往往在列装之后需要大量的调试、维修、升级才能真正形成实战能力。这个问题在系统复杂性极大提高后尤其显著，单个分系统测试符合要求，但系统集成问题没有考虑周全，全系统一起工作就互相打架。测试不足的另一个方面是贪大求多，一次试验里要求测试很多项目，结果试验设计只能面面俱到，难以达到极限测试的目的。

迈耶打破过去武器系统研发中重设计、轻测试的坏习惯，强调严格渐进、少造多试的测试原则，研制一点，测试一点，吸取教训，继续前进，而不是把所有部分都闭门造车研制好了，然后心存侥幸地一股脑总体测试，希望能一下子通过。事实上，宙斯盾的计划进度节点就是按照部分和总体的测试进度来制定的，设计、研制成功不算数，只有系统地测试成功了才算数。

系统的高度复杂和严格的测试要求使得宙斯盾系统的成本急剧攀升，面临国会强大的压力。迈耶坚持原计划的单一总承包商方针，拒绝开放竞标，以保证研发的连贯性和质量控制的一致性。另一方面，迈耶坚持标准，绝不放水，同时顶住了来自国会和厂商的压力，但又“斗而不破”，保证项目的继续进行，并且最终按时按预算地完成了研发，打破了20世纪50年代以来重大军工项目超时超支的坏传统。迈耶的率直和执着为他赢得了极高的声誉，他的工作得到了美国海军的赏识，在1975年晋升为海军少将，1977年开始了任期13年之久的第一任宙斯盾造舰计划的负责人生涯，启动了美国海军战后最大的造舰计划。

• 【整理】西河文萃第31期 2010年07月30日