RIM-116“拉姆”导弹
RIM-116导弹(英语:RIM-116 Rolling Airframe 导弹,简称:RIM-116 RAM,译称:RIM-116 “拉姆”)是一种部署在各类海军舰艇上的近程对空导弹系统。该导弹采用被动雷达寻的和红外寻的复合制导模式,主要被美国、德国、韩国等国家的海军使用。
1967年,以色列海军“埃拉特”号驱逐舰被“冥河”导弹击沉与1982年英国海军“谢菲尔德”号驱逐舰被“飞鱼”导弹击沉的案例使水面舰艇的生存性堪忧,这些教训震撼了世界各国海军。RIM-116是由通用动力波莫纳(Pomona)和山谷系统(Valley)两个部门根据1976年7月与丹麦和西德达成的协议开发的。随后丹麦退出了该计划,但美国海军作为主要合作伙伴加入其中。
1987年,“拉姆”导弹获批准继续开发。1990年初,在进行评估后,RIM-116在1992年宣布在美国海军服役,最初在贝里琉号两栖攻击舰上投入使用。1998年11月,美国和德国签订了《第一类开发谅解备忘录》,将发展升级版RAM导弹的范围和资金纳入其中。按照协议需求只需要对“拉姆”Block1导弹的软件进行升级。就可以让“拉姆”识别并攻击包括直升机、飞机、水面舰艇在内的更多目标。到1999年为止,已经制造了大约1000枚RIM-116A导弹(包括德国海军的400枚),此后生产转向 RIM-116B 与BlockII版本。
RIM-116导弹的设计除了被动雷达导引头和折叠尾翼、舵翼等零部件为新研制以外,其他零部件基本上都是从美军现有导弹移植过来的。RIM-116弹长2.82米,弹径127毫米,翼展434毫米,发射质量73.6千克,速度2.5马赫,最大射程9.6千米,沿用了美军AIM-9“响尾蛇”空空导弹的Mk36固体火箭发动机、WDU-17B型破片战斗部和MK20 Mod0近炸/触发引信。关键的制导、控制部分移植于“毒刺”便携式防空导弹的双色导引头和专门为其新研制的被动雷达导引头。
发展沿革
研发背景
1967年,以色列海军“埃拉特”号驱逐舰在中东战争中被“冥河”导弹击沉事件令各国海军忧心忡忡;1982年,英国海军“谢菲尔德”号驱逐舰在马岛战争中被“飞鱼”导弹摧毁事件使水面舰艇的生存雪上加霜。这些惨痛的教训惊醒了世界各国海军;为了确保水面舰艇不受反舰导弹的攻击,除在远程上用软杀伤手段进行诱骗、在中程上用硬杀伤武器进行拦截外,还必须在近程上构筑一道防御屏障,以便摧毁漏网或突防的反舰导弹。
反舰导弹对舰船的威胁有增无减。对仅由舰炮构成的内层防御系统来讲、其反导体系就显得非常脆弱。特别是在1970年代中期,美国海军舰艇对低空飞行的巡航导弹没有足够的防御能力。于是,美国、德国、丹麦等国家开展合作,针对反舰导弹的点防御系统,进行舰空导弹开发,这便是后来的RIM-116导弹。
研发历史
RIM-116是由通用动力波莫纳(Pomona)和山谷系统(Valley)两个部门根据1976年7月与丹麦和西德达成的协议开发的。随后丹麦退出了该计划,但美国海军作为主要合作伙伴加入其中。
为了节省成本,“拉姆”在设计中就使用当时现有的其他几种导弹的组件,包括AIM-9响尾蛇导弹的弹头和FIM-92毒刺防空导弹的红外导引头。其测试型号XRIM-116于1978年首次试射。
1979年,在北约合作框架下,美国与当时的西德政府为了对付反舰巡航导弹威胁,决定在两国政府和企业间开展全方位合作,联合生产“拉姆”舰载反导弹武器系统。同年6月,通用动力公司获得了全面开发合同,实验训练弹被称为XRTM-116A。在1980年代,XRIM-116A遇到了许多开发问题,尽管在1982/83年进行了几次成功的拦截测试。
1987年8月、美、德签订了生产研制“拉姆”导弹的谅解备忘录。为了管理和实施项目,美德两国在华盛顿设立联合项目办公室,其成员分别来自美国海军海上系统司令部、德国海军、德国联邦防务技术和购置办公室。雷神公司与德国“拉姆”导弹系统集团为主合同承包商,RAM最终获批准继续开发和生产。XRIM-116A前30枚于1985年生产完工,在1990年初进行评估,并于1992年11月14日在贝里琉号两栖攻击舰上投入使用。
1993年,升级版RIM-116B RAM Block I(有时称为RAM II)的开发工作开始。除了 RIM-116A 的 RF/IR 制导模式外,RIM-116B 还具有新的“全程红外制导”制导模式。“仅红外”模式用于对付不发射可探测红外辐射的威胁。第二个新选项称为 IRDM(红外双模启用)。在该模式下,RAM在启用红外制导的情况下发射,但当目标辐射足以进行制导时,可以切换到被动雷达制导。
1995年 10月,美国首次从贝里琉号两栖攻击舰(LHA 5)成功发射了RAM舰空导弹。
1998年11月,美国和德国修订了《第一类开发谅解备忘录》,将发展升级版RAM导弹的范围和资金纳入其中。按照协议需求只需要对“拉姆”Block1导弹的软件进行升级。就可以让“拉姆”识别并攻击包括直升机、飞机、水面舰艇在内的更多目标。
到1999年为止,生产方已经生产大约1000枚RIM-116A导弹(包括德国海军的400枚)。2000年1月,相关部门作出了全速生产决定。截至2000年3月,RAM Block I已安装在两艘船坞登陆舰(LSD)上,按照美国海军装备计划要求,在2001年至2006年间在多艘舰艇上装备Block I,这些军舰包括8艘哈波费里级船坞登陆舰、3艘斯普鲁恩斯级驱逐舰、12艘航空母舰、7艘直升机登陆舰(LHD)和12艘新建造的圣安东尼奥级两栖船坞登陆舰。
在2005年到2006年,负责RIM-116开发的部门开始研发RAM Block 2版本。Block 2具有四个结构被换成了两个可移动的鸭翼,40%的大鸭翼,以及直径为14.6厘米(5.75英寸)的新型助推/维持火箭发动机。更改后大大提高了导弹在射程和机动性方面的运动学特性。导弹在2008进行飞行测试,并在2011进行初步部署。
2017年,美国海军透露了进一步升级RIM-116C RAM Block II导弹的计划,旨在提高导弹在应对复杂多导弹袭击时的能力。该升级被称为RAM Block IIB(ECP),将提供升级的导引头和导弹间数据链,以应对新出现的复杂突袭威胁。与此同时,2019年6月,雷神导弹系统公司披露,美国海军已在加州中国湖海军空战中心完成了一系列改进型RAM Block 2A导弹的制导飞行试验。
基本设计
总体结构
RIM-116导弹的设计除了被动雷达导引头和折叠尾翼、舵翼等极少数零部件属新研制以外,其他零部件基本上都是从现有导弹移植过来的。导弹弹长2.79米,弹径127毫米,翼展434毫米,发射质量73.6千克,速度2.5马赫,最大射程9.6千米,沿用了美军AIM-9“响尾蛇”空空导弹的Mk36固体火箭发动机、WDU-17B型破片战斗部和MK20 Mod0近炸/触发引信。RIM-116导弹关键的制导、控制部分移植于“毒刺”便携式防空导弹的双色导引头和专门为其新研制的被动雷达导引头。
RIM-116导弹的尾翼与舵翼都是折叠的,发射后弹出。导弹的储运发射箱内有螺旋导轨,使导弹射出后获得初始旋转。在尾翼的作用下,导弹会在飞行途中始终以恒定的角速度逆时针方向旋转(从后部看去向左)。与常见到的鸭式布局导弹不同,RIM-116弹体前部只有一对鸭式舵翼。这种控制方式其实就是便携式防空导弹上广泛采用的“单通道滚转控制”。
RIM-116早期型号的最大有效射程约为9.6公里,Block 2导弹的最大有效射程为15公里。RAM在多数情况下用于拦截掠海导弹。从发射测试中其命中率能达到95%。
动力系统
RIM-116导弹沿用了美军AIM-9“响尾蛇”空空导弹的Mk36固体火箭发动机,最大飞行速度2马赫,机动过载20g。
拉姆导弹的Mk112 Mod 1少烟火箭发动机实际上就是“响尾蛇”Mk36发动机的变体,只是对壳体进行了稍微改进,增加了机电安全发火机构。该发动机质量为45kg,长约1828.8mm, 装填了约27.27kg的HTPB推进剂,质量比为0.64, 总冲为63.15kN·s,比冲2256m/s, 喷管数量为1。
战斗部
RIM-116 RAM导弹弹头采用光学引信(有源光学目标探测器/AOTD),该接触引信位于控制部分,也就是在撞击目标时引爆弹头。RIM-116 RAM导弹采用了无源射频(RF)和红外(IR)传感器(双模式制导功能),可以对各种入侵威胁进行跟踪制导。RIM-116 RAM导弹最初是使用当时现有的AIM-9响尾蛇导弹组件和STINGER红外频率导引头开发的。RIM-116导弹采用“响尾蛇”导弹的战斗部和近炸/触发引信,也就是连杆式战斗部(重10.9千克)和近炸/触发引信;可保证即使在未直接命中的情况下,只要是在战斗部的有效杀伤半径内,9.09千克的高爆破片战斗部仍会对目标产生毁灭性打击。
制导系统
RIM-116导弹的导引头集成到一起的控制部分也沿用了“毒刺”的大量部件,用于“拉姆”导弹上的这种导引头的光学孔径被加大,增强了集光能力,冷却系统也有所改进。该导引头还采用了当时最先进的可预编程全数字化处理器,能够针对新威胁对导弹进行装定和升级。该复合制导系统是导弹的核心,其价格占全弹价格的80%以上。RIM-116导弹采用被动雷达/红外复合制导模式,命中误差通常仅几厘米。RIM-116导弹在舰上就能探测接收反舰导弹的雷达波,其被动雷达导引头上装有一宽带接收机,能接受Ⅰ和J波段电磁波辐射,发射前由ESM等舰载系统自动选择,发射后由弹上程序自动选择。“拉姆”导弹的雷达导引头视场比较大,因而对发射时的方向误差不敏感,甚至具有在拐弯处发射的能力。即使在发射导弹的瞬间目标被舰船的上层结构所遮蔽,也同样可与目标交战。
在制导末段,导弹由被动雷达制导转为红外制导,原被锁定在导弹轴线方向上的红外导引头解锁,开始根据弹载计算机的指令进行扫描,无论导弹的姿态如何,红外导引头都能正确地捕获、跟踪目标的中心、因此,只要以瞄准线为基础,用计算机控制前置角不变并生成修止指令发送到舵机,就能进入比例导引航线。
得益于被动雷达/红外复合制导模式,“拉姆”系统的优势十分明显。在当时而言,它是第一种具备“发射后白行截获/锁定目标”和“发射后不管”能力的导弹。它既可从一个方向,也可从多个方向拦截多批次的反舰导弹,包括波浪式突击、跟进队形、俯冲和机动攻击等多种“饱和攻击”模式的来裴目标。整个作战过程不需要舰上作战指挥系统进行复杂的解算和制导/控制,只需要向“拉姆”系统发送目标的粗略方位、来袭方向、飞行高度和批次等简单的参数,即可由导弹向预定范围内搜索并实施拦截。而且,“拉姆”对舰载火控系统的要求低。
发射器
“拉姆”导弹的发射器在开发初期是EX-144,可装24枚导弹,后来因质量太大等问题改为目前装21枚弹的MK49。虽然MK49的体积比装弹量仅8枚的MK29“海麻雀”导弹发射箱还要小很多,这就很便于在中小型的舰艇上安装而不过多地占用甲板空间。当然,MK49发射器能设计得如此紧凑是与RIM-116导弹的简单小巧密不可分的。
MK49的基座固定部分(旋转、俯仰驱动组件)采用“密集阵”近距武器系统的MK16底座,壳体由玻璃钢制造。发射器装弹后总质量达5.8吨,旋转半径3.27米,旋转角360度,俯仰角-25~+80度。发射架侧面有用于装填、测试的控制开关箱。甲板下面装有发射架伺服控制单元、接收武器控制系统作战指令(目标方位数据)的发射架控制接口单元和璧挂式武器操纵台。这些控制器中,“拉姆”武器操纵台与作战情报中心和指令与数据处理中心整合在一起,可选择自动操作、半自动或手动操作。
“拉姆”发射器除标准的MK49外还有两个选择方案,一是仅装10枚导弹的小型箱式发射架(左右两个发射箱内各装5发),即备选发射架系统;另一个是“北约海麻雀”的装8枚导弹的MK29发射架的改进型,每一个格内装5枚“拉姆”导弹。后者尚未进入实用阶段。
发射平台
性能数据
衍生型号
使用情况
美国使用情况
1990年1至4月间,相关部门对RIM-116A在假想海战场环境下的作战性能展开了系统地评估。此次评估重点为考察“拉姆”导弹系统在未来高技术战争中的表现能力。评估结论为Block 0具备有效适应未来海上作战的潜能。同时,指出它在操纵控制、处理应付各种战术与战场环境条件、面对全光谱威胁方面有明显的能力缺陷。经过反复改进和试验,“拉姆”Block 0在拦截射频制导反舰巡航导弹方面确实表现不凡。1993年初美海军先后发射RIM-116A导弹31枚,全部100%击中目标。1994 ~1995年德国海军也进行多次试验,发射8枚“拉姆”Block 0均命中靶标。
从1992年“拉姆”导弹系统开始装舰服役至2002年,已有50多艘美国和德国舰船装备了“拉姆”导弹系统。1993年美方己花费约8600万美元购进500枚Block 0,1996 ~1999财年美国国会批准海军买进655枚。从1993年至2002年,美国海军装备RIM-116A的军舰如下:全部现役6艘大型“黄蜂”级两栖攻击舰〔LHD)、所有5艘“塔拉瓦”级两栖攻击舰(LHA)、8艘“惠德贝岛”级和“哈泊斯费里”级船坞登陆舰〔LSD)、8艘“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰。“小鹰”号也在试装“拉姆”导弹系统,至少2艘以上“佩里”级导弹护卫舰在2001 ~ 2002年内完成安装。
2007年至2012年间,RIM-116升级出衍生型号RIM-116C RAM Block II,并于2014年8月交付给美国海军,2015年5月15日,Block II导弹具备初始作战能力(IOC)。截至2019年年中,已交付大约600-700枚RAM Block II导弹,其中400枚交付给美国。
德国使用情况
德国海军有关“拉姆”Block 0导弹的试装舰工作远远早于美国,1983年就在其“信天翁”级“苍鹰”号导弹艇上试装“拉姆”导弹;德国在现役25艘主力舰艇上安装了“拉姆”导弹系统。每座发射装置全都采用Mk49系统,包括3艘“吕特曼斯”级(123B型)导弹驱逐舰,4艘“勃兰登堡"级(F123型导弹护卫舰,8艘“不莱梅”级(F122型导弹护卫舰、10艘“猎豹”级(143A型导弹快艇,2002年大部分舰艇配置的是“拉姆”Block 0导弹。
根据1999年1月在GUNSTON HALL号(LSD 44)和1999年3月至8月期间在自卫试验船上进行的测试结果,作战测试和评估的指挥官宣布RAM Block I在操作上对各种巡航导弹威胁能够有效防御,并建议引入舰队。Block I导弹在24次开发试射中的23次成功拦截。
2013年3月28日,RAMSYS获得了德国海军445枚RAM Block II导弹的采购合同。这些导弹在2016年至2019年之间交付,用于取代使用20多年的Block 0导弹
英国使用情况
2001年2月,英国皇家海军42型驱逐舰“约克”号装上了“海拉姆”系统的作战适应性样机,进行了为期7个月的“海拉姆”首次海上评估试验。此次试验获得了圆满的成功,达到了三个主要目的:一是评估了“海拉姆”系统与载舰的兼容性;二是验证了“海拉姆”是否具有优于“密集阵”系统的作战能力(主要是在水面舰艇的防空和浅海作战性能方面);三是演示了“海拉姆”各种作战模式的功能性。英国海军官方称,试验中之所以未进行实弹发射,主要是考虑到“拉姆”导弹在此之前已进行过170多次发射试验,95%的试验成功率已为导弹性能积累了足够的数据。
土耳其
Aselsan和RAMSYS 于2007年12月31日签署了一份价值1000万欧元的合同,用于采购一台21单元Mk49 Mod 3发射器以及将系统集成到TCG Heybeliada 护卫舰(MİLGEM 项目下建造的第一艘舰船)所需的电子系统。凭借这份合同,土耳其海军成为继德国、美国、韩国、希腊、埃及和阿联酋之后的第7个RAM用户。 2008年12月19日,与RAMSYS签署了另一份价值1840万欧元的合同,为TCG Heybeliada护卫舰提供25枚RIM-116B-1 Block IA/HAS导弹和Mk49 Mod 3发射器。2011年7月20日,签署了价值1760万欧元的25枚RIM-116 B-1 Block IA/HAS导弹合同。
相关评价
“拉姆”近防系统的出现带来了新的攻防格局。在同一方向空域内,RIM-116导弹不用受到雷达火控通道的限制,可以一次性向威胁空域齐射至少11枚导弹,拦截11个不同的空中目标,这在对付单波次大密度反舰导弹攻击时尤为有效。不过“拉姆”也有自己的问题。首先是齐射后的再装填时间长,有可能为敌方留下攻击窗口;其次,为了强调独立作战能力,现在大量上舰的“海拉姆”无法利用舰载传感器的情报资源,在执行完单次拦截任务后会自动关闭火控雷达与射击保险,当舰上雷达搜索到下一波次目标时,却无法提前将目标参数传输给“海拉姆”。后者接到雷达开机指令后,必须重启自身雷达再次搜索空域,这个过程大约需要4秒,不仅浪费了宝贵的拦截时间,也增加了漏失目标的概率。此外,受限于安装平台限制,“密集阵”与“海拉姆”系统的雷达只能与机炮(或导弹发射器)共用同一个回旋/俯仰角,无法独立执行广域搜索。(澎湃新闻)
参考资料
RIM-116滚动机身导弹(RAM).Raytheon Technologies.2024-07-27
RIM-116 RAM | Weaponsystems.net.Weaponsystems.net.2024-07-27
这是美国舰防RIM-116滚动机身导弹.militaryview.2024-07-27
宏亮瞻局丨终极盾牌:海军近防系统的演进与价值 (下).新浪微博.2024-07-26
【科普中国军事科技】军舰的“金钟罩”,近防系统如何构筑安全屏障?.科普中国网.2024-07-26
RIM-116 Rolling Airframe Missile (RAM) - United States .Global web icon United States Navy.2024-07-27
Unveiling the Power of RIM-116 RAM: A Comprehensive Guide - Military Sphere.Global web icon United States Navy.2024-07-27
Raytheon (General Dynamics) RIM-116 RAM.designation-systems.2024-07-27
RIM-116 Rolling Airframe Missile System.navysite.2024-07-27
RIM-116 RAM Rolling Airframe Missile.weaponsystems.2024-07-27
RIM-116 Rolling Airframe Missile (RAM) Ship Self-Defence Weapon System & RIM-116C Block II Missile.defenceturkey.2024-07-27
SURFACE TO AIR MISSILES (SAM) RIM-116 RAM.Armed Forces.2024-07-27
宏亮瞻局丨终极盾牌:海军近防系统的演进与价值 (下).搜狐新闻.2024-07-27