怎麼看台灣專家「中共跟美國比猴子都算不上」的言論?
現在是生物課時間。
基本上在所有的普通生物學課本中,屬於原生動物門的草履蟲都是第一個被介紹的動物,這是一種身體很小,圓筒形的單細胞生物,最常見的是大草履蟲,體長只有180—280微米,壽命時間為一晝夜左右,因為身體形狀從平面角度看上去像一隻倒放的草鞋底而叫做草履蟲。
草履蟲的應激性實驗往往也是學生們做的第一個生物實驗,可以幫助學生熟悉顯微鏡和理解應激反應。基本的實驗做法就是往蓋玻片一側滴入稀鹽水或葡萄糖液,草履蟲會遠離或靠近這一側,結論是生物具有趨向有利刺激,而逃避有害刺激的特性,即應激性。
趨利避害是動物的本能,是連草履蟲這種單細胞動物都會作出的、不需要大腦和神經參與的、不需要亂七八糟的遞質和激素刺激的反應。
很遺憾有些彎彎還不如草履蟲。
沒想到有那麼多知友對導彈攻擊航母感興趣,答主請評論區里的知情人士點到為止,不要泄露關於導彈、雷達、衛星、預警機的一些重要性能參數,畢竟國之重器,不可輕易示人。
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對於這種磚家,答主認為有必要啪啪啪一下,以正視聽。
下文科學地論述了彈道導彈在攻擊海面大型艦艇(包括航母)方面佔據的絕對優勢,轉載自台灣網友YST:
甲. 不對稱戰爭
1. 「效費比」的不對稱
根據估計,「東風-21丁」600公斤的彈頭到達航空母艦的速度是音速的六倍,大約每秒兩公里,這個動能保證可以穿透航空母艦好幾層甲板(包括最上層的飛行甲板)在船艙的內部中心爆炸,如此深的穿透力誰知道能撞上什麼?最輕的情況是航空母艦失去作戰能力,如果撞上油庫或彈藥庫,那麼一枚「東風-21丁」就足以擊沈一艘航空母艦。
一枚「東風-21丁」的價格大約在五百萬美元至一千萬美元之間,這中間的價格差異就看內部安裝的電子儀器精緻的程度。我們就假設「東風-21丁」的造價為一千萬美元。
一艘「尼米茲」級的航空母艦本身的價格為45億美元(杜魯門號),船上的武器(飛機加導彈)大約與航母等價,也是45億美元。
所以不計算船上五至六千名官兵的生命,一艘航空母艦單是硬體價值90億美元。
所以一枚「東風-21丁」的價格大約是航空母艦的千分之一,即使發射10枚也只有百分之一,「效費比」高得驚人,太划算了!
戰爭比的就是消耗,包括物質和人員,看誰先破產。這其中人員的補充至關重要。特別是航空母艦飛行員的培養必須經過長時間的訓練,補充尤其困難,這也是為什麼日本海軍在中途島戰役之後就一蹶不振,因為損失的優秀飛行員要再招募新兵從頭訓練談何容易。
「東風-21丁」和「尼米茲」級航空母艦如此不成比例的消耗戰沒有任何國家能夠承受,所以被稱為「不對稱戰爭」。
物質 1:1000,人員 0:5000,「彈道導彈攻擊航空母艦」應該是「不對稱戰爭」最經典的例子了。
2. 攻守的不對稱
前面的文章說過,面對彈道導彈的遠程攻擊超出艦載機的作戰半徑,航空母艦隻能防守和挨打,毫無還手之力。彈道導彈與航空母艦的戰爭在攻守上是完全不對稱的,航空母艦得勝的機率是0。
3. 數量的不對稱
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的作戰方式完全不在乎敵國航空母艦的數量,對付一個航空母艦戰鬥群跟對付10個航空母艦戰鬥群沒有什麼不同。美國海軍要靠大型軍艦的數量取勝是不可能的。
美國在中東打擊伊拉克的戰爭曾經出動四艘航空母艦構成空中力量的絕對優勢。
這種「船海戰術」是欺負弱國的海軍表演,YST 個人認為動用四個航空母艦戰鬥群對付伊拉克這樣的小國太過分了,地中海和波斯灣都非常狹小,戰場已經過度飽和,這是over-kill,是美國海軍在世界舞台上演的表演秀,牛刀殺雞給全世界看。
美國軍事家認為跟中國的戰爭至少需要六艘航空母艦(美國海軍一半的力量)才能取得空中優勢。
六個航空母艦戰鬥群對中國戰場而言也已經飽和了,但是這種傳統的海戰方式在面對中國彈道導彈攻擊的時候完全派不上用場,解放軍只要動用六個導彈旅在航空母艦距離海岸兩千公里以外就結束戰鬥了,全部過程不會超過四小時。
乙. 一招制敵
「虎年新春談天下大勢」曾經詳細論述美國的地緣政治,請參閱:
「虎年新春看天下大勢:中美博弈」(2010/03/25)
。這篇文章論述的重點是:
美國的東西是兩大洋,遠離全球人口中心的歐亞大陸,屬於偏遠地區。美國要避免被邊緣化就必須不斷地在歐亞大陸製造動亂,然後投射本身的武力去調停,不但獲取政治的領導地位,並且獲取巨大的經濟利益(錢總是流向穩定的地方),一箭雙鵰,這是美國的基本外交政策。
由於被海洋包圍,美國投射武力幾乎全靠海軍。美國海軍的力量全部集中在航空母艦,其他艦艇包括核子潛艇都是航空母艦運作的配套船隻,這是美國海軍的作戰思想,也是美國海軍的建軍藍圖。航空母艦不但是美國海軍力量的象徵,也是美國國力和作戰力量實際的代表。
美國的航空母艦戰鬥群稱霸全球海洋超過六十年沒有遇到任何對手,對美國作出卓越的貢獻,它是鞏固美元最重要的單一力量。
中國大陸發展出來的「彈道導彈攻擊大型水面船隻」是六十年來美國航空母艦第一次遭遇的強烈挑戰,解放軍這套系統把航空母艦從純粹的攻擊變成純粹的防禦,航空母艦完全失去了它設計的目的。基本上,威風凜凜的航空母艦戰鬥群面對中國的這套「遠程打擊體系」成為無用之物。「彈道導彈攻擊大型水面船隻」可以說是一招制敵,擊中無敵美國海軍的軟肋。
答主目測該磚家僅有不多的軍事知識來自於紅色警戒。按該磚家的邏輯,如果中國的彈道導彈是大象,那麼平心而論,美國的航母,可能連猴子也不是。
YST評論部分台灣人民對於美國航母的心態:
美國的航空母艦是台灣人心最大的鎮定劑
九0年代開始,解放軍的海軍對國軍有了顯著的優勢,但是中共知道他們作戰的真正對象是美國海軍,所以仍然不具有武力統一的優勢。台灣人對這一點也非常清楚。
基本上,台灣人民的安定心理和反中意識全壓在美國海軍上,說得更確切一點,是全壓在美國海軍的航空母艦上。美國的航空母艦是台灣人心最大的鎮定劑。
台灣人民對美國航空母艦的依賴在1996年的台海飛彈危機中表現得最清楚不過了。當時台灣得知消息有兩艘美國航空母艦要來保護台灣,台灣人高興得不得了,有腦筋動得快的商人還要組團租船去看美國的航空母艦。這些商人固然頭腦簡單和想法天真,但是它代表兩個事實:
a. 台灣人民並不把中共的飛彈看在眼裡;
b. 只要美國航空母艦前來助陣,台灣人就什麼都不怕。
對台灣人民而言,美國航空母艦是不可戰勝的(invincible),它們在台灣人的心理具有無上崇高的地位。這就是為什麼本系列的主題,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」,特別刺激台灣人的神經。
不開玩笑,一旦美國航空母艦被大陸擊沉將造成台灣人心的總崩潰。
台灣立法委員的發言
就是這種心理上的極度依賴使台灣人不能接受大陸可以用彈道飛彈攻擊航空母艦的說法,持這種觀念的佔台灣人的絕大多數,以立法委員林郁芳為代表。
今年2月,台灣中廣新聞報導,美國參謀首長聯席會議的前顧問克拉斯卡發表論文,假想中國大陸在2015年將有能力以中程彈導導彈擊沈美國航空母艦,取代美國在太平洋的霸權地位。林郁芳委員質疑這篇文章「太扯了」,林委員說以彈道導彈擊沈航空母艦簡直是天方夜譚,顯示作者不是戰術方面的專家。林郁芳進一步以專家的姿態說,全世界沒有一個國家有能力用彈道導彈摧毀移動中的軍艦,因為彈道導彈不是巡航導彈,沒有那麼好的導引系統,這顯然是作者不懂彈道導彈。
看到沒有?這就是台灣立法委員的水準。
這些立法委員還有電視上的名嘴們絕大多數沒有什麼知識,但是他們的聲音非常大,敢亂講,敢大言不慚,敢講他們完全不懂的東西。
林郁芳是文科生,先讀英國文學,後攻美國政治,實在不適任立法院的國防委員會。國防委員會需要審核巨大的國防預算,武器的購買和評估裡面牽涉多少科技,這些都是林郁芳連邊都摸不著的,這不是開玩笑嗎?林委員愛上電視愛說話,但是基本上是道聽途說,因為他本身沒有判斷的能力,令人搖頭。國防委員會的工作需要有理工背景的人才能勝任,立法院又不是沒有這種委員。
林郁芳在台灣混得開,因為他專門說台灣人喜歡聽的,是典型的政客。
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鑒於部分知友質疑「導彈打航母」的實際可行性,答主就貼下YST的全文吧,下文內容屬於有理有據的正面硬肛,前方超長文字預警。
在我們進入「虎年談天下大勢」的最後一個迷你系列,彈道導彈攻擊大型海面船隻,這也是中美軍事對抗的最高潮和最後一個系列論述。
由於這個問題的牽涉面過廣,YST 也不知道用幾篇才能寫完,所以把篇數用羅馬數字 I、II、III、IV、V....編排,長短不一,什麼時候寫完什麼時候停。
這個系列的內容由很多重要單元組成,每個單元都有一個標題,它們就是子標題。YST 把這些子標題用中國數字一、二、三、四、五....編排,內容短的只有數百字,長的可能數千字,這些單元的長段與重要性都不一定在同一水平。至於子標題相互之間的邏輯關係是不是平行關係與順序的安排是不是合理以及眾子標題與母標題之間的層次關係是不是很明顯,這些 YST就顧不得很多了。如果要求結構完全合理,這個系列文章就沒法寫了,說到底,這也不是寫書,YST 盡量使其合理易懂與層次分明,顧慮不周之處讀者請多擔待。
這篇文章有濃厚的科普味道。讀者不要害怕,你不須要具有高深的科學知識,更不需要是任何方面的專家,只要有普通中學的程度、現代生活的常識、一顆好奇的心和一個清楚的頭腦,那麼就足以輕鬆地看完整個系列,然後說:嗨,原來彈道導彈打航空母艦就是這麼回事!一點都不難嘛。
讓我們開始論述。
(一)簡述
本文論述的是中美不對稱戰爭中最重要的例子,那就是使用彈道導彈攻擊大型海面船隻。所謂「大型海面船隻」是指排水量在八千噸以上高價值與高威脅性的水面作戰船隻,譬如導彈驅逐艦(八千噸以上)、導彈巡洋艦(一萬噸以上)、指揮艦(一萬八千噸)、直昇機母艦(二萬噸以上)、攻擊航空母艦(四萬噸以上)....等等,它們的造價都在10億美元以上而且具有強大的攻擊能力。
上面所說的這些船隻都在本系列討論的應用範圍之內,但是中共研發彈道導彈攻擊大型海面船隻的主要攻擊目標是航空母艦,特別是美國的超級航空母艦,它們的滿載排水量接近甚至超過十萬噸,它們每一艘的造價加上所攜帶武器價值接近100億美元,它們是美國海軍進攻武力的核心。
海軍是戰略軍種,海軍作戰的勝敗對戰爭物質的生產與後勤補給產生重大的影響,因此直接關係到戰略的演變與戰爭最後的勝敗。對於傳統的島國,譬如英國與日本,海戰的勝敗直接決定國家的存亡;對於非傳統的「島國」,譬如美國,海戰的勝敗直接決定其全球霸權的存亡。
使用彈道導彈攻擊大型海面船隻是人類戰爭歷史上革命性的變化,這項武器系統將徹底改變海面作戰的形式,影響極其深遠。
(二)遠因
海軍的發源很早,海戰的歷史非常悠久,太古老的事情我們不去考證和研究。
近代海軍的發展起於15世紀,也就是鄭和七次下西洋的那個年代,可惜的是鄭和的艦隊雖然在當時舉世無敵,但是中國不是一個侵略的國家,因此鄭和艦隊對世界的影響很小,長遠的影響幾乎可以說沒有。鄭和之後,明朝皇帝頒布了禁海令,不準兩個桅杆以上的船隻出海,愚昧與短視的明朝皇帝正式封殺了中國領先全世界的艦隊與航海技術,使中國成為一個沒有海權和海洋意識的陸權大國,也錯過了中國向海外擴張與拓展的最後機會。
但是就在同一個時期,西方葡萄牙與西班牙的海軍卻獲得國王的鼓勵與國家財政的大力贊助而蓬勃地發展起來。西方的民族具有很強的侵略性,於是海軍領導這些國家進行海外擴張與掠奪,迅速地在海外建立殖民地,形成現代列強的世界版圖。更重要的是,海軍是一個非常高科技的軍種,西方海軍的發展與激烈競爭不但開展了西方列強的經濟基礎,也奠定了今天西方列強科技研發的堅實基礎。
五百年來世界興起的列強沒有一個不是依靠強大的海軍,因為海軍是掠奪海外資源和打開國際貿易最有效和必不可少的工具。美國的全球霸權,無論是二十世紀五0年代全球霸權的建立還是現在一超獨霸的維持,最重要的力量就是美國海軍主宰性的統治力量,說得更確切一點,是美國海軍超級航空母艦的作戰能力。
由於飛機的飛行速度快和飛行距離遠,沒有任何船只能夠抵擋飛機的攻擊,所以很自然地,航空母艦就成為海上作戰的霸王。
航空母艦的攻擊能力非常強大,但是本身的防禦能力卻非常薄弱,因此不能單獨行動,必須有其他船隻的支援才能有效地進行戰鬥。通常每艘航空母艦至少需要兩艘導彈驅逐艦(防空或反潛)、兩艘導彈巡洋艦(防空)、兩艘核子潛艇(反潛)和一艘補給艦,另外視作戰地區潛艇的威脅程度還需要配備一艘或多艘護衛艦,才能進行戰鬥任務。這個龐大的艦隊就是我們所說的「航空母艦戰鬥群」。
美國的航母艦隊無論是噸位、性能、訓練與後勤都遠超過任何一個國家,是無可爭議的海上霸王,二次大戰以後基本上沒有對手。我們必須清楚認識海軍不但科技的門檻非常高,而且基本上是錢堆出來的,沒有任何國家有如此龐大的經濟力量支持甚至一個像美國這樣的航空母艦戰鬥群,而美國的航空母艦戰鬥群有11個,即使全世界所有海軍力量都加起來也不是美國海軍的對手,差得太遠了。中國要遏止美國的擴張與霸權行為必須跨過的門檻就是能夠有效對付美國海軍的航空母艦戰鬥群,沒有第二條路。
在中共建國六十週年國慶閱兵系列我們論述導彈方隊時就說過軍艦最怕飛機,不論什麼軍艦都怕。美國一艘航空母艦通常攜帶80架飛機,必要時可以增加到一百架,它的空中武力相當於地面上一個空軍聯隊(大陸稱空軍師),作戰能力非常可觀。目前對付航空母艦最有效的方法就是也用航空母艦大家對著干,交戰雙方都使用飛機對飛機在海面上空交戰。這種傳統的作戰方式不但耗資巨大,而且短期之內對中國而言是不可能的,長時間也很難形成優勢。於是中共科學家構思用中程彈道飛彈攻擊航空母艦,便宜、省事又省時,最重要的是本小而利大。
想想看,一枚中程導彈所費不超過一千萬美元(中國的造價),攻擊的目標價值一百億美元,千分之一的代價,太划算了。這就是不對稱戰爭。
(三)近因
1996年台灣海峽發生舉世震驚的「飛彈危機」,美國派了兩個航空母艦戰鬥群前來危機地區宣示武力,雖然航空母艦編隊並沒有進入台灣海峽,但是巡弋在距離台灣東部數百公里的海面上仍然對解放軍造成極大的壓力。中共誓言絕不會讓這種情況再度發生,用彈道飛彈攻擊大型水面船隻的研究工作便正式立項、全力進行。
歷史上的任何重大事件,近因不過是藉口,遠因才是根本。大到啟動戰爭,小至重要武器的發展,都是如此。YST 要說的是,彈道導彈攻擊大型海面船隻是導彈應用很自然的發展方向,當相關科技的累積和成熟到達一定程度時自然就會朝著這個方面發展。中共科學家在彈道導彈末段機動制導的理論研究工作其實在1991年便完成了,正式的研究報告在1994年發表於【宇航學報】上。1996年美國海軍航空母艦的威懾行動不過使這個問題的嚴重性、必要性和急迫性浮上檯面而已,它迫使中共下定決心、正式立項、把這門科技從研究推入發展,其實它的基礎研究工作早就在五年前完成了。
(四)相關科技
現在讓我們進一步觀察用彈道導彈攻擊大型海面船隻需要哪些科技。
傳統的彈道導彈只能用來打擊固定的地面目標,如果要用來攻擊海面移動目標,那麼導航與導引設備就要重新設計,而且還需要衛星偵察系統和衛星通訊系統來配合,後者要求的科技水平比前者要高,這其中的學問就大了,不是一件簡單的事。這項工程耗資巨大,困難度高,這個世界只有中、美、俄三個大國有能力研發,俄國沒錢,美國沒有這個需要,所以全世界也就只有中國科學家在這方面做研發了。
中國大陸經過十幾年的努力終於發展出今天用彈道導彈攻擊海面船隻這個獨門武功,其實一點也不奇怪,這是科技基礎和國際情勢產生的自然結果。重要的是,我們要對這個革命性的獨門武功有正確的認識。
我們必須認識的是:反艦彈道導彈不是只有一枚導彈,這是一個包括偵察、通訊、指揮和作戰四大系統的綜合體。
所以發展反艦彈道導彈和發展遠程作戰體系是分不開的,這就使得中國大陸發展反艦彈道導彈有別於美國與德國在二戰時研發的超級武器。德國的 V-1巡航導彈與 V-2彈道導彈和美國的原子彈都是單一的超級武器,而中國大陸的反艦彈道導彈所發展出來的不是一個單一武器而是一個龐大的「遠程作戰體系」,其應用的範圍涵蓋所有的作戰系統,反艦不過是其中的一個應用罷了。
上面這段敘述是非常重要的觀念。是的,「遠程作戰體系」就是中國的軍事科學家在20與21的世紀之交研發出來的獨門武功。在下面我們介紹彈道導彈的反艦過程中就可以清楚看到這個「遠程作戰體系」的詳細內容。
(五)反艦彈道導彈的原理與操作
反艦彈道導彈的原理與操作非常複雜。原理的複雜在搜索、發現與跟蹤系統的高科技與多樣化;操作的複雜在於如何融合這麼多蒐集到的資訊作出正確的判斷。
反艦彈道導彈最困難的部分不在導彈的本身而是在搜索、發現與跟蹤目標所需要的深厚功力。基本上,海面的大型船隻一旦被發現而且準確地被跟蹤,其實消滅它的工作就已經大部分完成了。所以我們要花相當大的篇幅,也就是主要的篇幅,來敘述這個艱難的工作。
(六)海面目標的搜索、發現與跟蹤
航空母艦看起來固然很大但是海洋的面積實在太大了,在遼闊的海洋搜索一艘航空母艦不是一件簡單的事,非常地耗時,要探測到一艘航空母艦還需要克服各種天氣的考驗,譬如黑夜、雲霧與雨雪。所以搜索航空母艦猶如大海撈針,通常需要多種探測手段,是一件非常困難的工作,更何況航空母艦是一個快速移動的目標,最高速度超過三十節(每小時三十海浬,大約55公里),一天可以神祕地在海洋中移動一千公里,在暗夜和雲霧的掩護下經常輕易地擺脫追蹤。過去的經驗告訴我們,敵人的航空母艦經常在運氣好的情況下偶而被發現,但是由於不能連續追蹤經常又被它逃脫了。發現、追蹤和長時間連續追蹤是三件不同的事情,困難度相差很多,單單發現目標是遠遠不夠的,只有達到長時間連續追蹤才有消滅目標的把握。
事實上,自從航空母艦出現在戰爭中,發現和連續追蹤敵人的航空母艦就是所有作戰行動中最困難的,尤其是前者。過去的經驗告訴我們行蹤的神祕是航空母艦最大的保護,直到今天這個原則還是適用的。
但是科技是快速進步的,能夠大面積搜索海洋的利器終於出現了,那就是偵察衛星。航空母艦在衛星的監視下要做到行蹤神祕已不可能,至少理論上是如此。但是偵察衛星非常昂貴、牽涉的科技非常高,組織一個偵察衛星網談何容易,今天能夠在戰爭中全面付諸實施的也只有美、俄、中三個大國而已,其中俄國已經漸漸力不從心,目前只剩下美、中兩國。
我們把搜索(search)、發現(detection)與跟蹤(track)大型海面船隻(特別是航空母艦)的科技深入淺出地在下面幾節做一個有系統地論述。即使不是學理工的人只要花幾分鐘的時間都可以瞭解這些影響人類非常深的科學與技術,它們的應用不只在軍事上,也存在於我們的日常生活中,譬如自然災害的發現、撲滅與人員救助。
大型海面船隻的搜索、發現與追蹤牽涉到很多不同的探測器,包括偵察衛星、長程地面雷達、無人偵察機和空中預警機。這些探測器沒有一樣可以單獨完成任務,但是如果適當的協同工作就可以使任何大型水面船隻在大洋中不但無所遁形而且可以非常準確地對它們進行長時間的連續追蹤。
(七)偵查衛星
古人說登高望遠,一點也不錯,爬山者的樂趣就在最後站在頂峰上俯瞰遼闊的大地。現代的探測器也是一樣,飛得越高看到的地面和海面也就越廣。海洋的面積佔地球面積的四分之三,如此大面積的搜索是非常困難的事,要看得又廣又遠就要升得夠高。
航空母艦上面的作戰飛機都有一定的作戰半徑,以美國海軍的主力戰機F/A-18為例,空戰的作戰半徑是740公里,對地和對海攻擊的作戰半徑是1065公里,所以絕大部分的時間航空母艦距離敵人的領土都在一千公里以外,這是一個安全距離,只有在發動攻擊時才會接近目標區。
我們需要瞭解的是,航空母艦距離攻擊的目標越近則艦載機滯留目標上空的時間就越久,這對攻擊的效果是至關重要的,所以在發動攻擊的時候航空母艦會盡量靠近攻擊地區。至於航空母艦會多靠近目標區,那就要看對手的空軍力量有多強。由於艦載機的性能一般不如陸基戰機(艦載機結構重),在面對強國時,美國航空母艦多半在對方陸基戰機的攻擊距離以外。當然如果攻擊的對象是弱國,美國航空母艦就可以非常靠近攻擊區,譬如80年代美國轟炸利比亞,美國航空母艦就在距離利比亞海岸只有幾公里處巡弋。利比亞的軍事力量太弱了,一般而言,即使在進行攻擊任務的時候,航空母艦距離攻擊目標至少也在五百公里以外。
航空母艦的攻擊能力全在艦載機,所以如果能夠阻止敵人的航空母艦在領海範圍的一千公里以外,那麼敵人航空母艦的威脅力就幾乎消失了。當然,如果要把威脅完全消除,艦載機攜帶的制導武器的射程就要加進去,譬如空對艦或空對地的導彈射程,所以至少還要加上五百公里。除此之外,YST 認為還需要加上五百公里的安全係數(safety margin)。總結上面所有的考慮,對系統設計的工程師而言,阻止敵人的航空母艦在國家領土兩千公里以外是必須的,在這個距離之外的航空母艦就純粹是一種擺設了。
防禦航空母艦的攻擊是相當困難的,難就難在你不知道敵人的航空母艦在哪裡。所以防禦航空母艦的首要任務就是在茫茫大海中先找到它,而航空母艦最重要的工作就是隱密,不讓你找到。這是一個貓和老鼠的遊戲。
一架偵察機飛在一萬兩千公尺的高空,它的視界極限最遠也只能達到四百公里,所以對偵察航空母艦來說偵察機必須進入敵人艦載機的攻擊範圍之內才有可能發現航空母艦,在這種情形下偵察機生存的機會微乎其微。這還不是所有的問題。遙測感應器的覆蓋角度通常30度左右,所以飛行在一萬兩千公尺的高度,偵察機搜索海面的寬度不到50公里,要覆蓋一個特定的海洋區域,譬如東海,需要很久的時間才能完成一次搜索,航空母艦很可能從搜索區中尚未搜索的部份進入偵察機已完成搜索的部分而未被發覺,甚至航空母艦早就駛離搜索區了。所以偵查機面對浩瀚的海洋遠遠不能滿足搜索大型海面船隻的需要。
加快偵查機的飛行速度來實現快速的海洋搜索是不實際的,偵查機的最高航速比巡航速度快不了多少(不到50%),更何況有些遙測系統是有速度限制的,譬如雷達成像。
要滿足快速搜索海面船隻的要求更有效的方式是增加飛行高度。但是還有什麼比飛機飛得更高呢?
比飛機飛得更高的人造物體就只剩下人造衛星了,是的,海洋的大面積搜索非衛星莫辦。人造衛星的搜索寬度至少有四、五百公里,航空母艦的最高航速為每小時55公里,所以如果能安排衛星執行每四小時觀察一次就可以達到無縫覆蓋,這是可以做到的。
本篇文章就是介紹偵察衛星的功能與相關原理。
甲. 物理現象
在敘述衛星前,讓我們溫習小時候學過的一些物理現象。
凱普勒定律(Kepler"s law):
十六世紀德國數學家和天文學家凱普勒(Johannes Kepler,1571~1630)在觀察太陽系的行星時發現一個非常有趣的規律:
a.任何行星圍繞著太陽運行形成一個通過太陽中心的平面,行星運行的軌道在這個平面上一定是 一個橢圓(注意,圓是 當橢圓長軸與短軸相等的一種特殊情況);
b.如果你連接行星和太陽的中心就會形成一條直線,這條直線當行星運行的時候就會形成一個扇形的面積,雖然行星與太陽的距離隨時都在改變,但是它在單位時間內所覆蓋的扇形面積不會改變而是一個常數(constant)。
上面敘述的a與b就是天文學上非常有名和非常重要的凱普勒定律。
乙. 衛星的軌道
讀者必須瞭解衛星的應用與它的運行軌道是分不開的,不同的應用需要不同的軌道,譬如偵察衛星和通訊衛星的軌道是完全不同的,即使同樣是偵察衛星,攜帶的遙感器不同其設計的軌道也不同,這個軌道錯不得。於是每顆衛星在發射上就需要作出特殊的安排與調整。由於衛星攜帶的感應器發射後就不能改變,所以衛星軌道的精確性和它的應用息息相關,如果發射的軌道錯誤,那麼這顆衛星的應用價值就完全沒有了,形同報廢。
衛星所攜帶的燃料非常有限,推力也很有限,主要用作姿態調整和軌道的維持,萬不得已才做變軌飛行,這是最耗費燃料的。所以把衛星準確地送入預定軌道極為關鍵,衛星的發射任務如果不夠精準,輕則減少衛星的預定壽命,重則導致衛星成為廢物。
衛星的運行與行星的運行道理是一樣的,所以凱普勒定律可以直接應用在衛星軌道的計算上,得出衛星運行的性質。
衛星在環繞地球的飛行中循著一定的軌道並且有下列幾個重要性質:
a. 這個軌道可以是圓,圓心是地球的中心,衛星運行的高度不變;
b. 衛星的軌道也可以是橢圓,這時候衛星飛行的高度隨時間而改變,但有規律可尋,那就是凱普勒定律,最重要的性質就是衛星距離地球越近其飛行的速度越快;
c. 衛星運行形成的平面和地球赤道形成的平面有一個夾角,這個夾角科學家稱為「傾角」(inclination angle)。「傾角」在衛星的應用上是非常、非常重要的參數,因為不同的傾角衛星的觀察就覆蓋不同的地球表面。
d. 衛星運行的高度越高,運行的週期越長。
譬如高度只有一百公里的極低空衛星,86分鐘就繞地球一周;
美國的太空梭通常運行在六百公里的高度,97分鐘就繞地球一周;
衛星運行高度上升到一千公里(美國太空梭的極限),106分鐘繞地球一周;
衛星運行高度上升到一萬公里,348分鐘繞地球一周;
衛星運行高度上升到兩萬公里(大約美國GPS導航衛星的高度),711分鐘繞地球一周;
衛星運行高度上升到35,786公里(地球同步衛星的高度),1436.07分鐘繞地球一周。
丙. 衛星的發射場
前面說過,衛星運行的傾角決定衛星觀察時覆蓋地面的區域,我們有必要對傾角作進一步的論述。
一個非常重要的物理現象是衛星發射場的緯度決定「傾角」,譬如一個發射場位於北緯38度,它發射的衛星傾角就是38度。下面我們把全球重要的衛星發射場的緯度列舉如下:
發射場 緯度
法國南美洲蓋亞那庫魯發射場 北緯 5.0度
美國甘迺迪航天中心 北緯28.5度
日本種子島航天中心 北緯30.4度
俄羅斯拜科努爾航天中心 北緯45.6度
中國酒泉衛星發射中心 北緯40.6度
中國太原衛星發射中心 北緯37.5度
中國西昌衛星發射中心 北緯28.1度
中國海南文昌航天中心(興建中) 北緯19.0度
讀者一定會問:如果一個發射場要發射與它的緯度不同的傾角的衛星,那要怎麼辦呢?
答案是:首先發射衛星進入軌道運行,這時候傾角等於發射場的緯度,然後由控制中心指揮再進行變軌運作改變傾角。
無論改變衛星運行的高度或是傾角都稱為變軌運作,由衛星上的火箭發動機提供所需動力,這些都是迫不得已而不得不為的操作,尤其改變傾角的變軌飛行非常耗費燃料,一旦燃料耗盡這個衛星的壽命就終結了,這些都必須在衛星設計者的考慮中。燃料計算非常重要,它直接決定衛星的壽命,通常衛星管理工程師必須預留部分燃料作為衛星在壽命終結前脫離軌道之用(英文稱做de-orbit),把寶貴的特定軌道留給後來者。
衛星都是向東發射的,因為地球的自轉是從西向東,我們要利用地球自轉的水平速度將衛星送入軌道。地球自轉在赤道上形成的水平速度最大,緯度越高所得到的水平速度就越小,到了南北極地球自轉的水平速度就是0了,所以高緯度的國家發射地球同步衛星是吃大虧的,必須用更大推力的火箭來彌補。這就是為什麼每個國家都把衛星發射場盡量設在國土最靠近赤道的地方。
也就是這個原因中國大陸決定在海南島的文昌建一個規模宏大的航天中心,主要考慮的因素有下列幾點:
a. 海南文昌是中國國土緯度最低的地方,在海南文昌發射比在四川西昌發射以現有的火箭而言相當於推力提升10~15%。想想看,同樣的火箭搬到文昌,衛星上的酬載可以增加多少,10~15%的推力提升是不得了的效益。
b. 如果發射的是同步衛星,根據大陸專家的報導在海南文昌發射要比在四川西昌發射衛星變軌運作進入同步軌道所耗費的燃料要節省100公斤,相當於延長兩年以上的壽命。
c. 酒泉與西昌都深處內陸,交通不便,全靠火車運輸,所以衛星與運載火箭在體積和重量上都受到鐵路的限制,譬如火箭的直徑不能超過3.35米。文昌在海邊,用船運輸非常方便,體積和重量都不成問題。
d. 火箭發射後,分離的火箭殘骸掉到海里,回收容易,也不會傷人。
e. 中國當初把發射場設在甘肅、山西和四川主要是基於國防考慮,擔心如果打起仗來基地會不保或遭到破壞,現在的國防力量已足夠強大自然沒有這種顧慮。
新華社在2007年09月23日報導,建設海南文昌發射場是為了我國航天事業可持續發展的戰略,滿足新一代無毒、無污染運載火箭和新型航天器發射的任務需求。海南文昌的航天發射基地佔地20平方公里,包括航天發射港、太空主題公園、火箭組裝廠以及指揮中心等一系列項目。
文昌航天基地規模宏大,設備先進,建成後將成為中國同步衛星、探月飛船和永久性太空站的發射場。
文昌航天基地的各種優勢已經引起美、俄、法的擔憂,他們在商業衛星發射上的生意可能會被搶走。
丁. 衛星的酬載
衛星的應用全靠上面裝置的各種光學和電子設備,這些設備隨應用的不同而改變,譬如偵察衛星有紅外線探測器、高解析度照相機、雷達、光學感應器,通訊衛星有轉發器、導航衛星有特殊的發射器和極精確的原子鐘、科學衛星有各種不同的科學儀器....等等,這些衛星上的儀器與設備統稱為酬載(payload)。
由於衛星上的空間、重量、電力都非常有限,不可能帶太多的儀器,有的偵察衛星只有照相機,有的衛星只有紅外線成像儀,有的衛星只有雷達,當然只要各種條件許可也有衛星攜帶多種探測器。不論是哪一種衛星酬載的選擇非常重要,一個衛星的能力全在酬載性能的高低。
戊. 偵察衛星的酬載
偵查衛星攜帶的感應器無非是下列四種:
a. 光學儀器:
光學儀器包括電視和照相機,後者可以是數字照相機,也可以是傳統的膠捲照相機。
光學儀器最大的缺點是只能在白天使用。
b. 紅外線成像儀:
不同的物體在空間的溫度不同,紅外線成像儀就是感應溫度的差別而成像,所以又稱為「熱成像儀」,在「漫談坦克」的系列文章中我們曾詳細解說。
紅外線成像儀的優點是可以日夜使用、解析度高而且探測距離非常遠。
紅外線成像儀的缺點是無法穿透雲霧,其次的缺點是只能定方向而不能定距離,不過對海面船隻測定距離不是問題。
c. 雷達:
雷達是發射電波訊號然後接受反射回來的電波來測定目標的方位和距離,是二十世紀人類發明的最偉大的遙測儀器。
雷達的優點是全天候工作,無論白天還是晚上、天氣清朗還是有風雨雲霧都照常工作,而且精確地測定目標的方向、距離和速度。
雷達的缺點是設備重、耗能大、目標辨別能力差。
d. 無線電:
軍艦航行是很難保持無線電靜默的,從收聽到的無線電訊號加以分析來判斷海面目標在哪裡和它們的型號。
己. 偵察衛星的應用
偵察衛星無論是用那一種感應器都存在一定的角度,只有在這個角度內才能感應到前面的目標。我們可以想像偵察衛星的感應器就像一隻手電筒射出一道圓錐形的光芒照射到地面上,只有在這道光照到的範圍內才能看到地球表面的物體。
a. 大面積搜索
所以當衛星飛過地球表面的時候,我們就可以想像衛星感應器掃過一條等寬的帶子,衛星飛得越高則這條帶子就越寬,通常至少都有數百公里。更進一步說,雖然衛星的軌道不變,但是地球是會自轉的,所以第二圈飛過的地方跟第一圈不一樣,第三圈飛過的地方跟第二圈也不一樣,這樣經過幾次掃瞄就可以覆蓋廣大的海洋了。
不過衛星掃瞄地面不是想像中這麼簡單,如何達到無縫隙的掃瞄需要在運行軌道的傾角與高度和感應器的視角做出精細的設計和安排。
b. 衛星變軌
另外值得一提的是衛星感應器的解析度(resolution)都是以角度為單位的,所以目標成像的解析度就跟衛星的高度成反比了。也就是說,衛星飛得越高雖然觀察的面積越大但是解析度就越低,因此對目標的判斷就會越困難,特別是使用照相機的偵察衛星。
高解析度的照相機是偵察衛星非常重要的選擇,由於相片的解析度和拍攝的距離成反比,也就是說距離越近解析度越高,所以通常這種衛星都採用非常橢圓的軌道,所謂非常橢圓就是近地點(只有一、兩百公里)和遠地點(高達數千公里)差別很大。偵察衛星軌道的設計就是在近地點的時候進行拍照。
根據凱普勒定律,單位時間內衛星運行所覆蓋的扇形面積是一個常數,所以衛星在近地點的時候飛行速度比遠地點快很多,衛星飛快地拍完照片後便上升到安全的高度,避免受到敵人的攻擊,特別是激光照射。有時候為了得到更清楚的照片,衛星會特別(在遠地點減速)進行變軌使近地點非常低(低於一百公里)。這種情況在拍照完成後必須升高近地點(在遠地點加速),否則每次空氣的摩擦會逐漸降低衛星的高度最後導致衛星跌落大氣層而燒毀。
c. 小衛星
戰爭不會無故發生,都有跡象可尋。當情勢緊張時相關國家通常都會臨時發射多枚小衛星對熱點進行密集觀察,這些小衛星重量都很輕,100~500公斤,可以一次發射多個來縮短觀察週期。由於小衛星攜帶的燃料很少,所以小衛星的壽命不長,通常只有幾個月,不過對戰爭的準備已經足夠了。
但是運載火箭的生產、運輸與發射前的準備可不是一件簡單的事,真正的困難就在是否能夠及時發射,所以快速發射衛星的能力對任何大國都非常重要。
附帶要說的是,中國大陸快速發射衛星的能力相當出色,這個能力已經被美國發覺,美國一度曾經考慮想與大陸政府商量在太空站有緊急情況時大陸能出手相助,後來也只是說說而已,不了了之。美國對中國心存嚴重的忌憚,當初成立太空站時廣邀數十個國家參加,這是一種大國炫耀的姿態,有政治利益,也有經濟利益,因為參加國是要負擔部分經費而絕大多數的國家不會得到技術,尤其不可能得到關鍵技術。但是美國的邀請就特別排除中國。現在美國雖然承認中國能對太空站做出實際的、重大又無可替代的貢獻,YST 個人認為美國還是不會邀中國參加,道理很簡單,美國始終把中國當成戰略對手,對於科技資料防範非常嚴,美國如果要求中國擔負緊急狀況下的救難任務就必須提供太空站一些敏感的資料,美國是不肯的。
(八)普通雷達無法用來搜索航空母艦
讀者都知道由於電波走的是直線,所以雷達都是直線觀察。只要在直線範圍內,無論距離多遠雷達都可以觀測。現在問題就來了,地球是圓的,所以只要距離一遠,船隻低於地平線,雷達就觀測不到了。當然,雷達所處的位置越高能夠看到的地平線就越遠,這就是為什麼雷達站通常都是建在山頂上,古人說登高望遠就是這個意思。
甲. 站多高可以看得多遠?
那麼,一個很自然的問題就是:到底站多高就可以看多遠呢?
這個問題很容易回答,因為地球的直徑科學家已經算出來了。地球並不是一個完美的球體,而是南北方向略扁的橢圓體,赤道的半徑是6378.136公里,南北極的半徑是6356.752公里。根據這個數據,YST 給讀者準備了一個很簡單的公式,只要知道高度就非常容易計算出地平線有多遠。
注意這個公式的高度單位是英尺,地平線的距離單位是海浬,讀者自己可以隨時玩玩:
定理:計算地平線的公式
如果你的眼睛在 H 英尺高的地方觀察,地平線的距離是 R,那麼
R = 1.23 x (H)**0.5 海里
,也就是說,地平線在 1.23 乘 H 的平方根 海里外消失。
(註:1 海里 = 1.85 公里)
當然,上面這個定理是受到限制的,那就是 R 不能大過地球的半徑,因為你無論登多高也不可能看到地球的背面,譬如你在台灣的上空絕不可能看到紐約的船。
乙. 例子一:
如果你身高六呎(183公分)站在大海中的一艘小船上,那麼地平線在 3 海里(5.6公里)外。
也就是說,如果另外有一個身高六呎的人站在 6 海里外的一艘小船上,那麼無論你們拿任何高倍數的望遠鏡也不可能看到對方。
丙. 例子二:
如果兩艘船裝置的雷達高出海平面100英尺(船的最高位置),那麼海平面在12.3海里(22.8公里)外就消失了。它們的雷達能夠看到對方船隻的最大距離是25海里。
丁. 日本大和艦的超視距炮擊
除了航空母艦,極少有船隻的桅杆能高出海面100英尺,所以第二個例子告訴我們任何海軍的艦對艦武器如果它的射程超過25海里就必須在交戰時有軍艦本身以外之其他探測系統 提供敵艦的位置與航速,否則這門武器的射程優勢是用不上的。
事實上,例子二是指兩艘船的桅杆都有一百英尺高,而它們的雷達都探測到對方的桅杆,但是這種探測不足以分辨是敵是友,真正的實用探測距離是地平線的距離(可以看清整個艦身,見下圖)。二次大戰時的軍艦是沒有雷達設備的,全靠水兵在桅杆或艦橋(煙囪前的高塔)的最高點上瞭望,所以軍艦的探測距離就是從瞭望台觀測到的地平線(horizon)的距離。我們看下面的一個實際例子。
圖01:日本戰鬥艦大和號在1941年的試航。
第二次世界大戰最大的戰艦是日本的戰鬥艦太和號(Yamato),下面是它的一些數據:
滿載排水量: 72,800 噸;
艦長: 863 英尺;
桅杆高: 121 英尺(大約十層樓的高度);
動力: 148,000 匹馬力;
最高速度: 27 節;
主炮口徑: 18.1 英寸(460毫米)
炮彈重量
穿甲彈: 3,218 磅 (1,462 公斤)
高爆彈: 2,998 磅 (1,362 公斤)
最大射程
穿甲彈: 45,276 碼(22.34 海里 = 41.44 公里)
高爆彈: 45,600 碼(22.50 海里 = 41.62 公里)
依照我們的公式,站在 121英尺高的瞭望台的水兵,他的觀察距離頂多是
1.23xsqrt(121) 海里 = 1.23x11 海里 = 13.53 海里 = 25 公里
,所以我們看得很清楚大和戰艦的主炮射程遠大於它能觀測到的地平線距離,主炮射程比它能觀察到的地平線超出66%。
日本人不是傻瓜,不會連這點算術也搞不懂。大和戰艦可以在視距外就發射炮彈因為它攜帶了六架偵察機,大和號用吊架把它們放到海面起飛,等它們降落海面後再用吊架收回。所以是偵察機的高飛和前線觀測使大和戰艦具有超視距的攻擊能力。日本人認為這樣他們就有了先發制人的能力。
日本人的觀念是正確的,理論上這個超視距的戰術的確可行,但是實際執行卻不行。日本偵察機的觀測技術顯然不到位,肯定存在某些技術上的困難沒有完全克服導致過大的誤差,因為大和戰艦的戰績非常差。YST 不記得它的18英吋巨炮擊沈任何軍艦。
附帶說明,德國的俾斯麥號戰鬥艦擊沈英國戰鬥艦胡德號是在目視距離內,而且只經過一次修正,第二次齊射就把胡德號送入海底,如此精確的射擊主要依靠德國非常優秀的光學儀器和測距技巧所提供的精確瞄準和快速又準確的彈道修正,這恐怕是日本偵察機上的觀測手所不能提供的。
戊. 例子三:
如果一個雷達站建在海邊一座一萬英尺的高山頂上,那麼海平面在123海里(228公里)外就消逝了。
第三個例子告訴我們,即使大陸在一萬英尺的高山上建立雷達站也不可能探測到140海里(259公里)外的航空母艦,因為美國最大的航空母艦尼米茲級的杜魯門號,它的桅杆高度也只有134英尺,只比大和號的桅桿高13英尺。
這個例子同時也告訴我們為什麼現代的導彈驅逐艦都載有直昇機,直昇機巡航在一萬英呎的高空是沒問題的,所以艦載直昇機除了低飛反潛還可以高飛為這些射程在兩百公里以內的反艦飛彈作雷達探測和中途導引。這不是什麼創新,二戰時期日本就用使用了,只是現在的雷達測距和數據鏈傳輸非常的精確、迅速與安全,其中的高科技含量不是二戰時期偵察機上觀測員的目視和無線電的語音傳輸可比的。
己. 普通雷達不能滿足反航空母艦的基本要求
我們再想想看,大陸沿海並沒有一萬英尺的高山,更何況航空母艦即使發動攻擊也通常巡弋在攻擊目標的300海里以外,所以無論是陸地上的雷達或是海面上的艦艇雷達都無法在航空母艦的攻擊距離外發現它。要知道航空母艦戰機的作戰半徑大約是400海浬(F/A-18E/F),如果連這個最基本的探測距離都不能克服,那麼反航母是沒有任何希望的,就只能挨打,不要說先下手為強了,連挨打後回手反擊航母都不可能,因為你不知道它在那裡。
現在很清楚了,反航空母艦的第一件事就是研發一種探測和追蹤距離遠大於400海里(740公里)的感應器。普通雷達完全沒有這個能力。
(九)超視距(超越地平線)雷達
問題:有沒有一種雷達它的觀測距離能夠超越地平線呢?
答案:有的,而且有兩種,它們是「天波雷達」與「地波雷達」。
這個世界有很多物理現象是很奇妙的,其中有兩個現象可以用來發展超視距雷達。此處我們說的「視距」不是指人的眼睛的視力距離而是指觀察物體的直線距離(line of sight),所以這裡所謂的「超視距」就是超越地平線的距離。
人類利用兩種特殊物理現象,離子層與繞射,發展出兩種超視距雷達,也稱作「超越地平線雷達」(英文名稱為 Over The Horizon radar,簡稱 OTH radar)。
本篇的主要目的就是對這兩個物理現象和經由這兩個現象所發展出來的特殊雷達做一個簡單扼要的敘述。
「超越地平線雷達」對偵查遠距離的海面船隻產生革命性的影響。
甲. 天波雷達(OTH-B)
地球的大氣層高度在80公里以上就進入離子層(ionosphere),離子層有一個特性就是只反射頻率在30兆赫茲(30MHz,每秒振動三千萬次)以下的電波,它們的波長在10米以上。
於是科學家就利用頻率在3~30MHz這個波段的電磁波設計雷達,就是所謂的「天波雷達」。
3~30 MHz這個波段雷達科學家給它取了一個代號叫做HF波段,HF是 High Frequency 的縮寫,意思就是高頻波段。這個波段的波長是10~100米。
科學家在HF這個波段發射電磁波,電波被大氣層中的離子層反射照射到海面,海面上如果有船隻就把電波反彈回到大氣層,再經過電離層反射回地面被地面上的接收器收到,經過一番計算和判定就能偵察出海面上這些船隻的位址與速度。這種雷達的探測距離可以遠達六千公里。
由於電波是透過天上離子層的折射,從天而降,所以取名「天波雷達」。
由於探測的距離超過地平線,這種雷達又名「超越地平線的折射雷達」(英文代號為 OTH-B),此處 B 代表 backscatter,意思就是折射。
比較這兩個名稱,YST 個人更喜歡「天波雷達」,它比較傳神。
「天波雷達」有下面幾個特性:
a. 天波雷達的理論探測距離是 800~6000公里。
b. 800 公里以內的目標無法探測,這是天波雷達的盲區。
c. 由於離子層的電子密度隨著日光的照射不同,所以白天與晚上有差異,不同的季節也會產生差異,更會隨著太陽黑子的活動而發生變化。除此之外,離子層的高度也會有變化。所以計算離子層的折射是非常複雜的,非一般人想像的容易。
d. 由於離子層的折射計算複雜,天波雷達的定位精度很差,大約是20~30公里。不過透過特殊的演算法精度可以改進一個數量級達到2~3公里,這對搜索大型海面船隻的初步定位已經足夠了。
e. 天波雷達雖然定位精度不高,但是測量速度的精度卻很高,這就有助於目標識別。商船的最高航速通常是20節,不可能超過25節,而航空母艦的航速超過30節,有些更達到35節所以利用速度很快就可以區分航空母艦與大型商船。除此之外,如果偵察到的這個水面目標附近還有很多每小時三百公里以上的高速目標,那麼這個水面目標肯定是航空母艦。所以指揮中心用這種方式就可以初步判定航空母艦的存在和地點。
f. 天波雷達的天線非常巨大,通常高數10米,長一、兩千米.
乙. 地波雷達(OTH-SW)
小時候 YST不聽話,母親生氣時總是說:「媽說話,你左耳進,右耳出,一點記性都沒有」。其實母親教訓 YST的話不是真的,她無論在那個方向對我說話,我兩個耳朵都聽得非常清楚,沒有任何一隻耳朵漏掉。為什麼呢?這是有科學依據的。
在波的傳送中有一種物理現象叫作「繞射」(diffraction)。「繞射」是指當波在傳送時如果遇到阻礙物有一部分能量會彎曲繞過阻礙物到達它的後方,也就是說,任何阻礙物不會形成百分之百的「陰影」。
「繞射」的現象在聲波上非常明顯,我們可以很容易用實驗證明聲波的繞射。在一個非常空曠的空間,你把左邊的耳朵塞住,然後在左耳旁邊敲擊物體,你的右耳可以聽到敲擊聲,這個敲擊聲不會被頭顱完全擋住。所以如果母親的聲音是從左方來,不但左邊的耳朵能聽到,右邊的耳朵也能夠聽到,這是因為一部分聲波繞過聽者的頭顱傳達到了右耳。
電波的繞射和聲波是類似的,科學家不但證明電波有繞射的現象,而且測量出波長越長的電磁波「繞射」的現象越顯著。
哇,這是何等有趣和有用的現象,你想想,好事的科學家會放過它嗎?
由於高頻波段的波長是最長的,聰明的科學家就利用這個波段「繞射」最強的現象設計雷達來偵查地平線以外的目標,科學家用這個方法取得相當程度的成功。由於偵測電波是沿著地球表面傳送的,所以稱之為「地波雷達」。
地波雷達探測的距離超過地平線,所以也稱為「超越地平線的地波雷達」(英文縮寫為OTH-SW),此處SW代表 Surface Wave,意思就是地波。
建立在山上的雷達站可以在距離範圍內偵測到地平線海面上的軍艦,但是偵測不到地平線下的軍艦,因為它已經在地平線以下了。
但是如果山上的雷達站是地波雷達,有一部分電波透過繞射現象可以照射到地平線下遠距離R2的軍艦,它反射的回波同樣經過繞射再被雷達站接收到,經過計算就可以得出R2軍艦的位置和速度。
電波的「繞射」是一種非常微弱的現象,通常使用的雷達波段幾乎不存在,即使波長最長的高頻波段它的繞射能量也很小,所以對海面船艦的探測距離不大,可以確定能夠達到三百公里,沒有聽過超過五百公里的,要想覆蓋天波雷達八百公里的盲區恐怕非常困難,除非加大發射功率和使用極長的天線陣列,這些都是極費錢的,有實際的上限。
地波雷達因為沒有離子層複雜和不穩定的物理現象,所以定位容易多了,也比較精確,只是探測距離短太多了,對反航空母艦作戰來說性能不足,屬於次要的手段,但是對於其他的大型水面船隻還是很有用的。地波雷達相對便宜,尤其對於不寬的海面,譬如台灣海峽和黃海,非常有用。
讀者一定會問:地波雷達能探測三百公里可以裝在船上呀?
回答:是的,的確有某些國家這麼做過。但是地波雷達的天線排列長達50米以上,在軍艦上狹窄又寶貴的空間使用非常不方便,所以非常少見。
丙. 幾個簡單的註解
a. 高頻(High Frequency,簡寫為HF)是有一點誤導的,因為這個波段其實是雷達所用的電磁波中頻率最低的。
一般而言,頻率越高雷達的精度就越高,同時體積也越小,所發射的能量也越小。所以軍用雷達,尤其是火控雷達(一種指揮炮火發射的雷達,英文稱為 Fire Control Radar)要求高精度,選用波段的頻率都非常高,甚至超過 30 GHz。
譬如戰鬥機上的火控雷達都是X波段,頻率在10GHz左右,是高頻波段的300倍到3000倍,波長是3公分左右。
坦克測距使用激光雷達頻率高達100,000,000兆赫茲,是高頻波段的三百萬到三千萬倍,所以測得的距離非常準確。
警察抓超速使用的測速器也是激光雷達,使用頻率高達300,000,000兆赫茲,達到雷達使用頻率的最高階段,因此雷達非常小巧(可以拿在手上)、功率非常小(通常只有數瓦特),應用距離很短,頂多幾百米,但是非常精確。這種精確度都不是高頻雷達能夠得到的。
b. 「天波雷達」與「地波雷達」都是使用高頻波段來探測地平線以外的物體,經過大氣離子層折射的叫天波雷達(OTH-B),沿著地表傳達的叫地波雷達(OTH-SW),天波與地波的區分和取名非常傳神。
c. 超視距雷達除了探測的距離非常遠之外,它還有一樣好處,那就是可以探測到雷達隱身的目標,譬如美國的隱形戰機B-2與F-22。
這是因為所有雷達隱形物體所用的塗料主要是對付波長很短的雷達波,譬如X波段,目的是要躲避火控雷達的追蹤,這對逃避飛機和導彈的火控雷達固然特別有效,但是對波長較長的L波段搜索雷達就差很多了,對高頻波段的超視距雷達隱身效果就更差了。
除此以外隱形飛機的雷達截面(Radar Cross Section,簡稱 RCS)都設計成正前方極小化(這就像坦克的裝甲在正前方最厚是一樣的道理,因為正前方是攻擊時遭遇敵人最可能的方向),下方也不錯(躲避地面雷達),但是上方的雷達截面就大非常多了,所以無法規避天波雷達的照射與發現。
丁. 中國大陸的天波雷達
大陸在超地平線雷達的研究很早就開始,1970年就完成一座試驗型的天波雷達,天線排列長達2300米。
根據【簡氏防務週刊】的報導,中國已經在2001年研製出一套天波雷達(OTH-B),探測距離為800~3000公里,覆蓋角度為60度。該系統發射與接收的地點是分開的,位置相隔100公里,天線陣列尺寸為60x1100米。
YST 個人的評論:
a. 雷達的接收站的位置,也就是巨大的天線陣列安放的地方。
b. 這座天波雷達的接收站位於武漢與西安之間某處,相當內陸,不設在靠近海邊的原因一方面是避開盲區,另一方面是避免容易遭受空襲。
c. 天波雷達覆蓋的偵察範圍,這是美國航空母艦進入台灣地區的主要方向。我們看到美國的航空母艦和大型水面船隻只要進入距離台灣兩千公里的海面就會被這座天波雷達偵測到。
d. 800~3000公里的探測距離是英國【簡氏防務週刊】的報導,不知來源為何,也不知是真是假。YST 認為這個探測距離雖然勉強夠用,但不夠安全。如果 YST是系統工程師一定將探測距離至少達到四千公里,而且照射角度會稍微偏北一點務必覆蓋包括東京灣與關島在內的水域,這個要求非常、非常重要而且並不難辦到。
e. 這座天波雷達的位置選擇非常適中,完全覆蓋從東部海面接近中國的任何航道。美國航空母艦如果企圖從日本海經對馬海峽進入黃海不被發現和追蹤是不可能的,唯一剩下的可能途徑是繞過菲律賓的南端或是經麻六甲海峽進入南海,然後由南海接近中國大陸。
f. 南海相對東海不但非常狹窄而且到處都有島礁,偵測航空母艦容易得多,黃海就更容易了。黃海基本上一架預警機就可以搞定,南海則麻煩一點,對預警機續航力的要求也高很多,如果單靠預警機至少需要多架。
戊. 中國大陸的地波雷達
大陸在地波雷達也做了相當成功的研發,並且至少已經在浙江瑞安市以東八公里處的海岸線上部署了一套地波雷達(OTH-SW)系統。這套系統也採用了發射地點與接收地點分離的設計,兩處相隔2.65公里。
外界對中國大陸的地波雷達瞭解很少,只知道覆蓋角度為90度,探測距離大概是三百公里。有關它的性能數據都是猜測,無法做進一步的討論。
雷達數據都是高度機密,外面的人只能知道大概,不可能得到精確的數據。
瑞安地波雷達地波雷達站完全無縫地覆蓋台灣海峽北端的出入口,可惜覆蓋不了釣魚台,更無法探測到琉球群島。
己. 一些個人見解
a. 一般而言雷達使用的頻率越低,雷達的體積就越大,發射的功率也越高,像超視距雷達這樣的頻率發射功率都在數百萬瓦以上,非常耗費能量。
b. 南海海域不是很寬,遍布島礁,50~100米長的天線陣列建在島礁上也不成問題,如果能源供應的問題能夠解決,解放軍在南海的西沙、中沙與南沙的島礁上各建一座地波雷達站,再配上一、兩架預警機填補空隙就可以無縫監視所有在南海主航道上來往的船隻。但是能源供應是一個大問題,島礁上蓋一個幾百萬瓦的發電廠幾乎是不可能的,也容易受到破壞。
c. 比 b 更簡單、也更安全的方法是在湖南南部的山區建一座天波雷達,不但覆蓋整個南海,也覆蓋越南、馬來西亞、新加坡、汶萊、菲律賓和麻六甲海峽。
d. YST個人認為天波雷達是反航空母艦艦隊最重要的探測手段,也許單憑天波雷達就足夠完成搜索、發現與長時間連續跟蹤等一系列的任務,其他的偵察手段不過是輔助而已。
在後面論述反艦彈道導彈的操作時,YST 將對 d 項做進一步的說明。
(十)一些簡易的雷達知識與術語
本篇(IV)與下篇(V)的論述並不在原來的規劃範圍之內,是 YST臨時起意增加的。
在介紹了超越地平線的雷達後,下一個論述題目本來是長程無人偵察機。但是很多網友非常質疑「天波雷達」偵測與追蹤航空母艦的能力,他們認為「天波雷達」的誤差能達到好幾百公里,根本沒有什麼實用價值,並指出六0年代蘇聯的「天波雷達」如何的不成器。
如果要以蘇聯六0年代的雷達能力作為標準,這個系列文章是寫不下去的。不要說蘇聯,即使雷達功力遠在蘇聯之上的美國也是不行的。世界上最早有下視能力的雷達應該是美國的F-15戰鬥機,首架服役的時間是1974年。所以上世紀的六0年代,無論是哪個國家的天波雷達都不可能用來偵測海面上的船隻。
雷達,這個人類在二十世紀發明的最偉大的遙測工具,在過去的50年有了天翻地覆的改變。由於 YST認為「天波雷達」是探測航空母艦艦隊最關鍵的感應器,甚至有可能獨自完成發現與追蹤三千公里外的大型船隻這樣艱鉅的任務,於是有必要在這個時候更深入地討論一下雷達這個探測器。
YST 將用最基本的常識與最簡單的算術來說明現代雷達,特別是「天波雷達」,的價值。
甲. 什麼是「分貝」?
譬如我們常聽人說:飛機場的噪音是100分貝、地下鐵車站當列車經過時的噪音是120分貝、美國洛杉磯級核子潛艇的噪音是110分貝、女人尖叫的聲音是80分貝....等等。
這些話到底是什麼意思呢?
原來科學家和工程師在計算自然現象的過程中常常需要用到比值,也就是兩個數量的比有多少倍,這個比值在科學和工程的研究中通常存在一個非常、非常大的範圍,譬如從一到一百億,不但用起來非常不方便,而且製作圖表簡直就不可能。想想看,有誰能把一和一百億兩個長度同時畫在一張圖表上讓大家都看見?
所以科學家就發明了一個新單位叫做「分貝」(英文為 decibel,簡寫符號為 dB),它的定義如下:
兩個數量 P1 與 P2 的比值 P2/P1 用「分貝」來表示就是
10 * log (P2/P1) (分貝,dB)
,這裡 log 是以 10 為底的對數函數(Logarithmic function)。
YST 希望你還沒有忘記中學的數學,以 10 為底的對數函數的定義是:
如果 log A = B,那麼 10**B = A
,這裡 10**B 代表 10 的 B 次方。
註:對數的底(base)不是非用10不可,也可以換成其他任何正數,譬如8,但是顯然流行不起來,因為絕大部分的人都是十個手指的。不過有一個例外是用極限觀念定義的常數 e,
e = lim (1 + 1/n)**n ,當 n 接近無限大
,此處 lim 代表 limit,就是極限的意思。 e 的值大約是 2.71828, e 的指數函數和以 e 為底的對數函數被數學家發現非常有用。
以10 為底的對數函數數學家成為常用對數(common logarithm)。
以 e 為底的對數函數數學家成為自然對數(natural logarithm)。
好了,現在你就可以看到「分貝」應用的威力了。
0 分貝 = 1 倍,也就是相等;
1 分貝 = 1.26倍;
2 分貝 = 1.60倍;
3 分貝 = 2.00倍,也就是大約兩倍;
4 分貝 = 2.50倍;
5 分貝 = 3.20倍;
6 分貝 = 4.00倍,也就是大約4倍;
7 分貝 = 5.00倍,也就是大約5倍;
8 分貝 = 6.30倍;
9 分貝 = 8.00倍,也就是大約8倍;
10 分貝 = 10倍,也就是正好 10倍;
20 分貝 = 100倍,也就是正好 100倍;
30 分貝 = 1000倍,也就是正好 1000倍;
40 分貝 = 10000倍,也就是正好 10000倍 ;
50 分貝 = 100000倍,也就是正好 100000倍;
60 分貝 = 1000000倍,也就是正好 1000000倍;
100 分貝 = 10000000000倍,1 後面有 10 個 0 ,也就是正好一百億倍。
你一定會問:說了半天,這個對數和分貝到底有什麼好處?
回答:對數的好處就是把乘方和開方變成乘除,把乘除變成加減。你說,這省了多少事?想想看,開五次方和除5,那個容易?
所以只要一本對數表在手,什麼麻煩的計算都變得容易多了,這在還沒有掌上型計算器的年代是非常有用的計算工具。怪不得錢學森離開美國的時候什麼高深的火箭書都沒帶卻帶了一本對數表,但是卻被聯邦調查局的幹員沒收了,因為他們以為是有關國家機密的密碼。
我們看下面的例子。
如果一個音響設備的推銷員A對你說:「這套高級音響的訊噪比(signal to noise ratio)是103分貝」,他的意思是接收器是非常乾凈的,訊號的功率(power)是雜音功率的兩百億倍。
如果另一家音響設備的推銷員B對你說:「這套高級音響的訊噪比(signal to noise ratio)是80分貝」,他的意思是接收器是非常乾凈的,訊號的功率(power)是雜音功率的一億倍。
A推銷的音響比B推銷的價錢高,很自然地你想知道這多花的錢到底值不值?
為了比較這兩個音響,熟悉分貝的你不必換算成嚇死人的實際倍數搞得手忙腳亂,而是直接用分貝做心算。
103dB - 80dB = 23dB
,20dB是100倍,3dB是兩倍,23dB就是200倍。
看到沒有?只需要幾秒鐘,你立刻就算出A推銷的音響比B推銷的音響乾凈兩百倍。
回到文章開頭最原始的問題,「飛機場的噪音是100分貝」...「女人尖叫的聲音是80分貝」等等是什麼意思呢?
回答:YST 也不知道。「分貝」是比值的單位,說話的人並沒有把和什麼東西比說出來,所以他們說的話是沒有意義的。
譬如 YST每次看到大陸網友誇耀「基洛」級潛艇是多麼安靜,號稱「海洋黑洞」,發出的噪音只有 100分貝等等,YST 總是看不懂,因為他們沒有指出代表 0分貝的噪音是什麼,所以100分貝是沒有意義的。不同的作者所用的 0分貝很可能是指不同的東西,這些文章的數字就變得一點意義都沒有了。
乙. 電波的頻率、周期、震幅與相位
任何波動(無論電波和還是聲波)都可以用三角函數來代表,譬如正弦函數(Sine function,數學符號寫作 sin x,此處 x 是一個角度)和餘弦函數(Cosine function,數學符號寫作 cos x,此處 x 是一個角度)。
當電波在傳送的時候,有四樣東西工程師非常注重,那就是頻率(frequency)、波長(period)、震幅(amplitude)與相位(phase)。
頻率與波長互為倒數,在前面我們已經談過了。
震幅(amplitude)是電波上下起伏的大小,我們可以把它看作是電壓,從 +V 到 -V 上下震動。
「相位」(phase)是一般人都不注意,但是電機工程師非常重視的東西。
我們知道電波是一個連續變化的東西,我們用正弦函數 sin x 做例子。
當 x 是 0度的時候,sin x = 0 ,電波是在沒有能量的靜止狀態,然後電壓開始升高;
當 x 是 90度的時候,sin x = 1,電波的電壓達到最高點,然後電壓開始降低;
當 x 是 180度的時候,sin x = 0,電波回到靜止狀態,然後電壓繼續降低,進入負值;
當 x 是 270度的時候,sin x = -1,電波的電壓達到負的最高值,然後電壓開始降低;
當 x 是 360度的時候,sin x = 0,電波回到靜止狀態,完成一個周期。
所以同樣看到電波的電壓是 0,它可能是一個波動正要開始的時候,也可能是正好進行到一半的時候,前者電壓走正方向,後者電壓走負方向,對工程師而言二者是非常不同的。
同樣看到電波的電壓是0.5,它可能是一個波動進行到1/12的階段(30度)電壓正在上升的時候,也可能是波動進行到5/12的階段(150度)電壓正在下降的時候,對工程師而言二者是非常不同的。
「相位」(phase)是指電波的波動從0度到360度進行到哪一個階段,這對工程師的意義非常重大。
工程師特別注重電波的相位關係,譬如正弦函數Sine和餘弦函數Cosine對工程師而言是同一個函數,它們不過是相位差了90度而已。
一個雷達工程師在處理訊號的時候,如果任何時候取樣他都能夠把握電波訊號的相位(phase),他就可以非常有效地把訊號整合起來然後把它從雜音中分離出來,發現目標和追蹤目標就變得非常有效與迅速。
這種能夠保留相位訊息(phase information)的雷達叫做「同相雷達」(coherent radar)。
早期的雷達都是非同相的(non-coherent),雷達從非同相(non-coherent)進入到同相(coherent)是一個質的飛躍,一項革命性的進步。早年「非同相雷達」的探測能力跟現代的「同相雷達」相比可以用「天差地遠」四個字來形容。同樣的「天波雷達」,用六0年代「非同相雷達」的性能來揣摩現代的「同相雷達」會產生嚴重的誤導。六0年代的訊號處理能力與今天的能力相比相差何止十萬八千里。
丙. 雷達天線的功率比值圖形(antenna pattern)
電磁波的發射和接受都需要經過天線(antenna)。常見的天線有兩種:
一種是碟型天線(dish antenna),譬如裝在屋頂上接收衛星訊號的小耳朵;
一種是桿型天線(bar antenna),譬如汽車上收聽無線電廣播的金屬桿。
桿型天線當然還有比汽車天線更複雜的,最常見的一種叫做「八木天線」,是日本東北帝國大學的八木秀次博士(Dr. Hidetsugu Yagi)和他的助手宇田新太郎博士(Dr. Shintaro Uda)在1920年代發明的,所以有時候也稱為「八木.宇田天線」,簡稱「八木天線」.
「八木」天線發明後便開始在全球流行,有非常多的家庭用這種天線來收聽無線電廣播。
今天的美國人在屋頂架設的電視天線和「八木」天線非常相似,應該是它的一種改良型。
除了像汽車上收聽無線電的那種簡單天線是全向的,絕大多數的天線不論是哪一種,它們接收訊號的能力跟面對的方向有非常密切的關係。
天線設計是非常專業的,裡面有很大的學問,成百上千的電機工程師在這上面拿博士學位,每年發表數以百計的研究論文。很少人能看得懂美國天波雷達那些複雜的天線是怎麼設計的,裡面顯然有大學問。但是,不管他們的學問有多大,最終設計出來的產品一定要畫出這個天線的功率比值圖形,我們一看圖形就什麼都瞭解了。國父孫中山說「知難行易」就是這道理。有了天線的功率比值圖形,什麼事情都好辦了。
家裡裝設有小耳朵的人都知道,天線都是上下左右對稱的,在天線的正中央垂直於天線碟面的這條向外延伸的直線叫做「正前方」(boresight),這個「正前方」就被稱為是「天線所對準的方向」。
任何天線在「正前方」(boresight)所收到的訊號都是最強的,我們把這個強度定為0分貝(0dB)。然後其他方向收到的訊號強度與「正前方」的訊號強度的比值就被記錄下來。由於它們都比正前方的數值小,這些比值都小於1,所以它們的分貝值都是負數,譬如 0.5 = -3dB,0.1 = -10dB,0.01 = -20dB,0.001 = -30dB...等等。
所謂「天線的功率比值圖形」就是以「正前方」(boresight)的訊號強度為0分貝,然後把其他方向的強度以分貝為單位畫出來。
「天線的功率比值圖形」有時候也稱作「天線放射圖」(antenna radiation pattern),或者更簡單就叫作「天線圖」(antenna pattern)。
你一定會問:這方向有無限多個,怎麼能把所有的方向都畫出來呢?
回答:你說的對,但是有兩個方向最基本,一個是水平方向(也就是左右水平移動的方向,英文叫做azimuth),一個是垂直方向(也就是上下高低移動的方向,英文叫做elevation),只要這兩個方向決定了,其他方向也就決定了,所以天線工程師通常只畫這兩個方向。
好了,我們現在已經知道要做什麼了。
首先,天線接收到的電波是電壓(也就是電波的震幅) V 。
理論上,科學家已經計算出電波的電壓在天線不同方向的分佈是
V = K.(sin x)/ x
,此處 K 是一個常數,不同的天線設計這個 K 值不同,所以他們的圖形都基本一個樣子,只是胖瘦不同而已; x 是距離全線正前方(boresight)的方向距離(也就是角度差)。
其次,負的電壓也是有能量的,所以工程師真正有興趣的是功率(power)P,它的定義為
P = V.V = V**2
因此,我們要的「天線的功率比值圖形」基本上是下面這個曲線:
P = K**2 .(sin x)**2 / x**2
上面這個公式是理論值,事實上每個天線設計出來後都需要實際去測量,它們跟上面的理論數值是有出入的,真正的雷達探測與追蹤所需要的計算都以測量出來的實際數值為準,所以這個測量的工作非常、非常重要。
很少有人會去畫所有角度的天線圖,因為三度空間的圖反而看不清楚細節,並沒有任何實際的好處。
讀者一定吃過海參或是苦瓜,他們身上都長著大小不一肉刺。形象地說,三度空間的天線圖就像一個海參或是苦瓜,只是在正前方有一個肉刺特別長大,它就是主瓣。
但是這些主瓣以外的「小肉刺」也不能太小看,在雷達作業中它們雖然不是主角但也扮演了非常重要的角色,尤其是在反電子作戰(Eclectronic Counter Measure,簡稱 ECM)和反反電子作戰(Eclectronic Counter Counter Measure,簡稱 ECCM)。它們雖然在接收訊號上比主瓣低了20~40分貝,但是如果遇到強大的干擾電波,經由這些「小肉刺」進入雷達接收器的噪音能量是相當可觀的,通常足夠淹沒訊號,使雷達螢幕上出現一片雪花,什麼目標都看不見。
丁. 天線的「加權」(weighting)
天線工程上有一種技巧叫做「加權」(weighting),就是設計天線的工程師在天線不同的部分把訊號做不同程度的放大,這就改變了整個「天線圖」。
你一定會問:工程師為什麼要這麼做呢?
答案是:如果不做「加權」的工作,那麼第一旁瓣的峰值只比主瓣的峰值低13dB(20倍),這就很容易受到干擾。為了減少這種憂慮,工程師就設計了各種不同的加權來降低所有旁瓣的功率,特別是靠近主瓣附近的區域。
經過加權後,旁瓣通常都在30dB以下,甚至可以做到40dB以下,這樣被干擾的情況就大大改善了。
但是旁瓣變低了,這些被壓抑的功率去了哪裡呢?
答案是:去了主瓣,加權後的主瓣通常會胖一點。
戊. 雷達的波束寬(Radar Beam Width)
雷達工程師最看重的部分是主瓣中功率下降不超過3分貝的部分,也就是功率下降不到一半的部分,這個寬度工程師稱它為雷達的「波束寬」(beam width)。每個雷達的波束寬都不一樣,譬如圖08告訴我們這個雷達的波束寬大約是40度(正負20度)。
所有雷達的照射與探測距離都以波束寬內的主瓣為準,其他部分不予考慮。所以波束寬是雷達性能非常重要的一個指標。
當雷達進行搜索的時候,你可以把天線發射的電波看成是一隻手電筒放射出去的光束,這個光束的形狀是一個發散的圓柱(如果天線是圓形)或四方柱(如果天線是四方形),它的角度就是波束寬(beam width),只有在這個波束照射到的東西雷達才看得見,因為波束寬以外的照射雖然仍有能量但是雷達工程師不予考慮。
雷達的波束寬既然如此重要,那麼有沒有公式可以計算呢?
答案:有的,而且很簡單。
雷達的波束寬由雷達的波長與天線的長度所決定。如果雷達的波長是 M,天線的長度是 L 或直徑是 D ,那麼這個雷達的波束寬 W 是
W = 0.88 . M / L radian (如果天線是四方形)
W = 1.02 . M / D radian (如果天線是正圓形)
,1 radian = 57.3 度。
註:
1. 上面這個公式是指沒有加權的天線。
2. 如果天線加權,波束會變胖。胖多少呢?這就要看設計的工程師是如何加權的。
3. 如果你不知道對方是如何加權的(假設你是一個不稱職的間諜,偷不到到對方的加權表),但是又非得向老闆交代不可,那麼 YST教你一招,那就是管它三七二十一,把波束寬乘1.21,也就是加21%。這樣雖不中亦不遠矣。
大約比波束寬度再寬一倍的地方就是理論上功率為0的零點(英文叫做null)。這個常識大家必須具備。
譬如某個天線的波束寬是10度,也就是說從正前方(boresight)算起,離開它5度的地方接收功率就下降了一半,那麼再離開5度(也就是距離天線正前方10度的地方就是理論上的零點,在這附近是收不到訊號的。這就是為什麼屋頂上的小耳朵如果被風吹歪了一點,家裡的衛星電視很可能就收不到訊號了。工程師的設計都是要求天線必須對準發射台,誤差不能超過波束寬的一半,這些都是寫在架設天線的手冊中的。如果你裝的是中耳朵或大耳朵,那麼安裝就必須更穩固,更不能容忍方向的偏差,因為天線越大波束的寬度就越小,偏差了波束寬度的一半就更容易發生了。
零點(null)對雷達工程師是很有用的,它遍佈於各個方向,就是前面所說的「小肉刺」的根部。在進行電子戰時,如果發現敵方用干擾機發射強大的噪音,雷達工程師在計算出干擾源頭的方向後就可以重新改變「加權」把某一個零點(null)對準干擾源,干擾電波就不能進入雷達接收器了。這種反干擾的技巧叫做「零點消滅干擾源」(jammer nulling)。
上面計算波束寬度的公式非常重要,只要我們知道某座雷達的發射頻率和天線大小,我們就可以算出它的雷達波束寬是幾度,進而推算出它的大概性質。
由於頻率與波長成反比,上面這個公式告訴我們頻率越高波束越窄,天線越大波束也越窄,這個關係是必須知道的常識。
波束越窄就越能分辨兩個非常接近的目標,這在軍事應用上非常重要。這也是為什麼只要環境許可,雷達工程師總是要求安裝最大的天線。
己. 大陸天波雷達的波束有多寬?
在上一篇文章我們論述中國大陸的「天波雷達」,它的天線陣列尺寸為 60x1100米。那麼,它的波束寬是多少呢?
我們只知道「天波雷達」的頻率是3~30MHz,所以波長在10~100米,我們就取中間值假設波長為55米。
雷達的運作,水平方位(azimuth)永遠比高低方位(elevation)重要,所以合理的假設是天線在水平方位長1100米,在高低方位長60米。根據上面的公式,再假設老共的天線是加權的,我們得到:
水平方位的波束寬 = 1.21.0.88.55/1100 radian = 0.0532 radian = 3.05度;
高低方位的波束寬 = 1.21.0.88.55/60 radian = 0.9761 radian = 55.9度。
所以我們看得很清楚,這座天波雷達的波束是左右非常窄(3.05度),高低非常寬(55.9度)的一個扇形。
在3000公里的距離,這座天波雷達照射的範圍是
水平方位的長度 = 0.0532.3000 公里 = 160 公里;
高低方位的長度 = 0.9761.3000 公里 = 2928 公里。
網友爭辯的焦點是在水平方位大陸這座天波雷達照射的範圍太寬,超過一百公里,目標可以藏在這個廣大的雷達波照射區的任何角落,水平誤差因此可以達到一百多公里,這還是假設波長是中間值的55公尺。
如果我們採用HF波段最大的100公尺波長,那麼天波雷達在三千公里距離的探測誤差就有可能超過300公里了。如此大的探測誤差是沒有實用價值的。
問題:上面這個爭論,焦點就在天波雷達的水平距離誤差是不是就是它的照射寬度呢?
回答:不,絕不是。如果雷達波束的照射寬度就是誤差寬度,那麼幾乎所有火控雷達指揮的火炮都打不到目標了。
為了準確回答上面的問題,我們必須進一步討論雷達追蹤是怎麼回事。
(十一)雷達的操作模式
雷達因需要的不同在操作上有許多不同的模式(mode),花樣繁多,但是最基本的有三個模式:
1. 搜尋與發現;
2. 邊搜尋邊追蹤;
3. 單目標追蹤。
當然,最現代的雷達還有一種非常有用的模式叫做地面成像(ground mapping mode),其中解析度最高的一種叫做「合成孔徑雷達」(Synthetic Aperture Radar,簡稱 SAR)。
我們把重點放在最基本的三個模式,它們是每個雷達都具有的模式。
甲. 雷達的搜尋、發現與追蹤
A. 搜尋(Search)
雷達搜尋空中或海面的目標,就跟你在黑暗中用手電筒尋找空中的蚊子或地上的一根針是完全一樣的。
如果是搜尋空中目標,先決定搜尋範圍,譬如左右60度和上下30度,於是先把這個範圍正前方的水平方位和高低方位以雷達波束寬為單位劃成格子,然後依照順序一格一格的掃瞄,譬如從左上方開始水平向右掃瞄,掃瞄一列以後,雷達天線在高低方向下降一個波束寬,然後向左掃瞄,到了左邊的邊界角度,天線再下降一個波束寬,然後向右掃描,...,如此這般直到所有格子都掃描完畢。然後又從左上方重新開始掃描。
對海或對地的搜尋也是一樣,先決定搜尋範圍,譬如左右60度,於是先把這個範圍的海面或地面以雷達波束寬為單位劃成格子,然後以雷達波束寬為單位依照一定的順序一排一排地掃瞄。
這就是雷達的搜尋工作。
B. 發現(Detection)
任何一個「格子」當雷達波束照射的時候,雷達的接收器(radar receiver)就開始處理從這個「格子」接收到的訊號,經過整合後就得出一個速度與距離的方陣,每一個方陣單元都有距離、速度、功率(power)...等等資料。
雷達工程師設計好一個目標取捨的數值標準(這個數值的設定是有學問的,此處不深入討論)。
任何方陣單元如果探測到的功率(power)超過這個數值就是目標,也就是說,一個目標被發現了,雷達裡面的電腦就會通知操作員(譬如發出嗶嗶聲)並且把它的相關資料顯示在雷達屏幕上。
任何方陣單元如果探測到的功率低於這個數值,電腦就拋棄它,當作什麼也沒看見。
這就是雷達的發現工作。
注意,雷達雖然發現了目標,只是把這個目標的相關資料告訴操作員而已,雷達的搜尋工作仍然繼續照常進行,完全不受影響。至於雷達操作員看到這個目標後有什麼進一步的決定,那是操作員的事,操作員自有一套他自己的標準決定這個目標重不重要。
C. 追蹤(Track)
如果操作員覺得某一個被發現的目標很重要,譬如目標接近到某個程度、目標速度特快、目標回波特大等等,操作員便會按下一個鈕決定追蹤它,於是雷達便進入追蹤的模式。
追蹤的模式有兩種,一種是「單目標追蹤」(single target track,簡稱 STT),另一種是「邊搜尋邊追蹤」(track while scan,簡稱 TWS)。通常是先進行「邊搜尋邊追蹤」,最後可能選定一個做「單目標追蹤」。
相對於搜尋,追蹤模式的過程要複雜非常多。當一個目標被選定追蹤,雷達裡面的電腦就為它特別設立了一個資料夾(file)並且編號,資料夾裡面儲存這個目標所有的相關資料。所以每一個被發現的目標都有自己的編號和資料夾。
雷達進入追蹤模式的時候會設定一個觀察的週期,也就是每隔多久會觀察它一次,這個週期是系統工程師選定的,通常短於雷達的掃瞄周期,譬如掃描一次是兩分鐘,被追蹤的目標有可能每20秒就要觀察一次,避免它逃脫。當下次觀察的時間到了,雷達會把天線轉到這個目標預測會出現的方位來確定它還在不在。這個過程說來輕鬆,其實非常複雜,裡面包含很大的學問。
雷達追蹤困難的焦點就在:你怎麼知道下次看到的目標就是這個目標?
所以雷達追蹤技巧的精髓是:雷達軟體不但必須預測這個目標下次應該在什麼地方出現而且必須給出誤差不能大於某個數字。
好了,雷達每次觀測同一個目標時不外乎下面三種情形:
1. 如果雷達看到一個目標並且在預測的範圍內,雷達就在資料夾填上它的新位置,但是同時保留它的舊位置。理論上,過去觀察的位置越多,預測未來的位置也就會越准,一般而言,系統工程師會決定要保留多少箇舊位置作為預測下一個位置的基礎;
2. 如果雷達什麼目標都沒有看到,雷達就在資料夾上填寫目標消失,並且查看連續消逝了幾次。如果次數不到N就決定繼續觀察並且預測下次它應該在什麼地方出現;如果連續消逝的次數達到N,那麼雷達的電腦就認為這個目標已經永久消逝了,於是把它的資料夾刪除、編號也取消;
3. 如果雷達看到一個目標,但是它不在這個目標預測出現的範圍內,電腦也把這個目標當作情況2處理,但是把探測到的目標當成一個新目標,另外設立一個資料夾(file)並且編號。
這就是雷達追蹤的過程。
D. 幾點評論
論述到了這裡,有幾個非常重要的觀點讀者需要瞭解,所以我們有必要提出進一步的說明。
1. 追蹤數目
讀者在閱讀軍事文章中常常會看到這樣的敘述:某型戰鬥機的火控雷達可以同時追蹤20個目標並且選擇其中的六個目標進行攻擊。
這是甚麼意思呢?
在上面我們論述雷達的追蹤過程中提到每一個追蹤的目標都有一個編了號碼的資料夾,裡面儲藏所有有關這個目標過去的追蹤資料和預測下一次觀察時它的位置與容許的誤差,這裡面牽涉的學問叫做「估計理論」(estimation theory),這個估計過程中有一段過濾雜音的手續通常採用一種技巧叫做「卡曼濾波」(Kalman filter),它的計算非常複雜,不是一件簡單的事,即使是高速電腦也非常耗費時間。
任何電腦的中央處理器(CPU)的計算能力是有限的。雷達操作所需要的計算很多,通常有一些固定的事情(house keeping work)必須先處理,剩下的時間才能分配到各種操作模式(operating mode)的計算。系統工程師把所有的計算工作都依照優先順序加以排列,但是即使最不優先的工作也都必須在某一段時間內完成,這個時間稱之為「模式時間」,它也許是10毫秒(milli-seconds)也許是100毫秒,由系統工程師來設定。
由於追蹤目標每增加一個,計算量就增加很多,系統工程師必須確定所有的計算在規定的時間內能夠全部完成,否則就會出亂子。如果計算的時間不夠,只有兩種解決方法,一是延長「模式時間」,二是限制追蹤的數目。延長「模式時間」就要放慢掃瞄速度,如此一來整個雷達的作業能力就要降低,茲事體大,系統工程師通常不願意。所以剩下的唯一選擇就是限制追蹤的數目了。也就是說,追蹤數目是在掃瞄速度能夠接受的情形下的最佳妥協。
所以我們看得很清楚,任何雷達一旦定型,它能夠追蹤的目標數目是固定的。如果在實際作戰中出現的目標超過這個數目,多出來的這些目標雷達就顧不了了,因為追蹤數目一旦飽和,雷達軟體便不再接受追蹤新的目標。
2. 飽和攻擊
從「追蹤數目」的定義我們就可以看出「飽和攻擊」的理論基礎是甚麼。所謂「飽和攻擊」就是攻擊者的數量超過這個雷達系統能夠處理的目標追蹤的數目,在這種情形下被攻擊者只能聽天由命。
所以追蹤數目是衡量一個雷達優劣的重要指標之一。敵人必須付出大於追蹤數目的攻擊力量才能進行飽和攻擊。
至於同時可以攻擊多少個目標主要是跟攻擊者攜帶的導彈數量有關,這倒不是重點,跟雷達的能力無關,因為通常雷達能夠追蹤的目標數目遠大於戰鬥機攜帶的武器數目。譬如雷達追蹤了20個目標,它會把這20個目標依照威脅程度的大小順序排列出來提供飛行員決定。如果這架戰鬥機只攜帶了兩枚中程空對空導彈,飛行員頂多也只能夠選兩個目標攻擊;如果這架戰鬥機攜帶了20枚中程空對空導彈,那麼飛行員選擇攻擊全部20個目標也不是問題。但是今天的戰鬥機頂多攜帶八枚空對空導彈,其中通常只有一半或頂多六枚是中程的。
軍艦攜帶的導彈數量比飛機多得多,但是早期的軍艦對空導彈是裝設在可以上下和高低轉動的發射架上,一個發射架通常只配置兩枚導彈,它們的發射速度很慢因為發射架的轉動需要時間,發射後重新填裝所需要的時間就更長了,所以軍艦能夠同時攻擊的目標數很低,仍然遠低於雷達追蹤的數目,防禦能力同樣是受限於導彈而不是雷達。
但是最新式的軍艦裝有垂直發射系統,這些導彈都是儲藏在垂直發射井中,不但載彈量很大而且可以隨時處於發射狀態,所以它們的發射的速度非常快。譬如美國「提康德羅加」級導彈巡洋艦(Ticonderoga class guided missile cruiser)攜帶的對空導彈數量為一百二十二枚而且都在垂直發射井中隨時待命,但是神盾雷達系統的追蹤能力是達不到一百個目標的,這時候防禦的能力就限制在雷達了。
3. 追蹤的誤差
「邊搜尋邊追蹤」最大的問題就是天線必須不定時地中斷掃瞄去照射這些被追蹤的目標然後再回到中斷的位置繼續掃瞄。直到現在絕大多數的雷達是機械轉動的,這不但對天線的轉動造成負擔,而且由於有動量(momentum)的緣故在追蹤照射時會造成較大的天線瞄準誤差(antenna pointing error),直接導致追蹤數據的誤差。
相控陣雷達(Phase Array Radar)在「邊搜尋邊追蹤」的模式中它的優越性就立刻顯露出來了。由於它是電子轉動的,瞄準任何方向可以不到千分之一秒完成,而且沒有動量(momentum)的問題,所以具備更迅速與更精確的追蹤能力。
大型地基雷達在七0年代以後開始有相控雷達,機載雷達有相控雷達則是90年代以後的事了。
無論是傳統機械式掃瞄的雷達還是能夠電子掃描的相控陣雷達,它們目標定位的誤差都比雷達波束寬要小很多,我們在下一節(乙)有詳細說明。但是無論是哪一種雷達,最準確的追蹤是「單目標追蹤」,因為它是連續追蹤,在這個模式中天線對目標保持連續照射。
4. 被追蹤的目標如何反應
從被雷達照射的目標而言,搜尋、發現、追蹤、連續追蹤,這些過程的每一個階段目標感覺到遭受威脅的程度是不同的。
如果很長一段時間才被照射一次(譬如每2分鐘一次),目標會很安心,因為它知道自己不過是被搜尋而已,有沒有被發現還不一定,也許有,也許沒有。
如果被照射的頻率增加(譬如每20秒一次),目標就知道自己不但已經被發現了,而且幾乎確定被追蹤,警報器這時候會提出警告。
如果被連續照射,目標就知道自己不但被追蹤而且已經被鎖定(單目標追蹤)。如果電腦根據電波的特性(waveform)判定這是敵人的火控雷達,那麼攻擊導彈可能即將發射或已經發射了,這時候警報器一定會發出強烈警告,因為時間上目標本身已是危在分秒而不是旦夕。目標在這個時候一般會採取勐烈的機動企圖脫鎖(break lock),飛機會進行翻滾,船艦會開啟近程防禦系統並且採取蛇行來躲避攻擊。
乙. 單目標追蹤的原理
上一節,我們說的是目標在雷達搜尋、發現與追蹤下會採取什麼行動。
這一節,我們要深入討論,雷達在「單目標追蹤」的運行下做些什麼。
雷達的作業無論是搜尋、發現或追蹤,只要天線還在不停的掃瞄,測定目標的精確度一般並沒有什麼差異,但是一旦進入「單目標追蹤」(single target track),也就是鎖定,那麼情形就完全不同了。
「單目標追蹤」是非常、非常重要的運作,為什麼?
答案是:當雷達進行「單目標追蹤」的時候,雷達天線不再掃瞄,而是對目標進行持續照射與精確跟蹤。
什麼叫做「精確跟蹤」?
A.單脈沖天線
雷達波的發射每次都是一個很短的電波,時間長度從不到1微秒(micro-second)到幾毫秒(milli-seconds),雷達術語叫「脈沖」(pulse),然後間隔一段時間再發射一個脈沖。如果你看過電影中醫院的開刀房,就會看到實時的心臟跳動的心電圖,雷達波的發射就像脈搏的跳動一樣,故得此名。
單脈沖雷達(monopulse radar)就是一種能夠用一個脈沖(single pulse)就可以修正目標角度誤差的雷達。神奇吧?
雷達能夠做到這一點看似有點不可思議,其實這個能力說穿了並不是什麼高深的學問,中學程度的腦力而已,不值得驚訝。「單脈沖雷達」的關鍵就在它的天線是一種經過特殊設計的天線,叫做「單脈沖天線」(monopulse antenna)。
「單脈沖天線」如圖09所示,工程師用通過正中心的水平線(azimuth line)與高低線(elevation line)把天線分成4塊。從右上方那一塊算起,逆時針方向去數,定義為I、II、III、IV等四塊,就像我們中學的時候學習解析幾何時平面座標的4個「像限」(quadrants)。
單脈沖雷達在運作時不是只計算整個天線蒐集到的功率,而是把每一個「像限」分別蒐集並計算它的功率。
B. 追蹤誤差的計算
當我們要估計水平方向的誤差時,我們就把左邊上下那兩塊的功率加起來,再把右邊上下那兩塊的功率也加起來,然後用右邊那一半(正方向)減左邊那一塊(負方向),就得到上圖希臘字母大寫的 delta(對不起,YST 的中文軟體沒有希臘字母)。也就是說
希臘字母大寫的 delta = (I + IV) - (II + III)
希臘字母大寫的 sigma = I + II + III + IV
註:
希臘字母大寫的 delta 像一個三角形符號,數學符號中常用它代表差;
希臘字母大寫的 sigma 像一個逆時鐘轉90度的M,數學符號中常用它代表和。
這個 delta 函數畫成圖形就如圖09告訴第二幅所示。你看:
如果 delta &> 0,那就表示目標在右邊正的一方,於是天線就要往右修正一點點;
如果 delta &< 0,那就表示目標在左邊負的一方,於是天線就要往左修正一點點;
如果 delta = 0,那就表示目標在正中,天線不必修正。
好,我們已經知道天線要朝那個方向修正了,但是修正多少呢?
回答:我們只要把 delta 除以整個天線蒐集的功率總量 sigma 就可以得到修正量 OBA,OBA 是 Off Boresight Angle 的縮寫,意思就是從正前方偏移的角度。
OBA = K.delta / sigma 度
,此處 K 是這段直線的斜率,天線工程師可以由實驗來決定,它的圖形畫在圖09的最下面。
上面的圖形用一架被追蹤的飛機做例子,它明顯出現在天線的左半部,所以左半部蒐集得到的功率(II + III)大於右半部蒐集得到的功率(I + IV)。
因此,delta = 右半部功率 - 左半部功率 &< 0,於是它告訴我們:
1. 目標在天線的左半部(負方向),天線需要向左修正;
2. 修正量是 K.delta / sigma 度。
C. 追蹤誤差的修正
在實際執行精確跟蹤的時候天線不會轉動 OBA,這很有可能會修正過量(over shoot)導致天線來回震動。
通常的情形是天線只轉動一部分
C.OBA
,此處 C 是天線工程師決定的常數,介於0與1之間,譬如0.5。由於雷達的追蹤週期非常短,通常每秒鐘進行至少10次以上,高的情形可以達到每秒50次,所以 OBA很快就接近0了。
譬如 C = 0.5,經過10次修正以後誤差已經小於原來的千分之一,所須時間還不到1秒鐘。
以上所說是水平方向的計算與修正,高低方向也是一樣,唯一的不同就是用上半部的功率和(正方向)減下半部的功率和(負方向),也就是
希臘字母大寫的 delta = (I + II)- (III + IV)。
丙. 雷達追蹤的角誤差
我們在這一節簡單扼要地介紹了雷達操作的三個最基本的模式:
1. 搜尋與發現;
2. 邊搜尋邊追蹤;
3. 單目標追蹤。
我們更進一步對目標角度的測量作了比較深入的論述,利用「單脈沖天線」(monopulse antenna)對目標做出角度修正是雷達應用中最基本和最重要的技巧。
現在讓我們為這一節的論述作一個簡單的結論:
1. 雷達的目標定位是根據目標測定的角度與距離來決定,前者遠比後者重要。
2. 角度追蹤(angle track)是所有雷達追蹤項目中最基本、最重要、也是必不可少的,遠比距離追蹤(range track)來得重要,這是因為在很多應用中單憑「角度追蹤」(angle track)就足夠完成任務,譬如空對空導彈。
3. 「單目標追蹤」(STT)的角度誤差非常小,火控雷達的單目標追蹤角度誤差可以小到低於兩百分之一度,這個精確度跟波束寬應該沒有什麼關係。
4. 「邊搜尋邊追蹤」(TWS)的角度誤差要比「單目標追蹤」(STT)大一些,但是無論如何也遠小於雷達波束的寬度。
(十二)中國大陸「天波雷達」的探測誤差
繞了一圈,知識已備,現在讓我們回到中國大陸「天波雷達」探測誤差的問題上。
甲. 水平距離的誤差
「天波雷達」的操作跟任何地基雷達的操作完全一樣,最先是進行「搜索與發現」模式。
如果有目標被發現,電腦會通知操作員(譬如發出嗶嗶聲)並且把目標資料顯示出來標示在顯示器的地圖上。
雷達操作員在目標被發現時會根據電腦顯示的資料決定這個目標是否重要。
如果操作員認為這個目標不重要,他可以忽略它,就當什麼事都沒發生,雷達繼續執行「搜索與發現」模式;
如果操作員認為這個目標重要,他可以按下一個鈕要求追蹤,於是雷達便進入「邊搜尋邊追蹤」(TWS)模式。
船隻航行的速度很慢,「邊搜尋邊追蹤」通常會進行很長一段時期,至少完成一次或多次搜尋,雷達操作員可以用種種方法(雷達或非雷達)研判所有被發現的目標並且對它們進行識別和威脅評估。
如果操作員找到某個目標,經過一段追蹤和識別後,最後研判確定它是一個重要目標而且它的威脅程度最大,譬如一艘航空母艦以高速接近戰區並且進入攻擊範圍,負責作戰的總參謀部決定對這個目標發動攻擊,這個時候「天波雷達」就可以放棄所有其他的目標,對這艘航空母艦進行「單目標追蹤」(STT)。
上面這個決定是非常自然的,攻擊航空母艦整個過程不到半小時,即使面臨多艘航空母艦的進攻也應該是一次一艘(one at a time),打完一艘再打下一艘,只要選定威脅最大的那一艘發動攻擊就可以了,反正戰鬥不到半小時就結束了,另一艘也跑不遠,沒有理由同時追蹤兩艘,所以沒有理由在決定攻擊後不採取「單目標追蹤」的模式。
中國大陸「天波雷達」的水平方向天線陣列長達1100米,同樣的接收單元少說有20~30個,有可能多達70~80 個甚至上百個,YST 可以打賭一定是偶數個。這樣我們就可以把整個陣列分成右邊的一半(正方向)和左邊的一半(負方向),並分別計算出它們的功率。
希臘字母大寫的 delta = (右邊的一半) - (左邊的一半);
希臘字母大寫的 sigma = (右邊的一半) + (左邊的一半);
每次測量到的目標水平誤差角度為
OBA = K . delta / sigma
,然後天線會修正 C.OBA,0 &< C &< 1。
OBA 會隨著追蹤的次數很快趨近於0,但不會是0。
問題:到底最後 OBA會有多小呢?
回答:YST 沒有實際的數據支持天波雷達的水平誤差,YST 不是間諜,連天波雷達的樣子都沒親眼見過。不過 YST可以用我的「educated guess」做出合理的估計:
如果X波段 STT能夠做到誤差小於兩百分之一度,HF波段的 STT誤差沒有理由不能做到小於20分之一度,這已經放大一個數量級了。
20分之一度的水平角度誤差在3000公里造成的水平距離誤差是2.6公里。
如果有讀者硬是要說單脈沖雷達的追蹤誤差跟雷達的波束寬真的有什麼關係,譬如波束越窄 OBA的斜率越大,微小的誤差因而更容易被修正之類,那麼大陸「天波雷達」的波束寬只有3.0度,跟大多數的機載火控雷達在伯仲之間,遠小於絕大多數的導彈導引雷達。
譬如美國中程空對空導彈AMRAAM-120的直徑為18公分、波長為3公分,所以它的波束寬大概在12度左右。如果波束寬就是追蹤角度誤差的話,那麼美國的AMRAAM-120除非瞎貓碰上死耗子,否則不可能打中任何飛機。
如果說「天波雷達」的波段雜音特多,那麼系統工程師可以延長訊號整合的時間來取得同樣的訊噪比把訊號從雜音中分離出來。這在現代的訊號處理上是完全沒有問題的,多一點計算就是了。
YST 想不出任何理由在單目標追蹤的情況下「天波雷達」的角度誤差會比X波段的火控雷達差,放寬一個數量級就應該可以消除所有HF波段可能產生的顧慮。因此2~3公里的水平距離誤差是非常合理的。中國大陸的雷達專家高手如雲,不可能做不到。
乙. 一些雷達探測的漏洞
工程上的玩意兒是不可能完美的,工程師也是凡人,不可能設計出沒有漏洞的雷達,更何況雷達的探測與追蹤都是用或然率(probability)來計算的,根本沒有百分之百保證的事情,不可能做到密不透風或是萬無一失。所以讀者如果一定要抬槓可以沒完沒了。YST 在這裡就舉一個例子來說明。
當雷達波發射出去,雷達工程師不可能知道在這個波的照射下有多少個目標藏在裡面。我們從單脈沖雷達的追蹤原理就可以看出雷達工程師千辛萬苦計算出來的目標位置其實並不是目標的真正位置而是在同一個脈衝的照射下、同一個距離(range gate)裡面所有雷達反射物所形成的「功率中心」(power centroid)。好了,這對敵人就有漏洞可以利用了。我們看下面這個特殊的戰場安排。
中共的天波雷達在水平方向的波束寬是3度,所以在4000公里的水平照射距離是213公里。美國的航空母艦可以由一艘驅逐艦在相隔200公里的距離上與這艘航空母艦平行、等速、直線航行,航空母艦與驅逐艦的航行方向都是對準天波雷達的接收方向(也就是武漢與西安之間的某處)。所以無論航行多久,雖然這兩艘軍艦間隔的距離會漸漸縮短,譬如在航行到距離只有1000公里的時候相距只有50公里,但是對天波雷達而言這兩艘軍艦始終都在同一個照射波和同一個距離(range gate)裡面,所以天波雷達是不可能把這兩個目標分開的。
根據單脈沖的追蹤原理,天波雷達測定的目標角度是航空母艦與驅逐艦的「功率中心」(power centroid),也就是說,如果航空母艦的雷達反射測得的功率是100,驅逐艦測得的功率是1,假設在這個照射波的同樣距離內沒有任何其他反射物的話,那麼天波雷達測定的方向是偏離航空母艦朝向驅逐艦百分之一的方向,也就是說距離在四千公里的時候偏差了兩公里,距離在一千公里的時候偏差了五百公尺。
好了,如果驅逐艦上裝設了角反射器(corner reflectors)使雷達的反射面跟航空母艦一樣大,那麼情形就非常嚴重了。在這種情況下,天波雷達測出的「功率中心」(power centroid)正好是航空母艦與驅逐艦的中間線,所以距離在四千公里的時候偏差了一百公里,兩千公里的時候偏差了50公里,即使航空母艦航行到距離已經接近到了一千公里(已經進入中國領海)的時候也偏差了25公里。
美國航空母艦戰鬥群如果能夠做到這個地步,那麼中國的天波雷達誤差是驚人的,有可能導致任務失敗。尤其如果驅逐艦上的角反射器大到航空母艦的10倍(很容易做到),那麼天波雷達測定的角度就嚴重向驅逐艦傾斜了,即使在一千公里的距離誤差也可以達到四十五公里,這樣的目標追蹤是完全失敗的。
這種情形在天空中也是一樣。譬如中國的驅逐艦向來襲的F/A-18編隊發射一枚海紅旗9導彈,美機編隊的前兩架F/A-18立即轉頭、兩機之間相隔一段距離(譬如一百米),然後勇敢地平行(side by side)對準這枚導彈直線飛去。理論上,海紅旗9的雷達導引頭始終把它的追蹤方向對準兩架飛機的「功率中心」(power centroid),那個位置事實上空無一物,最後海紅旗9一定是在兩架飛機之間穿過去而錯失所有的目標。
丙. 「天波雷達」由於電離層的不穩定所造成的誤差
在第三篇(III)YST曾經說:天波雷達的誤差一般在20~30公里,但是經過特殊演算法,精度可以增加一個數量級,把誤差改進到2~3公里。
有網友非常死心眼,一定要追問到底是什麼特殊演算法,非得講明白否則就不相信。這是很可笑的,YST 不會在這個問題上糾纏下去,但是 YST也不能不說幾句話。
20~30公里的照射誤差是源於電離層的不穩定性,而電離層的不穩定性完全是因為太陽照射程度的不同而產生的。所以只要把太陽的照射和電離層的高度與密度之間的關係搞清楚,就一定可以做出改良,這裡面最容易做的就是季節與每天的時辰。六0年代無法做出這些改良,因為測量電離層的手段與效率受到限制,電腦計算的能力也非常有限。現在中共發射了這麼多地球資源衛星與地球環境衛星,測量電離層的方法發展出多種不同的手段,能夠迅速收集大量數據做分析。如果 YST是系統工程師,只要根據這些資料做成圖表,天波雷達在不同的情況下使用不同的參數進行計算,幾乎可以保證把誤差改良一個數量級。這是常識,是 YST個人合理的「educated guess」,不需要向任何人證明,也不可能得到任何證明,除非有人是間諜。
台灣人的問題就是過份崇拜美國的科技又刻意輕視中共的科技,譬如如果 YST說美國科學家可以透過特殊演算法把天波雷達的精確度增加一個數量級,我想沒有台灣人會對這個說法有任何懷疑,這就是偏見。
其實中共的科研在某些方面是居於領先地位的,電離層的研究應該是其中之一。中國大陸的基礎科學研究有相當紮實的根基,尤其是空間環境的基礎物理。譬如武漢大學對電離層與電波傳送的研究從八0年代初就開始了,幾乎累積了三十年的經驗,今天大陸收穫的成果是多年辛勤的鑽研獲得的,不是一夜之間就發現什麼奧祕,或是別處可以偷來的。台灣人孤陋寡聞、自己不下功夫、心存偏見又大言不慚。
工程的研發雖然主要依靠科學的理論基礎,但是很多細微末節是必須依靠經驗來完成的。這種經驗不是理論可以推測出來,而是要靠實驗一步一步的證實、修改與優化,耗時又費錢,所得到的結果都是國家非常寶貴的科技財產,這些科技數據當然屬於機密,哪有可能是某些台灣網友號稱的什麼公開的演算方法。大陸憑什麼要公開?
任何跟軍事工程有關的科學數據中共是不可能公布的,YST 個人認為電離層與太陽照射之間的關係就是其中之一。中共不會傻到把這些花大錢蒐集到的敏感資料公諸於世。這沒什麼好奇怪的,對於軍事工程的科技數據任何國家的作法都一樣,即使賣武器也不會賣敏感資料。譬如美國賣給盟國的飛機其中的雷達軟體只給 binary code,盟國的科技人員不但看不懂,而且即使破譯了你也連一行 code 都不敢改。美國在軍售條約中明文規定,如果 code 被改動,即使只改一行,美國就不負責維修與升級。美國是傻子嗎?
我們再舉個例子,美國的GPS導航衛星精度非常高,其中一個原因就是美國經營導航衛星的時間最久,蒐集到的太空資料與應用細節比任何其他國家都多,這是美國稱霸太空的本錢。譬如光壓對衛星的影響,美國的研究就比任何其他國家徹底。美國會把這些資料公布嗎?當然不會。
所以任何人大叫如果中共不把特殊計算方法公布出來,他就不相信中共科學家能把天波雷達的誤差改進到2~3公里。這就非常好笑了,相不相信是他個人的判斷,不相信拉倒就是,沒有人會企圖說服他。有關武器裝備的細節真正知道內情的人也不會說出來,就好像美國科學家不會公布光壓對衛星的影響如何計算,道理是一樣的。任何人如果抵死不相信美國科學家能夠計算光壓對衛星的影響,那也是他個人的事,不相信拉倒就是了。
台灣網友有本事就用同樣理由和態度要求美國公布光壓對衛星影響的計算方法,或者更實際點,要求美國賣給台灣的F-16必須提供雷達的 source code,看看美國會不會理你?
我們在網上的論壇發言都是根據個人自身的經驗做合理的解釋與推論,有時候也有猜測的成分。如果沒有合理的推論與猜測,文章就成了純粹人云亦云的報導,幾乎沒有什麼閱讀的價值了。但是這種猜測必須是一種分析與判斷後的 educated guess,不是胡亂猜。大家的知識程度不同、經驗也不同,所以能夠做出的educated guess 也不同。如果不相信別人的 educated guess, 拉倒就是,本論壇沒有間諜。
如果那位市民是間諜或是軍事科技的業內人士,也請你們不要說出機密資料,免得引起本論壇無謂的麻煩,【天下縱橫談】不想遭受國安局的調查。
(十三)中共的天波雷達體系
甲. 天波雷達體系
讀者不要天真,中共的天波雷達體系不是只有一個雷達站。
解放軍不是傻瓜,至少大陸那些主持規劃天波雷達體系的委員會成員都不是傻瓜。YST 確信的是,中共的天波雷達體系不是只有一個雷達站,而是一個龐大的建築群,除了有雷達接收天線和雷達信號處理的設施,還有電離層監測站、氣象站、通訊網路、防禦體系....等等一系列的綜合支援和軍事設施,幾乎肯定還包括一個專用的發電站與電力供應系統。整個體系一定是一個具有相當規模的 military industrial complex。
乙. 天波雷達能獨力完成任務嗎?
無論是氣象還是其他的地球物理環境,它們的改變都是連續的,所以只要環境資料能夠很快地實時修正(updated in near real-time),中共的天波雷達所發揮出來的遙測能力幾乎確定可以達到獨立搜索、發現、跟蹤三千公里甚至四千公里以外的大型海面船隻。
如果中共的天波雷達在三千公里的距離追蹤誤差與電離層導致的照射誤差都小於三公里的話,那麼整個天波雷達的實際總誤差就小於(3x3 + 3x3)**0.5 = 4.3 公里。
所以攻擊航空母艦的彈導導彈在天波雷達指示的地點5公里的範圍內一定可以找到航空母艦,這個半徑五公里的搜索麵積對東風彈道飛彈上的雷達不是一件困難的事,這點工作量幾乎可以說是當吃白菜。
這就是為什麼 YST在第三篇(III)的結尾說:「YST個人認為天波雷達是反航空母艦艦隊最重要的探測手段,也許單憑天波雷達就足夠完成搜索、發現與長時間連續跟蹤等一系列的任務,其他的偵察手段不過是輔助而已。」
丙. 天波雷達的威脅與防禦
YST 個人認為中共的天波雷達站最脆弱之處不是目標測量的誤差可能過大,而是容易遭受敵人的武力攻擊。
老美不是傻瓜,中國這座天波雷達在中美軍事對抗中毫無疑問是美軍的眼中刺,如果不拔除,美國航空母艦就要冒很高的風險才能進入中國大陸海岸三千公里以內,這仗就沒法打了。這個嚴重性不僅僅是在軍事上,而是上升到了政治層面,足以導致美國被迫做出戰略收縮、不得不放棄她在亞洲的勢力範圍,因此美國是絕不肯善罷干休的。
目前的情況中美彼此心照不宣,雙方對這座天波雷達都低調處理,尤其是美國用意明顯。老美故意大談偵察衛星,有的沒的,盡說些狗屁不通的評論,譬如說中國需要一百多顆衛星才足以有效覆蓋海洋之類的屁話,這是刻意的誤導,更是障眼法,其實美國心裡比誰都明白武漢與西安之間的天波雷達才是中美軍事對抗最致命的關鍵點,也是美國處心積慮要拔除的目標。
中國也不是傻瓜,大陸在安全方面必定為這座天波雷達體系做出嚴密的防衛佈署,除了中空和高空的導彈防禦,對超低空的巡航導彈尤其有必要佈置特殊的防禦設施,譬如偽裝、地下化、設置假目標、在巡航導彈最可能進出的航道口建立防禦網或防禦牆之類的障礙物。
大陸的天波雷達站固然是美國首選的攻擊目標,不過一旦中國本土內陸遭受攻擊,戰爭必定升級,這就不在本系列文章討論的範圍之內了。
(十四)YST 對【簡氏防務週刊】報導的一些評論
甲. 【簡氏防務週刊】的報導
讓我們先回顧一下【簡氏防務週刊】是如何報導中國大陸「天波雷達」的。
YST 認為這個並非事實,而是【簡氏防務週刊】帶有偏見和自我安慰。
YST 說過,如果我是系統工程師一定把探測距離增加到四千公里,掃瞄範圍再偏北一點,使覆蓋範圍務必包括東京灣與關島的水域,這並不難辦到。
現在我們就進一步討論這個可能性。
乙. 增加探測距離到四千公里
增加探測距離到四千公里主要的目的是覆蓋關島,它是美國在遠東最重要的海空基地,戰略地位非常顯著。
增加探測距離至少有三個方法:
1. 加大發射功率
這個恐怕不太實際,是三個方法中最不可取的,幾乎不必考慮。
2. 增加天線陣列的長度
中國在1970年建立的實驗性質的天波雷達,其天線陣列長達2300米。而本世紀初開始運作的天波雷達,其天線陣列長度只有1100米,連前者的一半都不到,顯然有很大的增長空間。中國大陸沒有這麼做有兩個可能,一是現在的地波雷達已經覆蓋關島的水域,二是中國認為沒有覆蓋關島水域的必要。YST 認為前者的可能性更大,因為後者的想法是愚蠢的。
不管怎麼說,用增加天線陣列的長度來達到覆蓋關島水域是一定可行的,只看中國政府肯不肯花這筆錢。
3. 增加訊號整合的時間
以前我們就論述過,任何微弱的訊號只要觀察目標的時間(time on target)與訊號整合的時間足夠長就可以把它從雜音中分離出來。飛機或飛彈的速度非常快,要求觀察目標的時間足夠長也許會有問題,但是船艦的速度這麼慢,要逃出天波雷達的照射需要很長的時間,所以長時間目標觀察與訊號整合完全不是問題。
這個方法唯二付出的代價是計算機的工作量增加非常多和掃描的速度可能需要減慢。
前者不該有問題,因為中國有超級電腦,處理這種訊號當吃白菜。
後者的可能性非常小,掃描的速度即使必須減慢也不需要慢很多,對整個系統的性能(system performance)影響很小,尤其船隻移動的速度比飛機慢很多,威脅是以小時計,而不是以分鐘計,掃描的速度對天波雷達而言並不是很關鍵。
更進一步說,四千公里的探測距離並不需要全方位覆蓋,只需要覆蓋日本和關島附近的方向就可以了,所以能夠影響整個掃瞄的時間是微不足道的。
第三個方法最可行,什麼花大錢的硬體建設都不需要,也沒有任何技術難題,純粹是軟體改良就可以解決所有的問題。當然,超級電腦也是要花錢的,但是國防是何等大事,面對消滅海上最大的威脅,這點錢算什麼?想想看,老子只要放一個超級電腦就不可能計算不出四千公里外的航空母艦,這超級電腦值,太值了。大陸的雷達專家高手如雲,中共的系統工程師不可能不瞭解。
丙. 覆蓋範圍再偏北一點
覆蓋範圍再偏北一點主要的目的是覆蓋日本所有的港口。
這個問題其實應該說根本不是問題,所有的工作只是相位的移動而已,一切都是免費的,不做白不做。
讀者想想看,這麼大又這麼長的天線陣列是不可能實際轉動方向的(physically turned in direction),一定是經由相位(phase)的控制來改變方向。這長長的1100公尺的天線陣列每一個單元一定裝設有一個相位移動器(phase shifter),只要移動每個接收單元的相位就可以改變天線對準的正前方(boresight),這是相控陣天線的基本原理。
相控陣天線改變正前方向(boresight)唯一的損失是接收面(aperture)變小,但是只要限制方向的改變角度不要太大,那麼接收功率的損失就在可控制和可接受的範圍之內。接收面(aperture)變小是根據餘弦定律(cosine law),一般而言,相控陣天線改變boresight的角度被工程師限制在正負60度,因為轉60度的時候接收面的面積正好降低到原來的一半(cosine 60度 = 0.5)。
天線的接受面(aperture)減少一半是工程師願意接受的範圍。
讀者觀察大陸的預警機「空警2000」,見下圖,就可以發現到預警機背上的相控陣天線被分成固定的三面,每一面管前面的120度視角,之所以定下這個120度的視角就是上面所說的道理。
圖10:中共解放軍的空中預警機「空警2000」的正上方俯視圖。
上面「空警2000」背上的天線是三面固定的相控陣天線。如果角度以正前方(機頭方向)作為0度,然後開始順時針方向逐漸增加角度,那麼回到機頭方向正好是360度。
三面固定的天線:正前方的一面掃瞄從300度到60度;右邊的一面掃瞄從60度到180度;左邊的一面掃瞄從180度到300度。
從掃瞄的角度來看,每面陣列都是從-60度到+60度,在掃瞄達到邊緣,也就是正負60度的時候,天線實際作業的面積最小而且正好是0度(boresight)時天線面積的一半。
也就是說,像這樣三面固定的相控陣天線,具有全方位的覆蓋,而且即使在最壞的情況下頂多只在幾個特殊的角度損失一半的功率。
丁. YST 對【簡氏防務週刊】的質疑
【簡氏防務週刊】說大陸這座新的天波雷達覆蓋的角度是60度,只有通常相控慣例設定的120度掃瞄範圍的一半,非常地罕見、不合常規情理,這就使YST相信【簡氏防務週刊】在隱瞞什麼,因為中共的系統工程師不可能不瞭解覆蓋日本沿岸港口的重要性,更不可能不知道關島在美國航空母艦運作中的戰略地位。
說了這麼多,如果還有讀者不明瞭的話,那麼我們就把話說得更白一點。
美國的航空母艦雖然是核動力具有幾乎無限的續航力,但是其他的水面支援船隻與護衛船隻都不是核動力的,雖然也有可能從夏威夷啟航,馬不停蹄地直接參与東亞的戰鬥,但是這種運作非常勉強而且具有一定的危險性(隨隊的補給船非常容易遭受潛艇攻擊)。所以 YST幾乎確信航母艦隊必須停泊東亞的港口獲得補給,否則戰鬥能力就要大打折扣,或者打完仗後沒有足夠的燃料回家。
天波雷達覆蓋關島和日本沿岸港口最重要的目的是航空母艦的追蹤可以從港口開始,這麼做有兩大好處:
首先是搜索與追蹤可以在很小的範圍內進行而且完全沒有識別的問題;
其次是,在必要的情形下中國可以直接攻擊停泊在港口的航空母艦。
上面這兩點所帶來的戰略價值非常高,對敵人的威脅之大是無法衡量的,YST 不相信解放軍的參謀部看不到。所以【簡氏防務週刊】的覆蓋範圍圖有意避開所有的美軍海外基地,是一種自慰的笑話。
想想看,中共的工程師只要犧牲一點點天線接收面(aperture),譬如向北增加30度,就可以不但覆蓋日本沿岸的港口而且也覆蓋了對馬海峽;如果增加60度(也就是回到正常的120度覆蓋範圍),那麼這座天波雷達就覆蓋整個日本海了。這是不花一文錢就可以做到的事,為什麼不做?
中共的系統工程師不可能看不到這些非常關鍵的戰略重點。不過你想想,如果圖05覆蓋的範圍北起日本海,南至菲律賓海,把俄國、韓國、日本、琉球和關島所有東亞的港口與水域全部一網打盡,這個震駭會有多大?
【簡氏防務週刊】的編輯們不得不對中共的天波雷達做技巧的政治處理,能隱瞞一點是一點,盡量降低這座天波雷達對西方國家人心的衝擊。但是只要是懂一點基礎雷達的人一看這圖就心生懷疑。
【簡氏防務週刊】認為中國的系統工程師是傻瓜嗎?
還是
【簡氏防務週刊】認為公布真相茲事體大,所以選擇做半真半假的報導?
(十五)長程無人偵察機
在前面我們至少花了四篇的篇幅,(III)~(VI),介紹超視距雷達並探索其性能,這是因為超視距雷達在彈道飛彈攻擊大型海面船隻的運作中佔據非常關鍵的地位。 YST 個人認為單憑天波雷達(OTH-B)就足以完成搜索、發現與長時間連續跟蹤等一連串艱鉅任務,其他的探測與跟蹤手段不過是輔助而已,長程無人偵察機就是重要的輔助手段之一。
甲. 無人機是未來發展的主要方向
無人機(Unmanned Air Vehicles,簡稱 UAV)的發展有相當長的歷史,至少有半個世紀。美國早在上世紀60年代的越戰時期就已經使用無人機了,先是用無人機作為靶機進行射擊訓練,後來發展成為偵察機對胡志明小徑進行偵察照相。
隨著科技的進步無人機除了偵察任務也開始攜帶武器可以進行對地攻擊,選擇的目標是雷達站、碉堡、坦克、飛彈基地....等等,應用相當廣泛。
最近的發展趨勢是要能夠進行空中格鬥,這是非常重要的一步,如此一來無人機就漸漸演變成無所不能了。
不少軍事專家預測第四代戰機後,有人駕駛的戰機將到此為止(走到頭了),第五代戰機將是無人機的天下。YST 個人對無人機的發展與前途深具信心,但是要說無人機能夠取代有人機則有所保留。YST 判斷的依據是認為「人工智慧」是沒有前途的,在能夠預見的未來(譬如50年內)「人工智慧」不可能會有任何突破。
我們看得很清楚,所謂「人工智慧」(artificial intelligence,簡稱AI)轟轟烈烈搞了20多年沒有搞出甚麼名堂,甚至沒有奠定任何理論基礎,基本上是胡鬧一通,不可能成為一門學問,也不可能有什麼發展。譬如一張照片,你叫機器分辨是男人還是女人,機器是沒法判定的。搞了多年,所謂「人工智慧」很多時候還不如三歲小孩。
儘管「人工智慧」非常不成熟,無人機成為未來飛機發展的一個主要方向是無可置疑的。飛機上少了人也就少了支持生命的許多必要裝備,無人機可以做得比較小、輕、巧、隱身和流線型。當然,更重要的是,無人機可以從事非常危險的任務、做出非常勐烈的動作(譬如遭受導彈攻擊時進行高G機動)和長時間人體無法忍受的任務。
更進一步說,至少在空中偵察這方面無人機取代有人機已經是明顯的趨勢,這是因為戰場偵查具有高度危險性而偵察任務的操作又相對非常簡單。目前的長程無人偵察機科技含量非常高,各種性能非常先進而且仍在快速進步中,在彈導導彈攻擊航母的運作中,它毫無疑問是執行搜索、發現與跟蹤海面大型船隻一種非常有力的工具。無人偵察機的最大優勢是解析度非常高,因此在目標的識別能力上遠遠超過任何其他的手段,這就與超視距雷達形成非常好的互補作用。
無人機在偵察上的重要角色大家都知道,但是無人機還有一項非常關鍵而又較少為人所知的角色,那就是實時資料的傳輸。我們要瞭解攻擊航空母艦是一個非常大型的作戰體系,不但參加的角色眾多,而且作戰分佈的面積非常遼闊,就像一座縱橫數千公里的網子,因此資料的傳輸非常關鍵,不但要求安全保密而且必須是實時(real time)。這項工作全部交由衛星通訊顯然是不夠用的,高飛的無人機有良好的通訊器材又有數百公里的視野,自然成為數據鍊傳輸的節點,非常適合在攻擊航空母艦的過程中擔負各種資料、數據、圖表的安全傳送工作。
乙. 無人機的問題
最後 YST要說的是,無人機這個名詞其實是有點誤導的。所謂的「無人機」只是飛機上沒有人,但是在地面上為了操縱這架無人機是需要人的,而且是需要很多的人。譬如無人機拍攝到的景象需要地面人員作實時判斷才能採取進一步的行動,因為人工智慧沒有能力做這些事。
所以無人機的迅勐發展並不是因為「人工智慧」取代了人的作用,相反地,是因為透過實際影像的傳輸使得在地面控制室里可以有更多人進行分析、研判與操作。夠諷刺吧?
美國是全世界使用無人機最多的國家,包括在阿富汗戰場大量實戰運用,其使用的頻繁程度超過有人駕駛的飛機,而且無人機在戰場上的運作有進一步增加的趨勢。墨爾(Moire)是美國一家從事諮詢服務的公司,它在今年初發表了一個報告,預計在2010年美國花費在無人機的產品和服務方面的費用將達到35億美元。
更有趣的是,墨爾公司的報告強調,雖然無人機在美軍中確立了不可動搖的地位,但是有兩個因素阻礙對無人機的進一步投資:
首先是無人機的可靠性不足,無人機的墜毀事故是有人機的4~5倍;
其次是運作無人機比有人機昂貴,譬如運行一架「影子-200」無人機需要32人。
其實無人機還有一個缺點,那就是無人機目標研判的錯誤是有人機的好幾倍,美軍無人機在阿富汗誤炸是經常發生的事。
圖11:「影子-200」無人機可以由液壓操作的軌道發射器發射升空(如圖所示),也可以用傳統輪子的方式滑行起飛。
YST 對墨爾公司這份報告很感興趣,「人工智慧」的笑話在這個報告中一覽無遺。無人機的墜毀事故比有人機高出數倍並不奇怪,但是運行一架「影子-200」無人機需要32人就非常令人訝異了。「影子-200」幾乎是最小型的無人機,見上圖,空重才90公斤,不過是個大型玩具而已,能有多大和多複雜的功能?這也需要32人來操作,真是不可思議。頂多一個班(9人)就能完成的工作,居然需要一個排,美軍的作戰效率也太差了。YST 認為這裡面有美軍編製的浮濫與腐敗。
作為比較,下面這張照片是中國解放軍類似「影子-200」的無人偵察機:
圖12:中國解放軍的無人偵察機在發射架上準備發射。
上面這種無人偵察機參加了去年中共建國六十週年的國慶閱兵典禮,只是 YST不知道它的型號,也沒有關於它的進一步的資料,歡迎大陸網友的補充。這種無人機跟美軍的「影子-200」一樣可以從發射架的軌道發射升空,不過中共的這種無人機比「影子-200」大得多,空重應該有數百公斤,性能也一定高出很多,如果機頭上方的雷達天線是一座毫米波雷達,那麼它的探測功能是全天候的。「影子-200」只有數碼電視和紅外線感應器等基本遙感設備,只能在天氣良好的情況下工作,性能要低一個階層。
作為比較,如果沒有洩密,歡迎大陸網友告知我們解放軍一架上面這種無人偵察機配備多大的人員編製。
目前全世界有32個國家在研發無人機,成品超過50種,至少有55個國家裝備了無人機。無人機的流行和巨大的發展是可以預期的。
本文用兩個國家的例子來說明長程無人偵察機,一個是美國,主要的代表是「全球鷹」;另一個是中國大陸,主要的代表是「龍翔」。
丙. 美國研發的無人機
在無人機的研發與製造上,美國走在最前面,也是全世界其他國家追趕的對象和模仿的目標。由於中國的先進無人機比較神祕,YST 採用較多的美國無人機照片為的是方便說明。
美國研發的無人機有很多種,但是主要集中在「捕食者」(Predator)、「收割者」(Reaper)、「影子」(Shadow)和「全球鷹」(Global Hawk)這四種,其中前兩個有攻擊能力。
A. 武裝無人偵察機
美國的武裝偵察機主要有兩種,「捕食者」(Predator)與「收割者」(Reaper),後者(MQ-9 Reaper)是由前者(RQ-9 Predator B)改良而來的。
圖13:美國空軍的「捕食者」攜帶反坦克導彈進行巡弋任務。
上面這張圖片外側的四枚導彈是地獄火(一種激光制導的反坦克導彈),內側的兩枚 YST不能確定,大概是某種制導炸彈。像這樣一架武裝偵察機其攻擊火力相當兇勐,「收割者」確切地說更像一架無人攻擊機。
圖15:「收割者」(MQ-9),一張展示內部設備的照片。
這張照片最有趣的是清楚看到它裝備的衛星通訊天線還有前視紅外線攝像儀。衛星通訊能力對任何長程偵察機都是必要的。事實上,在阿富汗進行作戰任務的無人機它們的操縱人員都在位於美國大陸本土的控制室,所有的戰場影像與操作指令都是透過衛星通訊。你看,這種作戰方式跟你在家裡玩電子遊戲不是一模一樣嗎?是的,的確一樣,不過他們殺的可是活生生的真人。作戰效率我們先不管,對美軍作戰人員而言這種作戰方式是絕對安全的,滿足美國國防部零傷亡的要求。
2007年05月01日,美國成立了432聯隊,這是美國第一隻成建制的無人機作戰部隊。這個聯隊以MQ-9「收割者」為主力,駐紮在美國內華達州的一處空軍基地。
讀者不要小看「收割者」(MQ-9)這種無人機,它可以攜帶兩枚五百磅重的精確制導炸彈或者14枚地獄火反坦克導彈,是一個有真正意義的地面攻擊機。在滿載的情形下,執行攻擊任務時可以連續飛行14小時;執行偵察任務時可以連續飛行超過24小時。「收割者」的作戰能力相當可觀。
「收割者」並不便宜,每套裝備(無人機加地面控制設施)的價錢為六千九百萬元美元,比一架 F-16C/D 貴得多。
B. 非武裝無人偵察機
美國的非武裝無人偵察機主要就是「全球鷹」(Global Hawk)與「影子」(Shadow)兩個系統作為高低搭配。
「全球鷹」是全球最好的高空長程無人偵察機,它的性能參數是無人偵察機性能上限的指標,見下圖。
圖16:正在任務作業中的「全球鷹」
「全球鷹」的性能非常卓越,是這類飛機的高端代表和性能指標。我們來看一些美國軍方公開的性能參數。
空重:9200磅(4182公斤)
任務載荷(payload):1900磅(864公斤)
攜帶燃油:14,500磅(6,591公斤)
起飛重量:25,600磅(11,636公斤)
巡航速度:美國沒有公布,估計是 600公里/小時
巡航高度:&> 65,000英尺(接近兩萬公尺)
巡航時間:42小時
目標區逗留時間:在3000海浬(5400公里)外的目標區可以逗留24小時
最大航程:14,000海浬(25,200公里)
酬載種類:
a. 光學儀器,就是各種攝影機;
b. 紅外線探測器,就是熱成像儀;
c. 雷達:可以偵察地面(海面)的移動目標,也有合成孔徑雷達影像(Synthetic Aperture Radar,簡稱 SAR)的能力,後者是雷達識別目標非常重要的手段。
從上面這些數據可以看出「全球鷹」是一個非常優秀的無人偵察機,它在巡航高度、巡航時間和最大航程上是極為傑出的。「全球鷹」的搜索範圍在24小時內可以覆蓋4萬平方海浬(13萬平方公里)的面積,這個能力媲美偵察衛星。
「全球鷹」極為出色的巡航時間得利於機身的設計,有非常長的機翼,見下圖:
圖18:從正上方鳥覽執行任務中的「全球鷹」,它的翼展長達130.9英尺(40米)。
這種極長的機翼類似六0年代的U2有人駕駛偵察機,目的都是高空和長程,缺點是速度很慢。
丁. 中國研發的無人機
2006年11月的珠海航展,中國大陸首度展出了多年研發的無人機模型,設計思想很先進甚至還帶點科幻的味道,這也沒什麼奇怪的,沒有了載人的安全考慮,設計自然可以非常大膽。
中國無人機的型式繁多,連美國的「全球鷹」都有中國版。但是中國對無人機非常保密,展出的全是模型,沒有一件實物。YST 對模型飛機興趣缺缺,但是也不能不貼。總體來說中國在飛機的設計與製造上是有基礎的,電子裝備與遙感儀器近年來也突飛勐進,基本上與美國在同一階層,差距很小。YST 認為中國的無人機與美國的差距主要還是在發動機上,只要發動機的高效率與耐用性這兩關能夠攻克,其他諸如電子設備和感應器等都沒有什麼問題,有些性能差距,譬如解析度,並沒有實戰意義。
A. 武裝無人偵察機
「長虹-3」(中國代號CH-3)是一款中國研發而且準備外銷的武裝無人偵察機,見下圖:
圖20:「長虹-3」在珠海航展所展示的模型。
圖21:真實的「長虹-3」在中國某基地被拍攝到,沒有掛載任何武器。
「長虹-3」的全套設備包括CH-3中程無人機、地面車載遙測控制站和地面保障設備。
CH-3中程無人機為輪式起降,視戰場情況做不同的有效載荷搭配,適用於戰場偵查、數據中繼、情報蒐集、電子戰與反裝甲作戰。巡航高度五千米,巡航時速220公里,操作半徑兩百公里,最大續航時間12小時,最遠航程2400公里,最大起飛重量630公斤,最大任務載重一百公斤。
CH-3可以掛載兩枚AR-1激光導引的空對地導彈,射程2~8公里,破甲厚度超過1000毫米,穿透鋼筋混凝土的厚度超過1400毫米,足以摧毀所有的現役坦克與輕型地堡。
「長虹-3」的性能與美國的「捕食者」大致相當,「長虹-3」的速度比「捕食者」快很多,但是攻擊力稍遜,主要是因為「捕食者」的任務載重比「長虹-3」高出一倍,能夠攜帶的武器比較多。
B. 非武裝無人偵察機
中國大陸研發無人戰機也有很長一段歷史,研發的範圍當然也包括高空長程偵察機,這是無人飛機最重要的應用區域,大陸已經研發出多種產品,其中最傑出的是「龍翔」。
「龍翔」目前還處在保密狀態,大陸只展出模型(見下圖)。
圖22:大陸在航空展覽會上展出的「龍翔」高空長程偵察機模型。
「龍翔」無人機的外型設計非常有特色,採用了罕見的連翼佈局,前後兩對機翼相連形成一個菱型的框架。與常規佈局的飛機相比,連翼飛機結構結實、抗顫振性高、飛行阻力小導致較遠的航程。
中國大陸公布一些有關「龍翔」的基本數據,我們整理如下:
空重:9200磅(4182公斤)
任務載荷(payload):600公斤
起飛重量:6,800公斤
巡航速度:&> 700公里/小時
巡航高度:&> 一萬八千公尺
巡航時間:10小時
最大航程:7,500公里
大陸並沒有公布任務載荷的種類,不過諸如可見光的攝影機、紅外線探測器和地面觀測雷達都是早已具備的東西而且在預警機上已經運行很多年了,即使是合成孔徑雷達影像(SAR)這種比較先進的雷達功能大陸也早就具備,這些都不是問題。
戊. 評論
1. 無論「龍翔」還是「全球鷹」塊頭都相當大,是大到足以載人的飛機,不是玩具型的小飛機,當然11噸的「全球鷹」比7噸的「龍翔」大了超過50%,基本性能自然比較傑出。
2.「龍翔」的作戰半徑已經達到2000~2500公里,最大航程達到7,500公里,已經基本具備了搜尋、探測與追蹤航空母艦的功能。
3. 「龍翔」的性能與「全球鷹」有相當一段距離,「龍翔」唯一領先的地方是航速,但這並不是關鍵性的優勢。在安全和偵察能力上,飛得高比飛得快重要;在偵查效率上,飛得遠和能夠長時間巡航也都比飛得快重要。
4. 「龍翔」最大的劣勢是發動機不如「全球鷹」導致整體性能全面落後「全球鷹」。
5. 「龍翔」不可能有「全球鷹」這麼長的續航力和滯空時間,「全球鷹」攜帶的油料(6.5噸)也比「龍翔」(4.1噸)多。「龍翔」最需要的是一個更省油的發動機。
6. 「龍翔」不久將換裝先進的WS-15渦輪風扇發動機,「龍翔」的滯空時間將從現在的10小時增加到20~24小時,有效載荷也將達到900公斤,當然速度會慢一點。改進的「龍翔」與「全球鷹」在性能上就非常接近了。
7. 「龍翔」唯一能做而其他探測手段不能做到的,是長時間、連續的精準追蹤與目標識別。這裡強調的是「精準」二字,這對攻擊中的彈道導彈非常有幫助。一旦「龍翔」探測到海面上的大型船隻,它是不是航空母艦非常容易判定,因為「龍翔」感應器的解析度非常高,另一方面目標船隻的位置和速度可以非常精確地測量到,最後以「龍翔」的續航力連續追蹤數小時沒有問題,後援和備份偵察機可以及時補上。
8. 也許有網友會嚴重質疑「龍翔」探測和追蹤的精準性。是的,在大陸的「北斗」導航系統完成全球覆蓋以前「龍翔」本身的精準定位是有問題的。YST 不知道目前北斗的雙星定位能覆蓋多少西太平洋地區,即使誤差大到兩、三百公尺也夠用了。其實縱然不能被「北斗」的導航衛星覆蓋,「龍翔」的導航問題也並非沒有彌補的辦法,譬如「龍翔」可以利用已知島嶼和礁石的位置週期性地給自己的慣性導航作矯正,這個主動雷達定位的技術至少30年前就有了。當然,如果長時間在三百公里範圍內什麼島礁都沒有,「龍翔」的定位精準度會漸漸喪失,這就要看「龍翔」的慣性導航系統陀螺儀的飄移度(drift rate)有多大了。
(十六)攻擊大型海面船隻的彈道導彈
在論述了如何大面積搜索、發現、長時間連續追蹤大型海面船隻以後,下一個行動自然就是根據長時間追蹤所蒐集的資料發起攻擊,我們的主角終於出場,那就是為攻擊大型海面船隻量身訂做的彈道導彈。
攻擊海面大型船隻的彈道導彈與普通的對地彈道導彈在外型、動力系統、電力系統、導航系統、姿態控制系統....等方面是完全一樣的,唯一的不同是增加了末端制導與末端機動的能力。
相對大面積搜索、探測與追蹤大型海面船隻,目標船隻一旦確定並且進入連續追蹤後,它的型號、位置、速度、攔截點等等相關資料就輸送到導彈的電腦記憶體,接下來的工作就是發射彈道導彈完成攻擊任務,這個工作是比較容易的。
與攻擊固定目標的彈道導彈相比,攻擊船隻的彈道導彈必須具有跟蹤目標與機動修正的能力。無論是使用雷達還是紅外線作為尋標器,目標追蹤都是非常成熟的技術。至於機動,既然進入大氣層,只要有方向舵就行了,水面船隻移動的速度比飛機慢多了,這些對導彈而言都不是什麼難事。
甲. 東風-21丙
根據早年的消息中共解放軍用來攻擊海面船隻的彈道導彈是東風-21丙,在兩年前「漫談導彈」這個系列文章中 YST就曾經介紹過。
東風-21丙在東風21家族中射程最遠,達到3200公里,精度最高,已經確定它的彈頭有主動雷達制導進行末端機動,誤差半徑小於20公尺。
五年前 YST第一次閱讀到有關東風-21丙的性能時,這個導彈就特別註明是為了攻擊大型海面船隻設計的。但是最近一年的文章,尤其是西方的報導,卻出現了一個新型號 DF-21D,也就是東風-21丁,文章說這才是解放軍用來攻擊大型海面船隻的彈道導彈。
最近這種說法應該比較有道理,因為東風21-丙的外形與制導方式都跟美國的「潘興二型」(Pershing II)非常相似。既然「潘興二型」是打擊地面固定目標的彈道導彈,東風21-丙應該也是。那麼為了打擊移動目標所做的修改,譬如導引系統、末段機動、資料融合與瞄準點的選擇等等新增加的軟體,這些改動都相當大,所以另外給一個型號東風-21丁(DF-21D)也是合理的。我們就採用這個新型號來避免任何可能的混淆。
乙. 東風-21丁
所以東風-21丁是為了攻擊海面船隻由東風-21丙修改而來,屬於東風-21丙的變型,是東風21家族的新成員。這個分類非常合理,東風-21丙是攻擊地面固定目標,東風-21丁是攻擊海面大型船隻。
據有些報導「東風-21丁」是雙制導,除了原有的雷達還加上紅外線感應器,後者「東風-21丙」是一定沒有的。所以「東風-21丁」的射程略近也是合理的。
有很多中文報導「東風-21丁」的射程是1500~1800公里,這應該是錯誤的,紅外線尋標器的重量很輕,東風-21丁即使彈頭多了這種感應器射程也不會少這麼多。真正能大幅影響射程的是彈頭的裝藥量。
YST 還是引用「美國海軍情報辦公室」(U.S. Office of Naval Intelligence)的權威報導,它說:「如果這個武器的瞄準系統被證明精確無誤,那麼「東風-21丁」將成為全球第一種具有移動能力的路基導彈,可以攻擊將近兩千英哩以外、移動中的航空母艦」。
上面的「將近兩千英哩」就等於「大約3000公里」,基本上比「東風21-丙」的射程只少一點點。
不過「東風-21丁」也有可能為了增加彈頭的裝藥量而降低射程,所以射程是1500~1800公里也可能是另一種內部型號,不過彈頭的重量就有可能就超過一噸了。工程師不是傻瓜,他們的成品在重要的性能參數上都是經過妥協(trade-off)與優化(optimization)的精打細算,絕不可能平白損失一半的射程。
YST 相信「東風-21丁」的內部型號很可能不止一種。工程師會在射程與裝藥量之間做出不同的安排,譬如根據不同的射程和裝藥量分成東風-21丁1、東風-21丁2、東風-21丁3...等等。
丙. 末端導引與機動
1. 導彈尋找航空母艦
中程彈道飛彈的飛行速度大約是音速的10~12倍(每秒四公里),即使飛行三千公里也不到15分鐘,航空母艦在這段時間頂多能夠移動15公里。在即將進入大氣層以前,導彈會開啟主動雷達對目標區進行照射,這是任務成敗的關鍵,非常、非常的重要。因為攻擊導彈全憑控制中心輸入的資訊向目標區進行照射,如果在預定的範圍內看不到目標任務就註定失敗了。
由於大型軍艦的速度相對中程彈道飛彈的速度慢太多了,即使根據導彈發射時提供的軍艦位置,當東風-21丁初次打開雷達時,航空母艦逃離雷達照射區域的機率很小。如果東風-21丁在飛行途中能夠得到來自地面或空中預警機至少一次中途目標修正指令的話,航空母艦能夠逃離導彈雷達照射的機率基本為0。
讀者必須了解,在茫茫大海找一艘航空母艦猶如大海撈針,但是在15公里半徑內尋找航空母艦就一點都不困難了。
2. 導彈本身的定位
也許有讀者會質疑東風-21丁飛行中的自我定位能力,因為批評者總是在中國的「北斗衛星導航系統」尚未完備和美國會關閉 GPS上作文章。其實中長程以上的彈道飛彈是不需要衛星導航的,它們都是用天文導航為自己的慣性導航系統作修正,否則七0年代的洲際導彈如何為自己導航?即使今天的洲際導彈也不用衛星導航,這是因為導彈只要飛出大氣層就可以看到星星,而星星圖不能作假、也無法干擾,是老天爺賜給我們的絕對安全而又免費的禮物,這是為什麼世界各國的中長程導彈都採用天文導航。東風-21丁在大氣層外至少可以做兩次修正,足夠維持本身導航的精確度在返回大氣層前看到目標。
3. 導彈施放誘餌
在進入大氣層前的這段時間,東風-21丁能做的工作是施放誘餌。誘餌可以是鍍了金屬的氣球,也可以是角反射器(進入大氣層後),譬如每秒一個,形成每四公里一個的一串珠子。許多懂一點軍事的讀者又懷疑了,他們會問:美國海軍的反導導彈「標準3」是紅外線制導的,釋放雷達誘餌有甚麼用?
答案是:「標準3」導彈雖然是紅外線導引但是決定發射「標準3」與它的攔截點的是神盾雷達系統。東風-21丁在這個時候連續釋放角反射器神盾系統是無法分辨真假的,導致標準3發射後在攔截點找不到真目標。
4. 目標從絕對位置到相對位置
只要導彈在第一次雷達開機的時候看到目標,導彈與目標的相對位置就被確定了,從這時候起,所有的定位問題(絕對位置)已不再重要,剩下的問題是如何追蹤與機動。
這時候導彈的優勢就完全顯露出來了,因為水面船艦的速度相對而言太慢了。導彈的速度是水面船隻的兩百倍,這不是貓捉老鼠的遊戲而是老鷹捉小雞的遊戲。
東風-21丁裝備有燃氣舵和空氣舵,所以無論在大氣層外或是大氣層內都可以進行機動。
5. 「黑障」問題
進入大氣層後最大的問題是「黑障」。「黑障」是一種物理現象,當任何航天器返回大氣層時由於摩擦產生的熱量使航天器的表面產生離子層,這個離子層會嚴重阻礙甚至隔絕電波的接收與傳送,導致航天器通訊系統的失效。但是隨著高度下降、空氣的密度增加,電離層的現象就會消失,「黑障」現象也就跟著消失了。所以「黑障」問題是一個暫時性的問題,通常發生在離開地面35~80公里的大氣層中。
對「東風-21丁」而言,「黑障」不過是10多秒的事情,航空母艦在這段時間頂多移動400公尺,不會逃離導彈感應器的視界。
倒是攻擊導彈在「黑障」期間可以做各種機動使海面軍艦的「神盾系統」早先計算的攔截點發生錯誤,因為這段時間「神盾系統」也看不到攻擊導彈,不可能做出修正。但是「東風-21丁」的慣性導航系統知道自己機動了多少距離,所以一出了「黑障」雷達立刻就可以捕捉到目標。
6. 資料融合與瞄準點的選擇
最後的30公里是沒有「黑障」的,這時候「東風-21丁」幾乎是垂直下降,速度也略有降低,根據在大氣層內是否有做水平機動,YST 合理地猜測這段時期的速度至少是音速的四倍有可能高達八倍,這時候距離碰撞的時間大約只剩下20秒。
出了「黑障」區,「東風21-丁」的雙感應器應該同時在工作,導彈的計算機會比較雷達和紅外線探測的結果而作出適當的選擇,美國的軍事術語叫「資料融合」(data fusion)。YST 個人認為如果天氣好或是當距離足夠接近時紅外線的圖像一定是最終選擇,因為熱成像的解析度非常高,可以用作瞄準點的選擇(aim point select),導彈將選擇瞄準軍艦最脆弱的部位來達到最大的殺傷力。選擇瞄準點在軍事上早就得到成功的應用,並不是什麼新技術,中共科學家不可能不知道,如果連這點技術都辦不到就不要出來混了。
7. 最後誤差的估計
YST 不是軍事間諜,當然不可能知道「東風-21丁」返回大氣層後是如何機動的,尤其各種機動的數據是極高的機密,連二炮的軍官都不會知道,這是導彈的系統工程師中非常小的圈內資料。
但是基礎原理是大家都知道的,科技的成熟度也可以相當準確地估計到,憑這兩點就可以做出合理的評估。這是為什麼俄國科學家有信心估計「東風-21丁」最後撞擊的誤差大約是10公尺,這跟 YST的估計相符合。
讀者可以懷疑YST的估計,但是YST相信10公尺的誤差是基於航空母艦作出最大的機動,否則誤差可能還不到10公尺。
還記得中共在2007年01月11日發射一枚彈道飛彈擊毀一個運行在867公里高的衛星嗎?這顆衛星很小,長寬兩米、高2.2米,體積像大一點的冰箱。攻擊運行中的衛星與攻擊運動中的航空母艦原理是完全一樣的,而且攻擊衛星的相對速度要比攻擊航空母艦高得多,中共的控制技術能夠做到誤差小於兩米。唯一不同的是衛星不能機動,但是在至少四倍音速的攻擊下,航空母艦的機動幾乎可以看成是靜止的。在現代的追蹤技術與控制能力下,YST 認為誤差不會超過10公尺(1 sigma),這是我的 educated guess。
丁. 東風-21丁被攔截的機率
東風-21的彈頭與彈身在推進階段完成後就分離了,只有彈頭進入大氣層進行攻擊。彈頭是圓錐型(直徑1.4米,長2.5米,重600公斤),圓錐形的雷達截面非常小,尤其是它的正面,彈頭也許有雷達吸波塗料,不知道神盾雷達對這種彈頭的發現距離與追蹤距離是多少。YST 不做評論。
美國海軍有標準導彈(Standard missile)可以對東風導彈進行攔截,根據蒐集到的情報,攻守雙方都可以輸入各種參數值將整個攔截的過程進行電腦模擬,這樣就可以得到攔截率了。所以攔截率有多少雙方雖然不敢十分確定但是心中都有譜。
YST 認為美國的攔截率只有10%,絕不會超過20%。這是個人的看法與判斷,不想與人爭辯。
戊. 東風-21丁的彈頭
東風-21丁彈頭的裝葯至少有五種:
1. 核子彈:
使用核子彈頭攻擊航空母艦的機率極小,幾乎是零,除非中國陸地遭受核攻擊。但是一旦真用了,則航空母艦必亡,戰爭也必定升級。很多年前,一位研究戰術的美國軍官就曾對我如此說,沒有任何艦隊可以抵抗核攻擊。
2. 電磁脈衝彈:
摧毀敵人的電子系統,在軍艦上空爆炸,命中率很高。
3. 雲爆彈:
又稱「燃料空氣炸彈」,主要是殺傷人員與破壞軍艦甲板上的裝備,在軍艦上空爆炸,命中率很高。
4. 高爆彈:
600公斤的圓錐體高爆彈頭以超過音速四倍的速度(保守估計)撞擊,它的動能可以穿透航空母艦的甲板在航母的內艙爆炸。使用高爆彈擊中航空母艦的機率比子母彈低,但是一旦擊中則航空母艦很可能沉沒,戰爭有可能會升級。
5. 子母彈:
彈頭內裝幾千顆子彈,這些子彈可能是鋼珠,也有可能是箭型的穿甲硬合金,都是非爆炸性的,而是用動能穿甲。母彈被設定在航空母艦上空某個高度處炸開,就像散彈打鳥一樣,航空母艦被命中幾百顆子彈的機率非常高。這種情形航空母艦是不會沉沒的,不過即使只打中跑道所造成的損傷也是相當可觀,如果命中彈射器或是雷達天線這些關鍵設施,那麼航空母艦就不能正常運行了,只能儘快脫離戰場返航。這其實是中國最希望看到的結果,既打退了美國航空母艦,完成政治使命,美國也保留了顏面,不會昇高戰爭。
YST 認為大陸使用子母彈的機率最高。
己. 評論
1. 台灣的軍事專家
如果有些讀者因為意識形態或任何政治理由不願意相信上面這段科學的評估那也沒有辦法,沒有人能說服這些人,也沒有這個必要。
我們用立法委員林郁方做例子。林郁方委員對「彈道飛彈打航母」嗤之以鼻,他說「哪有這種事,彈道飛彈都是只能打固定目標的」,令人啞然失笑,這水平也太低了。
這就是為什麼像林郁方這種立法委員的軍事評論是聽不得的。
一方面林郁方是一個文科生,沒有任何科技的背景,他根本沒有評估軍事科技的資格。林郁方在「國防委員會」做再久的立法委員也沒有用,軍事科技不是他道聽途說就能瞭解的,他的判斷都是瞎猜和政治語言。
另一方面,也更重要的是,林郁方是一個政客,他必須否定中共的軍事能力和強調美軍的無敵來表達他的「愛台灣」,因為這樣才會有選票。
以前中天頻道每星期有一個小時的軍事節目,名稱我忘了,YST 看過幾次就不看了,因為水平太差。主持人是個年輕小夥子,他經常邀請林郁方委員和台大政治系一位楊姓教授(名字我也忘了)來作特別來賓進行專家說明。但是這兩位都是文科生,沒有一點點科技背景,他們居然有膽量上電視大談他們根本不懂的東西。只要一牽涉到軍事高科技他們兩個就胡說一通,有時候簡直是刻意誤導,有理無理都朝著「美日必勝、中共必敗」的結論上靠,令人搖頭。
最有意思的是有一次林郁方委員在中天節目中一本正經地說,他訪問過美軍太平洋總部,在美軍基地的報告會議中美軍太平洋司令就坐在他旁邊,司令曾經當面親口對他說中共沒有足夠的兩棲作戰的船隻,所以根本沒有登陸台灣的能力....,中共如果強行登陸必定導致失敗云云。林郁方以「圈內人」的姿態、用美軍太平洋司令的「身邊話」作為無上權威的終極裁判告訴全台灣的人:「安心啦!」
你想想,美軍太平洋司令除了如此說他還能說什麼?
林郁方委員把美軍太平洋司令的政治語言當聖經,來到中天電視台當上帝的話來傳播,因為他根本沒有分析和判斷的能力。林郁方委員沒有任何知識能對美軍太平洋司令的話作出一丁點的懷疑。除了當上帝的話全盤接受,林郁方委員還能說什麼?
「中天」這種軍事節目能看得下去嗎?看久了會變笨的。
2. 美國的「不上道」
不過如果一個軍事或政治的評論者不靠此為生,那麼上面這個理性和科學的估計就會進入他的分析與考量,這需要有一定的科學背景才能做到。也只有如此背景的人才能做出合理的與有價值的判斷。
譬如 YST就預估在中共的激烈反對下,美國航空母艦不會進入黃海演習。國際間就像黑社會,YST 這麼判斷是假設美國還懂得道上的規矩。
從軍事實力的角度來看,美國今天把航空母艦開到中國首都附近的海面耀武揚威是欺負人的強出頭,既缺乏正義又不具實力。是的,今天的美國海軍已經不具備在中國海岸邊巡弋的實力了。美國海軍今天在中國海岸邊炫耀武力其實是自不量力的虛張聲勢,這跟二戰後的法國在越南強做殖民主子而力有不逮的情形是一樣的,都是見壞不肯收,知其不可而為之的強出頭,直到遭遇奠邊府的失敗,這是西方民族的特性。
從美國目前的經濟狀況和對中國的高額負債來看,美國的行為叫做不識實務。
你見過欠債的在債主門口耀武揚威的嗎?
從「叢林原則」的規矩來看,美國的行為叫做「不上道」。
不上道的都需要被教訓才會懂得守規矩。
從爭奪霸權的角度來看,美國的行為是霸權沒落下的自然掙扎。
想想看,那個世界拳王不是鼻青臉腫下台的?
事實上,黃海太小了,用不上「東風-21丁」,中共的其他武器已經足夠阻止美國的航空母艦進入黃海,美國的行為不過是厚顏無恥在附庸國面前強充門面。
如果今天朝鮮戰爭再度爆發,美國的大型船隻肯定不會進入黃海,YST 認為連東海都不會進入。為什麼?因為無論黃海或東海甚至日本海都是「死亡之海」,YST 估計中共能夠打五百公里的各種反艦導彈大概超過一萬枚,無論神盾還是鬼盾都不可能抵擋,這是科學。
如果解放軍全力介入二十一世紀的朝鮮戰爭而雙方都不用核子武器,中國大陸用導彈就可以封鎖對馬海峽(斷了美韓聯軍的補給,也斷了他們撤退的後路),韓國會在一個月內亡國,有可能甚至不到兩個星期。
YST 每次看到韓國人用狂妄的言語挑釁中國大陸就覺得好笑,尤其是軍事挑釁(譬如吹噓它的F-15K和巡弋飛彈可以攻擊北京等等)簡直是幼稚如小兒。在朝鮮半島南北對峙的局勢中,南韓從來沒有具備過戰略優勢,因為地緣政治決定一切。
朝鮮戰爭如果在二十一世紀爆發韓國人怎麼死的都不知道。聽過「戰場遮斷」的軍事術語吧?美國海軍今天不會也沒有這個能力冒著導彈雨來保住韓國的航運線。明眼人看得一清二楚,韓國國內生產的糧食嚴重不足,一旦海運被切斷就成了孤島,四千多萬人吃飯立刻成問題。美韓聯軍能夠戰勝中朝聯軍的機會是零。
朝鮮半島完全在中國的掌握之中,駐韓美軍只能嚇唬朝鮮人,美國自己也明白。
3. 「東風-21丁」改變了亞洲的戰略形勢
上面第2節論述的戰略態勢不只是應用在韓國,而是適用於整個東亞。60年風水輪流轉,不論是朝鮮半島、台灣海峽、日本四島、黃海或東海,今天中國與美國在東亞的戰爭遊戲基本上攻守的態勢已經改變了,攻守易位的關鍵就在導彈,尤其是反艦導彈。
想想看,大陸萬枚導彈伺候,日、韓、台都是嚴重缺糧的孤島,戰時會亂成一鍋粥,肚子扁扁的時候數飛機和吹噓性能參數就成了笑話,美國即使187架F-22和20架B-2全上也無法改變日、韓、台孤島挨餓的態勢。小打小鬧美日還行,一旦真打大打則必敗無疑。
時間對中國有利,戰爭能拖就拖,最好拖過2020「北斗」覆蓋全球,最好在中亞一直拖住美軍。但是中國必須表示不怕打仗,而且為了國家主權不惜打大仗,這樣才能鎮懾住美國和日本,其他小國就更不用說了。中國需要把狠話說在前面,中國只要受到武力攻擊,所有出動武力的海空軍基地都會遭到中國徹底的報復,絕不寬貸。你看那個國家敢對中國用武?你看那國家敢挑釁中國的主權與利益?
彈道導彈攻擊航空母艦最大的優勢是執行不對稱戰爭,表現在毫不在乎美國航空母艦的數量。大陸製造100枚「東風-21丁」的花費不過10億美元,以中共今天的國力簡直是輕而易舉。解放軍100枚「東風-21丁」在大陸機動伺候,打一個航空母艦戰鬥群跟打10個航空母艦戰鬥群沒有什麼不同。「東風-21丁」的威力就在此。
科技改變戰術,重大的科技突破(譬如彈道飛彈打航母)則改變了戰略。
人類唯一無法改變的是地緣政治,譬如日、韓、台在地理位置上的孤立。
今天在中國家門口打仗,美國是不可能戰勝的。
4. 面對「東風-21丁」的正確態度
如果 YST是直接相關的防守者,譬如美、日、韓、印的海軍司令,我不會對「東風-21丁」的發展無動於衷或嗤之以鼻而是一定會採取嚴肅和適當的行動,譬如竭力獲取這方面的情報、重複進行進一步的電腦模擬和加強反導的研發工作。事實上美國海軍正是這麼做,這是非常理智的。
想想看,如果美國海軍司令像林郁方委員一樣對「東風-21丁」嗤之以鼻,那麼也不會有美國政客發出「如果她的航空母艦被擊沈,美國將攻擊中國本土和使用核子武器」這種非常不得體、幾乎是瘋狂和絕望下的威脅了。歷史上,美國政客說這種話是極為罕見的。
想想看,美國對中國的核武能力百般試探而不可得,對中國核反擊的力量根本沒有底,那個美國總統敢下令對中國動用核武?
事實上,如果美國的航空母艦被「東風-21丁」擊沉,美國最可能的反應是退出亞洲戰場,戰爭升級的可能性不大。YST 絕不相信美國會為損失一艘航空母艦與一個核大國打核戰把整個國家賭下去。美國精於算計,美國不是不想打核戰,而是美國無法控制核戰的後果。
5. 亞洲的勢力範圍將重新劃分
從科學的角度來看,「東風-21丁」是不是能夠擊中兩千哩外美國的航空母艦已經不是一個需要辯論的問題,美國真正應該思考的問題是「標準3」對「東風-21丁」的攔截率是多少和是否應該把「愛國者3」也搬上軍艦做最後一道防禦。但是無論怎麼做,美國的航空母艦都是處於完全挨打的位置,已經失去它們存在的意義。挨打不是航空母艦存在的目的,航空母艦唯一的任務是攻擊,兩千公里外只能挨打的航空母艦算甚麼?
「東風-21丁」改變了亞洲的戰略形勢,美國的勢力逐漸收縮甚至退出亞洲是必然的趨勢。
亞洲的勢力範圍在很近的未來必將重新劃分,世界的格局將進入後美國的多極時代。
日本是亞洲的禍源,YST 個人其實並不希望看到美國力量撤出日本,這是因為日本的侵略性太強,而惡人需要惡人治。中國的儒家思想不可能感化日本,而美國對日本野性的壓制則相當有效。所以除非日本像德國一樣承認自己的戰爭罪行、把戰爭罪行寫入歷史課本從小教導日本學生痛改前非、不斷向全球表達真心的懺悔(譬如天皇每年12月到南京的大屠殺紀念館下跪懺悔),否則美國在日本駐軍就有其必要。
但是無論如何,新的亞洲格局琉球和台灣必須劃入中國的勢力範圍,關島必須無害化。
中國如果夠精明就應該根據「波茨坦公告」的第八條堅持日本放棄除了本州、九州、四國與北海道之外的所有島嶼。尤其是九州島以南日本所有的島嶼,無論大小必須全部歸屬中國,一次解決東海的主權問題。
(十七)指揮中心
攻擊航空母艦是一個龐大的軍事運作,主要分三部分:情報搜集、彈道導彈和指揮控制。前兩項我們已經論述過了,這一節我們論述指揮控制。高科技的戰爭都是環環相扣,指揮與控制是最關鍵的。
這個指揮與控制的工作可不簡單,所有從衛星、超視距雷達、無人偵察機等等搜集到的情報都要實時加以分析和作出決定,發射的導彈也絕不會只有一枚,YST 估計攻擊一艘航空母艦至少發射四枚彈道飛彈,最多可以達到12枚(一個導彈旅齊射)。除此之外,我們很容易想像在進行海、空、潛、二炮聯合作戰的飽和攻擊時,戰場上的船隻至少數十艘,戰機與導彈的數目都以百計,指揮與控制的工作非常、非常的繁重。
這個繁重的作戰指揮中心可以設在地面或海面,當然也可以設在空中。YST 個人認為以設在空中最為適宜,這就是大型空中預警機扮演的角色。空中預警機的應用非常靈活,它可以更接近前線和更容易接收各種信息和發出各種指令。在異常複雜的情況下,譬如敵人的航空母艦戰鬥群不止一個,解放軍可以由多架預警機組成網路進行聯合作戰。換言之,一架空中預警機照顧一個航空母艦戰鬥群,應變非常靈活與方便。空中預警機太好用了。
由於航空母艦出現的位置和進攻的方向變化無窮,大型空中預警機的靈活性就充分顯示出來,那裡有事就飛到那裡指揮。雖然我們討論的主題是「彈道導彈攻擊大型海面船隻」,但是攻擊航空母艦的命令一旦發動,實際加入攻擊行動的絕不會只有彈道導彈,一定有其它的攻擊武器配合演出,天上飛的、地上跑的、海里游的、水底潛伏的全歸這個大型空中預警機統一指揮與控制。想想看,這統一指揮的任務何其重大!
大型空中預警機和它的指揮任務就是本節討論的主題。
甲. 大型空中預警機
A. 預警機的重要性
大型空中預警機本身沒有任何武器,但是它是戰爭效率的倍增器,有了它作戰的效率增加何止十倍,空中預警機扮演的關鍵角色首次印證在「貝卡谷空戰」(1982年的第五次中東戰爭),再次印證在1991年的美國對伊拉克的「沙漠風暴」和隨後「空中禁飛區」的執行。進入二十一世紀,空中預警機已經成了空軍不可缺少的裝備和任何戰爭的例行作業。
空中預警機在空戰中扮演的角色太重要了,這就是為什麼美國對以色列出售預警雷達給中國大陸會強力出面阻止。美國的強力阻止其實一點都不奇怪,表現的不過是美國的「狠」。這件事真正有趣的地方是美國表露的「陰」。
以色列依照江湖規矩在跟中共商量做這筆生意之前是向美國政府請示過的,並且得到美國的同意。空中預警雷達的買賣不比簡單的槍炮,幾乎一定要為客戶修改設計來滿足客戶的特殊需要,過程非常繁複。中以兩國專家經過漫長的談判、修改、議價、再修改、正式簽約、生產工程樣品、檢驗樣品....等等一連串繁瑣的交易程序美國都不吭氣,但是等到正式要交貨的時候,美國突然出面強力阻止,意志非常堅決,態度非常強硬,沒有一丁點轉寰的餘地,使得以色列不得不屈服。
大家一定奇怪美國為什麼要來這一手?為什麼要先同意後翻臉?
其實道理很簡單,這是一種策略。美國的目的是不但要讓中國買不到貨令中國「竹籃打水一場空」,而且要讓中國損失寶貴的發展時間。後者的重要性絕不亞於前者,這就是美國「陰」的地方。
B. 美國的精明算計與留下的後遺症
YST 曾經說過美國精於算計,是一隻笑面虎。阻止以色列出售中共預警雷達所玩弄的手法就是一個好例子,美國算計之精明在這個軍售過程中表現得一清二楚,非常厲害。但這絕不是唯一的例子,類似的情況也發生在伊拉克身上。
歷史上科威特是伊拉克的固有領土,是被老牌帝國主義的英國強分出去的,伊拉克當然不服。撒達姆並不莽撞,依照江湖規矩伊拉克在出兵收復科威特之前是跟美國請示過的,而且得到美國的默許,這情形跟以色列的例子一模一樣。可是等到伊拉克正式出兵攻佔了科威特,美國立刻翻臉並且趁機出兵攻佔並控制伊拉克,下手狠毒的程度比對待以色列嚴厲多了,因為伊拉克不是美國的盟友。
所以基本上美國這種反覆變臉的手法是美國的國策,算計雖然精明但是有後遺症,那就是美國政府的話沒有信用,無論是美國的敵人或是盟友都需要非常小心。如果你是美國的敵人,一切行動的考慮必須建築在自己的實力;如果你是美國的盟友,一切行動的考慮必須建築在美國的利益。
以色列相信美國的話,忘了美國的利益,能不被利用嗎?
伊拉克相信美國的話,忘了自己的實力,能不吃大虧嗎?
讓我們回到東亞,釣魚島和台灣的問題在美國參與的情況下也是一樣的。
中國大陸絕不能因為美國答應袖手旁觀而進行武力統一台灣,這有可能會中了美國的「拖刀計」。台灣問題是否武力解決必須建築在解放軍面對美日韓台聯軍的戰鬥實力上,而不是美國說什麼。
面對與中共爭奪釣魚台,日本如果想拖美國下水,一切行動的考慮必須建築在美國的利益上而不是【美日安保條約】。
可憐的台灣既要看中共的軍事實力又要看美國的國家利益甚至還要看日本的臉色,一天到晚念茲在茲、嘮叨不休的【台灣關係法】其實是最不重要、也最不可靠的。
美國機關算盡卻丟了誠信,我們靜觀國際情勢後面的演變。
C. 中國大陸的預警機
自從美國從中作梗,把中國向以色列購買的空中預警機攪黃以後,大陸痛下決心,自力更生,結果數年後研發出比以色列的「費爾康」更先進的空中雷達預警系統,而且隨著運載飛機的不同大陸生產了各種形式與不同尺寸的預警雷達來匹配,因此發展出多種類的預警機,真可謂遍地開花。我們代表性地提出兩種預警機作為說明。
圖23:中國大陸的「空警2000」空中預警機
圖24:中國大陸的「空警200」空中預警機
很顯然,「空警2000」與「空警200」所用的飛機與雷達都不同。
「空警2000」用的載機是俄國製造的大型軍用運輸機「伊流申-76」(IL-76),四個噴射發動機、載重較大、飛得較高、航程較遠、航速較快、滯空時間較長。
「空警2000」的雷達是三面相控陣雷達,覆蓋360度全空域。
「空警200」用的是中國製造的中型軍用運輸機「運八」,四個螺旋槳發動機、載重較小、飛得較低、航程較近、航速較慢、滯空時間較短。
「空警200」的雷達是兩面相控陣雷達(俗稱「平衡木」因為它的長相很像女子體操的平衡木),只能覆蓋左右120度的空域,不能覆蓋前方和後方。
問題:YST 記得「運八」的螺旋槳只有四片葉子,為什麼「空警200」的螺旋槳有六片葉子?
值得一提的是,讀者不要以為「平衡木」就一定比「大圓碟」性能差,這要看它的應用。在很多應用上,尤其是敵前探測,是只需要觀察一側的,而且最重要的地面探測手段,合成孔徑雷達成像(SAR),也是側面觀察的。由於飛機的平衡、穩定、空氣阻力等問題,「平衡木」可以很長,「大圓碟」則不能太大。只要「平衡木」的長度大於「大圓碟」的直徑,它的功能就超過「大圓碟」。
中共發展「空警200」主要的原因固然是不讓俄國卡住脖子,但是「空警200」在某些應用上有其獨到的優勢也是重要的因素。
評論空中預警機首先要看的就是運載飛機的大小,這就跟軍艦首先看噸位一樣,因為大小就決定了大部分的性能。
1. 大飛機飛得高、飛得遠、滯留空中的時間長;
2. 大飛機的任務載荷大,能夠攜帶更多的遙感儀器特別是巨大的雷達天線,天線越大雷達的偵測距離越遠、解析度也越高;
3. 大飛機能攜帶更多的任務專家在空中分析敵情。
上面的第3點非常、非常的重要。空中預警機事實上就是一個空中的作戰指揮中心。想想看,戰場方圓千里、牽涉到數百架戰機與數十艘戰艦,還有空中數不清的導彈,指揮這樣一個戰場談何容易。到目前為止,預警機搜集到的大量資料還沒有辦法做計算機自動處理,必須通過人的分析、分析,然後做出決定。一架預警機的功能除了各種硬設備,機上能夠配備多少任務分析的專家(mission specialists)同時作業是這架預警機性能和效率非常重要的指標。
圖25:中國大陸的「空警2000」空中預警機的俯視圖
空中預警機最重要的硬設備就是雷達。在所有的空中預警機中中國大陸的「空警2000」雷達是最先進的,超過美國空軍的E3C空中預警系統,見下圖。
圖26:美國空軍的 E3C 空中預警機
從圖26,我們看到美國空軍最先進的預警機E3C使用的是普通的碟型前線,採用機械式的旋轉來搜尋目標。
從圖25,我們看到中國的「空警2000」使用的是先進的相控陣雷達天線(phase array antenna),採用的是電子掃描而不是機械掃瞄,整個圓盤是固定不動的,它有三個相控陣面,每個陣面負責掃描前方的120度,邊掃描邊追蹤,其效率、精確度與追蹤目標的數目遠比機械掃瞄的雷達高。美國目前正在為E3C的改良型(也許叫E3D)研發相控陣雷達天線,在E3D出現以前,E3C的功能不及「空警2000」。
除此之外從圖23,我們看到中國的「空警2000」機頭下方還有另外一座雷達,這是專門用來觀察地面和海面目標的。所以「空警2000」有能力同時觀察空中與地面而美國的E3C沒有觀察地面或海面的能力,必須仰賴其它的偵查機譬如JSTARS或一種安裝新型對地(海)觀測雷達的U2,這是因為觀測地面或海面移動目標(Ground Moving Targets Identification,簡稱GMTI)需要另外一套設備和技術,硬體和軟體都不同。
據 YST所知,「空警2000」是唯一有能力同時做 MTI與GMTI的預警機。
「空警2000」,毫無疑問,是大陸性能最高的預警機。除非中國研發出比IL-76性能更好的運輸機,「空警2000」應該是「彈道導彈攻擊大型海面船隻」首選的指揮中心。YST 的估計,指揮攻擊航空母艦的任務至少需要20~30位任務專家在現場作分析,「運八」沒有這個能力。
乙. 作戰前的運作
戰爭不可能突然發生的,都是有跡可尋,當情勢緊張和戰事緊迫時首要之務就是啟動情報工作。
A. 衛星探測
最早需要做的工作就是發射小衛星對熱點進行偵查,這需要時間。遙感衛星和發射衛星的火箭都不是臨時可以製造出來的,即使發射也需要很多天的準備,這就考驗一個國家的軍事機制和應變能力了。
1992年大陸著名航天科學家陳芳允先生首次提出地球環境觀測小衛星星座系統的技術方案。
在衛星軌道中有一種軌道叫做「太陽同步軌道」,它的傾角略大於九十度,也就是說軌道通過地球的南北極,這種衛星也稱作極軌衛星。由於地球的自轉,衛星每周飛過的地方都不同。我們在前面說過衛星運行的高度越高則周期越長,所以如果高度選擇恰當,我們就可以安排它正好每12小時飛過地球的同一點,也就是說地球上任何一點衛星每天兩次在同一個時候出現在正上空,譬如上午八點15分和下午八點15分。由於這個緣故,衛星是「跟著太陽走」的,所以叫做「太陽同步軌道」。在「太陽同步軌道」運行的衛星稱為「太陽同步衛星」。
陳芳允先生在1992年的方案中就建議發射七顆太陽同步極軌衛星,高度721公里,傾角98度,周期100.78分鐘,衛星觀測幅度為400公里。
所以我們看到每顆太陽同步極軌衛星以400公里寬的帶子觀察地球,地球上的任何一點每天在同一時間通過兩次。如果有七顆這樣的衛星平均分布,那麼地球上任何一點每一百零三分鐘就觀察一次。航空母艦最高航速每分鐘不到一公里,所以如果第一次看到它,第二次觀察同一區域時這艘航空母艦頂多航行103公里,衛星的觀察帶有400公里寬所以它一定在觀察帶內,跑不掉的。這樣就對航空母艦完成了連續追蹤。
B. 雷達探測
任何大型軍艦隻要進入中國大陸海岸線三千公里以內就是天波雷達探測的範圍,我們在前面幾節有詳細的論述。
這個時候航空母艦的追蹤就不是每一百零三分鐘一次,而是雷達的掃瞄周期,很可能不到半小時一次,到了攻擊前進入單目標追蹤(STT 模式)則進入連續照射,幾乎是每隔幾秒鐘就可以修正一次測量到的目標數據。然後在發射前將最新的數據輸入到東風-21丁的計算機內存。但是目標追蹤的工作不會停止,雷達追蹤會繼續進行直到目標被消滅或任務被取消。
C. 無人偵察機的探測
為了確認目標,在某個時候放出無人偵察機做進一步的仔細觀察有其必要。雖然無人偵察機的防禦能力很差,但是如此危險又重要的任務正是無人偵察機設計的目的。如果被打下來就打下來罷,這就是戰爭的消耗,至少沒有人員傷亡。更何況也有可能不被打下來或是任務完成後才被打下來,這就值得了。
無人偵察機的探測數據非常準確,高於衛星和天波雷達,尤其無人偵察機的解析度非常高,特別有利於目標識別。攻擊敵人的航空母艦是重大的戰略運作,即使犧牲幾架無人偵察機也是值得的。
D. 從港口開始追蹤
除此之外,美國就只有11艘航空母艦,它們停泊在哪個港口都有記錄,這是瞞不了人的。航空母艦不比潛水艇,潛水艇可以躲藏在海岸邊的山洞裡(大陸就有不少這種山洞),潛艇可以神不知鬼不覺地潛進去,也可以神不知鬼不覺地潛出來。航空母艦這種大傢伙就沒有這個福氣了,即使在戰時也不可能隱藏在港口。航空母艦停靠的碼頭無論平時還是戰時都是公開的,沒有什麼秘密可言。
連續追蹤航空母艦的工作是從它準備離開港口那一刻就開始了。在這種情形下,每次搜尋某艘航空母艦的範圍都非常小,它不可能失蹤。
只要擁有前面A~C論述的探測科技,航空母艦的軍事行動要做到隱蔽是不可能的。當然這個科技目前只有中美俄三個國家能夠做到,在可見的未來也不會太多。
丙. 指揮、控制、通訊與情報搜集
A. 動員力量
戰爭一旦打響,戰場情況是千變萬化的,尤其中美都是大國,一旦動員起來就不得了,特別是中國。中國有數以萬計的漁船在海上作業,還有各種商船在海上航行,他們都可以發射中小型的無人偵查機,最小型的無人偵查機甚至可以用手拋擲發射、用網收回。當他們偵測到美國的航空母艦戰鬥群可以透過衛星和無線電傳達消息。這些都是戰爭進行中不可預測的因素。
B. 輔助力量
除此之外,中國肯定會有很多潛艇埋伏在航空母艦可能經過的重要航道上,或是放置海底監聽器。
上面這些都是非常規的探測方式,屬於輔助性的偵查,它們的存在肯定構成不可忽視的探測力量,但是都不在我們的論述範圍內。
C. 主要力量
探測美國航空母艦戰鬥群最主要的手段是透過衛星和天波雷達(OTH-B),YST 尤其看好後者,因為它是隨時就位的,任何時候一開機就立刻工作。
最重要的是,天波雷達可以獨力完成所有探測與追蹤的工作。
D. 空中預警機的角色
一旦美國航空母艦戰鬥群被衛星或天波雷達偵察到,空中預警機便可以飛往最佳的指揮地帶在高空盤旋,同時派遣長程高空偵察機飛往航空母艦的發現地點進行更精確的偵查。所有搜集到的情報不論是從什麼管道獲得的都輸送到這架空中預警機進行比對和分析。
空中預警機非常昂貴,又攜帶很多戰情分析專家與作戰專家,其價值無可估量,是大陸反航母作戰在整個戰場上價值最高的目標。但是空中預警機是沒有任何防衛能力的,因此保護預警機是大陸反航空母艦作戰最重要的任務,大陸必須在擁有制空權的空域中使用預警機,而且一定要有備份以防萬一。
當中共的領導決定攻擊航空母艦的時候,「東風-21丁」根據空中預警機傳達的信息發射,由預警機進行目標跟蹤並發射目標中途修正的指令。
E. 「東風-21丁」大氣層外的機動
為了穿透美國的導彈防禦系統,中國在太空中曾經進行過多次發動機關機、開機、再關機、再開機的試驗並獲得成功。這項技術在對付美國NMD導彈防禦系統上非常有效。
在燃料許可下,東風-21丁在彈道初期可以做跳躍式機動,發動機關機降低彈道,然後重新啟動發動機升高彈道,這樣至少可以反覆兩次,這種運作方式為的是迷惑對方不能判定攻擊地點,縮短敵人反導彈的反應時間。東風-21丁這麼做企圖欺騙的對象不是航空母艦戰鬥群的神盾系統,而是迷惑飛行途徑中敵人的地基雷達,譬如台灣的「鋪爪」(PAVE PAWS)長程早期預警雷達,見下圖:
圖27:國軍在台灣部屬的「鋪爪」預警雷達,預定2009年九月開始運作。
台灣這座預警雷達是美國製造的、非常巨大的相控陣雷達,是美國針對大陸彈道導彈的早期預警雷達,探測距離達三千公里,除了新疆與西藏外可以覆蓋整個大陸,台灣對大陸的戰略地位和可能的傷害從這裡就可以看得非常清楚。所以只要大陸的彈道導彈上升到足夠的高度台灣的「鋪爪」立刻就能探測到,然後把數據傳輸給美國,可以為美國爭取到多10分鐘的預警時間,這10分鐘對防禦洲際導彈的核攻擊是非常寶貴的。
註:台灣安裝「鋪爪」預警雷達完全是為美國做狗。是的,「鋪爪」的功能就是看門狗,一看到飛彈就汪汪叫。「鋪爪」的功能是對洲際導彈提供早期預警,對美國有用,對威脅台灣的短程導彈沒有什麼用,早一分鐘知道又怎樣?所以「鋪爪」對台灣本身的防衛並無貢獻,台灣應該收取美國的地租和管理費。如果「鋪爪」還是台灣出錢的話,那就更冤枉了。你聽過自掏腰包買武器又自帶便當為別人看門的狗嗎?
所以東風-21丁在大氣層外的機動其目的就是擺脫美國在沿路設置的早期預警系統,我們用模擬狀況來說明。
東風-21丁發射後上升到某個高度後立即被台灣的「鋪爪」捕獲,但是美國航空母艦並不知道即將被攻擊,神盾的探測距離沒有那麼遠,也有可能導彈也許還在地平線下,所以必須仰賴遠處的地基雷達,譬如台灣的「鋪爪」,提供訊息。
「鋪爪」根據東風-21丁的彈道計算出它的攻擊地點,然後實時通知防禦單位,譬如遠在兩千公里外的航空母艦,於是整個航空母艦戰鬥群立刻啟動導彈防禦的程序。這是美軍的如意算盤。
如果東風-21丁突然降低高度,「鋪爪」的計算器就會誤判情勢,譬如認為導彈是攻擊琉球美軍基地而使得位於琉球東邊兩千公里的美軍航空母艦毫無防範。東風-21丁這一招可以用兩、三次,每次「鋪爪」的判斷都不是東風-21丁真正要攻擊的目標,直到為時已晚,航空母艦已經大難臨頭。這是解放軍的如意算盤。
YST 個人並不欣賞東風-21丁這種機動,我總認為航空母艦的反應時間不是問題,至少不是最大的問題。東風-21丁對付航母艦隊的導彈防禦系統最有效的手段就是施放誘餌,大量的誘餌,不必浪費時間與燃料做任何佯動,單刀直入攻擊航空母艦就行了,佯動所耗費的燃料還不如用來多裝誘餌與增加裝藥量。
東風-21丁後面的運作就固定了,它們的運作已經由科學家設定的計算機程序來自動進行,其中需要智能處理的軟體在上一篇文章也已經論述過了,譬如何時打開雷達進行目標照射,何時進入大氣層,如何對準目標和調整飛行姿態,如何釋放誘餌,如何通過「黑障」,如何開啟雙感應器,如何進行數據融合與瞄準點的選擇,如果是子母彈的話母彈如何釋放子彈....等等,這些都是攻擊導彈的計算機自動處理,不勞「指揮中心」費心。
但是彈道導彈攻擊後的效果是由「指揮中心」確認和評估的,這方面我們就不多說了。
丁. 結論
攻擊航空母艦是一個龐大又複雜的軍事行動,一般說來,是由太空、高空、低空、海面與水下各種不同方向的立體進攻,令防守者手忙腳亂,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」不過是由太空方向攻擊航空母艦的一種特殊攻擊模式,它的重要性是最難(幾乎不可能)防禦。這麼多的進攻方式如果各自為政、各打各的,那就亂了套了,不但浪費火力而且容易產生誤傷,所以需要有一個統一的指揮中心才能發揮最佳效果。
這個指揮中心以空中預警機來擔任最為適合,因為它最靈活。
由於進攻的管道太多、牽涉的武器和人員數量龐大,這個預警機必須是大型的,至少要足夠容納20~30位專家同時工作的大型運載飛機,才能完成如此複雜的任務。
空中預警機的飛行高度大約在三萬呎(10公里)左右,所以它的海面探測距離不會超過400公里。預警機不敢進入航空母艦艦載機的攻擊半徑(600~800公里)之內,因此探測航空母艦不是它的任務。
空中預警機的主要功能是接收各個渠道的訊息、實時分析任務與下達指令,所以通訊才是最重要的,是它的主要工作。
除了通訊,空中預警機探測敵機與指揮友機的任務也是重要的,譬如維持空域的空中優勢,又譬如指揮轟六、殲轟七、蘇愷30攻擊航空母艦,...等等。但是對「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的任務而言,預警機最主要的工作是戰場通訊與實時分析。
(十八)不同角度的反應
中國大陸發展「彈道導彈攻擊大型海面船隻」進入實戰階段這消息公布後引起各方的談論,我們選擇一些具有代表性的在此討論。
甲. 台灣政權的生存
1. 中華民國偏安台灣依靠海軍
台灣四面環海,台灣海峽最窄處也有一百六十公里,說寬不寬,說窄也不窄,至少比32公里的英倫海峽寬多了。1940年的德國面對英國的強大海軍都只能望著32公里的英倫海峽嘆口氣,1949年的中共沒有海軍,解放軍的陸軍再強大面對台灣海峽也是一籌莫展。
海軍是高科技軍種,在三軍中不但科技含量最高,也最耗費錢財,還需要一些傳統。海軍基本上是錢堆出來的,海軍的傳統更是靠時間的磨練才能塑造出來,當年一窮二白的大陸要建設海軍談何容易。
國軍靠著美國贈送的四艘二戰時期的驅逐艦(陽字型大小)和七艘護航驅逐艦(太字型大小)就牢牢地把持住台灣海峽的制海權,一直到七0年代末,足足30年。以大陸優秀的的人力與龐大的物力都如此辛苦,建設海軍的困難可想而知。也就是這樣,中華民國得以偏安台灣到今天。
一百六十公里的海峽要靠小船搶攻(攻佔海南島的「萬船齊發」模式)是不可能的,必須有大船。這就是為什麼1949年03月蔣介石拚老命也要派空軍把叛變的「重慶號」炸沈,那時候還沒有陽字型大小驅逐艦,五千兩百噸的輕巡洋艦(9門6吋炮,31節航速)和一千兩百噸的護衛艦(4門3吋炮,21節航速)作戰能力是完全不成比例的。在1949年,一艘重慶號就可以改變台灣海峽的海上軍力優勢,蔣介石不是傻瓜。
海上作戰跟陸地作戰是兩回事,「小米加步槍」的精神力量是不管用的,建設海軍不論是船隻還是人員一切全憑科學,沒有任何其他竅門。大陸海軍只能科學建軍,腳踏實地一步步來,不能搞「大躍進」。而毛澤東的無產階級專政的政權要想建設現代海軍特別困難,因為無產階級的思想與知識精英的高科技發展是嚴重互相牴觸的。這就進一步延緩了中共海軍的發展,等到中共追到國軍海軍水平的時候都快要進入八0年代,30年都過了。
2. 美國的航空母艦是台灣人心最大的鎮定劑
九0年代開始,解放軍的海軍對國軍有了顯著的優勢,但是中共知道他們作戰的真正對象是美國海軍,所以仍然不具有武力統一的優勢。台灣人對這一點也非常清楚。
基本上,台灣人民的安定心理和反中意識全壓在美國海軍上,說得更確切一點,是全壓在美國海軍的航空母艦上。美國的航空母艦是台灣人心最大的鎮定劑。
台灣人民對美國航空母艦的依賴在1996年的台海飛彈危機中表現得最清楚不過了。當時台灣得知消息有兩艘美國航空母艦要來保護台灣,台灣人高興得不得了,有腦筋動得快的商人還要組團租船去看美國的航空母艦。這些商人固然頭腦簡單和想法天真,但是它代表兩個事實:
a. 台灣人民並不把中共的飛彈看在眼裡;
b. 只要美國航空母艦前來助陣,台灣人就什麼都不怕。
對台灣人民而言,美國航空母艦是不可戰勝的(invincible),它們在台灣人的心理具有無上崇高的地位。這就是為什麼本系列的主題,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」,特別刺激台灣人的神經。
不開玩笑,一旦美國航空母艦被大陸擊沉將造成台灣人心的總崩潰。
3. 台灣立法委員的發言
就是這種心理上的極度依賴使台灣人不能接受大陸可以用彈道飛彈攻擊航空母艦的說法,持這種觀念的佔台灣人的絕大多數,以立法委員林郁芳為代表。
今年2月,台灣中廣新聞報導,美國參謀首長聯席會議的前顧問克拉斯卡發表論文,假想中國大陸在2015年將有能力以中程彈導導彈擊沈美國航空母艦,取代美國在太平洋的霸權地位。林郁芳委員質疑這篇文章「太扯了」,林委員說以彈道導彈擊沈航空母艦簡直是天方夜譚,顯示作者不是戰術方面的專家。林郁芳進一步以專家的姿態說,全世界沒有一個國家有能力用彈道導彈摧毀移動中的軍艦,因為彈道導彈不是巡航導彈,沒有那麼好的導引系統,這顯然是作者不懂彈道導彈。
看到沒有?這就是台灣立法委員的水準。
這些立法委員還有電視上的名嘴們絕大多數沒有什麼知識,但是他們的聲音非常大,敢亂講,敢大言不慚,敢講他們完全不懂的東西。
林郁芳是文科生,先讀英國文學,後攻美國政治,實在不適任立法院的國防委員會。國防委員會需要審核巨大的國防預算,武器的購買和評估裡面牽涉多少科技,這些都是林郁芳連邊都摸不著的,這不是開玩笑嗎?林委員愛上電視愛說話,但是基本上是道聽途說,因為他本身沒有判斷的能力,令人搖頭。國防委員會的工作需要有理工背景的人才能勝任,立法院又不是沒有這種委員。
林郁芳在台灣混得開,因為他專門說台灣人喜歡聽的,是典型的政客。
4. 台灣前國防部官員的發言
不過台灣也有明白人。中華民國前國防部副部長林中斌(現任淡江大學教授)發表評論稱,射程兩千五百公里的東風中程導彈是美軍航母最大的威脅,「它可以搭載五種彈頭,每一種都把美國的航母作為假想敵設計。由於在1996年台海危機的刺激,使得解放軍一直在尋求能夠打擊航母的彈道導彈,並最終於2004年開始部署這種導彈。」
林中斌是理科出身,雖然他的博士學位是政治學,但是學士和碩士都是地質學,跟大陸的溫家寶總理是同行。
林中斌不但認為彈道導彈打擊航母是可行的,而且判斷中國大陸這種導彈已經在2004年實際部署成軍了,時間比 YST想像的早。當然以國防部副部長的身份而論,林中斌的情報管道當然比 YST多得多,YST 無法評論也沒有反駁的基礎。
5. 弱者心態
台灣人還有一種有趣的心理,那就是認為中國大陸即使有這個能力也不敢攻擊美國的航空母艦,因為害怕美軍強大的、毀滅性的報復。YST 從網友的回應文中摘錄一段這種說法:
「好吧,美國對DF-21D攻擊航空母艦可能一點抵抗力也沒有,那麼可以確定的是當美國一艘航空母艦挨了一顆 DF-21D 時,就是 USS Michigan 把154枚巡弋飛彈對青島海軍基地全部射出去的時候。」
看到沒有?這就是台灣人非常典型的民族性,弱者心態。
台灣人是帝國主義者治理下最聽話的順民。
當年日據時代的時候,日本人派到台灣做官都眉開眼笑,派到朝鮮做官則愁眉苦臉,道理就在此。
乙. 日本的心態
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」不僅對美國霸權是一種威脅,對日本更是一種沈重的打擊。日本是中國大陸旁邊的一個島國,中共這項軍事科技對美國不過是威脅到它的勢力範圍,但是對日本而言就關係到國家的存亡了,這就非同小可,比美國的霸權問題要嚴重太多了。
基本上,這個軍事技術在標題上就已經點明了,目標是任何大型軍艦,航空母艦不過是其中價值最高的。其實日本所有超過八千噸以上的驅逐艦、一萬多噸與兩萬多噸的兩棲攻擊艦(也就是直昇機母艦,日本的准航空母艦)和更大的運輸艦都是這個「遠程作戰系統」設計的攻擊目標。日本人對此是很難接受的,立刻的反應就是否定它。
日本對中國科技的輕視可以由讀者「高橋涼介」的發言作代表,他認為 YST在寫科幻小說,意思是一切都是幻想(fiction)。這也是非常有代表性的看法,所以值得一提。
首先聲明,YST 的系列文章不是小說,也不是科幻小說,是帶有科普性質的軍事評論。
其實就算科幻小說也有很多種。
有一種是中國的武俠小說:「YST 大俠仰望高大的北京城牆突然縱身一躍,平地拔高二十餘尺,眼看力道將盡距牆頂還有一段距離,只見 YST大俠右腳一點左腳,英俊挺拔的身軀陡然又上升了二十餘尺,穩穩地飄落牆頭」。
這個小說娛樂性很高但是故事不會成真,因為沒有科學基礎。
另外還有一種,譬如「3顆同步衛星組成全球通訊網」最先也是寫在科幻小說里的,後來成為事實,因為它有科學基礎。
所以論述任何新奇的東西有沒有科學基礎是最重要的,看起來是不是小說見仁見智,也不重要。重要的是,如果有了科學基礎,那就是可以實現的。以科學為本,根據幻想來創新,有什麼不好?因為只要科學基礎在,發展下去就能成真,剩下的工作不過是工程問題。
YST 這個系列文章所做的論述,說穿了,就是在科學基礎上以個人的經驗作工程上的推論。這個推論中自然包含個人合理的猜測。本系列的論述科學基礎俱在,論述的是科技的自然發展,所缺少的只有屬於機密的工程資料,這是作者無法提供的,因此任何人當然也可以懷疑。譬如就有網友堅持不相信大陸的科學家能夠利用特殊的演算法把天波雷達的精度提高一個數量級。
論述到了這個地步,YST 不可能提供更多了。
不過不要緊,科學的基本精神就是可以驗證(repeatable),所以「彈道導彈攻擊大型海面船隻」一打起來就知道了,成或不成都會很精彩,保證非常熱鬧。
丙. 美國的報導
今年04月06日,美國之音(Voice of America,簡稱 VOA)報導,美國太平洋地區總司令海軍上羅伯特.威拉德(Admiral Robert F. Willard)上週在美國國會作證時特別談到中國岸對艦導彈的情況。威拉德說,中國正在以「東風-21」(北約代號CSS-5)中程彈道導彈技術為基礎,製造一種專門打擊航空母艦的導彈。這是中國「反介入」戰略的重要組成部分。所謂「反介入」是指嚇阻敵人不敢進入被認為對本方有威脅的地區。
這是美國首次正式確認,中國反航母彈道導彈的研製工作已經進展到實際試射的階段。美國國防部稱如果不能予以有效的還擊,這種不對稱武器系統就有可能對美國在西太平洋和波斯灣構成潛在威脅。
(十九) YST 的評估
甲. 研發工作
「彈道導彈攻擊海面大型船隻」不是天方夜譚,而是一個已經研發完成的武器系統。更正確的說,這是一個「遠程作戰體系」,攻擊航空母艦不過是其中的一個應用而已。
YST 個人認為「彈道導彈攻擊海面大型船隻」的研發工作已經完成,但是密而不宣,因為大事宣揚會加深「中國威脅論」,對韜光養晦的中國不利。中國密而不宣,讓美日猜測,僅管有疑惑也不敢輕舉妄動,這才是正道。
美國到處放話說什麼DF-21D即將試射,間接表示研發工作尚在進行,其實是一種政治宣傳,為的是淡化衝擊,竭力維持附庸國的向心力。
乙. 成軍時間
所謂成軍時間就是武器基本認為有效於是進入部隊正式使用的時間,這是主觀的決定,並沒有一定的標準。譬如F-15成軍的時候並不具備發射中程空對空導彈的能力,但是美國空軍認為沒有這個能力也可以成軍,以後慢慢修改就是了。所以「成軍」就是代表武器具有某種程度的戰鬥力,老闆說可以使用了,是沒有一定標準的。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」這套武器系統遠比F-15複雜,什麼時候成軍只有中共的「中央軍委」決定,也只有「中央軍委」知道成軍的條件。
美國對中國大陸武器發展的速度一向是慢了不止一拍,美國太平洋戰區司令在國會作證的評估過分保守,中國大陸這套系統不可能還沒有測試;林中斌的估計也許有點太樂觀,因為2004年大陸的空中預警機尚未成軍。
不過這並不表示林中斌的估計錯誤,他的判斷很可能是對的,因為空中預警機並不是這個系統必要的組成部分。由地面作戰中心指揮整個攻擊過程也未嘗不可,只是配合的武力少些、效率差些而已。
基本上,即使根據天波雷達的數據發射一顆陽春「東風-21丁」然後什麼都不理也具有相當的殺傷力。
YST 個人的估計是大陸反航空母艦的彈道飛彈系統已經成軍,時間是在2008年以前。我的理由是,天波雷達(2001年)、大型空中預警機(2006年)和發射彈道導彈直接擊毀在867公里高的軌道運行、長寬高大約兩米的小衛星(2007年),所有「彈道導彈攻擊大型海面船隻」所需要的科技都已經展示了。基本攻擊的能力已經具備,以後的修改不過使這個「遠程作戰體系」更加完善、效率更高、技術更成熟、有更高的戰鬥力而已。
丙. 攻擊效果
這麼複雜的作戰系統要知道效果如何只有兩個方法:
a. 實戰;
b. 電腦模擬。
前者直到中美正式開打,否則沒人知道;
後者 YST相信中美雙方肯定都做了,只是我們不知道結果而已。
任何武器系統都可以做成電腦模式,只要輸入參數就可以得到結果,通常是一個或然率。輸入參數是可以做手腳的,只要稍微改變參數內容,結果就會差很多。所以電腦模擬只是一種遊戲,你可以相信,也可以不相信。
YST 不用電腦模擬,把這個工作簡單化,就可以得到粗略的估計。
「東風-21丙」是一個高度準確的地對地導彈,西方國家的估計它攻擊地面固定目標的圓周偏差率也就20公尺,這是雷達導引的誤差。「東風-21丁」具備雙感應器,紅外線感應器的解析度比雷達高很多,即使追蹤的是移動目標 YST的估計圓周偏差率也在10米以內。
所以我們可以假設東風導彈能不能打中水面船隻完全看水面船只能不能攔截它(反導能力)。
YST 記得美國海軍配備的標準飛彈只有「標準3」(Standard Missiles 3,SM-3)才有反導能力,「標準1」和「標準2」只能對付飛機和巡航導彈,無法攔截彈道導彈。
「標準3」第一次全程攔截的成功實驗是2006年06月22日。試驗的細節沒有公布,所以很難評論。實驗成功了幾次也不知道。這種按照計畫進行的攔截就像電影裡面套好招數的對打一樣,跟實際戰場的攔截是兩回事,這中間距離之大只有內部的工程師知道。譬如有時候為了矇混過關(保住飯碗),工程師在目標上裝設了角反射器的情形也是有的。YST 認為真實戰場SM-3的攔截率非常低,如果不是0也好不了多少,樂觀的估計大約在10~20%之間。
大陸官方的中央電視台曾經洩漏「東風-21丁」不論是在大氣層外或是進入大氣層內都有誘餌,這就對艦隊的防守系統形成很大的挑戰,因為一艘神盾驅逐艦隻有96枚標準飛彈,其中只有少部份是SM-3。我們假設SM-3佔一半,也就是48枚。SM-3這點數量是經不起誘餌折騰的。
丁. 飽和攻擊
1. 多波攻擊
中國論述戰爭有句話:「傷其十指不如斷其一指」。這句話用在「彈道導彈攻擊大型海面船隻」上是最適合不過了。
美日可以小打小鬧,在這種情形下中國可以發射一枚子母彈頭的「東風-21丁」給美日聯軍一個警告。
但是一旦真打大打,中國應對美日聯軍的手法就完全不同了。
面對魚死網破的鬥爭大陸不可能只發射一枚「東風-21丁」,合理的估計是,解放軍至少發射四枚,最有可能是12枚,因為解放軍的導彈旅有六個導彈營,每個營有兩個連,每個連有一個「東風-21丁」發射車。
這種重大的軍事行動肯定是分好幾波攻擊,譬如每一波攻擊是四枚導彈,三波完成導彈旅的全部發射。航空母艦能夠逃脫三波攻擊、全身而退的機率幾乎是0。
2. 幾個假設狀況和簡單的計算
我們用幾個假設的狀況做一些簡單的計算,這樣讀者就有感覺了。
狀況一(「標準3」的攔截率正常):
料敵從寬,我們假設:
1. 解放軍只發射 6枚「東風-21丁」(每個營發射一枚);
2. 「東風-21丁」不釋放誘餌(方便計算,幾乎不存在的假設);
3. 美國以二對一發射SM-3;
4. SM-3的單發攔截率是0.2。
那麼簡單的算術告訴我們:
兩枚SM-3都沒有打中「東風-21丁」的機率是 0.8*0.8 = 0.64;
至少有一枚SM-3打中「東風-21丁」(攔截成功)的機率是 1- 0.64 = 0.36;
6 枚「東風-21丁」都被攔截的機率是(0.36)**6 = 0.0022 = 0.22%。
6 枚「東風-21丁」中至少有一枚擊中航空母艦的機率是 1 - 0.22% = 99.78%。
看到沒有?正常情況下,美國航空母艦能夠全身而退的機率幾乎是0。
狀況二(「標準3」的攔截率偏高):
當然,上面這個結果是假設SM-3的單發攔截率只有20%。
如果SM-3的單發攔截率可以達到50%(美國號稱的)而其他的條件不變,那麼「東風-21丁」的彈頭被摧毀的機率是75%。
6 枚「東風-21丁」都被攔截的機率是(0.75)**6 = 0.178 = 17.8%。
6 枚「東風-21丁」中至少有一枚擊中航空母艦的機率是 1 - 17.8% = 82.2%。
狀況三(「標準3」的攔截率超高):
讓我們把參數再改一改,改成對美國SM-3超樂觀的情況,也就是說美國海軍對「東風-21丁」的攔截率為90%,不可能比這個更好了,打飛機都沒這麼准。攔截導彈改為一比一。
6 枚「東風-21丁」都被攔截的機率是(0.9)**6 = 0.53 = 53% 。
6 枚「東風-21丁」中至少有一枚擊中航空母艦的機率是 1 - 53% = 47% 。
也就是說,在超級樂觀的情況下,美國航空母艦進入中國海岸線兩千公里所冒的風險是有一半的機會被至少一枚「東風-21丁」擊中。
你認為美國會冒這個險嗎?
3. 多導彈和多波次攻擊的好處
由於計算機的小型化,裝備高速計算機的現代導彈都非常「聰明」,除了第一目標,電腦也會為「東風-21丁」設定第二目標甚至第三目標。所以當第一目標消逝(譬如航空母艦被擊沉),「東風-21丁」會自動選擇攻擊附近其他的大型船隻。
現代的軍艦都非常昂貴,即使是八千噸的神盾驅逐艦造價都在12億美元以上,用一千萬美元的「東風-21丁」攻擊並不吃虧。
所以發射多枚導彈可以保證摧毀但是並不會造成浪費。
4. 「彈道導彈攻擊大型海面船隻」改變了海軍作戰的遊戲規則
讓我們回到現實。解放軍發射幾枚「東風-21丁」、每枚導彈攜帶多少誘餌、採用什麼樣的變軌技術迷惑對方、選用什麼樣的彈頭....等等都是戰術技巧,只有戰地指揮官知道。本文要指出的是,無論是攻方還是守方,這都是一場非常科學的戰爭,是鬥力,更是鬥智。
YST 最後要說的有兩點:
A. 誘餌是關鍵因素
上面第2節論述的狀況與計算都有一個共同的假設,那就是「東風-21丁」不釋放誘餌。
只要解放軍採用施放誘餌的戰術,那麼彈道導彈與航空母艦之間的這場遊戲就基本結束了。
即使攻擊的彈道導彈只有一枚「東風-21丁」,在釋放誘餌的情形下航空母艦能夠全身而退的機會都非常小。
B. 攻守易位
不論「東風-21丁」擊中航空母艦的機率是多少,航空母艦都處於完全挨打的地位,毫無還手之力,這在航空母艦的歷史中從未有過。
經過歷時兩個多月和10篇文章,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的論述也到了結束的時候。本篇是第11篇,也是完結篇。
技術性的結論已經在上一篇談過了。
這一篇 YST將論述戰略上與政治上的深遠影響為「彈道導彈攻擊大型海面船隻」這個系列文章作總結。
(二十)戰略上的深遠影響
甲. 不對稱戰爭
1. 「效費比」的不對稱
根據估計,「東風-21丁」600公斤的彈頭到達航空母艦的速度是音速的六倍,大約每秒兩公里,這個動能保證可以穿透航空母艦好幾層甲板(包括最上層的飛行甲板)在船艙的內部中心爆炸,如此深的穿透力誰知道能撞上什麼?最輕的情況是航空母艦失去作戰能力,如果撞上油庫或彈藥庫,那麼一枚「東風-21丁」就足以擊沈一艘航空母艦。
一枚「東風-21丁」的價格大約在五百萬美元至一千萬美元之間,這中間的價格差異就看內部安裝的電子儀器精緻的程度。我們就假設「東風-21丁」的造價為一千萬美元。
一艘「尼米茲」級的航空母艦本身的價格為45億美元(杜魯門號),船上的武器(飛機加導彈)大約與航母等價,也是45億美元。
所以不計算船上五至六千名官兵的生命,一艘航空母艦單是硬體價值90億美元。
所以一枚「東風-21丁」的價格大約是航空母艦的千分之一,即使發射10枚也只有百分之一,「效費比」高得驚人,太划算了!
戰爭比的就是消耗,包括物質和人員,看誰先破產。這其中人員的補充至關重要。特別是航空母艦飛行員的培養必須經過長時間的訓練,補充尤其困難,這也是為什麼日本海軍在中途島戰役之後就一蹶不振,因為損失的優秀飛行員要再招募新兵從頭訓練談何容易。
「東風-21丁」和「尼米茲」級航空母艦如此不成比例的消耗戰沒有任何國家能夠承受,所以被稱為「不對稱戰爭」。
物質 1:1000,人員 0:5000,「彈道導彈攻擊航空母艦」應該是「不對稱戰爭」最經典的例子了。
2. 攻守的不對稱
前面的文章說過,面對彈道導彈的遠程攻擊超出艦載機的作戰半徑,航空母艦隻能防守和挨打,毫無還手之力。彈道導彈與航空母艦的戰爭在攻守上是完全不對稱的,航空母艦得勝的機率是0。
3. 數量的不對稱
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的作戰方式完全不在乎敵國航空母艦的數量,對付一個航空母艦戰鬥群跟對付10個航空母艦戰鬥群沒有什麼不同。美國海軍要靠大型軍艦的數量取勝是不可能的。
美國在中東打擊伊拉克的戰爭曾經出動四艘航空母艦構成空中力量的絕對優勢。
這種「船海戰術」是欺負弱國的海軍表演,YST 個人認為動用四個航空母艦戰鬥群對付伊拉克這樣的小國太過分了,地中海和波斯灣都非常狹小,戰場已經過度飽和,這是over-kill,是美國海軍在世界舞台上演的表演秀,牛刀殺雞給全世界看。
美國軍事家認為跟中國的戰爭至少需要六艘航空母艦(美國海軍一半的力量)才能取得空中優勢。
六個航空母艦戰鬥群對中國戰場而言也已經飽和了,但是這種傳統的海戰方式在面對中國彈道導彈攻擊的時候完全派不上用場,解放軍只要動用六個導彈旅在航空母艦距離海岸兩千公里以外就結束戰鬥了,全部過程不會超過四小時。
乙. 一招制敵
「虎年新春談天下大勢」曾經詳細論述美國的地緣政治,請參閱:
「虎年新春看天下大勢:中美博弈」(2010/03/25)
。這篇文章論述的重點是:
美國的東西是兩大洋,遠離全球人口中心的歐亞大陸,屬於偏遠地區。美國要避免被邊緣化就必須不斷地在歐亞大陸製造動亂,然後投射本身的武力去調停,不但獲取政治的領導地位,並且獲取巨大的經濟利益(錢總是流向穩定的地方),一箭雙鵰,這是美國的基本外交政策。
由於被海洋包圍,美國投射武力幾乎全靠海軍。美國海軍的力量全部集中在航空母艦,其他艦艇包括核子潛艇都是航空母艦運作的配套船隻,這是美國海軍的作戰思想,也是美國海軍的建軍藍圖。航空母艦不但是美國海軍力量的象徵,也是美國國力和作戰力量實際的代表。
美國的航空母艦戰鬥群稱霸全球海洋超過六十年沒有遇到任何對手,對美國作出卓越的貢獻,它是鞏固美元最重要的單一力量。
中國大陸發展出來的「彈道導彈攻擊大型水面船隻」是六十年來美國航空母艦第一次遭遇的強烈挑戰,解放軍這套系統把航空母艦從純粹的攻擊變成純粹的防禦,航空母艦完全失去了它設計的目的。基本上,威風凜凜的航空母艦戰鬥群面對中國的這套「遠程打擊體系」成為無用之物。「彈道導彈攻擊大型水面船隻」可以說是一招制敵,擊中無敵美國海軍的軟肋。
YST 必須強調的是雖然解放軍的「彈道導彈攻擊大型水面船隻」可以一招制敵,但並不表示中國就沒有必要發展航空母艦。在逼退美國海軍以後,中國的航空母艦戰鬥群可以穩穩地控制四周的海域,從黃海、東海、南海一直到印度洋和波斯灣。
為什麼?
呵呵呵,因為中國的航空母艦後面有「東風-21丁」罩著。
擁有「彈道導彈攻擊大型水面船隻」的能力跟擁有強大的航空母艦戰鬥群並不衝突,中國必須二者兼備。
為了保障未來的發展、有效控制海外的資源與物流航道,中國必須擁有至少六個航空母艦戰鬥群,分別控制東海、南海與印度洋。
丙. 美國的反制手段
美國要擊敗中國的「彈道導彈攻擊大型海面船隻」系統有很多方法,導彈防禦是其中之一,也可以打掉中國的偵察衛星,但是最有效、也相對最容易的方法是摧毀中國的天波雷達,譬如使用B2隱形戰略轟炸機作精確轟炸。
不過美國要深入大陸攻擊遠在武漢和西安附近的天波雷達站也不是那麼簡單,需要穿透層層的攔截網,但這不是重點。重點是,美國要準備承擔同等報復。
摧毀天波雷達站就是直接攻擊中國大陸的內陸,這是僅次於核攻擊的戰爭最高層級,是對全面戰爭的一種commitment,等同宣戰,政治意義非同小可,一定會遭受到對等的報復。這是因為美國走到這一步時中國已經被逼到牆角,中國除了宣戰就是亡國,已經沒有任何其他的選擇了。
中國沒有海外基地,尤其沒有美洲的海外基地,這是中美如果全面作戰中國最吃虧的地方。戰爭比的是生產力,如果美國可以攻擊中國大陸而中國無法攻擊美國大陸,這對中國是極為不利的。二次大戰時,日軍對國軍的大型戰鬥每次進行到最後幾乎一定動用毒氣,這是違反日內瓦公約的。但是日軍對美軍作戰從未用過毒氣,一次都沒有,原因就是日本知道美國的毒氣彈比日本更厲害,害怕遭到報復吃不了兜著走。所以「同等級報復」在戰爭中非常重要。
時代已經改變了,中共新一代的核子潛艇是可以發射巡航導彈的,這是除了使用洲際導彈(魚死網破的最後一擊)外,中國最有效的打擊美國本土的方式,也是中共研發095核子潛艇的主要目的。未來的中美戰爭美國要想像二次大戰那樣逃脫本土遭受攻擊是不可能的,所以美國在攻擊中國本土大陸之前需要慎重思考「同等級報復」產生的後果。
簡單地說,美國如果攻擊中國的大陸本土,那麼美國大陸本土遭受武力攻擊就沒有話說,這就超過本系列論述的範圍了。
(二十一) 政治上的深遠影響
【天下縱橫談】是一個以政論為主的論壇,軍事話題是本論壇論述政治的特色。軍事是政治的主幹,政治是軍事的目的,所以軍事的論述最終還是要回到政治層面來,回歸本論壇的主軸。
作為這個系列文章的結論,本篇的重點,很自然地,側重在因「彈道導彈攻擊大型海面船隻」所引起的的戰略考量和對國際政治的衝擊。
「政治上的深遠影響」是本系列最後一節的論述。
甲. 亞洲的戰略平衡被打破
「彈道導彈攻擊大型水面船隻」徹頭徹尾地改變了傳統海上作戰的方式,產生的影響是極為深遠的,這個「遠程作戰體系」不但改變了戰略,也打破了東西方的戰略平衡,回歸到古老的地緣政治。
西方因為擁有強大的海軍,所以發展的戰略是「以海制陸」,其理論基礎是全球70%的人口與工業都在距離海岸五百公里之內,也是航空母艦的打擊範圍之內。
中國大陸研發的「彈道導彈攻擊大型水面船隻」代表的戰略思想正好相反,是「以陸制海」,打擊的核心就是航空母艦,在航空母艦的攻擊範圍外擊沉它。
西方苦心經營的、以航空母艦為核心的戰略攻勢面臨全盤瓦解,亞洲的戰略平衡被打破,其影響已經從軍事層面上升到了政治層面。
讀者一定會問:為什麼?
答案很簡單,因為靠海上霸權起家的美國被迫不得不做戰略收縮,亞洲的勢力範圍將重新劃分。中國需要在適當的時候宣布亞洲版的「門羅主義」。
乙. 美國的附庸國開始鬆動
超過半個世紀,美國的外交、經濟與軍事手段把中日韓台和東南亞國家都玩爛了,所有的條約都任意由美國單方面主觀解釋,譬如誰不遵守人權、誰不當操縱匯率、釣魚台是否屬於【美日安保條約】的範圍,美國是否因【台灣關係法】而有協防台灣的義務或權利、賣武器給台灣有沒有牴觸中美簽署的聯合公報....等等。無論碰到什麼問題,美國都能朝自己有利的方向自由解釋、收放自如、隨意反復,美國甚至安排陷阱然後任意變臉(上一節論述的以色列與伊拉克的例子)。
美國固然從這些行為中獲取了極大的利益,但是也等於把自己的信譽玩爛了。說到底,什麼意識型態、人權觀念、普世價值、各種條約等等都是空的,都是美國損人利己的藉口,更不要說諸如要求別人「做一個負責任的大國」這種沒有標準的圈套,這是真正的國際大笑話。
想想看,今天的美國用大量印鈔票的方式應付自己的赤字問題,不但把通貨膨脹由全世界來承擔,而且這些氾濫的美元熱錢在全世界流竄尋求暴利造成全球房地產與證券市場的波動。
美國是一個負責任的大國嗎?
還是,美國是一個製造問題、唯恐天下不亂、混水摸魚、損人利己的大國?
其實追根究底美國能夠在全球製造對立,然後從中取利,因為美國有這個實力,特別是軍事實力。
美國所有的外交活動都是源自「叢林原則」,不過用其他美麗的辭彙作道德包裝而已。
在「叢林原則」下,中國大陸推出「彈道導彈攻擊大型海面船隻」真正打到了美國的軟肋,令美國措手不及也進退失據。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的政治衝擊是巨大的,為什麼?
答案很簡單:美國的軍事力量已不足以控制亞洲小國,亞洲的政治板塊開始鬆動。想想看,小國都都是觀風向的,需要尋求未來的新主子,否則何以生存?
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」開始令美國不安和投鼠忌器,加上美國履行承諾和條約的信譽不佳,這將導致附庸國對美國信心的鬆動與凝聚力的喪失。即將在首爾召開的G20高峰會美國積極活動拉攏各國對人民幣升值施壓,結果反應非常冷淡,這就是附庸國開始鬆動的徵兆,這個現象跟80年代美國施壓日圓升值的一唿百諾有非常顯著的落差。
丙. 亞洲勢力範圍的重新劃分
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」令美國的軍事行動在亞洲開始投鼠忌器,最明顯的例子就是在中國的強力抗議下美國取消「華盛頓號」航空母艦進入黃海與韓國海軍進行聯合演習。
我們必須知道在朝鮮戰爭的時候美國航空母艦是在黃海作戰的,美國航空母艦就在黃海巡弋,幾乎就在中國渤海灣的門口,戰鬥機與攻擊機從黃海的航空母艦上起落攻擊朝鮮的地面目標,特別是志願軍的補給線,黃海巡弋的美國航空母艦視中國如無物。中國大陸基本沒有海軍,所以中國被欺負到家但也毫無辦法,這就是現實,現實是殘酷的。
六十年的變化太大了,但是美國毫不理會。直到去年,美國航空母艦仍然進入黃海巡弋,這就太過份了,因為美國海軍已經沒有這個實力,屬於欺負人的強出頭,但是中共沒有吭氣,韜光養晦到了這個地步也真是有超人的忍耐力。
西方人是不懂節制的,只要你不反抗,我就欺負你。這背後的哲學是:只要我能得手,我做的事就是對的(As long as I can get by, I am doing the right thing.) 。這種西方文化中國人必須深刻的瞭解和提防,否則會吃大虧。
「天安艦事件」後,黃海情勢開始緊張,韓國邀請美軍航空母艦在黃海與韓國海軍進行聯合演習,真是欺人太甚,中國的面子終於掛不住了,這才爆發進行反擊,於是美國開始退讓。這件事情絕非偶然,美國的退讓也絕非心甘情願,而是實力不濟下不得不做出的妥協。
美國海軍退出黃海是中國勢力範圍擴張的一小步,但是它是亞洲勢力範圍重新劃分的一大步。
如果沒有戰爭,亞洲勢力範圍的重新劃分是緩慢進行的,美國在黃海的耀武揚威也許還能拖上幾年。「天安艦事件」發生後,韓國的李明博總統想利用美國的海軍力量向朝鮮示威扳回面子,同時也向中國示威提昇「大韓民國」面對中國的地位,狐假虎威也太明顯了。沒有想到弄巧成拙,美國無法抵禦來自中國的壓力。韓國兩次放出與美國航空母艦在黃海聯合演習的風聲,美國卻兩次取消「華盛頓號」航空母艦進入黃海的決定,經過這麼一鬧,非但美韓展示軍威成為笑話,黃海反而提前劃入了中國大陸的勢力範圍。
美國海軍的收縮代表美國的戰略收縮,亞洲的眾小國將逐漸失去對美國的信心與依賴,中國將填補這個空間。
丁. 未來西太平洋的海戰
是的,李明博的莽撞與不識大體導致美國提早承認中國在黃海的勢力範圍。今後任何外國大型軍艦如果沒有得到中國大陸的允許是不可能進入黃海了。
但是東海的情況有別於黃海,因為牽涉到更多的經濟利益和一個海軍遠比韓國強大的日本。
中國面對美日韓台這一仗遲早是會來臨的,只不過韓台是配角。
台灣如果在這場戰爭與美日聯合將成為中華民族的罪人,在中華民族的歷史上承擔罪名,無論用什麼理由都無法洗刷。
日本人不是說「兩小時消滅中國海軍」嗎?機會終於來臨了。
日本人從不認為二次大戰敗於中國。只要看看日本戰後寫的歷史課本和今天說話的架勢,東海問題是不可能和平解決的。
尋求戰爭解決的是美國與日本,因為它們有共同的利益。
中國其實是被迫應戰,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」將是中國在這場戰爭的科技奇兵。
戊. 中國真正的崛起
YST 從不相信和平崛起。歷史上,任何大國崛起都必須打敗一個比它強大的國家。擺在中國面前的挑戰就是美日聯合艦隊。
前面說過科學的基本精神就是可以驗證(repeatable),「彈道導彈攻擊大型海面船隻」必定會在中國與美日聯合艦隊在西太平洋的海戰中得到驗證。
中國面對美日聯軍的這一場海戰不會是毛澤東的人民戰爭,而是貨真價實空、天、海、潛四位一體的高科技戰爭。
「黃繼光堵槍眼」的人民戰爭雖然偉大與可歌可泣,但是只能使中華民族不致滅亡,談不上崛起。
只有透過「彈道導彈攻擊大型海面船隻」這樣的高科技贏得的戰爭才會令洋鬼子(不論東洋鬼子還是西洋鬼子)徹底屈服。套一句洋鬼子的話,這叫做「Beat them at their own game.」,這才是中華民族真正的崛起。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」絕不是一個定型的武器系統,而是一個有無限想像空間和發展潛力的軍事科技平台。時代是進步的,敵人也不斷地會有新招數出現,隨著新科技的出現和舊科技的成熟,中國的這套「長程作戰體系」將不停地演變來適應新的環境與挑戰,決不是到此為止。這個「長程作戰體系」是中國武器系統演變和進化的最佳平台,也是中國嚇阻西方帝國主義者貪得無厭的行為最有力和最長的手臂。
己. 預言
A. 美國的衰退已成定局
YST 多次強調美元撐不過10年,這是美國面臨的最根本、也是最嚴峻的問題。
美國的科技已經無法挽回美元的衰弱,現在唯一剩下的本錢就是強大的軍事力量,但是就連這最後的老本也開始流失。
美國已經失去陸軍的優勢;美國的空軍優勢維持不到2030年;現在美國的海軍又被中國的「彈道導彈攻擊大型海面船隻」阻擋在海岸線兩千公里以外,形同擺設。
美元的螺旋下墜已經無可挽回,美軍正在被趕超,美國的全球霸權岌岌可危。
美國的攤子舖得太大了,利益遍布全球,但是以全世界22%的GDP和5%的人口美國要控制全世界是根本不可能的,連阿富汗都不服。
更何況美國的GDP有很大的水分,因為70%的美國GDP屬於服務類的第三產業,而中國的第三產業在GDP中只佔30%。
以真正的實際生產力而論(第一產業加第二產業),美國比中國高不了多少,2008年的比例是 1:0.828,明年中國有可能追平,後年會超過。
美國失去世界霸主並不冤枉,因為就以實力論,這個世界也應該是一個多極的世界。
B. 最窮兵黷武的國家是美國
YST 不久前觀看中天的「新台灣星光大道」,那天的節目是談論10月10日朝鮮和越南的閱兵典禮,幾個評論者(包括張友驊)大談朝鮮、越南和中國大陸都是窮兵黷武的國家。這些名嘴真是目光如鼠又心存偏見,最窮兵黷武的國家居然看不到,卻數落兩個小國和惡意抹黑中國,正應了中國的俗語:只會痛批點燈的,不敢說一句放火的。
張友驊說這種話尤其不應該,因為他是知道各國軍費數據的。
還有一個資深軍事記者叫黃敬平實在不敢恭維,這種水平也敢上電視大放厥詞,台灣真是無能人了。看看CCTV的軍事評論,兩岸的水平也差太多了吧。
美國在天文數字的國債和龐大的政府赤字與貿易赤字的沈重壓力下,國防支出居然佔了全球的一半,如果把戰爭費用加進去,美國的軍費開支佔全世界的60%。
看清楚,美國在借錢打仗,在借錢研發尖端武器,在借錢支撐海外的一千個軍事基地,美國是真正的窮兵黷武,嚴重的程度一點也不輸給朝鮮,威脅全球的程度則遠勝朝鮮。
和美國揮舞嚇人的狼牙棒相比,中國手裡握著的不過是一根齊眉棍,朝鮮揮舞的只是一根牙籤,Okay,Okay,頂多是一隻削尖的筷子。這些沒有見識的台灣「名嘴」們叫什麼叫?
美國在自己設計和製造的巨型爛攤子里越陷越深,如今想盡方法企圖藉著戰爭跳出來,這是美國的如意算盤。
想想看,美國的地理位置如此孤立,東西是大洋,南北是兩個弱國,這個世界有誰會去侵略美國?
美國在如此安全的地理環境下耗費全球一半的經費研發各種先進武器,你想想,除了侵略他國和維持霸權不可能有其他的解釋。更何況美國研發的是威力巨大的攻擊性武器,美國準備一場大戰是認真的。
美國選定的戰爭對象是中國,這一點毫無疑問。
C. 美國在這場戰爭的賭註:美元
1. 美國騎虎難下
綜合國力美消中長,美國的戰爭機會正在快速地流失,形成美國的急迫感。YST 不知道美國在等什麼。
中美這一場戰爭也許很快就會到來,也許會以另外一種形式出現,譬如貨幣戰爭和代理人戰爭。反正挑釁者是美國,美國在朝鮮半島、釣魚台列島、南沙群島到處點火,我們看中國能忍多久,也等著看這場惡鬥的結果。
美國現在是騎在老虎背上。
讀者不要搞錯了,這隻老虎不是中國,而是即將被赤字壓垮的美元。
2. 中美之戰的三個關鍵時間
2012年是第一個關鍵點,「北斗導航系統」覆蓋中國及附近,中國開始有打精準戰爭的本錢。
2020年是第二個關鍵點,「北斗導航系統」覆蓋全球。這個時候中國除了瓦良格應該有兩個航空母艦戰鬥群,有兩種第四代戰機和一種戰略轟炸機,實際生產力超過美國,基本立於不敗之地。
2030年是第三個關鍵點,中國無論是空軍或天軍都至少跟美國持平,有可能超過。這時候中國的經濟無論就GDP或實際生產力都一定超過美國。2030年以後,美國已經沒有軍事挑戰中國的能力。
美國如果要維持全球霸權,那麼美國對中國的軍事行動就必須在未來的10年之內發動而且越早越好。
3. 美國的戰爭賭注
值得觀察的是,美國如果設計並挑起這場亞洲的戰爭,即使是代理人的戰爭美國自己也並非只有好處而沒有什麼可輸的。
首先,「彈道導彈攻擊大型海面船隻」為這場戰爭投下了最大的變數。假設中國這套「遠程作戰體系」有效,YST 個人認為除非美國大舉轟炸中國大陸的戰略設施(譬如天波雷達站、衛星發射基地、導彈生產基地等等),否則美國贏得這場海戰的機會微乎其微,日本有可能亡國,台灣會跟大陸統一。
其次,時代不同了,如果美國把戰爭擴大到中國大陸,戰火也必定燒到美國的本土大陸。
其三,如果戰爭控制在中國大陸以外,那麼被打爛的只能是美國的附庸,這些小國(包括日本)沒有任何贏的可能,美國非但討不到任何好處,反而讓中國坐實了本來屬於美國的亞洲勢力範圍。
最後,如果美國海軍蒙受重大損失,譬如有一艘航空母艦被彈道飛彈擊沉,美國將很快失去亞洲的勢力範圍,後果將非常嚴重,美元與日圓在亞洲的地位都將被人民幣取代。
4. 美國在賭它的命根子
大多數的人只看到美國表面武力的強大,用帶著崇拜與敬畏的心理計算美國的隱形戰機與航空母艦,這是最膚淺的。
美國所有的籌碼都擺在檯面上了,檯面下是虛空的,支撐美國軍事的美元正快速衰落,最近連印度著名的遊覽區泰姬哈陵都拒絕收美元了。
其實,美國比中國更輸不起這場戰爭,因為美國賭的是美元,美國的命根子。
D. 美國需要懸崖勒馬
想想看,美國如果因海軍戰敗而不得不做出戰略收縮,這將導致美元在亞洲失去地位,以後印鈔票就更困難了。美國經濟將快速地收縮,後果不堪設想。美國所有的國內問題都會同時爆發,破產的聯邦政府將無法應付。破產的聯邦政府將無法控制各州,在嚴重擺不平的情形下有可能會導致美國的分裂,特別是比較富裕的州。
YST 個人並不希望看到美元崩潰導致美國經濟快速收縮和隨後引起的各種併發症。
美元下滑與美國經濟的衰落是一定的,所以美國的戰略收縮也是確定的。YST 個人的期望是這個衰落與收縮的過程能夠緩慢地進行,美國漸漸地從超級強國回到區域強國。美國這塊土地是遼闊的、肥沃的、美好的、物產豐富的,足以做一個區域強國。對美國人民而言,奢華的日子雖然不再,但是過豐衣足食和安定的日子是沒有問題的。
美國需要懸崖勒馬,停止瘋狂的武器發展與遠超過實際國防需要的軍備,停止在全世界製造問題,縮回到美洲大陸做安分良民。
美國真正應該做的是開源節流,腳踏實地的過日子,也就是說,認清自己的經濟狀況和賺錢的能力,然後量入為出,改變目前的生活方式,譬如乘坐公共交通工具上班,減少出國旅遊,多儲蓄,少買這麼多奢侈的衣服、玩具與電子產品。
但是,美國人肯嗎?
更重要的是,美國政客要認清美國真正的實力,認清美國控制世界是不可能的,美國需要從唯一超級強國的神壇上自動走下來,回到區域強國的現實世界,少管北美洲以外的閑事。
噢,是的,一個區域強權,這才是與美國實力相匹配的國際地位。
但是,美國政客肯嗎?
呵呵呵,我們還是靜候中美在西太平洋的海戰罷。
想想看,那個拳王不是鼻青臉腫才不得不下台的?
後記
「虎年談天下大勢」是 YST最長的系列文章,這裡面系列中還有系列,我們談了「經濟問題」,「中美博弈」、「南海問題」、「中美的軍事對抗」、「不對稱戰爭」、「彈道導彈攻擊大型海面船隻」等六個題目,從新春(三月)寫道深秋(十月),足足忙了半年多。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」是「虎年談天下大勢」中最長的系列,僅次於「漫談坦克」,但是廣度、深度和困難度都超過「漫談坦克」。這個系列最初的構想是六篇,四萬字,寫到最後變成11篇,大約七萬五千字,無論時間、篇幅與字數都超過 YST最初的構想。但是這是一個非常重要的系列,多花一點時間和多費一點筆墨也是值得的,寫完後如釋重負。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」是一個涵蓋面很廣、極其複雜的軍事聯合作業,為了深入淺出、把握重點、雅俗共賞又不失真,YST 在論述的結構上想了很久,最後決定把它分為五個組成部分:
1. 情報蒐集;
2. 彈道導彈;
3. 指揮控制;
4. 技術評論;
5. 戰略上與政治上的影響。
這五個部分的知識性和困難度都不同,所以 YST分配在每個題目上的篇幅也不同。11篇之中「情報蒐集」佔了七篇,因為它是整個系統中最困難的,也是科技程度最高的,其他的題目每個各佔一篇。
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」的困難度和所需要的科技突破七成是在「情報蒐集」,兩成在「彈道導彈」,一成在「指揮控制」。所以這麼一看,我們對這個系列論述的重點安排就非常合理了。
困難度雖然不同,但是系列文章的重點大多在結尾,這個系列也不例外。我們耗費兩個月的時間和11篇的篇幅論述這個題目,最重要的目的就是點出這個武器系統在政治上的深遠影響,它就是最後一篇的論述重點。
不論中美的海戰是否會發生,中國研發的這個「長程作戰體系」在軍事與政治上的影響是非常深遠的,足以導致亞洲勢力範圍的重新劃分。YST 認為「彈道導彈攻擊大型海面船隻」是核子武器出現後最重要的武器系統,也是人類有史以來最複雜的作戰系統,是現代戰爭最經典的代表。
美國戰術專家不是老吹噓「立體戰爭」和「系統對抗」嗎?什麼「C3I」、「網路戰」、「空地一體」、「發現即摧毀」....等等唬人的名詞一大堆,有些根本不值5分錢,目的都是美國要在軍事論述中搶得優勢、樹立盲從、嚇唬別人和鞏固自己在軍事上的領導地位。
今天中國研發出來並且已經成軍的這個「長程作戰體系」就是中國軍事科學家回敬西方的禮物,令西方國家目瞪口呆和瞠目結舌,它告訴洋鬼子,「你這一套我也會,而且比你做得更好」。
「師夷之長以制夷」,這是祖宗的教訓,是對付帝國主義的洋鬼子最好的辦法,令洋鬼子口服心服。
所以無論多麼困難 YST也要把這個「長程作戰體系」用最簡單的語言介紹出來和眾網友分享。
歡迎網友們加入這個話題熱烈討論,大家互相學習,共同進步。
「虎年談天下大勢」本來還有一篇談兩岸關係,但是 YST實在有點累了,想休息一陣子,不過日常經營的工作仍會繼續。
謝謝各位的合作,也謝謝各位有耐性看完這個長篇。
看到這裡的知友應該明白,答主為什麼一開始只是節選了部分內容吧?沒想到做個搬運工都這麼累,圖也沒找全,知友們湊合著看吧,估計也沒多少人能看完全文。
有興趣的知友可以自行搜索YST的其他文章,答主私以為對於提高眼界格局大有裨益。
中國的軍力,絕對不是大部分人想像中的那麼不堪一擊。
若看完全篇還有疑問,請翻牆去找YST。
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一覺醒來,過百贊了。
可以說是意料之中,畢竟這樣的極具深度,又深入淺出的軍事科普文章,如果由YST自己來知乎發,一萬個贊都是少的。
看完諸多知友的評論,答主的心情是喜憂參半。
喜的是還有不少知友關心國防、軍事,並為中國日益強大的軍事科技歡欣鼓舞。
憂的是像彈道導彈攻擊系統這樣,集導彈、衛星、雷達等高精尖項目於一體,技術全球領先的重大科技突破項目,居然還得靠一個台灣網友來給我們科普(再次感謝YST大神)。也無怪乎網路上充斥著那些「長他人志氣、滅自己威風」的言論了。
我國的軍事科普工作,還停留在社會主義初級階段,任重而道遠。
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再說一遍,答主並不反對質疑,但煩請質疑之前,先仔細閱讀完全文。
最後,用YST在文中的一段話收尾吧:
西方人是不懂節制的,只要你不反抗,我就欺負你。這背後的哲學是:只要我能得手,我做的事就是對的(As long as I can get by, I am doing the right thing.) 。這種西方文化中國人必須深刻的瞭解和提防,否則會吃大虧。
這就是美國人在政治和軍事問題上的本質,中國應該適時地收起中庸之道,展示一下鍛煉已久的肌肉了。
如果任人欺負到頭上還要韜光養晦,撇開民族大義不說,對得起那些為國防科技事業奉獻了一生,卻終生默默無聞的科研工作者們嗎?
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總贊數900+了,感謝大家的關注。
評論區里的討論非常激烈,已超過300條,答主細閱後發現,大部分問題,其實YST在文中都有解答,知友可仔細閱讀,答主也已經摘了許多內容進行回答。
答主不是軍事科技領域的專家,本來是不想多說的,但評論區里好幾個知友,比如 @安德 提到了「彈道導彈的末端制導」這一問題,答主認為確實存在討論的價值。知乎這個平台是鼓勵觀點碰撞和思想交鋒的,畢竟真理越辯越明,有懂行的知友可以留言發表自己在「末端制導」方面的觀點。
以下是 @安德 的評論:
「隨便砍了幾行,錯誤都挺多的,這種常識都不知道,怎麼編圓這麼多內容的?分析很有90年代軍刊的文風,在對我方最有利的情況下,我方哪怕性能落後點也一樣可以戰勝對手。
倒是攻擊導彈在「黑障」期間可以做各種機動使海面軍艦的「神盾系統」早先計算的攔截點發生錯誤,因為這段時間「神盾系統」也看不到攻擊導彈
一個黑障目標,紅外特徵是非常明顯的,不存在所謂的無法被偵查系統發現。紅外甚至光學偵查系統都可以進行跟蹤。
彈道導彈雖然速度高,攔截的難度相對大,但同樣意味著進行制導和攻擊的窗口時間短,如果被干擾更容易錯過目標。
彈道導彈可以放出干擾影響攔截效率,航母同樣可以放出假目標影響對方鎖定,很可能大量的導彈,攻擊的是一個或多個假目標。尤其是航母戰鬥群這種,可以使用的干擾手段是非常多的,干擾能力非常強,無論是光學,還是紅外或者雷達,都可以有足夠的應對能力。考慮到這個因素,實際命中率,呵呵的很。
說簡單點,別說彈道導彈打航母這麼遙遠,就算反坦克導彈打坦克,只要坦克能預警攻擊,就可以依靠煙霧,干擾彈,主動攔截等手段進行反制,大部分坦克是死在被突然襲擊上,而航母戰鬥群的預警能力是遠超過坦克,可以準備的時間也長的多。
現代,,無論哪種制導手段(偵查手段),都有相應的反制手段,所以並不存在高效率的AI制導鎖定系統。目前大部分的制導還是要依靠人工修正,如果真存在能夠自己鎖定複雜目標不受假目標干擾的制導系統,恐怕首先會出現的是美帝的無人攻擊機。
我覺得吧。。。。彈道導彈打航母這種,裡面坐個駕駛員會比較靠譜。。。。。。」
「你就簡單點說,最後階段導彈怎麼識別航母?別人壓根不需要攔截你這些一次性的玩意。
導彈雷達開機,航母可能早就用直升機或者火炮放出出了無數的干擾彈讓雷達和紅外都瞎了,同時產生熱煙霧阻斷紅外和光學目標,這些都是低成本高效率的防禦手段。
二戰海軍驅逐艦能放的煙霧,就足夠掩護大型艦艇了。
然後運輸船通過改裝讓雷達和光學特徵看起來像航母,說不好聽點,就算坐個駕駛員進去都沒用。」
「對於高速彈,正是因為攻擊窗口非常小,只要有一點干擾,造成的誤差就非常大。
你覺得一個航母編隊打不出一個覆蓋幾千米的干擾彈雲?
除非你的導彈是隱形的,能在對方毫無察覺的情況下攻擊。可是彈道導彈這種,可能上升階段就開始被跟蹤了,到熱障階段紅外特徵又非常明顯。只要提前打出干擾彈,攻擊導彈根本沒法鎖定目標,何談攻擊重點部位?
說實在的,有這種抗干擾的AI制導黑科技,還不如玩隱形的巡航導彈打艦艇。」
「怎麼抗干擾都沒解釋,這屬於必然不中。不過是假設對方都不採取反制手段,所以可以擊沉。
航母移動怎麼了?二戰就有驅逐艦在交火時用煙霧掩護大型艦艇,難道大型艦艇必須停船?二戰就有蚊式和蘭開斯特轟炸機執行雷達干擾任務,難道整個編隊要停下來?
驅逐艦可以在航母前面拉出煙霧,打出足夠的干擾彈,還有F18電子戰型號在空中支援。
你不知道可以打出彈幕掩護推進?進行干擾就必須停船是什麼邏輯?
既然你放了彈道導彈,全程都可以預警(你看看現在的導彈防禦體系就知道了),為何不能在導彈快到的時候進行干擾,導彈也不便宜,一分鐘一發不停的放又能堅持幾個小時?
重點在於導彈的速度太快,攻擊窗口非常小,進行干擾的時間也不需要很久。
尤其是你說導彈在穿越黑障後才開始制導,等於要重新搜索鎖定目標,只要干擾雲已經形成,導彈的制導設備根本無法在干擾背景中發現目標。
所謂科學的角度,並沒有任何實質的證據,證明現代有了能識別假目標和抗干擾的AI。現代也並沒有這樣的導彈存在。
甚至重點,不是AI,而是偵查手段的硬傷。你還是解釋下,怎麼發現一個紅外和雷達干擾雲還有煙霧內的目標?
順便說說,別光看航母了,現代戰爭中,發電廠變電站之類重點目標,一樣有紅外和煙霧等干擾手段來防範空和導彈的打擊,這些目標可是無法移動的。」
這是 @安德提供的一些參考資料:
紅外干擾彈干擾性能參數及測試方法
雷達干擾技術分析與應用
紅外成像制導武器現狀及其對抗
說實話,雖然答主個人並不認同他的觀點,但還是認為 @安德 的觀點屬於有理有據的質疑。
然而,答主要指出的很重要的一點是,這篇文章是YST在2010年寫的,至今已6年,6年時間足夠發生許多重大變化,而且YST當時在文中有寫過:
「彈道導彈攻擊大型海面船隻」絕不是一個定型的武器系統,而是一個有無限想像空間和發展潛力的軍事科技平台。時代是進步的,敵人也不斷地會有新招數出現,隨著新科技的出現和舊科技的成熟,中國的這套「長程作戰體系」將不停地演變來適應新的環境與挑戰,決不是到此為止。
所以,誰知道這套「長程作戰體系」目前已經發展到什麼程度了呢?難道中國科研人員花費無數心血和財力物力,完成前期那麼多高難度的搜索、定位、跟蹤工作之後,僅僅是面對"干擾彈"、"熱煙霧"等一些「二戰時期就已經使用過」的掩護手段,就一籌莫展、聽天由命了?
而且評論里已經有知友提到(文中其實也有論述),導彈的彈頭有很多選擇,不一定需要精確命中,比如:
2. 電磁脈衝彈:
摧毀敵人的電子系統,在軍艦上空爆炸,命中率很高。
3. 雲爆彈:
又稱「燃料空氣炸彈」,主要是殺傷人員與破壞軍艦甲板上的裝備,在軍艦上空爆炸,命中率很高。
5. 子母彈:
彈頭內裝幾千顆子彈,這些子彈可能是鋼珠,也有可能是箭型的穿甲硬合金,都是非爆炸性的,而是用動能穿甲。母彈被設定在航空母艦上空某個高度處炸開,就像散彈打鳥一樣,航空母艦被命中幾百顆子彈的機率非常高。這種情形航空母艦是不會沉沒的,不過即使只打中跑道所造成的損傷也是相當可觀,如果命中彈射器或是雷達天線這些關鍵設施,那麼航空母艦就不能正常運行了,只能儘快脫離戰場返航。這其實是中國最希望看到的結果,既打退了美國航空母艦,完成政治使命,美國也保留了顏面,不會昇高戰爭。
答主最後給 @安德 的回復如下:
你可以選擇相信你願意相信的。
按此推論,全世界的導彈都可以當廢鐵賣了,YST好歹還客觀分析了一番航母的戰略價值,你倒好,上來直接把彈道導彈批到「連無法移動固定建築都打不中」的地步。
如果真如你所言,九泉之下的錢學森估計死不瞑目。
科技是會進步的(這篇文章是YST在2010年寫的),正如你提出的一些新的反導技術一樣,「你有張良計,我有過橋梯」,到底是中國的「彈道導彈遠程作戰系統」比較先進,還是「反導導彈「、「干擾彈雲」、「掩護戰術」更勝一籌,以南海如今劍拔弩張的局勢,答案不久後自見分曉。
若美軍有把握對付中國的這套系統,自然會像當年那樣,自由出入,耀武揚威一番,再讓中國「打落門牙活血吞」;如若不然,多半是虛張聲勢一番,然後找個台階,乖乖撤走。
「你可以選擇相信你願意相信的」,其實這句話也適用於我們任何人(包括答主),答主選擇相信YST,是因為答主幾乎閱讀了YST的所有文章,絕大多數都是論證嚴謹、邏輯嚴密,更難得的是文章內容深入淺出、通俗易懂,能做到前者的人不少,但能做到後者的真的是鳳毛麟角。而且面對質疑,YST的每次回擊都是直擊要害,乾淨利落。
要知道YST作為一個台灣網友,在台灣的網路上發表大量這樣的「鼓吹」大陸的文章,受到的嘲笑、質疑甚至謾罵絕對遠超我們想像,沒有足夠的知識儲備和思想底蘊,誰敢做這樣的事?而且還不止一次?
答主個人很欣賞這樣一句話:「儘管我不認同你的觀點,但我捍衛你說話的權利」。
無論對錯,每個人都有發聲的權利,所以答主還是決定把網路上存在的兩種截然不同的觀點都放上來,知友們可以自行評判。
觀點一:
最近以來, 媒體, 網站, 各種形式的彈道導彈打航空母艦的理論, 故事, 討論, 消息, 神話鋪天蓋地.
具體的方法有幾個:
1, 斷章取義, 引用美國的專家的隻言片語, 加上自己的話語, 造成美國專家也」承認」 彈道導彈能打航空母艦的」事實」
比如下面提到的美國海軍學院的專家, 他首先是不認為美國航母遭到重大威脅的這種說法, 他不認為中國具有攻擊航空母艦所需要的精確末制導的能力, 他說最大的疑問, 是」神秘」的末端精確制導能力的存在, 他不知道有能從10倍音速的導彈上進行精確末制導, 從而有效攻擊航母的技術的存在.
文章援引美國海軍戰爭學院副教授吉原俊井的話說,中國導彈部隊需要做到三個層次的定位才能擊沉航母,首先,使用超視距雷達鎖定航母,第二,在太平洋上派出預警機進行定位,此外還需要天基衛星配合。文章稱,圍繞這個問題,一些專家認為中國至少還需要10年時間才能擁有反航母彈道導彈,但另外一些人則認為中國在未來一兩年內就可能試射,最快在年底進行。
將改變美航母作戰方式?
吉原俊井稱,針對中國打造反航母彈道導彈,「美國已經開始研發相應的反導系統。」他認為,歷史上美國航母只有兩次面臨真正威脅,一次是日本在二戰中動用「神風」自殺飛機,另一次是冷戰時期蘇聯針對美國航母部署龐大的戰略轟炸機群,「反航母彈道導彈的作用不應該被誇大」。
觀點二:
航母無法克服的先天弱點就是龐大、動作笨重、速度慢!
從彈道導彈進入大氣層到擊中目標的幾十秒時間航母最快只能直線航行不到450米,如果航母作轉向機動迴避只是在一個向左或向右的法線距離不超過400米角度不超過40度的半個扇形區域內。如果彈道導彈用分體式多彈頭並且每枚分體彈頭又有很多集數彈頭,在彈道導彈進入大氣層前沿航母的航向作最後一次彈道修正(進去大氣層後修正彈道會受黑障效應影響,必須降低導彈速度才行,這樣就降低了殺傷力),進入大氣層後即使沒有末端制導,一枚導彈的集數動能戰鬥部也足以覆蓋法線距離不超過400米角度不超過40度的半個扇形海域,首枚也就是說命中概率超過90%,這不是說擊沉航母,而是以無數小的高動能彈頭摧毀航母飛行甲板和甲板上所有作戰飛機,使其失去作戰能力。
也就是說如果標準3系列導彈不能把反航母彈道導彈在進入大氣層前的飛行過程中攔截掉,一旦彈道導彈做完最後一次彈道修正進入大氣層後,不需要任何制導,不管攔不攔截和能不能攔截到(即使攔截到,無數高動能碎片反而會對航母造成更大破壞),也不管航母怎麼全速機動規避……不管採取任何措施航母都將被擊中受到重創!
彈道導彈反航母最關鍵的不是考慮末端制導問題,而是必須具有偵測確定航母在哪兒和它的航向的衛星系統。
阻止這種反航母彈道導彈系統對航母的攻擊只有三種反制辦法:
1.用標準3系列導彈在導彈進入大氣層前攔截,但以中國的導彈變軌、修正技術,恐怕彈道導彈在進入大氣層前標準3想要攔截到還是有相當難度的。
2.事先用空天飛機之類反衛星武器把中國的海洋衛星系統和定位衛星系統全部幹掉。
3.把航母開得和它的瀕海戰鬥艦一樣快!
PS:本來文章就已經很長了,答主又增加了那麼多文字,用流量的手機黨是不是該點反對+沒有幫助?
中美軍事實力,尤其是海軍實力確實相差不小,把兩者比喻成猴子和大象倒還算貼切。
但是這話出自跳蚤之口,彷彿總覺得哪裡不對……如果美國是大象
那就是欽點共和黨咯?
川主席萬歲萬萬歲,沒有川主席就沒有新美國!
(別忘了川主席說要讓東南亞那幫狗腿自己管自己的發言)
我就怕美國萬一是驢子呢?
那豈不是很清真?
話說穆斯林喜歡驢子吧?
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猴子就猴子吧
誰說猴子打不過大象?
對於航母的問題,局座早就有言在先了,嗯哼~
我是台灣人,但我從來沒有聽到過這樣的言論
難道是我孤陋寡聞?
就算真有人講了,台灣有兩千三百萬人,為什麼偏要聽那隻台灣猴子講話阿?
猴子????
大象????
(???ω???)
台灣專家:「中共的專家連猴子都比不上,哦吼吼吼,我說的好嗎好嗎,好快給我香蕉!」
平安喜樂達人楊實秋專業坑隊友,想想柯文哲就是被這幫所謂台北市廉政委員會給帶到溝里去了,所以他說的話就是反FLAG,說我們的壞話,我很高興。
這裡好好勸勸楊委員,大巨蛋還等著您去填坑呢,當初是誰以廉政委員會的名義搞了個調查報告咬定遠雄不當得利,這才讓柯文哲放心入坑,如今急的柯市長要剖腹自殺,您可不能不管啊!拿破崙傳
拿破崙在離開奧地利之前,還有一件事要做,那就是懲罰那不勒斯王國。那不勒斯王國本應保持中立國地位,但那不勒斯王國的波旁王朝與革命後的法國有著不共戴天之仇,尤其仇恨拿破崙,所以當他們獲悉法國海軍在特拉法加海戰中慘敗後,欣喜若狂,認為拿破崙一定會失敗,便和英國和俄國拉上了關係,向英國、俄國開放了各個港口,在其各邦接納了12000名俄軍和8000名英軍。那不勒斯王后曾當著法國使節的面毫不掩飾地說:她想使那不勒斯王國成為一根點燃燎原烈火的火柴。"但請陛下想一想,不管這場大火的結局如何,火柴總是首先燒盡。"法國使者這樣回答了他。現在,在奧斯特里茨戰役以後,這根"火柴"在轉瞬之間就燃為灰燼了。拿破崙對波旁王族進行了殘酷的清算,他宣告:「波旁王朝不再統治那不勒斯了。"法軍立即佔領了整個王國。波旁王室在英國艦隊的保護下逃到西西里島,拿破崙的哥哥約瑟夫被任命為那不勒斯國王。
人類一思考,上帝就發笑。
灣灣一思考,中美都在笑。
貴乎已經陷入嘲諷智障的狂歡了
你在街上看到沒救的智障你會去嘲諷?
顯然不會,你覺得有救才會站在正常的角度分析問題然後把結果用嘲諷的方式告訴智障
相反,你會給予關心的眼神
你們覺得對面那個有救?
貴乎 (滑稽.jpg)
什麼樣的人就會關注什麼樣的事。
老是看到這種不值一提的東西被拿出來正經提問,我總是會不自覺的想,為什麼老有人關心這種事,你們平時的關注點到底是什麼啊
所以你們到底想看什麼
美國的航(J)母(J)好大好屌,是你的嘛?
哦,不是啊...
那你高潮什麼?
大象和猴子打架,青蛙被踩死
是這個猴子和大象嗎?
其實吧,怎麼看,都是猴子更高級一點。
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