方陣近迫武器系統

方陣近迫武器系統 圖片來自mdc.idv.tw

密集陣近迫武器系統（Phalanx Close-In Weapon System），又譯為-{zh-hans:方陣近迫武器系統（台灣）; 密集陣近程防禦武器系統（中國），通稱密集陣近防系統;方陣快砲，泛用於美國海軍及二十個以上盟國 海軍的各級水面作戰艦艇上，是一種以反制飛彈為目的而開發的近迫武器系統，最早由通用動力公司波莫納廠製造，目前則由雷神公司製造。

目錄

開發

方陣系統於1967年以色列海軍艾略特號驅逐艦被擊沉後開始構想規劃，美國從以阿戰爭與其它途徑確定蘇聯有著可掠海飛行的反艦飛彈，如果是由潛艦發射，水面艦獲得警告的時間大幅縮短。因此從1968年開始研究防禦飛彈的艦載裝備，火控系統發包給休斯電子，而防禦武器將與海麻雀防空飛彈任務互補。第一套技術演示的方陣快炮在1970年代於新墨西哥的白沙實驗場進行，1973年原型方陣快炮裝設在金恩號驅逐艦，在1973年8月至1974年3月實施測試。海軍在計畫初期對該系統表示疑慮，因此到1974年7月才增購了6座原型方陣進行更複雜的作戰測試。1974年11月，方陣快炮安裝在一艘報廢的艾倫·M·桑拿級驅逐艦阿爾弗雷德·A·坎寧安號驅逐艦上，以各種美軍現役飛彈對方陣快炮進行實際作戰評估。1976年，一套方陣快炮安裝在薛曼級驅逐艦上，檢測在電磁干擾狀態下方陣快炮的追蹤和搜索雷達操作的可靠度。

1977年7月，方陣快炮正式制式化，在美國海軍武器測試艦比吉洛號（USS Bigelow）上測試，1977年12月30號得到正式量產合約。1978年開始量產，1979年9月撥交首批次量產版，1980年4月安裝在小鷹號航空母艦，正式服役。第一個採用方陣快炮的外國用戶是沙烏地阿拉伯海軍，在1981年9月配備。美軍在方陣快炮的外銷上釋出得相當快，令方陣迅速成為美國盟國泛用的艦載近迫防禦武器。

技術概述

方陣快炮火炮和雷達整合在同一個炮座上，頂端標誌性的白色護罩內為雷達裝置，其白色圓桶狀的外形也常被暱稱為R2-D2，源自電影《星際大戰》裡一個知名的機器人。設計上方陣快炮可進行全自動防禦，即給定目標的資料後，就可以完全靠內建的雷達搜索、追蹤、目標威脅評估、鎖定、開火；方陣快炮的炮口可以以每秒126度的速度水平移動、垂直移動則是每秒92度，大部分狀況下可以在1.5秒內將炮口對準目標方位。方陣炮座的面積佔5.5平方公尺，安裝不必在甲板上挖洞，只需要確保安裝的甲板位置有足夠的結構強度且可供應電力與冷卻線路即可，具有安裝容易的優點。

方陣快炮的供電為440伏特／60赫茲三向交流電，搜索狀態時需求電力18Kw、追蹤狀態時需求電力70kw。方陣快炮內部的電子系統採用液冷式冷卻，需要由船艦供水，在全系統運轉時每分鐘需要31.75公升的冷卻水，在供水泵故障下方陣快炮內部的電子零件仍可繼續維持30分鐘運轉。

方陣系統的遙控操作台設置於艦橋內，每個控制台最多可控制四組方陣系統，可進行目標分配與監控等工作。另外，每套方陣系統都有一個各自獨立的本機控制台，一般設置於方陣系統附近的抗震艙室內，負責控制該套方陣系統的運作，可作為遙控操縱台失效時的備援。兩種操控台也能一起使用。一般配置三名操作人員，一名射手，兩名裝填手。

但相對的，方陣系統「單打獨鬥」的特性也是個缺點，只倚賴自身的雷達火控系統進行接戰，與艦上其他系統沒有協同互助。即使艦載雷達已經精確捕捉並鎖定目標，方陣系統解除保險後仍然必需重新以自身的雷達進行空域搜索，不僅多浪費時間，也增加了漏失目標的可能性，且方陣快炮也無法從敵友辨識系統得到支援資訊，因此一旦啟動方陣快炮就是敵我不分攻擊目標。此外，受限於載台的限制，方陣系統的雷達只能與機砲共用同一個迴旋/俯仰角，無法獨立執行廣域搜索，因此系統開機後只能一次攻擊一個目標。這個缺點在近年來已經藉由和神盾戰鬥系統進行整合而獲得不小的改善。

近年來因為新型超音速掠海反艦飛彈普及，來襲飛彈通過軍艦防空武器有效攔截區域的時間大幅縮短，射程有限的機砲式系統作用日小，再加上砲彈口徑過小容易造成攔截無效這個致命的缺陷，已不少艦艇改採用海公羊等短程飛彈系統取代，但由於飛彈採購成本並非全部國家都能負荷，且對抗小型船隻自殺突擊等任務仍有需求，因此還是有不少新艦艇仍繼續採用機砲式系統。

演進

MK-15 Block 0

採用格林公司生產的，擁有6支76倍徑、9條右旋膛線砲管的M61A1火神式機砲，使用20MM口徑彈藥（視任務內容可以替換），有效射程約450~1800公尺（最大射程紀錄5486公尺）。射速約為3000~4500發/分（視彈藥種類而定）。此機砲原始射速為6600發/分，但在此系統上使用時被調慢，以免彈藥快速耗盡。砲座為GD的MK-72（最初稱為EX-83）。作用原理是在開火的短時間內傾瀉出大量彈藥，在雷達計算出的飛彈可能經過路徑上形成極為密集的彈幕，以達到攔截擊落的目的。

砲座底部的彈藥箱約可容納一千發砲彈，設計上方陣對每個目標使用約200發砲彈就可攔截，所以理論上一座裝滿彈藥的方陣系統能連續接戰五個目標。不過前提是這五個目標必需在相近的方位先後出現，如果多目標從不同方為同時來襲，方陣系統接戰完第一個之後需要重新進行搜索，大幅浪費寶貴反應時間。

使用的砲彈是MK-149型脫殼穿甲彈，重約一百公克，砲口初速約1113公尺/秒，採用直接命中體制，著重於強化穿甲能力，故非常強調外彈道性能以及縮短飛行時間，最初列裝時還用上了硬度特高的衰變鈾彈蕊來強化穿甲能力。雷達使用洛克希德公司研發的AN/VPS-2 Ku頻搜索/高回復率脈衝都卜勒追蹤雷達。內有一對搜索與追蹤天線、天線隨動系統和穩定平台。VPS-2雷達的搜索天線作用距離約5.12公里，波束扇面涵蓋整個垂直區域，採用高精確度的電子波束，能有效偵測從水平到天頂來襲的敵方武器，並採用高、中、低三個重復頻率探測目標，有效解決近距離偵測的模糊和遮擋的問題，準確地探測到真實目標。追蹤天線的最大使用距離為1.892公里。

第一代的方陣系統缺陷頗多，最常見的有保養不易、易受海水侵蝕、反射式雷達天線難以追蹤偵測以接近垂直角度來襲目標、再裝填作業緩慢（兩名人員需花10~30分鐘才能完成）等等問題，因此很快就被下一代系統取代。

MK-15 Block 1

又稱方陣Block 1，是第一種較大幅度的改良型，原型於1981年推出，1981年底至1982年5月在中國湖試驗場進行各種測試，1986年正式投入生產，1988年首先安裝於威斯康辛號戰艦上。相較於前一代最顯著的差別是以新的四片式背接平面雷達天線取代原有的2D反射式掃瞄天線，其中一組負責偵測大角度（包括90度垂直方向）目標，另一組則偵測低角度目標，使其搜索能力與目標更新速率都比早期方陣高出一倍。

方陣Block 1射擊仰角高度提升到70度，因應蘇聯開發的反艦飛彈；砲座側面增加了一個額外的彈箱，使裝載量達到1550發，並在砲座周圍裝上一層擋板以避免海水侵蝕。此外，也以新的砲身氣體伺服裝置取代原本的液壓伺服裝置，射速提高至4500發/分，並換裝新的抗海水腐蝕砲管，加上原先位於砲座四周的保護體，能有效抵抗海水侵蝕。彈藥方面，由於原先MK-149-2的衰變鈾彈蕊很可能會污染環境，所以改採傳統鎢合金彈蕊的MK-149-4，其穿甲能力亦相當足夠。為了解決人工裝填緩慢的問題，Block1換裝西屋公司研發的「方陣甲板裝填系統（Phalanx Deckloader System，PDS）」，將彈鏈預先置於彈艙內，使得再裝填作業時間縮短至4分鐘，大幅強化方陣在高密度攻擊環境時的接戰能力。PDS已被英國、日本、以色列等國的海軍採用為現役裝備。

MK-15 Block 1A/B

主要的改良項目除了加強對付超音速掠海反艦飛彈，並強調小型水面目標與空中慢速目標的應付能力。

起先方陣的主要任務是攔截反艦飛彈，為了避免過高的虛警率，方陣的目標指示系統會自動將低速目標過濾掉。而為了應付小型水面目標，最初第一代的方陣系統擁有人工操作模式，但由於冷戰期間美國艦隊注重大洋作戰型態，近距離遭遇小型艦艇的機率實在不高，故將手動接戰模式取消。

到了1980年代，美軍開始涉入波灣事務時，開始面臨伊朗小型快艇的威脅，美國海軍在艦艇上加裝MK-25機砲與0.5英吋機槍應對，但由於艦體在水面上會搖晃，這兩種依賴人力操作且無穩定裝置的武器命中率極差，半吋機槍也顯得威力不足。

為此，美國海軍在1980年代打算開發「先進小口徑機砲系統（AMCGS）」來滿足此一需求。就在此時，美國海軍發現近岸環境中另一種潛在的威脅，慢速輕型飛機與直昇機，它們同樣是艦載作戰統與雷達容易忽略的目標，前者可發動自殺攻擊，後者則能攜帶火箭、反戰車飛彈等武器進行偷襲。為此海軍又打算開發「穩定武器平台系統（SWPS）」來因應此一威脅。這兩個計畫的任務看來十分類似，所以美國海軍在1991年開始評估將兩者合併為同一計畫。經過評估，海軍德格潤水面作戰研究中心（NSWCDD）做出以下結論：『現有的方陣近迫武器系統經過改良就能滿足AMCGS與SWPS的需求，不必另外發展新系統。』在一次測試中，方陣系統於1550m的距離射擊一艘快艇並命中十發，研究命中部位時發現方陣的20mm機砲只需少數命中彈，就可重創並癱瘓一艘小型快艇以及艇上人員，如此就不用浪費太多彈藥以至於影響防空任務。改良後的方陣系統在接戰水面、慢速空中目標期間如果發現高速來襲之空中目標時，將優先轉換為防空模式，將其擊落後才繼續進行原本的接戰任務。

此外，美國海軍還為方陣研發了適合攻擊慢速目標的新彈藥。原本的彈藥力求穿透性以引爆反艦飛彈的半穿甲彈頭，因此彈蕊極為堅硬。但在對付飛機或其他慢速目標時，這種彈藥很可能會完全貫穿目標而不破碎，因此砲彈的動能都被砲彈帶走而不是用於破壞目標上。因此海軍設計了另一種彈頭，利用壓縮方式將鎢合金粉末壓製成穿甲彈彈蕊，在穿透目標後很容易碎裂，這樣就能將砲彈的動能有效施加於目標之上而造成較大的破壞。MK-15 Block1A/B的測試記錄極為輝煌，兩者都曾成功攔截模擬SS-N-22日炙以超音速掠海飛行並進行高G閃避的的汪達爾EER靶機（雷神公司公開宣稱這是全世界唯一以機砲式武器系統擊落此類目標的紀錄），而1B由於新型OGB砲管與ELC彈藥，進行反飛彈射擊測試時第一發命中彈的距離足足是1A的兩倍。在柏克級飛彈驅逐艦豪伍德號成軍前的測試中，艦載的兩具方陣1B表現優異，成功追蹤並擊落超音速與次音速的掠海飛行目標，也與姊妹艦拉森號同時模擬以方陣系統射擊多艘快艇。在此測試中，與豪伍德號的神盾戰鬥系統連結的方陣1B表現得相當有智慧，射控電腦在指揮方陣射擊多快艇目標時突然發現反艦飛彈來襲，便迅速切換至對空反飛彈接戰模式，將來襲飛彈擊落。方陣1B已經開始配備於12艘擁有MK-92 Mod6射控系統的派里級飛彈巡防艦以及新完工的柏克級飛彈驅逐艦上，未來將陸續換裝於美國海軍其他的艦艇。美國海軍預計將艦隊中所有的方陣系統都提升為1B，盟國也會陸續進行類似的升級。