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机载电子自防御系统
上世纪50年代末至60年代初,几乎所有的军用飞机都没有装备电子自防御设备。进人60年代中期后,美军战机在越南战场上受到了苏制雷达制导防空炮、“萨姆-2”地空导弹系统以及“米格-17”/“米格-21”拦截机的严重威胁,在没有装备任何电子自防御设备的情况下,损失了大量飞机。在越南战场上,美军共有89架战机被“米格”战斗机击落,197架飞机被地空导弹击落,2140架飞机被防空炮火击落。此后,美军意识到飞机自防御系统的重要性,启动了紧急计划,开始研制并在其战术飞机上装备各种自防御系统,包括雷达导引与告警接收机、热焰弹与箔条投放装置等,取得了显著的效果。越战后,美国海军进行了相关评估,结果表明,装备电子防御设备后,飞机因地空导弹的损失率降至装备前的1/5。1966年~1972年11月,美国海军共有85架飞机被“萨姆-2”导弹击毁,而装备了电子对抗设备并对战术进行了调整后,约有340桨飞机避免了被地空导弹击毁的灾难。另外,还有200桨飞机逃脱了被雷达制导防空火炮击毁的厄运。这一切都证明了电子自防御设备对军用飞机的重要性。
越战后,髓着防空武器的快速发展,飞机的自防御系统面临着越来越大的挑战。根据权威机构的数据统计,从1973年(中东战争)到2006年,世界各国在战争中共损失了1256架飞机(战斗机、直升机、运输机及无人机)。其中,50%是被各种红外制导导弹击落的,23%是被防空火炮、加农炮或火箭弹击落的,13%是被雷达制导的面空或空空导弹击落的,14%毁于各种事故。世界各国都对飞机面临的威胁进行了深入分析,不断研究能够有效应对威胁的自防御系统,以提高飞机的战场生存能力。
战场威胁:来自地面的防空火力
从1973年中东战争结束以来,仅有不到150架飞机在空战中被击落,其中大多数是在1982年的黎巴嫩冲突及第一次海湾战争的空战中损失的。1992年以来,在战争中损失的飞机仅有12架是被战斗机击落的,其他大都是被各种地面防空武器击落的,飞机面临的主要威胁是来自地面的防空火力。

目前,世界各国的防空部队装备了数十万门防空火炮,5万多枚肩扛/便携式防空导弹,包括俄制“萨姆-14”、“萨姆-18”,美制“毒刺”以及法国的“西北风”导弹等。这些不断改进的防空导弹,不仅能精确探测、跟踪目标,还会记住目标的外形特征,具有较强的抗干扰能力和初步的智能化特征,射程更远,作战效能更好。此外,在世界各国军队服役的数以千计的俄制“萨姆-3”、“萨姆-6”防空导弹,法德联合研制的“罗兰德”,法国“响尾蛇”导弹,美国“霍克”中程导弹系统以及第三世界国家开发的地空导弹系统都对飞机构成了巨大威胁。各国还在不断装备新型、功能完善的远程防空系统,如以色列的“箭”式、美国的“爱国者”、俄罗斯的S-300防空导弹以及欧洲的“紫菀”系列导弹。这些先进的防空系统不仅能够拦截飞机,还能防御巡航导弹及弹道导弹的攻击。
电子自防御的基础:雷达导引与警告接收机
当前,几乎所有的战斗机、军用运输机和直升机都装备了雷达导引警告接收机,当飞机被对方搜索与跟踪雷达发现时,飞行员便能收到警报信息。基本的雷达导引警告接收机系统包括若干接收天线、一个信号处理器和一个座舱显示器。该系统可显示出敌方雷达的大致方位和型号等信息。飞行员也可以从耳机中获得飞机被雷达探测、跟踪的警报声。先进的雷达导引警告接收机系统可以识别多种威胁,对其分析后,按危险性高低排序。目前较先进的报警装置能将目标源锁定在1°左右的范围内。
以美国空军的F-16C/D“战隼”战斗机为例。F-16C/D装备的是诺斯罗普·格鲁曼公司研制的AN/ALR-69雷达告警接收机系统。该系统包括一个能够显示攻击方位的座舱显示器、一个信号处理器以及四个探测天线。嵌入到硬件中的威胁信号数据库能够自动识别威胁雷达的类型(搜索雷达、防空火炮制导雷达、导弹雷达、机载拦截雷达或是未知类型的雷达)。方位显示器上的多种符号将告知飞行员威胁的类型、位置及距离。如果敌方的雷达制导导弹即将发射或已经发射,飞行员还会收到声音和图像警报。在执行任务前,飞行员可选择若干雷达预警系统模式;方位显示器将会显示5个优先权最高的威胁,或显示25个以上的雷达信息。F-16C/D的电子对抗设备还包括一个AN/ALE-47箔条/热焰弹散布器,可手动启动也可由雷达警告系统启动。
被动防护系统:箔条与热焰弹
箔条和热焰弹是低成本、可大规模便用的被动型电子与红外对抗设备,能够有效保护战机免遭雷达制导或红外制导导弹的袭击。箔条由细金属丝、玻璃纤维或铝制箔片(长度为雷达波长的1/2)组成。飞机投放箔条后,在气流的作用下,箔条会快速形成云状,能够将信号反射回地面雷达。箔条按照各种雷达波长切成若干不同的长度,从而能够有效应对多个波段的雷达。由于箔条的大量使用,雷达将无法探测到目标的真正位置,或者只探测到若干假目标。箔条可便飞机摆脱防空导弹的雷达跟踪,并且可使导弹的近炸引信在距离预定目标较远的地点引爆战斗部,从而使飞机免遭导弹的袭击。
尽管成本较低,而且容易制造,但箔条仍存在着一些固有的缺点。战斗机上的布放装置一般只能携带数量有限的箔条,仅能起到自防御的作用而无法掩护其他飞机。更为严重的是,在投放数秒后,箔条的速度减缓并开始扩散,因此,带有动目标显示和脉冲多普勒滤波器的雷达系统便能从静止的或移动速度缓慢的箔条云中发现真正的目标。在越南战争中,一些经验丰富的“萨姆-2”雷达操作人员就能够从箔条云中识别出真正的目标。但是,箔条较高的初始速度还是能够迷惑火控系统、导弹雷达以及战斗部传感器等。越战中,美军飞机利用布放装置投放了大量的箔条和箔条炸弹,成功地干扰了敌万的警戒雷达以及“萨姆-2”跟踪雷达。
热焰弹是通过燃烧剂形成红外辐射,模拟飞机的红外特征,以强于真实目标的红外辐射干扰、诱骗导弹,达到保护飞机的目的。目前,很多导弹的红外传感器都会被热焰弹欺骗,从而偏离飞机的红外信号(尾气等),因此,投放热焰弹是一种能够欺骗红外制导导弹的有效手段。但是,热焰弹必须发出与飞机相同的或比飞机更强的红外信号,也必须在适当的时机,沿着能够引导导弹偏离飞机的轨道发射,才能有效地排除威胁。在第一代热焰弹中,只有极少数能够与飞机尾气发出的红外信号实现精确匹配。经过改进,现在很多国家都研制出了性能更好的热焰弹,这些热焰弹发出的信号与喷气式发动机尾气的光谱信号更为相似,能够欺骗带有滤波器的红外制导 导弹。但是,如果导弹带有多光谱制导的图像导引头或焦平面阵列,那么热焰弹的欺骗能力就要大打折扣了。
热焰弹可与箔条共用投放装置,也可使用单独的投放装置,保护战斗机、运输机和直升机免遭红外制导导弹的攻击。瑞典的BOL投放器能通过飞机挂载点或吊舱携带大量的箔条和热焰弹。美国德州仪器公司研制的Gen-X主动雷达诱饵,能够发出与飞机相同的信号。这种大小为152×33毫米的诱饵被安装在标准的ALE-39/47箔条/热焰弹布放器中。在科索沃、阿富汗以及伊拉克的战争中,美国及其盟国的战斗机、攻击机、运输机和直升机都配备了热焰弹和箔条,取得了较好的效果。在车臣和黎巴嫩的行动中,俄罗斯和以色列也采用了同样的方法来保护飞机免遭红外制导导弹的攻击。
主动防护措施:红外对抗与电子干扰
在海湾战争及其以后的几场局部战争中,美国及其盟国损失的绝大多数飞机都是被红外制导导弹击落的。在早些时候的苏联入侵阿富汗战争中,红外制导导弹的威胁更为严重。美制“毒刺”防空导弹击落了近300架办联战机,直到战争结束,苏联也没能找到有效的应对措施。这证实了发现红外制导导弹并对其进行有效干扰的重要性。
为应对红外制导导弹的袭击,最关键的是要装备先进的导弹逼近告警系统。当有导弹来袭时,它可向飞行员报警,由飞行员采取措施或自动采取对抗措施。目前的导弹逼近告警系统主要包括红外告警和紫外告警两种。红外告警设备目前已发展到第三代,具有全方位的告警能力,可完成对大群目标的搜索、跟踪与定位,告警距离可达10~20千米。与红外告警相比,紫外告警具有虚警率低、不需低温冷却、告警设备体积小重量轻等优点。目前,紫外告警已发展成为装备量最大的导弹逼近告警系统之一。
目前,BAE系统公司的AN/AAR-47、诺斯罗普-格鲁曼公司的AN/AAR-54、雷声公司的AN/AAR-48以及桑德斯公司的AN/ALQ-156(V1)等导弹逼近告警传感器已与箔条和热焰弹投放器实现了成功结合,可一起安装在运输机和直升机上。北约在科索沃战争的运输行动以及目前在伊拉克及阿富汗的行动中,上述系统的效能都已得到了证实。美国国防部目前正在研发AN/AAR-57通用导弹告警系统。该系统使用紫外传感器以及先进的处理器,将克服早期的红外、光电及雷达警报接收器虚警率过高的缺点。法国MBDA公司研制了“导弹发射探测器”(DDM)红外导弹告警系统,装备在“幻影2000”和“阵风”战斗机上。俄罗斯战机,包括“苏-24”和“苏-35”在内,都安装了MAK/LO-82红外系统,对导弹攻击发出警报。
现在,红外对抗的另一个新兴领域是用激光或其他定向能系统来干扰红外制导导弹。一旦威胁告警传感器识别出来袭的红外制导导弹并确定出准确的距离和方位,定向能系统就能摧毁导弹的导引头。目前,这种系统已被开发出来并装备在运输机和大型直升机上,如BAE系统公司的AN/ALQ-212先进威胁红外对抗系统、诺·格公司的AN/AAQ-24“复仇女神”定向红外对抗系统,但是上述系统要实现与战斗机和攻击机的完美集成尚有一定困难。
AN/ALQ-212系统是第一种采用激光束对抗红外导弹的机载系统,可对付一切现役的红外导弹。该系统由先进威胁红外干扰子系统、通用导弹告警系统和干扰,诱饵投放系统组成。这三个子系统可以综合为一体工作,也可以单独工作。AN/ALQ-212系统由桑德斯公司(现并入BAE系统公司)生产,系统的研制和开发用了3年的时间。2003年,该系统开始批量生产并装备部队,到2010年,桑德斯公司将生产584套AN/ALQ-212系统。目前美军的“阿帕奇”武装直升机和特种作战部队已经装备了此系统。
AN/AAQ-24定向红外对抗系统采用的是AN/AAR-54(V)导弹逼近紫外告警系统,通过探测来袭导弹尾焰的紫外能量,跟踪多重能源并对导弹的威胁等级进行划分,大大增强了运输机和战斗机对抗红外导弹的能力。1996年8月,美军开始首批产品交货,其中60套装备到美空军特种作战部队的MC-130E/H和AC-130H/U飞机上。
雷达是防空武器或战斗机火控系统精确探测、跟踪和攻击目标所必需的设备,而主动电子对抗或干扰系统能够对雷达进行有效干扰。目前,发达国家几乎所有的战斗机和攻击机都装备了主动电子干扰设备。F-15“鹰”是首批在设计之初就将先进的电子战自防御系统纳入设计考虑的战斗机之一。该战斗机安装了BAE系统公司的AN/ALR-56雷达告警接收机,可向诺·格公司的AN/ALQ-135干扰系统以及BAE系统公司的AN/ALE-45箔条投放装置提供数据输入。而现代化的干扰系统将噪声干扰与其他欺骗手段有效地结合在一起,如诺·格公司的AN/ALQ-131、诺·格公司,美国国际电话电信公司的AN/ALQ-165“先进自防御干扰器”(ASPJ)、泰利斯公司安装在“幻影2000”上的“-体化对抗系统”以及安装在“阵风”战斗机上的“自防御设备”(SPECTRA)等。
挂载方式:内置、外挂或拖曳
目前,大多数电子防护设备或是装在吊舱内挂载在飞机的挂架上,或者是安装在机体内。一般而言,采用外挂吊舱的方式成本较低,适应性更强,但吊舱占用了可携带弹药和燃油的挂载位置,增加了空气阻力,降低了飞机的机动性。此外,当吊舱安装在飞机外部时,由于会受到油箱和其他挂载的遮蔽,因此其大小往往会受到限制。内置系统的重量通常较轻,而且不会牺牲飞机的流线型设计,但是内置系统较为昂贵,也难以根据不断变化的威胁进行改进。
根据在越南战争中获得的经验教训,美军采用了两种挂载方式并举的方案。美国空军及其很多盟国装备的F-16装备了诺·格公司的AN/ALQ-181和AN/ALQ-131干扰吊舱,但也有部分F-16装备了内置雷达干扰系统,例如比利时空军的F-16装备的是泰利斯公司的EWS-16“内置一体化防护系统”,而韩国的F-16则携带“先进自防御干扰器”。美国为阿联酋生产的第60批次的F-16E和F-16F使用的是诺·格公司的内置自防御系统。以色列具有丰富的电子战装备研制经验,其F-15和F-16均混合装备内置式电子战系统和本国制造的干扰吊舱。
法国的战斗机既装备了内置系统,也装备了吊舱系统:“幻影”F1战斗机和“超军旗”舰载机装备了泰利斯公司的Barem自防御干扰吊舱和其他类型的干扰吊舱,而法国装备的及其出口型的“幻影2000”则安装了先进的ICMS2000一体化对抗系统。英国空军的“鹞”GR7战斗机在内部安装了BAE系统公司的“宙斯”主动电 子对抗系统,“旋风”战斗机携带“天空阴影”电子对抗系统吊舱,而德国空军的“旋风”战斗机则携带欧洲宇航防务集团的“三头犬”吊舱。
无论是内置还是外挂电子防护系统,都存在着固有的缺陷。目前,各国均大力发展的一种电子自防御系统就是拖曳式诱饵干扰机。该系统包括一个控制器、一个发射装置以及通过电缆连接的拖曳式假目标。主动式诱饵发射出去后就拖在飞机尾部几百米的位置,导弹很难击中飞机。BAE系统公司的“阿里尔”系统已经装备在“猎人”和“旋风”战斗机上,而美国雷声公司也为B-1B和F-16开发了相似的系统——AN/ALE-50,并成功地应用于科索沃战争中。更为先进的拖曳式诱饵系统采用了最新的雷达干扰技术,例如瑞典萨博公司的B02D拖曳式诱饵、欧洲宇航防务集团的“天空蜂鸣器”以及BAE系统公司的AN/ALE-55诱饵系统等。
美国近年来的一项重要电子战开发项目就是一体化防御电子对抗系统。该系统包括一个射频对抗干扰机、通用导弹告警系统以及一组高级可扩展程序。一体化防御电子对抗系统项目第一阶段的计划是将该系统安装在F/A-18E和F/A-18F“超级大黄蜂”上,整个系统由AN/ALR-67V(3)、机载自卫干扰机(ASPJ)、AN/ALE-50拖曳式诱饵,以及AN/ALE-4 7投放器组成。第二阶段的计划是将ASPJ升级为AN/ALQ-214,将AN/ALE-50升级为AN/ALE-55。此外,一体化防御电子对抗系统的某些设备也可安装在F-15和B-1B战机上。
寻踪而致:反辐射导弹
随着技术的不断发展,雷达的抗干扰和反欺骗的能力不断提高,加上雷达的大量、密集部署和战术运用,战机仅靠“软杀伤”手段难以突破层层防空网。因此,各国在继续提高“软杀伤”能力的同时,越来越重视发展致命性的“硬杀伤”能力,以彻底摧毁敌方的地面雷达,瘫痪其防空体系。在各种“硬杀伤”手段中,最主要的利器就是能够跟踪并摧毁雷达的反辐射导弹。自越战以来,反辐射导弹经过数十年的发展,已成为现代战争中压制并摧毁敌防空系统的关键武器。
在越南战争中,为压制并摧毁北越的地空导弹和防空火炮阵地,美空军的F-100F、F-105G以及F-4C与美海军的A-4、A-6和A-7战机就都装备了AGM-78“标准”反辐射导弹和AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹。在1982年的英阿马岛之战中,英国的“火神”轰炸机也装备了新购进的AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹,让阿方的雷达失去了应有的战术作用。在同年的叙以贝卡谷地战役中,叙军在贝卡谷地部署了20个“萨姆”导弹营。为了扫除这些威胁,以军先出动小型无人机诱骗叙方雷达开机,尔后出动大批F-4和F-4G飞机在距目标雷达约3 5千米处发射AGM-45反辐射导弹,仅用6分钟就摧毁了19个导弹营,取得了显赫战果。
在过去的“沙漠风暴”行动、科索沃战争,以及近期的伊拉克及阿富汗行动中,美军及其盟友总共发射了4000多枚AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹,用于压制并摧毁对方雷达。英国也为其“旋风”GR.4安装了“阿拉姆”高速空射反辐射导弹系统。俄罗斯空军目前装备有Kh-25MPU、Kh-31P和Kh-58E反辐射导弹,其中Kh-25MPU属于第二代反辐射导弹,射程仅40千米。Kh-58E主要装备“苏-24MP”和“米格-25BM”等专用防空压制飞机。Kh-31P是采用冲压喷气发动机的新一代反辐射导弹,最大飞行速度3马赫,最大射程可达200千米。Kh-31P导弹还配备有多种导引头,既可以攻击相控阵雷达,又可以攻击预警机。
结语
先进的电子自防御系统是飞机提高生存能力的关键措施之一。当前,世界各国在开发新型战机时都非常注重提高飞机的防御能力。在21世纪头十年开始服役或还处于研发阶段的新一代多用途战斗机,不仅装备了一体化的武器系统,也装备了各种类型的先进自防御系统。伴随着防空雷达系统的不断升级改进,飞机的自防御系统也必将得到更大的发展和更广泛的应用。
上世纪50年代末至60年代初,几乎所有的军用飞机都没有装备电子自防御设备。进人60年代中期后,美军战机在越南战场上受到了苏制雷达制导防空炮、“萨姆-2”地空导弹系统以及“米格-17”/“米格-21”拦截机的严重威胁,在没有装备任何电子自防御设备的情况下,损失了大量飞机。在越南战场上,美军共有89架战机被“米格”战斗机击落,197架飞机被地空导弹击落,2140架飞机被防空炮火击落。此后,美军意识到飞机自防御系统的重要性,启动了紧急计划,开始研制并在其战术飞机上装备各种自防御系统,包括雷达导引与告警接收机、热焰弹与箔条投放装置等,取得了显著的效果。越战后,美国海军进行了相关评估,结果表明,装备电子防御设备后,飞机因地空导弹的损失率降至装备前的1/5。1966年~1972年11月,美国海军共有85架飞机被“萨姆-2”导弹击毁,而装备了电子对抗设备并对战术进行了调整后,约有340桨飞机避免了被地空导弹击毁的灾难。另外,还有200桨飞机逃脱了被雷达制导防空火炮击毁的厄运。这一切都证明了电子自防御设备对军用飞机的重要性。
越战后,髓着防空武器的快速发展,飞机的自防御系统面临着越来越大的挑战。根据权威机构的数据统计,从1973年(中东战争)到2006年,世界各国在战争中共损失了1256架飞机(战斗机、直升机、运输机及无人机)。其中,50%是被各种红外制导导弹击落的,23%是被防空火炮、加农炮或火箭弹击落的,13%是被雷达制导的面空或空空导弹击落的,14%毁于各种事故。世界各国都对飞机面临的威胁进行了深入分析,不断研究能够有效应对威胁的自防御系统,以提高飞机的战场生存能力。
战场威胁:来自地面的防空火力
从1973年中东战争结束以来,仅有不到150架飞机在空战中被击落,其中大多数是在1982年的黎巴嫩冲突及第一次海湾战争的空战中损失的。1992年以来,在战争中损失的飞机仅有12架是被战斗机击落的,其他大都是被各种地面防空武器击落的,飞机面临的主要威胁是来自地面的防空火力。

目前,世界各国的防空部队装备了数十万门防空火炮,5万多枚肩扛/便携式防空导弹,包括俄制“萨姆-14”、“萨姆-18”,美制“毒刺”以及法国的“西北风”导弹等。这些不断改进的防空导弹,不仅能精确探测、跟踪目标,还会记住目标的外形特征,具有较强的抗干扰能力和初步的智能化特征,射程更远,作战效能更好。此外,在世界各国军队服役的数以千计的俄制“萨姆-3”、“萨姆-6”防空导弹,法德联合研制的“罗兰德”,法国“响尾蛇”导弹,美国“霍克”中程导弹系统以及第三世界国家开发的地空导弹系统都对飞机构成了巨大威胁。各国还在不断装备新型、功能完善的远程防空系统,如以色列的“箭”式、美国的“爱国者”、俄罗斯的S-300防空导弹以及欧洲的“紫菀”系列导弹。这些先进的防空系统不仅能够拦截飞机,还能防御巡航导弹及弹道导弹的攻击。
电子自防御的基础:雷达导引与警告接收机
当前,几乎所有的战斗机、军用运输机和直升机都装备了雷达导引警告接收机,当飞机被对方搜索与跟踪雷达发现时,飞行员便能收到警报信息。基本的雷达导引警告接收机系统包括若干接收天线、一个信号处理器和一个座舱显示器。该系统可显示出敌方雷达的大致方位和型号等信息。飞行员也可以从耳机中获得飞机被雷达探测、跟踪的警报声。先进的雷达导引警告接收机系统可以识别多种威胁,对其分析后,按危险性高低排序。目前较先进的报警装置能将目标源锁定在1°左右的范围内。
以美国空军的F-16C/D“战隼”战斗机为例。F-16C/D装备的是诺斯罗普·格鲁曼公司研制的AN/ALR-69雷达告警接收机系统。该系统包括一个能够显示攻击方位的座舱显示器、一个信号处理器以及四个探测天线。嵌入到硬件中的威胁信号数据库能够自动识别威胁雷达的类型(搜索雷达、防空火炮制导雷达、导弹雷达、机载拦截雷达或是未知类型的雷达)。方位显示器上的多种符号将告知飞行员威胁的类型、位置及距离。如果敌方的雷达制导导弹即将发射或已经发射,飞行员还会收到声音和图像警报。在执行任务前,飞行员可选择若干雷达预警系统模式;方位显示器将会显示5个优先权最高的威胁,或显示25个以上的雷达信息。F-16C/D的电子对抗设备还包括一个AN/ALE-47箔条/热焰弹散布器,可手动启动也可由雷达警告系统启动。
被动防护系统:箔条与热焰弹
箔条和热焰弹是低成本、可大规模便用的被动型电子与红外对抗设备,能够有效保护战机免遭雷达制导或红外制导导弹的袭击。箔条由细金属丝、玻璃纤维或铝制箔片(长度为雷达波长的1/2)组成。飞机投放箔条后,在气流的作用下,箔条会快速形成云状,能够将信号反射回地面雷达。箔条按照各种雷达波长切成若干不同的长度,从而能够有效应对多个波段的雷达。由于箔条的大量使用,雷达将无法探测到目标的真正位置,或者只探测到若干假目标。箔条可便飞机摆脱防空导弹的雷达跟踪,并且可使导弹的近炸引信在距离预定目标较远的地点引爆战斗部,从而使飞机免遭导弹的袭击。
尽管成本较低,而且容易制造,但箔条仍存在着一些固有的缺点。战斗机上的布放装置一般只能携带数量有限的箔条,仅能起到自防御的作用而无法掩护其他飞机。更为严重的是,在投放数秒后,箔条的速度减缓并开始扩散,因此,带有动目标显示和脉冲多普勒滤波器的雷达系统便能从静止的或移动速度缓慢的箔条云中发现真正的目标。在越南战争中,一些经验丰富的“萨姆-2”雷达操作人员就能够从箔条云中识别出真正的目标。但是,箔条较高的初始速度还是能够迷惑火控系统、导弹雷达以及战斗部传感器等。越战中,美军飞机利用布放装置投放了大量的箔条和箔条炸弹,成功地干扰了敌万的警戒雷达以及“萨姆-2”跟踪雷达。
热焰弹是通过燃烧剂形成红外辐射,模拟飞机的红外特征,以强于真实目标的红外辐射干扰、诱骗导弹,达到保护飞机的目的。目前,很多导弹的红外传感器都会被热焰弹欺骗,从而偏离飞机的红外信号(尾气等),因此,投放热焰弹是一种能够欺骗红外制导导弹的有效手段。但是,热焰弹必须发出与飞机相同的或比飞机更强的红外信号,也必须在适当的时机,沿着能够引导导弹偏离飞机的轨道发射,才能有效地排除威胁。在第一代热焰弹中,只有极少数能够与飞机尾气发出的红外信号实现精确匹配。经过改进,现在很多国家都研制出了性能更好的热焰弹,这些热焰弹发出的信号与喷气式发动机尾气的光谱信号更为相似,能够欺骗带有滤波器的红外制导 导弹。但是,如果导弹带有多光谱制导的图像导引头或焦平面阵列,那么热焰弹的欺骗能力就要大打折扣了。
热焰弹可与箔条共用投放装置,也可使用单独的投放装置,保护战斗机、运输机和直升机免遭红外制导导弹的攻击。瑞典的BOL投放器能通过飞机挂载点或吊舱携带大量的箔条和热焰弹。美国德州仪器公司研制的Gen-X主动雷达诱饵,能够发出与飞机相同的信号。这种大小为152×33毫米的诱饵被安装在标准的ALE-39/47箔条/热焰弹布放器中。在科索沃、阿富汗以及伊拉克的战争中,美国及其盟国的战斗机、攻击机、运输机和直升机都配备了热焰弹和箔条,取得了较好的效果。在车臣和黎巴嫩的行动中,俄罗斯和以色列也采用了同样的方法来保护飞机免遭红外制导导弹的攻击。
主动防护措施:红外对抗与电子干扰
在海湾战争及其以后的几场局部战争中,美国及其盟国损失的绝大多数飞机都是被红外制导导弹击落的。在早些时候的苏联入侵阿富汗战争中,红外制导导弹的威胁更为严重。美制“毒刺”防空导弹击落了近300架办联战机,直到战争结束,苏联也没能找到有效的应对措施。这证实了发现红外制导导弹并对其进行有效干扰的重要性。
为应对红外制导导弹的袭击,最关键的是要装备先进的导弹逼近告警系统。当有导弹来袭时,它可向飞行员报警,由飞行员采取措施或自动采取对抗措施。目前的导弹逼近告警系统主要包括红外告警和紫外告警两种。红外告警设备目前已发展到第三代,具有全方位的告警能力,可完成对大群目标的搜索、跟踪与定位,告警距离可达10~20千米。与红外告警相比,紫外告警具有虚警率低、不需低温冷却、告警设备体积小重量轻等优点。目前,紫外告警已发展成为装备量最大的导弹逼近告警系统之一。
目前,BAE系统公司的AN/AAR-47、诺斯罗普-格鲁曼公司的AN/AAR-54、雷声公司的AN/AAR-48以及桑德斯公司的AN/ALQ-156(V1)等导弹逼近告警传感器已与箔条和热焰弹投放器实现了成功结合,可一起安装在运输机和直升机上。北约在科索沃战争的运输行动以及目前在伊拉克及阿富汗的行动中,上述系统的效能都已得到了证实。美国国防部目前正在研发AN/AAR-57通用导弹告警系统。该系统使用紫外传感器以及先进的处理器,将克服早期的红外、光电及雷达警报接收器虚警率过高的缺点。法国MBDA公司研制了“导弹发射探测器”(DDM)红外导弹告警系统,装备在“幻影2000”和“阵风”战斗机上。俄罗斯战机,包括“苏-24”和“苏-35”在内,都安装了MAK/LO-82红外系统,对导弹攻击发出警报。
现在,红外对抗的另一个新兴领域是用激光或其他定向能系统来干扰红外制导导弹。一旦威胁告警传感器识别出来袭的红外制导导弹并确定出准确的距离和方位,定向能系统就能摧毁导弹的导引头。目前,这种系统已被开发出来并装备在运输机和大型直升机上,如BAE系统公司的AN/ALQ-212先进威胁红外对抗系统、诺·格公司的AN/AAQ-24“复仇女神”定向红外对抗系统,但是上述系统要实现与战斗机和攻击机的完美集成尚有一定困难。
AN/ALQ-212系统是第一种采用激光束对抗红外导弹的机载系统,可对付一切现役的红外导弹。该系统由先进威胁红外干扰子系统、通用导弹告警系统和干扰,诱饵投放系统组成。这三个子系统可以综合为一体工作,也可以单独工作。AN/ALQ-212系统由桑德斯公司(现并入BAE系统公司)生产,系统的研制和开发用了3年的时间。2003年,该系统开始批量生产并装备部队,到2010年,桑德斯公司将生产584套AN/ALQ-212系统。目前美军的“阿帕奇”武装直升机和特种作战部队已经装备了此系统。
AN/AAQ-24定向红外对抗系统采用的是AN/AAR-54(V)导弹逼近紫外告警系统,通过探测来袭导弹尾焰的紫外能量,跟踪多重能源并对导弹的威胁等级进行划分,大大增强了运输机和战斗机对抗红外导弹的能力。1996年8月,美军开始首批产品交货,其中60套装备到美空军特种作战部队的MC-130E/H和AC-130H/U飞机上。
雷达是防空武器或战斗机火控系统精确探测、跟踪和攻击目标所必需的设备,而主动电子对抗或干扰系统能够对雷达进行有效干扰。目前,发达国家几乎所有的战斗机和攻击机都装备了主动电子干扰设备。F-15“鹰”是首批在设计之初就将先进的电子战自防御系统纳入设计考虑的战斗机之一。该战斗机安装了BAE系统公司的AN/ALR-56雷达告警接收机,可向诺·格公司的AN/ALQ-135干扰系统以及BAE系统公司的AN/ALE-45箔条投放装置提供数据输入。而现代化的干扰系统将噪声干扰与其他欺骗手段有效地结合在一起,如诺·格公司的AN/ALQ-131、诺·格公司,美国国际电话电信公司的AN/ALQ-165“先进自防御干扰器”(ASPJ)、泰利斯公司安装在“幻影2000”上的“-体化对抗系统”以及安装在“阵风”战斗机上的“自防御设备”(SPECTRA)等。
挂载方式:内置、外挂或拖曳
目前,大多数电子防护设备或是装在吊舱内挂载在飞机的挂架上,或者是安装在机体内。一般而言,采用外挂吊舱的方式成本较低,适应性更强,但吊舱占用了可携带弹药和燃油的挂载位置,增加了空气阻力,降低了飞机的机动性。此外,当吊舱安装在飞机外部时,由于会受到油箱和其他挂载的遮蔽,因此其大小往往会受到限制。内置系统的重量通常较轻,而且不会牺牲飞机的流线型设计,但是内置系统较为昂贵,也难以根据不断变化的威胁进行改进。
根据在越南战争中获得的经验教训,美军采用了两种挂载方式并举的方案。美国空军及其很多盟国装备的F-16装备了诺·格公司的AN/ALQ-181和AN/ALQ-131干扰吊舱,但也有部分F-16装备了内置雷达干扰系统,例如比利时空军的F-16装备的是泰利斯公司的EWS-16“内置一体化防护系统”,而韩国的F-16则携带“先进自防御干扰器”。美国为阿联酋生产的第60批次的F-16E和F-16F使用的是诺·格公司的内置自防御系统。以色列具有丰富的电子战装备研制经验,其F-15和F-16均混合装备内置式电子战系统和本国制造的干扰吊舱。
法国的战斗机既装备了内置系统,也装备了吊舱系统:“幻影”F1战斗机和“超军旗”舰载机装备了泰利斯公司的Barem自防御干扰吊舱和其他类型的干扰吊舱,而法国装备的及其出口型的“幻影2000”则安装了先进的ICMS2000一体化对抗系统。英国空军的“鹞”GR7战斗机在内部安装了BAE系统公司的“宙斯”主动电 子对抗系统,“旋风”战斗机携带“天空阴影”电子对抗系统吊舱,而德国空军的“旋风”战斗机则携带欧洲宇航防务集团的“三头犬”吊舱。
无论是内置还是外挂电子防护系统,都存在着固有的缺陷。目前,各国均大力发展的一种电子自防御系统就是拖曳式诱饵干扰机。该系统包括一个控制器、一个发射装置以及通过电缆连接的拖曳式假目标。主动式诱饵发射出去后就拖在飞机尾部几百米的位置,导弹很难击中飞机。BAE系统公司的“阿里尔”系统已经装备在“猎人”和“旋风”战斗机上,而美国雷声公司也为B-1B和F-16开发了相似的系统——AN/ALE-50,并成功地应用于科索沃战争中。更为先进的拖曳式诱饵系统采用了最新的雷达干扰技术,例如瑞典萨博公司的B02D拖曳式诱饵、欧洲宇航防务集团的“天空蜂鸣器”以及BAE系统公司的AN/ALE-55诱饵系统等。
美国近年来的一项重要电子战开发项目就是一体化防御电子对抗系统。该系统包括一个射频对抗干扰机、通用导弹告警系统以及一组高级可扩展程序。一体化防御电子对抗系统项目第一阶段的计划是将该系统安装在F/A-18E和F/A-18F“超级大黄蜂”上,整个系统由AN/ALR-67V(3)、机载自卫干扰机(ASPJ)、AN/ALE-50拖曳式诱饵,以及AN/ALE-4 7投放器组成。第二阶段的计划是将ASPJ升级为AN/ALQ-214,将AN/ALE-50升级为AN/ALE-55。此外,一体化防御电子对抗系统的某些设备也可安装在F-15和B-1B战机上。
寻踪而致:反辐射导弹
随着技术的不断发展,雷达的抗干扰和反欺骗的能力不断提高,加上雷达的大量、密集部署和战术运用,战机仅靠“软杀伤”手段难以突破层层防空网。因此,各国在继续提高“软杀伤”能力的同时,越来越重视发展致命性的“硬杀伤”能力,以彻底摧毁敌方的地面雷达,瘫痪其防空体系。在各种“硬杀伤”手段中,最主要的利器就是能够跟踪并摧毁雷达的反辐射导弹。自越战以来,反辐射导弹经过数十年的发展,已成为现代战争中压制并摧毁敌防空系统的关键武器。
在越南战争中,为压制并摧毁北越的地空导弹和防空火炮阵地,美空军的F-100F、F-105G以及F-4C与美海军的A-4、A-6和A-7战机就都装备了AGM-78“标准”反辐射导弹和AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹。在1982年的英阿马岛之战中,英国的“火神”轰炸机也装备了新购进的AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹,让阿方的雷达失去了应有的战术作用。在同年的叙以贝卡谷地战役中,叙军在贝卡谷地部署了20个“萨姆”导弹营。为了扫除这些威胁,以军先出动小型无人机诱骗叙方雷达开机,尔后出动大批F-4和F-4G飞机在距目标雷达约3 5千米处发射AGM-45反辐射导弹,仅用6分钟就摧毁了19个导弹营,取得了显赫战果。
在过去的“沙漠风暴”行动、科索沃战争,以及近期的伊拉克及阿富汗行动中,美军及其盟友总共发射了4000多枚AGM-88“哈姆”高速反辐射导弹,用于压制并摧毁对方雷达。英国也为其“旋风”GR.4安装了“阿拉姆”高速空射反辐射导弹系统。俄罗斯空军目前装备有Kh-25MPU、Kh-31P和Kh-58E反辐射导弹,其中Kh-25MPU属于第二代反辐射导弹,射程仅40千米。Kh-58E主要装备“苏-24MP”和“米格-25BM”等专用防空压制飞机。Kh-31P是采用冲压喷气发动机的新一代反辐射导弹,最大飞行速度3马赫,最大射程可达200千米。Kh-31P导弹还配备有多种导引头,既可以攻击相控阵雷达,又可以攻击预警机。
结语
先进的电子自防御系统是飞机提高生存能力的关键措施之一。当前,世界各国在开发新型战机时都非常注重提高飞机的防御能力。在21世纪头十年开始服役或还处于研发阶段的新一代多用途战斗机,不仅装备了一体化的武器系统,也装备了各种类型的先进自防御系统。伴随着防空雷达系统的不断升级改进,飞机的自防御系统也必将得到更大的发展和更广泛的应用。