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电子战飞机如何作战  

2010-05-21 13:57:17|  分类: 装备科技H |  标签: |举报 |字号 订阅

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电子战飞机如何作战 - u.s.navy - u.s.navy的网易博客

记:先谈谈电子战飞机的种类。

康:电子战飞机主要有电子侦察飞机和电子干扰飞机两大类,此外还有专门实施硬摧毁的电子战飞机,也可算作电子干扰飞机的一部分。

电子侦察机分战略和战术型两种,战略电子侦察机是平时和战时不间断对地面防空系统进行侦察的飞机,像美国海军的EP-3和空军的RC-135,都是长时间在侦察对象国境线外飞行,获取雷达、通信、测控等电磁信号。战术电子侦察机既可以是专用型号,也可以利用普通战斗机、攻击机进行改装,加挂电子侦察吊舱后执行电子侦察任务。比如,德国的“狂风”战斗机和法国的“幻影”一2000战斗机都可以挂载电子侦察吊舱,随其它飞机一同执行巡逻、训练等任务,对方很难判断它的任务属性,也就难以做到较全面的防范。像美国的U-2(现称TR-1)高空侦察机既可在平时进行战略侦察,又可在战时进行实时战术侦察,

美国的电子侦察和情报侦察有统一的管理,形成完整的体系,比如1986年4月14日,美国对利比亚发动“黄金峡谷”行动,在前一周,便调集了2架RC-135W和1架RC-135V电子侦察机进驻希腊埃利尼孔空军基地,与驻塞浦路斯阿克罗蒂里空军基地的美国空军U-2R侦察机,以及美国海军游弋在地中海的航母编队舰载EA-3B侦察机、驻意大利基地的EP-3电子侦察机协同,共同完成对利比亚防空系统的信号情报侦察。而海湾战争期间,执行此类任务的飞机基本不变,只是EA-3B退役。如今,构成这个体系的是美国空军的RC-135系列电子侦察机、“全球鹰”无人侦察机、“捕食者”侦察打击一体无人机,以及海军的EA-18G电子攻击机(兼负电子侦察任务)、EP-3电子侦察机。

再谈电子干扰飞机,这里面分防区外干扰飞机(如美国空军的EB-66、苏联空军的图一16H/J等)和随队干扰飞机,美国空军的EF-111和海军的EA-6B由于载机平台机动性较高,干扰功率大,既可以实施防区外干扰,又可实施随队干扰,苏联的苏24也是这种情况。防区外干扰飞机又分雷达干扰飞机(如上述的EF-111和EA-6B等)和通信干扰飞机(如美国空军的EC-130“罗盘幽灵”)。当然,很多时候雷达干扰和通信干扰是可以重叠的,如EF-111和EA-6B也具有通信干扰能力,只不过不是它们的主要任务。电子干扰飞机里有一部分可携带反辐射导弹实施压制或摧毁,如EA-6B和EA-18G。美国空军还有专门的压制飞机F-4G,对敌方地面雷达的定位精度比普通战斗机要高,专门进行硬打击。F-4G是由战斗机改装的,可以随攻击机群进入或最先进入敌防空雷达射程。美国海军和陆战队的电子战飞机是共用的,为EA-6B,其替代型号是EA-18G,目前两者共存。空军用的都是自己的型号陆军的主要是轻型螺旋桨电子侦察机和UH-60“黑鹰”直升机的电子战型号,基本不负责空中进攻作战的电子干扰压制,只对地面作战部队实施干扰支援,压制敌陆军部队的通信、炮位侦察雷达等地面电子设备。

记:对空和对地作战所用的电子干扰飞机有无区别?

康:电子干扰飞机都是针对地面防空系统的,目前没有专门干扰战斗机的电子干扰飞机,主要是技术代价较大。因为战斗机位置变化太快,电子干扰飞机的干扰波束跟不上其变化,难以锁定它,但电子干扰飞机可以通过干扰敌方地面防空雷达情报网,降低敌感知空中战场态势的能力;同时,干扰敌战斗机与地面指挥系统之间的联系,使之无法得到地面信息支援和指挥引导,这样,敌战斗机失去作战体系支撑,作战效能将大幅度下降。

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记:战斗机的自卫干扰吊舱与防区外干扰飞机和随队干扰飞机所挂吊舱有何区别?

康:自卫干扰吊舱功率小,只能掩护载机本身 电子干扰飞机的吊舱功率较大,可形成较宽的波束,掩护攻击编队行动。

记:像EA-6B和EA-LSG都挂载的AN/ALQ-99干扰吊舱,其前面有个螺旋桨,是什么装置?

周:吊舱要工作,必须通过发射机产生和发射干扰电磁波,也就是对外辐射能量,AN/ALQ-99干扰吊舱的功率很大,所以在其前面有个小螺旋桨、带动吊舱内冲压涡轮发电机,为吊舱提供电力。这个吊舱自带的发电机也有讲究,不是一起飞就能用的,而得等飞机达到一定速度后,才能提供足够的功率。比如,美军飞行员手册就有要求:当EA-18G飞机的速度达到185千米/小时时,冲压空气涡轮开始工作;当速度超过356千米/小时,每部AN/ALQ-99干扰吊舱内的前端或后端发射机可以工作:当超过407千米/小时。两部发射机才能同时工作。

记:这个螺旋桨是否会破坏隐身?

周:电子干扰飞机只要开始工作,一发射电磁波马上就会被对方被动定位,因此专用电子战飞机目前看不需要考虑隐身问题。但美国也在用F-35改装电子战型,执行随队干扰任务,可以隐身靠近敌方阵地时突然开机干扰,能使敌防空雷达效能更降低一些。

记:除AN/ALQ-99之外的很多吊舱前面没有螺旋桨,它们的电能从哪里来?

周:由飞机发动机附件机匣附带的功率提取电机提供。用电池目前看还不可能。这些干扰设备消耗的电力是惊人的,如果想用蓄电池储存起来,在重量上会非常不合算。

记:外挂吊舱和整合到飞机里面的干扰机各有何优劣?

周:EF-111的干扰机是整合到飞机下部的 个采取保形设计的平衡木式半埋吊舱,这样可最大限度降低其飞行阻力,保证在航程上与普通F-111战斗轰炸机不至于有大的差异,可以伴随F-111执行远程作战任务。像EC-130H等以大型飞机为平台的电子干扰飞机也可以将干扰天线整合到飞机内部,以减小阻力,降低对飞行性能的影响。但其它战术飞机就不一定有这样的条件。大部分战斗机的干扰设备是外挂的,像F-16,就通常在机身中线挂架上挂AN/AIQ-131或184自卫干扰吊舱、当然,也有部分体积比较大的重型战斗机,如F-15,它的电子战设备在设计时就采用内置式,平时执行对空任务的标准配制也是采用内置干扰设备,只有F-15E在执行个别任务时,根据需要外挂干扰吊舱,但其频段是主要对地的。

记:有了专用的电子干扰飞机,每架战斗机或攻击机是否仍需挂自卫干扰吊舱?

康:必须挂,西方空军都非常重视电子战能力,如美国军方规定,如果战斗机的电子战系统出现故障,经降级、降功能处理后丧失基本功能,如雷达告警、自卫干扰等,则不能执行任务,必须列入故障机留在地面排除故障。

记:除了电子战吊舱外,电子战飞机在设计上与同型战斗机有哪些区别?以EA-18G为例,像机身上的CSS通信对抗系统、长基线干涉仪(LBI)天线、干扰对消系统等都是什么功能?战斗机上是否不需要都装备?

康:实际上,由同型战斗机改进为电子战飞机相当于重新设计一架飞机,当初美国空军提出将EA-6B的AN/AI,Q-99干扰吊舱移植到F-111A上,成为一种专用电子战飞机时,连承包商都换了、F-111A是由通用动力公司研制的,但EF-111A的研制和改装工作却交给了格鲁曼公司,原因就是格鲁曼公司才具备设计专用电子战飞机的技术实力、即便如此,格鲁曼公司一开始也认为该项目是不可行的,经反复研究,最后于1976年才完成研制不管外形如何,EF-111A的改装也相当于重新制造:对机腹弹舱进行大量改造,配置AN/ALQ-99干扰设备的干扰设备舱和平衡木式天线罩:垂尾顶端增加侦察接收机天线及其橄榄球式整流罩,侧面增加威胁信号接收机天线和整流罩:原来的武器控制军官操控台改进为电子战军官操控台,面板布局和布线都进行了重新设计和安装;重新调整了机载任务计算机系统,增加了存储器容量,提高了运算速度:重新设计了环境控制系统,以满足电子干扰任务系统散发的巨大热量:重新设计了功率提取发电机,比原来的功率增加了50%。这些工作完成后,EF-111A的飞行员操作手册和地勤维护手册也随之重编了。同样的,从F/A-18F到EA-18G,也面临类似的改进,只不过由于美国海军在F/A-18E/F研制之初,就考虑了用其替换EA-6B,因此在设计时留有一定裕量,而EA-18G的工程设计、开发和试验工作早在1993年下半年就已开始,主要进行航空电子设备和飞机的概念设计、工程分析、高速和低速风洞测试、电磁干扰/兼容性测试、天线范围测试和大量的人~机接口开发等。这些工作做得比较及时,比较充分,改动量可能会略小些。

由于电子战飞机执行任务的特殊性,会多出很多任务系统附带的子系统,都是普通战斗机不需要,或说装备不起的,这也是专用电子战飞机特别昂贵的原因。比如CSS通信对抗系统,是用于干扰敌方通信频段的,主要是扰乱敌人防空体系的指挥控制,使地面或预警机等信息源无法向战斗机提供战场态势,降低敌战斗机的态势感知能力。长基线干涉仪(LRI)天线是侦察接收机的专用天线,利用长基线干涉原理,测量敌电磁信号特征,可以精确测量敌方辐射源的脉冲或连续波特性(振幅、方向角、到达时间、频率、脉冲宽度、调制方式等),并转换为数字信号。此外,与之配合的还有存储有大量美军平时搜集到的辐射源信息的干扰计算机,它能根据侦察接收机输入的数字信号分辨出敌方辐射源的具体类型,并判断当前照射EA-18G的究竟是警戒雷达、制导雷达、机载火控雷达还是地空/空空导弹的主动导引头。干扰对消系统也是EA-18G特有的,因为ALQ-99干扰吊舱所辐射的宽带能量也可能干扰EA-18G自身的通信和数据链电台,以前的解决办法是要通信时关闭干扰,现在增加对消系统后可以生成与干扰信号反相的对消信号,使干扰信号与对消信号近实时汇合从而相互抵消,留下要接收的话音信号,确保可以边干扰、边通信。这些设备,普通战斗机也可以装备,但除非经费允许,通常都是其简化版。

记:电子战飞机的相控阵雷达与同型战斗机有无区别?如EA-18G的相控阵雷达是改进过的,可否作为接收机和干扰机?

周:目前还没有什么本质的区别。同型战斗机的雷达改进软件和供电系统后,应该也能具备这一能力,但会增加成本。

记:像EA-18G挂了4个ALQ-99干扰吊舱,分别为低波段和高波段干扰吊舱,这两种吊舱是否在设计上就有区别?其对象都是什么?挂4个是为战损备份还是需要同时开机干扰?

周:吊舱的外形是不一样的,主要是根据频段不同,天线的尺寸不同,内部布局会略有不同,也就影响到了外形。AN/ALQ-99吊舱研制已经很久了,在最初设计时,受电子技术限制,只能做成不同频段的,低频段主要针对通信频段和警戒雷达,高频段主要针对目标指示和火控雷达。挂4个吊舱是因为当时它的自动化和集成程度不高,必须带4个吊舱,针对不同的频段,战时根据实际情况,或者同时工作、或者分别开机干扰。现在AN/ALQ-99吊舱经过多次改进,集成度已显著提高,可以在不改变外形的情况下提高干扰功率,增加同时干扰目标的数量,也就是增加了干扰资源。

记:在对地攻击作战中,电子干扰飞机和攻击机群在空中的编队顺序是什么?

康:美军如果组织空中进攻作战,通常是隐身飞机在最前面,其后是攻击机群和随队干扰飞机,防区外干扰飞机同时或稍微提前一点出动,因为防区外干扰飞机,尤其是通信干扰飞机是基于运输机平台,飞行速度比喷气战斗机慢,必须提前出发才能保证与攻击机群同时到达。但第一波开干扰的肯定是防区外干扰飞机,它将前面的机群送到靠近敌方防空体系一定距离,然后随队干扰飞机像接力一样再开机干扰,同时可能还会释放箔条等无源干扰物,铺设一条干扰走廊,和释放的电子干扰叠加在一起,形成多路径反射,使敌防空预警情报雷达更难以分辨 它将攻击机群再往前送一段距离,等攻击机群开始攻击了,就要靠战斗机自己的自卫干扰吊舱了。此时,防区外干扰飞机和随队干扰飞机要在原地盘旋,继续干扰。如果防区外干扰飞机和随队干扰飞机停止干扰,则攻击机群此时的风险会骤然增大。

记:全频段干扰(阻塞式干扰)是否为电子干扰飞机的主要手段?

康:这要看对方的情况。如果像苏联那样的防空系统,纵深又大频率又全,就要同时实施全频段干扰、扫频干扰和瞄准干扰。这些干扰都属于噪声干扰,主要目的是降低敌雷达的信噪比,削弱其信号处理能力。全频段干扰在每个频段上的干扰能量必然较弱,比如干扰功率是10千瓦,除以频段宽度1000兆赫兹,对敌人雷达每兆赫兹带宽,干扰能量才能摊到0.01千瓦如果能把10千瓦摊到10兆赫兹的频段上,那每兆赫兹干扰能量就能达到1千瓦。因此最好是定频瞄准式干扰。此外,除了实施噪声干扰,还要采取欺骗式干扰,就是把对方发射的雷达信号,进行复制后略加延迟,再发还给它,使其难以辨识真假。也就是说,如果能形成组合干扰,是效率最高的。

早期的EA-6B在执行电子干扰任务时,只能发射较宽频率范围的电子信号来覆盖敌方雷达可能的工作频段。经过I-CAP Ⅲ性能提升改进后,则能在捕捉到敌方雷达信号后,针对该雷达的特定频率进行有选择的集中干扰:如果被干扰雷达企图快速改变工作频率来躲避干扰,还可以随之改变干扰频率,使干扰更为有效。

记:电子战飞机用定频干扰瞄准的是否为敌防空雷达的副瓣?由于双方的雷达波束都在随时变动,瞄准主瓣恐很难但干扰信号如果从副瓣进入防空雷达,是否效果较差?

康:这个问题也得分所干扰雷达型号。如果是警戒雷达和目标指示雷达,干扰信号既可以从主瓣进入,也可以从副瓣进入,因为这类雷达工作时,天线将作360°环形扫描、主瓣扫到空中目标,就形成雷达回波信号,同时电子干扰飞机的干扰信号也随着雷达回波信号一同进入接收机:主瓣转过去后,就是副瓣和尾瓣区域,电子干扰飞机的干扰也就从副瓣和尾瓣进入。在一个干扰周期内,干扰是持续释放的,所以,对这类雷达的干扰不分主副瓣。对于制导雷达,由于其主瓣波束很窄,通常情况下不容易找到主瓣进行干扰,除非对方跟踪了电子干扰飞机,也就是将主瓣对准了电子干扰飞机,此时干扰波束就能从主瓣进入雷达接收机,但这种情况很少,因为制导雷达通常不会轻易开天线辐射,如果警戒雷达已经发现遭受干扰,通过交叉定位,可以确定电子干扰飞机的位置,提前通告制导雷达,在这个方位和高度上设置禁止辐射扇区,那主瓣波束是可以避开电子干扰飞机的。因此,绝大部分情况下,对制导雷达的干扰还是以从副瓣和尾瓣进入为主。自然的,由于雷达在设计时也考虑到这一特性,对副瓣和尾瓣也会加以保护或隐蔽,还有干扰对消等手段,干扰能量肯定会受到损失。效果上,对于老式雷达还是不错的,如果只对单部先进雷达,集中所有的干扰资源,噪声和欺骗等各种手段齐用,效果也很好。而对整个防空体系,那就用体系对抗的办法了。

记:干扰周期是什么意思?

康:不管实施哪一类噪声干扰,干扰的过程都一样:电子干扰飞机施放干扰,使敌雷达接收机信噪比大幅度降低,有用的雷达回波无法被分检和处理,相当于使雷达回波淹没在干扰信号里,这样达到了干扰目的。但电子干扰飞机上的侦察设备也无法得知敌防空雷达的反应。如果敌雷达实施频率捷变等手段,改变信号特征,电子干扰飞机的干扰就失去了针对性;而要知道信号特征,就得进行侦察,那就得中断干扰,让侦察接收机“倾听”一下敌雷达的工作因此干扰和侦察一直无法兼得直到EA-18G上的ALQ-218吊舱才能同时做到这点。

记:EA-18G上的ALQ-218侦察接收机的工作模式有两种:“随动跟踪”和“记忆跟踪”,前者是引导ALQ-99干扰吊舱,只对正在发射信号的信号源的当前频率进行干扰,而后者引导ALQ-99干扰吊舱既干扰当前频率也干扰记忆的上一次工作频率。这样看,“记忆跟踪”模式能否取代“随动跟踪”模式?

康:不能完全取代。“记忆跟踪”模式最大的好处是可以有效地抑制敌方雷达实施的突然跳频等反干扰措施。但缺点是需要干扰的频段多了,每个频段能分配到的干扰能量就小了,对干扰效果是有影响的,二者应该结合起来使用。

记:电子干扰飞机的飞行速度对作战效能是否有影响?

康:对实施干扰没有什么影响。但速度快了可以跟随攻击机群一起行动,也就是随队干扰,对攻击机群的掩护效果更好,战术运用上更灵活。EA-18G就有这个优势,EF-111也是这样。但冷战结束后,一方面因为EF-111已老化,维护费用高,另一方面F-117A等隐身飞机性能经过实战检验,美国空军分别于1996年和1998年将F-4G和EF-111两种电子战飞机退役,电子战任务重心转移到海军的EA-6B身上,所以美国空军一直想恢复自己的电子干扰能力。2004年,美国空军和海军制定了一项共同分担机载电子攻击任务的计划,把机载电子攻击任务分为防区外干扰、随队干扰、自卫干扰及假目标干扰等4个领域其中,防区外干扰由空军承担,随队干扰分配给海军。美空军在一架13-52H的机翼外侧原来安装副油箱的位置安装上电子干扰吊舱,改装成新一代防区外电子干扰飞机,称为B-52SOJ。它的干扰功率极大,因为翼下挂载的电子干扰吊舱重量和尺寸要求很宽松,每个重量达到2 268千克,长度达到12米,舱内电子干扰装置的功率大约是EA-6B的6倍。但由于缺乏资金,最终还是停止了这一项目。

记:电子干扰飞机的作战效能是否受气象及地形的影响?

周:绝大多数的电磁信号传播时会受大气中漂浮微粒的影响,中雨会使得I频段(8~10G赫兹)的电磁信号每千米衰减0.1分贝毫瓦,因此,距离每增加90千米,信号强度会比在干燥空气中衰减7/8。至于地形的影响,例如,电子侦察机在21000米高度上可以接收到315千米外海平面上的一个辐射信号源,而当飞机降低到8000米高度上时,就只能收到195千米外的信号而且这种情况还仅出现在非常平坦的地带或海上,如果出现起伏地形,探测距离还要进一步缩短,甚至要降到视距以内。而如果电子干扰飞机被山脉等地形遮挡而无法干扰敌方,那么敌方也看不见己方的攻击机群。但如果己方攻击机群越过了山脉,会突然暴露在敌防空系统面前,而己方的电子干扰飞机远在后方,仍会受制于山脉阻挡而无法干扰,这时已方攻击机群的风险就很大。比如在1999年美国对南联盟发动的空袭中,就计划重点消灭位于塞尔维亚共和国中部克拉古杰维科河谷中的奥布维阿机场。但该机场东、北、西三方都被高高的山脊包围,要想搜寻并确定从这里发出的信号,从几百千米以外的空中难以实现。直到战争结束,美国空军也没有确定出此地到底部署了几个SA-6导弹营,因此更不敢对其轻举妄动,该机场也成为整个“联盟力量”中唯一没有被毁坏的南联盟主要机场。

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记:电子干扰飞机如何应对敌方反辐射导弹?

康:对于随队干扰的电子干扰飞机,不光要面临你说的这类威胁,还可能被敌方的常规防空导弹、战斗机等攻击实际上,先进的大型、远程防空导弹都可以攻击电子干扰飞机,只要开干扰,电子干扰飞机就会在雷达上形成明显的干扰标志,单脉冲雷达通过能量中心测角的方法,测量干扰信号源头所在的角度,可以得到电子干扰飞机的方位和高度信息,但由于距离通道被干扰,往往难以确定电子干扰飞机距离制导雷达的远近,也就无法确定能否发射导弹攻击。但如果随队干扰的电子干扰飞机突入敌方防空体系之内,对方可以通过多部雷达交叉定位的方式推算其距离一方位一高度,引导不同阵地上的导弹攻击。这种情况下,必须在制定任务规划时就充分考虑威胁,尽量对主要攻击地域内的各防空导弹和骨干雷达网都要压制,同时注意监视敌方雷达,尤其是制导雷达的波形、频率变化情况,一旦发现对方转入锁定状态或制导状态,就采取相应的机动、调整干扰功率等措施但总的来说,随队干扰的电子干扰飞机在敌方一侧活动,终究是危险的。

防区外工作的电子干扰飞机,由于距离远,只会遇到敌方专门研制的地对空反辐射导弹攻击。实际上,也就是苏联曾专门研制过专用地对空反辐射导弹,主要型号是由SA-5远程防空导弹改进而来的,因为当时(70年代)只有它才有足够的体积和空间容纳下反辐射导引头,还要保留指令控制系统,而西方崇尚攻势防空,没有研制专用的地对空反辐射导弹此外,打这种防区外电子干扰飞机的反辐射防空导弹射程至少要250~300千米以上。80年代以来,西方新研制和装备的远程防空导弹就只有“爱国者”种,射程没那么远,因此这两方面因素决定了西方至今还没有这类系统但从美军冷战时期的研究情况看,对苏联防区外电子干扰飞机,主要是采用F-15等飞机、在支援掩护下进行袭击。至于远程地对空反辐射导弹的攻击,1986年美国空袭利比亚时,利方曾向EA-6B发射过。

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