“無影殺手”:戰(zhàn)機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展迅速

“無影殺手”:戰(zhàn)機(jī)電子戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展迅速
武俠小說中,不少人都夢想著練就傷人于無形的武功,甚至能一招制敵。在兵器界,真有這么一類裝備,具有傷對手于無形的本領(lǐng)。其中比較有代表性的,就是機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)。近年來,各國新研和改進(jìn)機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的消息頻頻出現(xiàn)在媒體上。各國為何如此青睞機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)?戰(zhàn)場上它能發(fā)揮哪些作用?未來發(fā)展趨勢如何?

  簡單來說,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)就是安裝在戰(zhàn)機(jī)上,能夠識別、定位和對抗敵方電磁威脅的電子設(shè)備。其研發(fā)目的,在于最大程度地降低對手使用電磁頻譜的效能,最大限度地提升己方和友方部隊(duì)使用電磁頻譜的能力,從而獲得情報優(yōu)勢和戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。

  最早的戰(zhàn)機(jī)是沒有電子戰(zhàn)系統(tǒng)的,美國U-2偵察機(jī)初期型號被蘇聯(lián)SA-2導(dǎo)彈擊落就有這方面的原因。如今,電子戰(zhàn)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)配。從無到有、由弱到強(qiáng),伴隨著空戰(zhàn)“矛”“盾”角力、相關(guān)技術(shù)進(jìn)步,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)先后經(jīng)歷了幾個不同的發(fā)展階段。

  20世紀(jì)四五十年代,是機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展的萌芽階段。當(dāng)時,隨著雷達(dá)和制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,地對空導(dǎo)彈、空對空導(dǎo)彈和雷達(dá)控制的高炮揚(yáng)威戰(zhàn)場,曾因“高高在上”而相對安全的作戰(zhàn)飛機(jī)所受威脅日增。

  這種背景下,為了保證己方戰(zhàn)機(jī)安全,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)開始出現(xiàn),如美軍為應(yīng)對德軍密集的防空雷達(dá)網(wǎng)研發(fā)的AN/APT-1/2雷達(dá)干擾機(jī)、英軍研發(fā)的金屬箔條等。這一階段,此類裝備的功能相對單一,如雷達(dá)干擾機(jī)基本上是通過發(fā)射寬頻噪聲干擾敵方防空雷達(dá),不僅體積較大,而且需手動設(shè)定干擾頻段。

  冷戰(zhàn)期間是機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)快速發(fā)展時期。美蘇兩大陣營的對抗,以及相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用,使機(jī)載電子戰(zhàn)裝備從基礎(chǔ)干擾裝備向綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展。20世紀(jì)六七十年代,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,晶體管取代真空管,電子戰(zhàn)裝備走向小型化。一些電子戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)吊艙化,有的國家開始使用電子戰(zhàn)飛機(jī),如美國的EB-66。這一時期,自動識別威脅的雷達(dá)得到運(yùn)用,機(jī)載干擾方式也開始由以噪聲壓制和箔條擾亂為主,向多頻段干擾方式轉(zhuǎn)變。

  20世紀(jì)八九十年代,數(shù)字信號處理技術(shù)、有源相控陣?yán)走_(dá)、隱身戰(zhàn)機(jī)的應(yīng)用,給機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)。有源相控陣?yán)走_(dá)的成熟,為電子戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)干擾和進(jìn)行實(shí)時頻譜分析奠定了基礎(chǔ)。這一過程中,美國和蘇聯(lián)的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)形成不同發(fā)展路徑。美國的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)多選用模塊化、開放式架構(gòu)設(shè)計(jì),采用“自適應(yīng)噪聲+欺騙干擾”的方式,比較依賴體系的支撐;蘇聯(lián)的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)往往內(nèi)置在戰(zhàn)機(jī)中,如蘇-27戰(zhàn)機(jī)的L-203/205電子戰(zhàn)系統(tǒng)等,注重高度集成和實(shí)施大功率壓制式干擾。

  經(jīng)過這一時期的發(fā)展,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)逐漸從先前的“輔助手段”發(fā)展為“決定性戰(zhàn)力”,開始直接影響空戰(zhàn)結(jié)果和制空權(quán)的爭奪,并對此后電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

  冷戰(zhàn)結(jié)束后,各國對機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研發(fā)呈現(xiàn)出高度集成化、模塊化發(fā)展態(tài)勢。一些國家開始將各種電子支援、電子攻擊和電子防護(hù)手段整合為一體化系統(tǒng),使其兼具偵察、干擾、控制、評估功能。數(shù)字化射頻存儲技術(shù)和算法方面的進(jìn)步,使機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)由硬件驅(qū)動轉(zhuǎn)向軟件驅(qū)動,作戰(zhàn)域從空中擴(kuò)展至全頻譜、多域協(xié)同。人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展,使機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)對復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)性、敏捷性進(jìn)一步提升。

  布設(shè)電子迷霧、引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊、癱瘓對方體系……當(dāng)前,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)種類多樣、攻防兼?zhèn)?,儼然已從初期的“奇招”轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)機(jī)的“標(biāo)配”,被譽(yù)為空中的“無影殺手”。對于機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng),不少人的第一印象是“神秘”。這種“神秘”,一方面來自它發(fā)揮作用的過程悄無聲息;另一方面則來自它不容小覷的威力。交起手來,有一種“蒙住對手眼睛施加攻擊”的意味。

  從某種程度上來說,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的功用,相當(dāng)于練就“迷蹤拳”,讓對手越打越懵、真假難辨,自己則越打越明白。追根溯源,這種“迷蹤”效果來自機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)各種設(shè)備的綜合運(yùn)用,包括高性能計(jì)算機(jī)、數(shù)字射頻存儲器、雷達(dá)告警接收機(jī)、激光告警接收機(jī)、導(dǎo)彈逼近告警設(shè)備、拖曳雷達(dá)誘餌等。

  從當(dāng)前機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展來看,來自戰(zhàn)場的需求和科技的牽引,正使這種“迷蹤拳”打得越來越快、越來越強(qiáng),并呈現(xiàn)出一些鮮明特點(diǎn)。

  探測能力日益增強(qiáng)。電子戰(zhàn)系統(tǒng)存在的理由之一,就是形成電子迷霧,讓對手的偵測手段“失靈”。但是,隨著科技的發(fā)展,雷達(dá)等偵測手段的能力也在水漲船高,尤其是數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)臄?shù)字化、計(jì)算機(jī)不斷提升的數(shù)據(jù)處理能力以及基于氮化鎵材料的最新天線技術(shù),讓偵測手段對電磁頻譜的使用更加靈活高效?,F(xiàn)代發(fā)射機(jī)所能產(chǎn)生的脈沖形狀可謂千變?nèi)f化,可用頻率也在大幅增加。雷達(dá)等偵測手段的升級,給機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)很大,以往電子戰(zhàn)系統(tǒng)根據(jù)幾個主要參數(shù)對輻射源進(jìn)行辨別分類的做法顯然已經(jīng)過時。

     針對這種新情況,一些國家及企業(yè)開始為電子戰(zhàn)系統(tǒng)賦予新能力,以應(yīng)對新威脅。如薩博公司應(yīng)用于“鷹獅”E戰(zhàn)機(jī)的Arexis電子戰(zhàn)系統(tǒng),就使用了大瞬時帶寬、干涉測量、三角測量和人工智能等新技術(shù),以便對一些脈沖敏捷輻射源進(jìn)行高效探測,并提供近乎實(shí)時的電磁頻譜情況。

  自動化程度進(jìn)一步提升。機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的定位,決定了其在單次戰(zhàn)斗中發(fā)揮作用的時間跨度不會太長。隨著制空對抗日趨激烈,以及雙方都可能高密度地使用電磁頻譜,如何在目標(biāo)感知、信息傳輸與電磁干擾等方面領(lǐng)先一步相當(dāng)重要?;诖耍恍﹪蚁群笳归_對現(xiàn)役電子戰(zhàn)系統(tǒng)的升級或?qū)π滦碗娮討?zhàn)系統(tǒng)的研制。經(jīng)過有針對性地強(qiáng)化,幾乎所有電子戰(zhàn)系統(tǒng)都具備一個鮮明特征,就是“高度自動化”。

     以DASS防御輔助子系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),由電子對抗措施、電子支援措施、導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)和拖曳雷達(dá)誘餌等組成。所有組件由機(jī)載計(jì)算機(jī)控制,運(yùn)行流程基本上是全自動的。美軍一些戰(zhàn)機(jī)配備的AN/ALQ-214綜合防御電子對抗系統(tǒng),也體現(xiàn)著這一特點(diǎn)。憑借主動對抗措施,該綜合防御電子對抗系統(tǒng)能在很大程度上保護(hù)戰(zhàn)機(jī)不被對手探測到。

  大多采用開放式架構(gòu)。偵測手段在不斷變化,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)也必須以變應(yīng)變。因此,當(dāng)前很多國家的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)采用開放式架構(gòu),以便今后能及時對軟硬件進(jìn)行升級。F-15E戰(zhàn)機(jī)的“鷹”式被動/主動告警生存系統(tǒng)(EPAWSS)就是如此。除了應(yīng)對偵測手段、防空威脅的升級,EPAWSS的研發(fā)人員還打算用其整合協(xié)同作戰(zhàn)的有人機(jī)和無人機(jī),進(jìn)一步拓展其用途。

  同時,另一些變化也在發(fā)生,如機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研發(fā)工藝同樣在改進(jìn)。對這種可能讓戰(zhàn)斗勝負(fù)天平瞬間發(fā)生傾斜的裝備,一些國家開始采用數(shù)字化工具來加快研發(fā)進(jìn)程,并采用在既定范圍內(nèi)共享資源的方法來降低制造成本。

日益智能化精確化

  電子戰(zhàn)領(lǐng)域的變化之快,可用日新月異一詞來形容。機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)也是如此。面對對抗日益復(fù)雜、激烈的戰(zhàn)場環(huán)境,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)正在積極適應(yīng),并呈現(xiàn)出一些新變化。

  認(rèn)知電子戰(zhàn)能力成為發(fā)展方向。目前,不少現(xiàn)役機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)識別威脅是基于對一些電磁信號特征的比對,但這種比對有一個前提,那就是數(shù)據(jù)庫中必須先要有這類威脅的“畫像”,這樣才能得出明確的結(jié)論。采用這種機(jī)理的電子戰(zhàn)系統(tǒng)自然無法識別以前從未出現(xiàn)過的威脅。為了補(bǔ)齊這類短板,就必須發(fā)展認(rèn)知電子戰(zhàn)能力。

     簡單來說,就是借助人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)賦予電子戰(zhàn)系統(tǒng)自我辨識威脅的能力,實(shí)時提取威脅來源信號,快速進(jìn)行分組分析,判明信號的威脅等級及其弱點(diǎn),及時有效地予以反制。目前,已有一些國家的部分戰(zhàn)機(jī)配備類似綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng),能在沒有人工干預(yù)的情況下完成電子偵察、干擾和防御任務(wù)。

  廣域覆蓋能力繼續(xù)增強(qiáng)。當(dāng)前一些國家研制機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)時,紛紛將擴(kuò)展頻率范圍作為重要內(nèi)容。一些國家的電子戰(zhàn)飛機(jī)在配備中頻電子戰(zhàn)吊艙后,又著手研制低頻吊艙作為補(bǔ)充。之所以有此舉動,就是想讓電子戰(zhàn)系統(tǒng)在更大的頻譜空間發(fā)揮作用,實(shí)現(xiàn)對敵方電子設(shè)備的廣域覆蓋。歐洲防御輔助子系統(tǒng)聯(lián)盟公布的“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)下一代電子戰(zhàn)系統(tǒng)相關(guān)研發(fā)信息中,其中一項(xiàng)就是稱其具備對先進(jìn)的復(fù)雜威脅進(jìn)行特征描述、數(shù)字儲頻的能力,能最大程度地應(yīng)對不斷變化的威脅輻射源。

  應(yīng)用趨于高效協(xié)同。隨著機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)日益數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用成為其發(fā)揮作用的重要形式。當(dāng)前一些國家已在進(jìn)一步整合機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的各個功能模塊,在減少設(shè)備體積和重量的同時,使機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)成為一個輕便且可高效協(xié)同的整體。一些國家研制的機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)可以與其他電子戰(zhàn)系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺進(jìn)行協(xié)同,形成電子戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同作戰(zhàn)。

     今后,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)或?qū)⑴c陸、海、天基電子戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)一步融合,構(gòu)建起多層次的電子戰(zhàn)體系,從而在更大范圍實(shí)現(xiàn)對電磁頻譜的有效控制和作戰(zhàn)力量優(yōu)化配置,使電子戰(zhàn)行動更加精確高效。

  無人機(jī)成為新載機(jī)。無人機(jī)的興起與大量運(yùn)用,為機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)賦予了新內(nèi)涵。用無人機(jī)搭載電子戰(zhàn)系統(tǒng)執(zhí)行電子戰(zhàn)任務(wù),具有使用靈活、效費(fèi)比高等優(yōu)勢,既可進(jìn)行電子情報偵察,也可充當(dāng)電子誘餌,還可抵近實(shí)施干擾,具備廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前一些國家已就無人機(jī)搭載電子對抗吊艙進(jìn)行了地面和飛行測試。這意味著,機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展正在進(jìn)入新階段。


     來源:中國軍網(wǎng)、解放軍報、中國國防報等綜合