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美军电子攻击型无人机的发展

2014-01-09任翔宇

航天电子对抗 2014年6期
关键词:防区干扰机电子战

任翔宇,刘 丽,马 燕

(中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳471003)

0 引言

经历了伊拉克战争和阿富汗战争之后,美国国防部提出了更为完整的机载电子攻击力量发展战略和构想,即利用大量有人驾驶平台和无人驾驶平台执行防区外(远距离)和防区内(近距离)机载电子攻击任务,以打击更多的辐射源目标。据此,美军近年来除了研制、生产和部署EA-18G 等有人驾驶电子攻击飞机外,还大力加强无人驾驶平台的电子攻击力量。本文讨论的是美军电子干扰无人机的建设和发展,而传统意义上所指的反辐射无人机不在本文所讨论的电子攻击型无人机之列。

1 美军机载电子攻击力量发展战略和构想

1.1 发展战略

美国国防部于2001年开展了机载电子攻击备选方案的分析研究。研究方案为美国海军将EA-6B 逐步更换为EA-18G 设定了时间表;正式提出了对低频干扰机的需求;提出了为应对近距离威胁发展防区内无人、投掷式干扰平台的需求。研究方案还指出,美军未来将依靠联合机载电子攻击体系来完成任务。

2004年、2008年、2009年和2010年,美国国防部对机载电子攻击系统采办和投资策略又多次进行了分析研究,并根据经费及项目现实状况制定出了当前的机载电子攻击力量发展战略。

1.2 建设构想

基于发展战略,美军重点围绕以下四个方面打造美军的机载电子攻击能力:

1)防区外干扰能力。在防御空域之外进行干扰的能力。这是一种由能够长时间执行任务且待机时间长的专用飞机进行的广域干扰,此项任务主要由美国空军的EC-130H 飞机来承担。

2)改进的护航干扰能力。在防御空域和对手雷达覆盖范围之内但在已知的SAM 导弹射程之外进行干扰的能力。改进的护航干扰任务主要由美国海军的EA-18G 飞机承担。

3)突防护航干扰能力。在已知的SAM 导弹作战范围内进行干扰的能力。突防护航干扰很少使用,未来的可行性主要取决于装备了有源电扫阵列雷达的F-22和F-35隐身战斗机。

4)防区内干扰能力。在已知的SAM 导弹“无法逃逸射程内”进行干扰的能力。鉴于这种任务面临的高风险性,将主要由MALD-J干扰型小型空射诱饵等电子攻击型无人机实施。

2 美军对电子攻击型无人机的需求

2.1 空军

美国空军在20世纪90年代围绕隐身战机调整了其作战力量结构。美国空军的全球打击任务要求空中打击平台在面对诸如S-300和S-400防空系统等反介入/区域拒止(A2/AD)威胁的情况下,能够长时间深入敌防区。为了实现这一目标,美国空军将在一定程度上依赖投掷式诱饵和干扰机(如MALD 和MALD-J等)覆盖目标区域,为作战飞机提供支援。

2.2 海军

美国海军的机载电子攻击任务主要是保护航母免受打击。这需要在防区外配备机载电子攻击平台的同时,在防区内配备无人机电子攻击平台,以在拥塞的近海环境对敌先进防空系统和岸基防空雷达网实施干扰。为此,美国海军目前正在大力研制集对敌方防空压制、侦察、打击、电子战等任务于一身的X-47B无人机和舰载空中监视与打击无人机(UCLASS)。

2.3 陆军

美国陆军认为,陆军必须依靠自己的机载电子攻击系统执行必要的干扰任务来支援地面部队,而且未来的机载电子攻击必须具备通信干扰能力,能在战区空域不间断地实施干扰,并由旅一级作战指挥官直接指挥。通过分析这些需求,美国陆军认为,战术无人机(如“灰鹰”无人机等)非常适合执行陆军的机载电子攻击任务,因为战术无人机能长时间大量部署,并通过多个电子攻击节点完成任务。

2.4 海军陆战队

美国海军陆战队认为,通过EA-6B/EA-18G 长期执行机载电子攻击任务很难适应威胁的发展,海军陆战队已经针对其机载电子攻击的未来需求,依托海军陆战队空地特遣队(MAGTF)电子战概念,制定了机载电子攻击战略。根据这一战略,海军陆战队未来的机载电子攻击体系由执行对敌防空压制任务的F-35B战斗机和搭载雷达干扰机和通信干扰机的战术无人机组成。

3 美军主要电子攻击型无人机发展现状

3.1 “收割者”无人机

MQ-9“收割者”无人机(亦称“死神”无人机)是美国通用原子航空系统公司研制的中高空、长航时“捕食者”无人机的衍生型号(亦称“捕食者”B),能够以240节的速度持续飞行27个h,并且能够携带约1746kg的载荷(包括约1360kg的外置挂载)在15240m 的高度飞行,能够在空中盘旋6~8个h。

1)小型空射诱饵(MALD)

雷声公司2013年2月13日发布公告称,雷声公司和通用原子航空系统公司正在共同努力将小型空射诱饵(MALD)集成到“收割者”无人机上,通过大量诱饵来扰乱威胁雷达的图像,使雷达只有通过仔细分析才能确定它们的真实身份,并将SAM 导弹从实际要攻击的飞机编队上引开。雷声公司称,地面验证工作已于2012年11月完成,MALD/“收割者”组合将在2013年的晚些时候部署。诸如“收割者”这样的中高空、长航时平台之前通常是在相对安全的环境下遂行任务,即在没有综合防空系统威胁的环境下作战。将MALD 诱饵集成到“收割者”无人机上,将使其能够在有综合防空系统威胁的环境中有效地作战,从而进一步提高“收割者”无人机的整体作战能力。

MALD 诱饵安装有一台TJ-150涡喷发动机,可以使其以Ma 数为0.9的速度飞行或以Ma 数为0.6的速度巡航。系统质量约127kg,有效载荷质量约18kg,航程925km。MALD 诱饵有两种型号:基线型和干扰型(MALD-J)。

MALD诱饵通过转发从敌方雷达接收到的不同电平的信号来模仿有人驾驶战斗机或轰炸机的雷达和飞行信号特征,迷惑敌人的防空系统。此外,其飞行特性可以预先编程,以更好地模仿特定型号的有人驾驶飞机。

2)“潘多拉”电子战系统

“潘多拉”电子战系统是诺斯罗普·格鲁曼公司研制的APR-39 电子战有效载荷的低成本衍生型号。“潘多拉”电子战系统可以提供电子攻击、电子战支援和电子防护能力。该轻型、低功率系统拥有灵活的体系结构,可以满足不断提出的新需求,而且支持开放式接口,能够进行集成和互操作。

在2013年4月进行的演示中,挂载了干扰载荷的“收割者”无人机在雷达探测距离外成功干扰了电子战靶场的两部预警雷达,使有人作战飞机能够成功打击其目标,标志着无人机能够通过干扰雷达掩护攻击机完成打击任务。

在2013年10月进行的演示中,演示验证了“收割者”无人机、EA-6B“徘徊者”电子战飞机以及第三层次的其他无人机(即战术小型无人机)在以多节点方法对抗综合防空系统时遂行电子战任务的能力。

3.2 “灰鹰”无人机

MQ-1C“灰鹰”无人机是“捕食者”无人机的衍生型号。目前Block1型最大起飞质量为1.5t,内部携带质量为135.4kg的传感器,外部携带质量达227.3kg的传感器或者武器。其续航时间为30h,最大飞行速度为270km/h。这种无人机翼展约17m,长约8.5m,可以携带4枚“地狱火”导弹(“捕食者”无人机可以携带2枚)或者12枚较小的70mm 导弹。MQ-1C 无人机采用自动起飞与着陆软件,并配备了整套的电子设备(目标指示器和数字通信设备),从而使地面上的部队可以看到无人机观察到的东西。

今年3月,美国陆军对装备了网络化遥控电子战系统(NERO)吊舱的“灰鹰”无人机进行了首次飞行试验。NERO 吊舱载荷质量约150kg,其技术和部件均来自雷声公司装载在EA-18G 电子战飞机上的AN/ALQ-227通信对抗系统(CCS),因此,其性能与AN/ALQ-227系统基本相同。

预计任务设备可以在30min 或更短的时间内安装到改进后的无人机上或从无人机上拆卸下来。考虑到飞行安全的原因,无人机操作手将最终负责控制干扰吊舱,但电子战军官可以从远程站点通过实时任务来控制NERO 干扰机。地面站与NERO 控制方舱通过以太网连接。

3.3 “蝙蝠”无人机

“蝙蝠”(Bat)无人机是美国海军陆战队、海军、空军和国土安全部使用的一种弹射发射式低空无人机。该经济可承受、中空、多任务无人机家族可以配备大小不同的油箱和不同的传感器有效载荷,执行情报、监视、侦察、目标搜索、通信中继以及电子战等任务。

“蝙蝠”无人机装在训练设备与地面控制系统中,在空中可由MV-22飞机运输,在地面可由悍马大小的军用车辆运输。无人机由两个人进行操作,弹射发射器由地面控制系统控制。“蝙蝠”无人机拥有由轻型复合材料制造的混合型机翼。复合材料可以将机身和翼面结合在一起。无人机的机头中有网挂,尾部有螺旋推进器。续航时间最长15h,时速最高约113km,飞行高度可达4570m。

3.4 X-47B无人机

目前,X-47B无人机已进行了多次飞行试验,即将服役,而其后继的UCLASS无人机于2014年开始招标,预计2020年前进入美国海军服役。

根据《美国海军航空兵远景》的设想,F/A-18E/F和EA-18G 飞机将在2032年之后被更换。最终取代其中一种或两种平台的飞机可能是类似于X-47B 这样的改进型无人空战系统。X-47B 于2013年进行了着舰和起飞试验。X-47B 采用了隐身设计,这意味其任何改进型都能够补充F-35C战斗机,并且也可以遂行其他支援任务,如电子攻击。未来,装备了相应弹药的X-47B可能会在电子攻击任务中找到特别的用武之地,遂行护航干扰、防区内干扰和目标攻击等任务。

3.5 UCLASS无人机

据报道,UCLASS 无人机最小作战半径约为1110km,在24h的时间段内能够在航母周边约965km的范围内巡逻;通过空中加油,作战半径可达2220km;能够携带1360kg的弹药,其中三分之一是空对地武器,而约227kg的联合直接攻击弹药(JDAM)将是基本弹种。

美国海军称,最终的UCLASS无人机将是能够在充满对抗的环境中执行精确打击任务的自主飞机,其使命任务能够进一步强化和拓展,这样就能够在扩展的范围内执行情报、监视与侦察,电子战,空中加油,海上态势感知等任务。毫无疑问,搭载有电子干扰有效载荷的干扰型UCLASS 无人机(UCLASS-J)亦会用于遂行防区内干扰任务,即深入到敌方雷达和SAM导弹覆盖范围内执行干扰任务。

3.6 “影子”无人机

除了计划为“灰鹰”无人机装备电子攻击吊舱外,美国陆军还在研究为较小型的无人机安装电子攻击能力的可能性。据报道,美国陆军信息战处目前正在与工业界探讨为“影子”(Shadow)无人机增加电子攻击能力。

“影子”无人机是近程战术无人侦察机,供旅级部队实施战术观察、侦察、战场打击效果评估及炮火校准任务,还可以执行电子战、无线电中继、气象观测及检查化学武器等任务。“影子”无人机90%的构件采用了复合材料,减小了雷达反射面积,结构可靠,操作简单,适合旅级部队在野战条件下使用。“影子”无人机翼展3.89m,机长3.40m,空机质量91kg,最大任务载荷27.2kg,最大发射质量149kg,最大平飞速度228km/h,巡航速度为156km/h,升限4575m,作战半径80km,最大续航时间5~6h。

4 电子攻击型无人机的作战优势

目前无人机技术和小型模块化电子攻击载荷技术正在快速发展,能够支撑无人机完成机载电子攻击任务。因此,无人机非常适合用作防区内、近距离干扰的载机平台。特别是电子战斗管理系统的发展使得近距离干扰机的大量部署、联网和管理成为现实。与有人驾驶飞机相比,用无人机遂行电子攻击任务具有以下几个方面的作战优势:1)相对成本较低,可以承受更多的战损;2)相对体积较小,可以尽可能靠近威胁;3)可以抵近目标,以较小功率完成任务;4)可以多架部署,组成传感器和干扰网。

另外,美军认为,有人驾驶飞机,特别是隐身飞机的成本,正如在B-2、F-22 等飞机项目上所看到的那样,将不可避免地制约着它们的数量。因此,未来可以通过无人攻击机和无人干扰机来弥补F-22、F-35的数量不足,从而在可接受的风险和成本下遂行防区内任务,并通过有人驾驶飞机和无人驾驶飞机组合编队来提高攻击机群的突防能力和打击能力。

不过,为无人机增加电子干扰机和电子干扰吊舱的确还面临诸多挑战。对于无人机来说,一个普遍的问题是当它们处于卫星和其他通信很可能会被阻塞的环境时,它们的性能将会受到影响。另外,无人机机载电子攻击有效载荷较低的干扰功率或会影响对目标的干扰效果。另一个令人担忧的问题是由于无人机飞得太低,可能会影响其散布和干扰覆盖范围。

5 结束语

使无人机具有电子攻击能力对于无人机来说意义重大,它标志着无人机从侦察发展到动能攻击,再发展到原来只有有人驾驶飞机才能广泛遂行的电子攻击任务。另外,根据美军机载电子攻击发展战略和构想,第五代隐身战机,如装备了改进型有源电子扫描阵列(AESA)雷达的F-35战斗机等,可能也会用于执行防区外干扰任务,通过雷达的能力,快速进行电子扫描,捕获、跟踪目标,对武器进行火力控制。因此,可以预见,随着美军下一代干扰机(NGJ)的开发、MALD 诱饵的部署以及干扰型MALD 和UCLASS等无人机的采购,美军机载电子攻击能力将会有实质性的提高,从而大大提高美军未来在新兴战略环境,尤其是在重点强调的亚太地区环境下的突防能力和空战能力。■

[1]周建军,陈超,崔麦会.无人直升机的发展及其军事应用[J].航空科学技术,2003(1):38-40.

[2]王维.某型无人机指挥控制系统的研究与设计[D].电子科技大学,2013.

[3]Leonov SA,Leonov AI.Handbook of computer simulation in radio engineering,communications,and radar[M].USA:Artech House,2001.

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