反辐射无人机在航空兵作战中的运用分析
2021-12-13董明兆
董明兆
陆军航空兵学院
以雷达主动扫描为代表的新兴电磁辐射源技术对航空兵的战场生存力产生了严重威胁。为减小预警雷达带来的现实威胁,提升航空兵的生存能力,以反辐射无人机为代表的集群式攻击力量正在发挥重要作用。本文介绍反辐射无人机的相关概念、特点及优势,结合航空兵新时代作战使命的要求,分析反辐射无人机支援航空兵部队作战的运用方式,为丰富新型作战装备的运用提供参考。
由于航空兵力量具有以低空飞行占据有利攻击阵位的任务特性,其战时飞行高度基本都处于敌防空预警和火力打击范围之内。作为上世纪的一项重大军事技术革命,雷达系统在作战中投入使用,极大加快了战争从平面化线性对抗向信息化体系对抗的演变步伐。反辐射无人机是一种利用敌方雷达等系统的电磁辐射源,对敌防空系统进行探测、识别、跟踪,并实施压制和摧毁的攻击武器系统。因其具有成本低、可“同归于尽”的独特优势,拓展了无人机装备的运用范畴,正在跻身新型作战武器的行列,成为攻击型无人机的典型代表。
反辐射无人机的发展现状
反辐射无人机是指装有反辐射导引头和战斗部的小型无人机,主要用于压制和摧毁敌方地面雷达,削弱敌防空系统的作战装备,具有目标特征小,续航时间长,机动性高等特点,能深入敌防空火力重点部署区域执行任务,而不造成己方人员伤亡,是一种可执行敌防空系统压制(SEAD)等多种作战任务的利器。按飞行速度划分,可分为高速和低速反辐射无人机;按发射平台划分,可分为车载、舰载和机载反辐射无人机。
反辐射无人机系统的组成
反辐射无人机系统由多架携带战斗部和导引头的无人机平台、支援测试、地面控制、运输工具、发射装置、数据链和维修保障等系统组成。
早期,人们对反辐射无人机的重要性认识不足,加之当时相关技术不足以支撑这种新型武器系统的研制,其作战概念仅局限于平台使用层面,即反辐射无人机获取敌方雷达辐射源参数后,对信号进行分选、识别并向敌防空系统雷达发动攻击。当前,伴随保障要素的多样化发展,反辐射无人机远不是“飞行器”的概念,已由狭义的“单一性”扩展为广义的“系统性”,它利用敌方雷达辐射的电磁信号,对雷达目标实施探测、跟踪、压制及摧毁。
图1 车载反辐射无人机。
世界典型反辐射无人机系统
目前,国外典型反辐射无人机系统主要有以色列航宇工业公司(IAI)“哈比”(Harpy)、美国波音公司“勇敢”-3000(Brave-3000)、法国ARMAT等型号。2017年,中国人民解放军建军90周年阅兵在朱日和训练基地举行,期间我国自主研制的反辐射无人机公开亮相。
反辐射无人机家族的佼佼者当属以色列“哈比”反辐射无人机系统。该机采用三角翼布局设计,机长2.7m,翼展2.1m,实用升限3050m,能在1668m的高度飞行1000km,作战半径400 ~500km,续航时间超过4h,巡航速度250km/h,俯冲速度480km/h,机头安装有宽频雷达辐射信号探测天线,机身后部装有重量为32kg的高爆战斗部,打击力和毁伤力比美国“哈姆”反辐射导弹还要强。“哈比”使用了激光近炸引信,末端圆周率误差(CEP)范围在15m以内,预制破片可有效摧毁敌方地面雷达天线设备。整套“哈比”反辐射无人机系统由54架“哈比”无人机、4辆地面发射平台(1辆用于指挥控制、3辆用于运输)及相关辅助设备组成。
美国“勇敢”-3000反辐射无人机是在“勇敢”-200的基础上改进而成,其动力装置由活塞式发动机升级为涡喷式发动机,使“勇敢”-3000具有更快的瞬时俯冲速度和更远的航程。该机最大飞行速度703km/h,航程接近500km,最大起飞重量238kg(不包括助推器),任务载荷和燃料重量共131.5kg,因此战斗部重量有限,只能搭载小型常规战斗部。“勇敢”-3000的外形与巡航导弹相似,发动机安装在机身尾部,具有等截面弹身和中央旋转弹翼,存放在三联装储存箱内,依靠发射机上的提升机装卸,从储存箱内发射,部署在任务编队前方或后方飞行,用于侦察敌方防御系统最新配置情况和目标毁伤效果评估。在执行专项作战任务时,“勇敢”-3000反辐射无人机才会装导引头和战斗部,成为真正意义上的反辐射无人机。
图2 在国庆70周年阅兵式上,我国自主研制的反辐射无人机通过天安门广场,接受党和人民的检阅。
图3 “哈比”反辐射无人机的打击力和毁伤力强于美国“哈姆”反辐射导弹。
反辐射无人机的作战流程
如今,雷达已广泛用于预警、侦察、防空、制导和火控等重要系统。在作战进攻的初始阶段,破坏敌方雷达系统,可最大程度削弱敌军战斗力,快速取得战争胜利。如果将雷达系统称为敌方的“千里眼”,那么反辐射无人机系统就是一种使其致盲的新武器。反辐射无人机的作战流程分为预先准备、连续发射、频谱比对和俯冲攻击四个阶段。
在预先准备阶段,巡航路径、待机路径、辐射源信号特征、威胁等级等重要参数被预先装订到反辐射无人机的飞行控制装置和导引头信号处理器。
在连续发射阶段,反辐射无人机在火箭反冲力作用下飞离发射箱后,依靠螺旋桨发动机提供飞行动力,凭借导航装置自主飞行到目标区域上空,执行巡航任务或待机盘旋。这种高度自动化发射过程已实现秒级间隔的连续发射。
在待机阶段,反辐射无人机导引头根据打击目标的优先级执行搜索和跟踪任务,一旦截获的辐射源频谱特征与装载信息相近,便由搜索模式转入跟踪模式,随时准备发动攻击。
在攻击阶段,为提高命中率和打击效果,反辐射无人机将以近乎垂直的飞行姿态并启用发动机的最大功率,向打击目标疾速俯冲,确保同归于尽。倘若雷达目标关机或信号消失,反辐射无人机进入模式选择阶段,根据自身记忆信息快速做出任务决策,是继续攻击,还是重新进入待机状态,或者伺机再行进攻。
早期,当遇到辐射源规避关机或频谱特征与装载信息相差较大时,反辐射无人机只能重回待机状态。近年来,无人机技术快速发展,反辐射无人机已具有凭记忆信息自主决策的能力,其自主作战能力可想而知。如今,5G通信技术以高速、低时延、泛在网等优势为支撑,有效提升了装备数据通联功能。面对“难以抉择”的特殊情况,反辐射无人机可通过数据链将频谱特征传回地面,供情报人员和指挥人员进行任务决策,既提升了打击精准度又避免了战机贻误。
图4 反辐射无人机疾速向打击目标俯冲,确保同归于尽。
反辐射无人机系统的作战任务
作战任务是指作战力量为达到预定作战目的而担负的任务。根据不同行动目的、使用力量与手段、行动空间等作战要素,无人机将执行情报侦察、通信中继、火力打击和战场毁伤评估四项任务,业内外已对这四项主要任务达成普遍共识。相较普通无人机,反辐射无人机系统具有成本低、无须回收、续航时间长等特征,尤其是执行大范围搜索、快速跟踪和伺机对多个目标展开攻击等任务,反辐射无人机具有无法比拟的优势。综合考虑当前航空兵作战行动的目的与性质、力量与手段、作战空间等诸多因素,在未来战争中,反辐射无人机可担负以下5种任务。
跨越纵深,抵近侦察
随着新材料技术在无人机上的广泛应用,反辐射无人机机身采用复合材料制成,不易受冲击的部位仍可使用木质等传统材料,其雷达截面积显著减小,雷达探测难度增大。为减小发动机的热源辐射,反辐射无人机已采用效率更高的转子发动机,红外信号特征明显减弱。考虑到突防能力的显著提升,以及发射不回收和避免浪费,无人机机身尺寸应尽可能做得小。凭借上述优势,反辐射无人机可远程跨越敌方预警雷达防御阵地,抵近防空火力部署纵深区域进行重点情报侦察,弥补己方后方固定式情报侦察雷达探测距离短的缺点,缩减侦察型有人直升机出动规模,最大限度保证飞行员的生命安全,为己方指挥人员提供实时和精准的情报信息,使己方能更加客观、准确地掌握战场态势,做出最优任务决策。
隐蔽机动,佯动欺骗
在信息化局部战争中,为破坏己方的进攻准备,削弱其进攻能力,迟滞其进攻行动,敌方将采取以火力打击为主的“先发制人”手段,向己方野战直升机机场和无人机发射阵地等目标实施打击。己方应充分利用反辐射无人机车载发射的机动能力,让反辐射无人机系统保持无线电静默模式,快速进入发射阵地,待发射工作准备完毕后,发射车立即撤出战场或机动到新阵地。己方阵地运用伪装、模拟等欺骗手段,向敌方持续散发和传播虚假信息,诱导敌方指控人员做出不利的决策和行动。反辐射无人机前出进行空中佯动,吸引敌方预警雷达注意力,迫使敌方预警雷达开机,防空系统采取火力拦截反制手段,从而达到声东击西的迷惑效果。反辐射无人机既可最大限度实现自防御,又能有效掩盖己方任务编队的真实突防目的,可谓一举两得。
预先设伏,压制空域
由于受战场环境和自然条件的双重影响,相较空中行动,地面行动更易隐蔽,而且武装直升机飞行速度较慢,极易暴露。因此,航空兵在执行隐蔽突防任务时,采用的主要作战方式是,派遣少数兵力对敌方关键目标进行重点打击。按照正常战争思维逻辑,敌我任何一方都会格外重视己方关键目标的严密防御,这无疑对隐蔽突防任务的完成提出了更高要求和更大挑战。为确保取得更佳的袭击效果,己方在部署主要任务时,应预先将反辐射无人机引导至敌防空预警区域待机设伏。待己方航空兵开始突防,敌方火控雷达开机搜索时,己方反辐射无人机迅疾对敌方火控雷达实施俯冲攻击,协助电子对抗部队对作战空域进行有限压制,甚至摧毁敌防空预警系统,确保己方在短时间内掌握设伏区域的制空权。
掩护航路,开辟通道
在未来信息化战场上,航空兵的任何作战行动绝不是单打独斗、孤军作战就能完成。在任务执行的全过程中,如果航空兵单纯依靠自身力量,很难保证顺利地突破敌方严密的防空体系。为满足航路立体通道的安全需要,己方可在任务编队飞抵通道之前,采用一种呈线性的部署战术,预先在任务航路部署反辐射无人机,对沿线附近的敌防空阵地进行压制,甚至摧毁。该作战样式须要己方准确掌握敌方雷达部署位置和习惯性使用频段为前提,有助于反辐射无人机根据己方直升机编队的长度、宽度和打击目标的范围来确定压制面积。有条件的话,己方应将航路合理“分段”,根据每段航路内的敌方雷达性能、数量和位置,动态调整反辐射无人机的种类和数量,确保航路全线安全、可靠。
编队护航,伴飞打击
在航空兵的机种序列中,武装直升机较其他固定翼战斗机具有飞行速度慢、飞行高度低等特点,其打击对象主要包括火力强、机动性高、对己方地面部队行动产生极大威胁的敌方地面装甲目标,尤其是敌方装甲集群等目标,己方空中直升机、低空飞行的飞机、无人机、巡航导弹以及其他超低空飞行或悬浮的目标,其任务特性决定了其战时的飞行高度基本上都处于敌方大口径高射机枪、小口径自行火炮和防空导弹的打击范围之内。特别是随着单兵防空导弹的普及,武装直升机的战场生存力已直线下降。以1979年苏联入侵阿富汗为例,阿方抵抗组织正因获得美国“毒刺”单兵防空导弹援助,击落大量苏军武装直升机,加快了苏军的撤军步伐。己方采取反辐射无人机与直升机编队伴飞的战法,可第一时间对敌方反直升机武器、阵地等目标实施压制和打击,起到全程护航的保驾作用。
图5 反辐射无人机预先部署于任务航路,可对沿线附近的敌防空阵地进行压制,甚至摧毁。
电子对抗,心理威慑
反辐射无人机作为杀伤性武器,在战斗前期大规模投入使用,对地(海)面目标实施攻击,可对敌防空体系造成巨大压力,由此产生了“防空心理战”这一新兴课题。小型诱饵无人机和反辐射无人机的密集使用,敌方雷达屏幕将显示大型作战飞机的假象,而且反辐射无人机一经发射,即可直接作为攻击武器参与作战,也可与有人机协同作战,样式多变,战法灵活,将给敌方防空值班人员造成巨大心理恐慌,严重干扰敌方在场指挥人员的反应决策,对敌方有限防空火力的目标分配造成极大影响。在纳卡冲突中,亚方虽有S-300反导系统和“萨姆”-2中远程地空导弹、“萨姆”-13近程地空导弹,但对雷达信号特征较小的无人机、巡飞弹等装备缺乏有效预警能力,阿方正是以此为突破口,运用多型无人机成功突防,对亚方进行持续心理威慑,瘫痪亚方防空体系。
提升反辐射无人机系统与航空兵协同作战能力的基本对策
为有效提升反辐射无人机与航空兵行动的协同作战能力,应围绕反辐射无人机地面参数预先修订、按预设航线飞行、搜索与待机确认目标、高速俯冲撞击摧毁四阶段作战流程,重点把握以下对策。
加强敌方雷达情报的收集,为反辐射无人机装订准确任务数据提供信息
反辐射无人机系统的主要工作原理是,利用机载导引头搜索、截获敌防空预警雷达的信号,与发射前装订的任务数据进行比对,进而分析和确定打击目标,无人机按照威胁等级自行排序任务,最后实施压制和摧毁。由此可见,对敌方雷达情报的收集不仅关乎任务数据装订的准确性,更是确保反辐射无人机作战效能实现的关键。为提升反辐射无人机任务数据装订的准确性和可靠性,己方应重点开展以下三方面工作。
一是现存历史数据的记录和整理。加强现存敌方雷达历史数据的记录和整理,有助于提升对敌方预警雷达性能、配属规模和使用规律预判的准确性。
二是平战时多部门情报共享。摒弃平战有别的错误认识,打破各情报部门间的权限壁垒,拓宽数据搜集渠道和完善情报共享机制。
三是战时反辐射无人机预先侦察。加大资金、科技投入,丰富现有侦察手段。通过反辐射无人机前出侦察,使侦察型直升机免遭火力威胁。同时,确保在后续任务中及时更新无人机须要装订的数据。
先期飞抵航路,为突防机群清除威胁
为完成隐蔽突防任务,航空兵通常采用少数兵力先期对敌方预警雷达、防空火力等关键目标实施突然打击。鉴于此类关键目标的重要性,敌方必然对其严密防护,确保防御空域的安全。可见,敌方防空威胁清除不仅关乎己方的战场生存力和安全,更是确保己方航空突防机群奇袭效果的关键。面对敌方预警雷达和防空火力带来的威胁,己方反辐射无人机应重点执行三项任务。
一是提前飞抵航路。为协同突防机群实施突防作战,反辐射无人机通常在突防机群到达目标区域前,提前飞抵航路,压制甚至摧毁航路附近的敌方预警雷达系统。
二是预先在空中设伏。在己方突防机群主要突防方向上,提前把反辐射无人机引导至敌方防空区域上空设置埋伏,等待敌方雷达、电台等预警设备开机工作。
三是形成区域性压制。当己方突防机群开始突防时,必然诱使敌方火控、引导等雷达开机。反辐射无人机随即发起攻击,压制甚至摧毁敌防空系统,为己方突防机群清除威胁,确保奇袭安全。
图6 反辐射无人机集群对敌方雷达进行连续性、饱和式攻击,提升打击成功率。
精准把控协同作战规则,为攻击机群开辟安全通道
为发挥反辐射无人机的作战效能,进一步提升打击成功率,一般采取集群出动的作战方式,对敌方雷达进行连续性、饱和式自杀攻击。在作战效能得到提升的同时,集群式战术运用必然会增大无人机控制技术的难度,进而会影响与有人直升机协同作战的效果。精准协同不仅关乎反辐射无人机作战效能的发挥,更是确保反辐射无人机与直升机协同作战的关键。为提升协同作战的精准度和可控性,反辐射无人机运用应满足三方面作战要求。
一是兼顾飞行高度。反辐射无人机发射升空到达指定高度后,沿敌方雷达波速并伴随直升机飞行。考虑到反辐射无人机是以俯冲姿态攻击地面目标,为避免误撞己方直升机,必须兼顾无人机的飞行高度。
二是线性部署。己方应沿着攻击机群的航路对反辐射无人机进行线性部署。无人机先依据敌方雷达部署位置和使用频段,确定攻击目标,再根据己方攻击机群的宽度和攻击目标的分布,确定压制面积。
三是适时调控数量和批次。在每段航路中,己方应根据敌方雷达技战术性能及配属情况,确定反辐射无人机的使用数量和批次。如作战效果明显,单一批次发射即可。如效果不明显,应多批次发射,确保对敌防空系统的压制效果。
集中使用软硬杀伤力量,对敌防空指挥值班人员持续施加心理压力
反辐射无人机可同时大量发射,对敌防空系统和通信干扰装置进行压制和摧毁,对敌防空网络实施饱和攻击。加装具有先进复合制导功能的反辐射无人机甚至可以攻击敌方预警机和电子战飞机。集群式攻击将对敌方雷达操作人员造成极强的心理震慑,使其长时间不敢轻易开机或出现操作失误,极大削弱了敌方对空探测的预警能力,有助己方快速掌握空中作战优势。由此可见,对敌方持续施加心理压力不仅关乎目标打击效果,更是确保己方夺取制空权的关键。为提升协同作战的精准度和可控性,己方应采用三项措施。
一是无人机集群战术。战场上任何一方突然使用大量反辐射无人机,对方各类雷达及通信设备将会遭受饱和性攻击,在短时间内对方很难应对。
二是软硬作战力量结合。以小型无人机充当诱饵,欺骗敌方雷达开机。“软压制”电子对抗手段与“硬杀伤”反辐射攻击力量相结合运用,可实现以小博大的作战奇效。
三是多型无人机集中使用。侦察、电子战和诱饵无人机集中使用,会造成敌方雷达屏幕显示大型飞机的预警假象。反辐射无人机既能直接参与作战,又能与航空兵其他机型协同作战。
当前,技术的飞速发展推动了预警系统和防空武器的迭代升级,依靠航空兵单一兵种已难以满足作战需求。反辐射无人机拥有其他攻击武器无法替代的优势,在攻击敌方雷达预警系统和瘫痪敌防空武器任务中将发挥重要作用。同时,在与有人机协同作战中,反辐射无人机也将成为编队中的重要装备,对未来战争走向产生积极且深远的影响。加强反辐射无人机技术和作战运用研究,将有效弥补航空兵部队因装备单一导致的作战能力不足,使航空兵部队在新时期更好地履行使命任务。