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国外电子对抗弹发展现状及趋势分析

2022-01-20黄和国卢文锋侯庆禹潘英锋

航天电子对抗 2021年6期
关键词:高功率电子战诱饵

夏 牟,黄和国,卢文锋,侯庆禹,潘英锋

(1.空军装备部驻南京第二军代室,江苏 南京210007;2.中国航天科工集团8511研究所,江苏 南京210007)

0 引言

电子对抗技术是现代战争的“力量倍增器”,导弹是可实施快速、精确打击的武器平台,电子对抗弹则是电子对抗技术和导弹武器平台相结合的产物,能够借助导弹武器平台的独特优势,充分发挥电子对抗装备“电磁火力”的威力,实现对敌防空压制(SEAD)、防空摧毁(DEAD)作战。最早的电子对抗弹可追溯到20世纪50年代,为模拟轰炸机雷达特征,用以欺骗敌方防空系统,保护己方战略轰炸机,美国研制了ADM-20“鹌鹑”亚声速空射诱饵弹,于1961年装备B-52中队形成战斗力。20世纪80年代中期,以色列空军装备了“参孙”战术空射诱饵弹(TALD),在贝卡谷之役中大放光彩,以军通过TALD欺骗叙军目标指示和火控雷达开机,随后用反辐射导弹进行摧毁,取得巨大成果。美国海军购买约2 000枚该型武器,并进行改良开发,形成了ADM-141系列。2000年之后,随着SEAD、DEAD作战概念和电子对抗技术的发展,军事强国越来越重视电子对抗与导弹平台的结合,发展了一系列电子对抗弹,直接推动了防空压制、防空摧毁作战体系的发展。本文介绍国外正在发展的几种典型的电子对抗弹,包括电子干扰弹、反辐射攻击弹以及高功率微波弹等,这些电子对抗弹将在对敌防空压制、防空摧毁作战中发挥重要作用。

1 电子干扰弹

1.1 空射诱饵弹

20世纪90年代初期,美国空军提出了对干扰甚至摧毁敌方防空系统的需求,这为美国国防高级研究计划局的“小型空射诱饵”(MALD)先进概念技术演示项目提供了动力。早期MALD承担抢先式摧毁、反应式压制、迷惑和饱和攻击等4项任务。1996年末,瑞安飞行器公司(即现在的诺斯罗普·格鲁曼公司)开发了ADM-160A空射诱饵弹并完成了首次试飞,后因采购削减终止了开发采购计划。2002-2003年,美国空军又重新对空射诱饵产生兴趣,雷声公司获得了ADM-160B的研制合约;2009年,首架ADM-160B交付美国空军,并很快得到了肯定。在随后的十余年中,空射诱饵弹不断得到改进,并衍生出诸多型号。空射诱饵发展路线图如图1所示。

图1 空射诱饵弹发展路线图

1)基本型MALD

主要载荷为信号增强子系统(SAS),该系统可模拟美军及其盟友的主战飞机雷达信号特征,诱骗敌防空雷达开机甚至误判,暴露敌重要防空节点位置,消耗高价值防空弹或诱骗防空导弹射频制导导引头,掩护高价值导弹、飞机突防。

2)干扰型MALD-J

载荷方面增加了雷达有源干扰机,增加了双向数据链功能,可抵近飞行对敌防空雷达或导引头实施主动干扰,为空中电子攻击系统提供防区内的干扰能力,瘫痪敌防空体系,并完成战场态势的信息传输和共享。该型诱饵弹编号为ADM-160C,现已成为美国空军小型空射诱饵弹主力型号。

3)多用途型MALD-V

MALD-V是将MALD-J升级为模块化架构,为安装雷达或者红外干扰器以及执行其他特殊任务所需要的特殊设备提供足够的空间,即MALD-V携带一个通用弹头,用户可以装备其自己的载荷。该型导弹头部的载荷舱可以装载通信中继、传感器、战斗部或特制的电子战载荷,以提高情报收集、监视侦察、担负靶机、反辐射攻击等能力。

4)网络型MALD-X/N

MALD-X是美国空军在老式MALD的基础上,加装了干扰机、新的传感器、通信、自主作战软件和协同的蜂群能力,可飞抵威胁目标附近实施空中电子战。MALD-X可以联网工作,一组MALD-X利用蜂群和协同战术能够实现分类、优先排序、授权实施干扰和诱骗任务等能力。通过自主协同,这些诱饵可以迅速中断敌决策环并严重削弱敌在战场上的快速响应能力。MALD-N是美海军针对2020年后电子战威胁,在MALD-X的基础上,提出了具备网络化干扰能力的研制需求,预期尽快形成作战能力。

1.2 电子战型巡航弹

据欧洲导弹集团(MBDA)官网2019年12月份报道,该公司于2019年11月获得“矛”电子战型(SPEAR-EW)导弹的演示研发合同,将研发一种空射巡航弹电子战系统。

SPEAR-EW导弹是“矛”(SPEAR)导弹衍生出的电子战型。“矛”空地导弹是英国导弹系统制造商设计和开发的高精度空对地导弹。对于电子战型号,采用SPEAR导弹为平台,将导弹战斗部替换为电子战设备。由于电子战设备所占用的体积比SPEAR导弹的弹头更小,因此SPEAR-EW能在弹体内容纳更多燃料,射程为SPEAR导弹130 km的3倍。SPEAR-EW的核心是Leonard公司的微型电子战载荷——机载投掷式射频诱饵“亮云”(BriteCloud)的数字储频技术,“亮云”技术和SPEAR导弹的结合提供了强大的电子战能力。SPEAR导弹网络化协同作战示意如图2所示。

图2 SPEAR导弹网络化协同作战示意图

SPEAR-EW导弹通过对敌防空雷达进行电子攻击来保护己方战斗机。在战斗机执行攻击任务时,可以发射SPEAR-EW导弹用来保护雷达探测范围内的飞机和导弹编队,还可以充当诱饵,保护己方反辐射攻击武器抵近以对敌防空系统进行摧毁。但是,真正的亮点在于SPEAR-EW可与常规SPEAR-3导弹配合使用,SPEAR-3和SPEAR-EW的组网协同,像蜂群一样摧毁敌人防空网络的关键节点,SPEAR-EW完成对敌防空雷达的欺骗或阻塞,协同SPEAR-3导弹摧毁敌方防空体系。

2 反辐射导弹

反辐射导弹无疑是战场上对付雷达的最好手段之一,它是一种硬杀伤式电子战武器。美国AGM-88系列反辐射导弹是较为典型的反辐射武器,该导弹自1984年服役后,在2002年阿富汗、2003年伊拉克、2011年利比亚等多次战争中为开辟空中走廊、夺取战场主动权起到决定性的作用。

2.1 AGM-88E

美军反辐射导弹早期有AGM-88A/B/C三型服役,最新改型AGM-88E(先进反辐射导弹,AARGM)也已经开始服役。该导弹是AGM-88C导弹的改进型,继承了AGM-88C的弹体、固体火箭发动机和战斗部引信系统(如图3所示),升级改进的核心是改进中制导控制系统、多模导引头和换装新一代军标接口。

图3 AGM-88E导弹主要设备布局示意图

AARGM导弹采用被动宽带雷达与毫米波雷达双模导引头。被动侦察采用共形天线阵,其视场、灵敏度、频率范围、精度和数据处理能力均优于其它型号的反辐射导弹。用于末端探测和跟踪的毫米波主动雷达导引头可以对付机动目标,即使地面雷达伪装或停止辐射,也可以通过毫米波主动探测引导完成摧毁目标的任务。导弹全程采用组合制导体制,将惯性导航系统INS、GPS接收机、宽带被动雷达导引头、主动毫米波导引头的数据融合、实时处理,生成指令信号。在飞行的末段,毫米波雷达利用自动目标识别算法,提供与雷达天线有一定距离的导弹发射架、指挥控制中心、雷达电源车等目标数据。

先进反辐射导弹AGM-88E是美国空中力量由对敌SEAD向DEAD作战模式转变的重要标志,为美军提供了在复杂威胁环境下摧毁敌防空系统的精确打击能力、近实时战场毁伤评估能力。

2.2 AGM-88G

2021年2月,美国诺斯罗普·格鲁曼公司发布了先进反辐射导弹增程型(AARGM-ER)的最新改进型AGM-88G的宣传片,该型导弹旨在采用陆基、海基方式发射,打击陆地和海上辐射源目标。

AARGM-ER反辐射导弹拟对AGM-88E导弹外形、气动布局进行改进,使用新一代的双脉冲固体火箭发动机,其最大射程由AGM-88E最大射程148 km有望提升到220 km。同样,该导弹继承AGM-88E导弹使用的INS+GPS+主动毫米波雷达+宽带被动雷达侦察的复合制导体制,具有较强的抗干扰和抗关机能力,能够打击固定、机动时敏目标。

2021年5月,美国海军航空系统司令部宣布,AARGM-ER导弹已于4月外挂在F/A-18E/F“超级大黄蜂”舰载战斗机上完成了系留飞行试验,计划年度内开展首次实弹试射。

综合来说,美国新一代AARGM-ER反辐射导弹具有体积小、飞行速度快、射程远、精度高、多功能且兼具一定隐身能力等优势,是目前世界上最先进的反辐射导弹之一。

3 高功率微波弹

高功率微波武器是电子对抗领域中新质攻击武器,能够干扰或损坏敌方重要传感器,毁坏关键电子元器件,对雷达、导航、通信系统、战场感知系统等武器装备具有较大的电磁毁伤威胁。高功率微波弹实质上是一种小型化的高功率微波武器,可实现电子战、战略空袭作战、进攻型防空作战、战场空中封锁作战。目前高功率微波武器技术已成为国际上的一个研究热点,其中,美国和俄罗斯的研究处于领先地位。

3.1 美国

美国在2008年开始研制基于巡航导弹的高功率微波武器系统,即反电子系统高功率微波先进性导弹计划(CHAMP)。在2012年10月16日CHAMP的首次作战飞行试验中,CHAMP按照既定路线在犹他沙漠低空飞行1 h,在沙漠上空自毁之前使7个不同目标内的电子系统降级或失效。

2014年11月,美国空军公布了高功率微波武器路线图,计划2016年研制出基于AGM-86C/D巡航导弹的第二代高功率微波武器;2024年后研制出基于AGM-158B空面导弹的高功率微波武器;2029年后研制出可装备第五代战斗机和无人机的高功率微波武器。

2015年3月,美国空军宣称CHAMP导弹在技术上已完全满足部署要求,并宣布AGM-158B“增程型联合防区外空面导弹”(JASSM-ER)被确定为CHAMP的最佳平台。目前,雷神公司正在着手CHAMP与AGM-86空射巡航导弹的集成工作。美国空军的下一目标是把CHAMP战斗部用于AGM-158B JASSM-ER和无人机上。由于CHAMP计划所取得的重大成就及其潜在的巨大军事价值,美国又提出了SuperCHAMP计划。从目前发展形势来看,CHAMP是最有可能率先实现初步部署应用的高功率微波弹。

3.2 苏联/俄罗斯

苏联/俄罗斯在20世纪50年代就开始研究电磁脉冲的效应和军事应用,在微波弹小型化技术方面有许多独到之处。20世纪70年代以来,苏联高功率微波源已获得迅速发展,小型便携式高功率微波源可产生0.1 GW的峰值功率,脉冲重复频率为100 Hz。俄罗斯在1994年前后开始试验各种用途的小型爆炸激励的微波炸弹。

在2001年利马海事和宇航展览会上,俄罗斯展出了Ranets-E和Rosa-E 2种射频武器。前者为射频火炮,是一个射频可变的防御系统,输出功率超过500 MW,工作在厘米波段,产生10~20 ns的尖脉冲,能在60°扇形里使10 km范围内的高精度制导武器失效;后者也工作在厘米波段,重600~1 500 kg,可安装在飞机上,用于降低敌方雷达系统性能,射程达到500 km。俄罗斯甚至曾为SS-18洲际导弹装备了电磁脉冲弹药。

4 发展趋势分析

4.1 成体系发展

在20世纪80年代以前,美国及西方国家对地攻击采用以电子战飞机、战斗机为主的SEAD;20世纪90年代,DEAD概念开始形成,并在实战中不断完善,美国及西方国家正在从SEAD向SEAD/DEAD方向发展。

在未来战争中,电子对抗弹是信息化作战条件下SEAD、DEAD作战体系中的新质作战武器,可提供灵活多变、高效费比的作战手段。电子干扰弹用于随队支援和近距离支援作战,刺激敌防空系统,弥补防区外大功率支援干扰不足,掩护防区外作战飞机、导弹突防;反辐射导弹、高功率微波弹与电子干扰弹形成互补,对敌防空系统保持压制态势,实现对敌重要辐射源威胁直接打击。

电子对抗弹将作为新质作战手段,一方面是对防空压制、防空摧毁作战手段的补充和完善,另一方面将伴随防空压制、防空摧毁作战概念的演进而成体系发展。

4.2 多功能一体

美军的空射诱饵弹最初设计只是作“目标回波增强器”,功能相对单一;后期空射诱饵的功能逐步扩展,由单一目标回波增强器逐步扩展了抵近干扰、电子情报侦察甚至是反辐射攻击等功能,这些功能可全部集成在一起。无独有偶,欧洲SPEAR-EW导弹也具备电子干扰和电子诱饵的功能。

随着敌作战威胁呈射频/光电复合感知、主被动复合探测的发展趋势及主动防御手段的多样性,传统的单特性电子对抗设备仅能对作战威胁的单一特性进行对抗,对抗效能有限。美国的AGM-88E反辐射导弹为打击机动目标、对抗末段辐射源关机及防护诱饵诱偏等抗干扰措施,采取宽带被动侦察+主动导引头探测复合探测方式,还将朝着被动侦察+主动探测+激光等多模复合趋势发展。

电子对抗弹用于支援作战,为了提高作战效果和作战效费比,多功能综合、多手段复合、一体化集成是发展趋势。随着射频综合技术、软件无线电技术的进步,电子对抗弹未来朝着射频/红外特性模拟复合、射频/光电探测综合、诱饵/干扰/反辐射攻击多功能、侦/干/探/通/攻/管/评一体化方向发展。

4.3 网络化协同

美国的空射诱饵MALD-X/N在独立作战的基础上增加了数据链,开展了基于网络使能的飞行试验验证;欧洲的SPEAR-EW系统可与SPEAR-3导弹配合使用,协同摧毁敌方防空系统。

随着网络通信技术的快速发展及广泛应用,电子战系统早已不是单一装备使用,而是多部电子对抗装备的网络化系统。网络化协同作战可体现多个层次,包括同型弹-弹之间、异型弹-弹之间、弹-机之间协同。通过网络化互联互通,多节点之间可实现信息共享、资源综合利用。异型电子对抗弹可实现电子诱饵、电子干扰、电子佯动、反辐射攻击等不同作战任务;同型电子对抗弹可实现分布式组网对抗,提升对战场辐射源的侦察定位精度,对组网雷达、通信网络的干扰效率;电子对抗弹还可作为作战飞机的“开路先锋”、“忠诚僚机”以及“贴身保镖”。

伴随分布式作战、无人集群、马赛克战、低功率/零功率电磁频谱作战等新型作战理念的发展及相关技术应用,网络化协同必将成为电子对抗弹重要发展趋势。

4.4 智能化对抗

智能化是下一代导弹武器的典型特征。电子对抗弹的智能化主要体现在2方面:一是导弹平台本身的智能化,包括自动航路规划、自适应飞行调整、自主集群控制等;二是电子对抗设备的智能化。战场环境日益复杂,新威胁、新波形层出不穷,传统的基于威胁库的威胁识别存在现有威胁数据库不完备、新型威胁参数及波形可能完全未知等问题。弹载电子对抗设备不同于地面、舰载等电子对抗设备,不具备人在回路的条件,电子对抗设备在作战过程中需具有精细化分析处理、自适应决策、自动化实施、实时在线评估等处理应用能力,并且需与导弹平台飞行状态、战场态势实时关联。

为了应对威胁目标的智能化发展、战场电磁环境的日益复杂、射频系统的自适应和不可预测的频谱使用、新波形的不断涌现而产生的电子战新方式,通过采取人工智能、大数据融合处理等技术,使弹载电子对抗设备具有实时战场环境的感知与学习、最佳干扰措施的自动选取、干扰措施有效性实时评估反馈的能力,提升其在复杂战场环境下电子对抗作战效能。

4.5 高能化毁伤

传统的电子战武器技术概念仅仅是看作以夺取“制信息权”为主要任务的软杀伤武器概念,现代电子战武器技术概念不仅包括原有的软杀伤武器概念,还包括以夺取“制电磁权”为目的用强大电磁功率对敌目标直接实施摧毁杀伤的硬杀伤武器概念。国外正在开发或即将开发的各种高能电磁毁伤武器包括定向能武器(高功率微波武器、高能激光武器、高能粒子束武器、等离子体武器)和电磁脉冲武器。高能化电磁毁伤武器使电子战超越了传统概念上被看作作战保障手段的地位,而发展成为一种具有威慑力量,能影响战争进程的杀伤性行动。

高能化电磁毁伤武器搭载弹平台,能够充分发挥弹平台远距离、快速、无人化投放优势,成为导弹和电子对抗技术结合发展的一个新领域。同时,高能化毁伤也是电子对抗作战新样式,以定向能、电磁脉冲武器为主要作战载荷的电子对抗弹或将成为未来战场的新型主战武器之一。

4.6 小型化集成

与其他平台的电子对抗设备相比,弹载电子对抗设备的平台特性决定了其设备的小型化的特点。欧洲SPEAR-EW导弹的电子对抗设备应用意大利莱昂纳多公司研制的投掷式射频诱饵“亮云”技术,即在有限的体积下(55 mm直径曳光弹发射筒)集成了天线、电池、微波接收机、数字射频存储器、功放等部组件,重量约1 kg左右。即便是高功率微波武器,也朝着小型化方向发展,俄罗斯的一种提箱式微波炸弹只有公文包大小。2021年3月举行的美国陆军协会未来全球力量会议上,洛马公司展示了MORFIUS武装无人机概念,该无人机利用高功率微波对抗无人机群,无人机发射的微波功率可达到千兆瓦,质量小于13.6 kg,可重复使用。

电子对抗弹将以微对抗技术为基础,深入挖掘微对抗技术的微型化、一体化、通用化、低功耗、低成本等创新优势和竞争潜力,牵引未来小型化电子对抗装备发展。

5 结束语

本文综合分析了电子对抗弹发展现状及趋势:美国的发展较早较快,部分型谱已发展至第三代、第四代;欧洲各军事强国也正在大力发展中。在未来作战中,电子对抗弹应用需求明显,发展前景可期。在数字化、网络化、智能化、高能化、一体化、小型化等技术发展推动下,导弹平台和电子对抗技术应用结合将更为紧密,电子对抗弹也将在未来SEAD、DEAD作战体系中发挥重要作用,并有望成为未来战场的主战武器装备。

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