盾和弹之间的那点事(二十七)

2019-08-08 03:06涂林峰
兵器知识 2019年8期
关键词:干扰源吊舱有源

涂林峰

前篇讲了,当远处的两个光源在相隔很近的距离上以同样的亮度同时发光时,士兵将区分不了这两个光源,而会误认为是一个模糊的大光源。这就是双点源干扰的诱骗原理,又称作双点源质心干扰。如果这两个光源不是同时发光,而是一左一右交替发光,那么此时会出现什么效果呢?很显然,当左侧的光源发光时,士兵会去追踪左侧光源;当左侧光源停止发光,右侧光源开始发光时,士兵就会改变行进路线去追踪右侧光源。这样,就使士兵总是不停的转向,最终无法稳定跟踪其中任何一个光源,直接导致士兵不能攻击其中任何一个目标。这种干扰方式称为双点源闪烁干扰,与双点源质心干扰相比,两者最大的区别就在于双点源闪烁干扰就是两个干扰辐射源(包括真实雷达和有源诱饵)是以一定的频率间断性、交替性发射信号的,而双点源质心干扰下的辐射源一般情况下都是“持续发光”的。实际上双点源质心干扰也是“闪烁干扰”的一种,因为在这种干扰模式下雷达和干扰设备一般来说也不是发射连续波信号(连续不间断发射雷达波信号的雷达称之为连续波雷达,而间断性发射雷达波信号的雷达称之为脉冲雷达,目前常见的雷达体制为脉冲雷达),它们也是以一定的频率发射脉冲信号,只不过频率更高而已。当干扰源的“闪烁”频率足够快时,在反辐射导弹的眼里它也就不再闪烁了,而是在“持续发光”。

早期的连续波雷达

双点源质心干扰和双点源闪烁干扰虽然同为双点源干扰/诱骗方式的一种,但两者的诱骗原理并不相同。双点源质心干扰需要将两个辐射源之间的距离设置的比较近,以便形成虚假的“能量质心”;双点源闪烁干扰则需要将两个辐射源之间的距离设置的比较远,以便给反辐射导弹造成较大的方位误差,但又不能设置的过远,以免超出反辐射导弹导引头的视野范围,不然反辐射导弹会放弃其中的一个目标,而稳定跟踪另一个目标。当然,双点源闪烁干扰也有它的缺陷。如果真实雷达比有源诱饵“闪烁”的更频繁,那么反辐射导弹将会被诱骗到偏向真实雷达一侧的方向。假如运气再差一点,在对方反辐射导弹发动攻击的最后关头,有源诱饵暂停闪烁而真实雷达却正好处于发射信号的状态,那可就不妙了。因此任何一种干扰方式都不是万能的,必须要根据装备水平和战场情况选择最合适的干扰方式。下面就介绍第三种双点源干扰方式——双点源相干干扰。

双点源闪烁干扰为了提高诱骗效果,两个干扰源之间应该存在着较为严格的时间同步关系。红圈处为苏-30战斗机的翼尖干扰吊舱

双点源相干干扰就是指空间内的两个相关的干扰源所产生的干扰。由于它的原理较为复杂,晦涩难懂,因此只简单解释一下。简单来讲,就是当两个干扰源发射信号的参数(功率、相位等)满足一定条件时,两个信号之间会产生相互作用,合成一个虚拟的假信号源,这个假信号源能诱骗反辐射导弹的被动跟踪系统,使其对这个并不存在的“虚拟目标”进行打击。最理想的情况是,反辐射导弹被诱骗至有源诱饵的外侧、远离被保护雷达的一侧,此时反辐射导弹就算机动能力再强、过载再大,也不可能再调头去攻击远在另一侧的真实雷达了。可见,这是一种比较高级并且非常有效的干扰方式。

双点源相干干扰可以形成虚拟的假信号源,从而引诱反辐射导弹对这个“虚拟目标”进行打击

不过双点源相干干扰也有它的问题,那就是对两个干扰源之间的相互配合有极高的要求,远高于其它两种双点源干扰方式。而两个分离的平台是很难做到这一点的,因此这种干扰方式更适用于同一平台上的两个分离的干扰设备,一个典型应用就是战斗机的翼尖干扰吊舱。战斗机的两个翼尖吊舱之间可以保证足够的距离,而且由同一平台上的电子战处理系统进行任务分配,可以实现极高的配合效率。再加上战斗机必须将来袭导弹诱骗至机体之外的一个方向,因此翼尖干扰吊舱比较适合于采用双点源相干干扰方式。一般来说,战斗机机载翼尖电子战吊舱可以分为两种类型。一种是电子侦察型,这种吊舱一般只具有被動接收能力,而不发射信号,不能起到主动电子干扰的作用,是一种被动电子侦察/定位系统;另一种是电子干扰型,这种吊舱具备了主动电子干扰能力,可以实现双点源相干干扰,或者其它类型的电子干扰。

苏-30战斗机翼尖干扰吊舱的内部

新一代雷达制导空空导弹普遍具备了很强的电子对抗能力,一般的欺骗式干扰很难对其产生效果,而大功率压制式干扰很可能会起到反作用。前文曾讲过,包括AIM-120在内的新一代雷达制导空空导弹大多具备了“干扰源寻的”(HOJ)工作模式,可以从正常的主动雷达制导状态转为被动雷达制导的工作模式,从而成为一种专打干扰源的“准反辐射导弹”。而双点源相干干扰既能对抗传统主动雷达制导空空导弹,又能对抗类似反辐射导弹的被动雷达制导导弹,其整体的电子干扰/欺骗效果要明显优于单点源干扰方式,而翼尖电子战吊舱正是实现这种手段的必要设计之一。除了翼尖电子干扰吊舱外,战斗机也可以利用拖曳式有源诱饵+载机自身配备的主动干扰机,来实现双点源相干干扰的功能。

EA-18G电子战飞机也配备了翼尖电子战吊舱,但其功能主要是用于被动电子侦察

拖引干扰

拖引干扰,顾名思义就是通过多个干扰源的相互配合,将反辐射导弹的瞄准点从被保护雷达的身上“拖”开,这个“拖引”的过程就叫做拖引干扰。那么拖引干扰是如何实施的呢?首先,当对方反辐射导弹锁定我方雷达时,离被保护雷达最近的有源假目标诱饵D1开机实施干扰,并保持与被保护雷达相同的发射功率,在双点源质心干扰的作用下,反辐射导弹的瞄准点会指向D1和被保护雷达中间的空地。随后D1逐渐加大发射功率,能量质心开始向D1一侧偏移,反辐射导弹的瞄准点也随之偏移。然后被保护的雷达关机,反辐射导弹开始稳定跟踪D1,之后假目标诱饵D2开机,诱使反辐射导弹跟踪D1、D2的能量质心,再使D1关机,诱使反辐射导弹跟踪D2……如此依次进行,使反辐射导弹被逐步诱骗到一个远离被保护雷达的方向,直到最后一个假目标诱饵Dn关机,反辐射导弹将彻底丢失最初的跟踪目标。由上可见,拖引干扰是通过多个干扰源的密切配合,将反辐射导弹的瞄准/跟踪点一步一步从被保护雷达身上“拖”开,最终被“拖引”到一个安全的方向上。这种方法虽然看上去较为麻烦,但它可以把反辐射导弹逐步“拖”开,从而保证我方雷达系统的绝对安全。

自主飞行中的空射诱饵弹

拖引式干扰对于水面舰艇的自我防护尤其有用。因为水面舰艇的长度一般都比较长,且舰上雷达、电子设备的布置非常密集,电子信号辐射极其复杂且难以控制,其它的诱骗方法很难将反辐射导弹的瞄准点从这么庞大的目标上转移开来。这种看似麻烦的诱骗方法往往却能产生奇效,而且水面舰艇也有利于布设拖引式干扰系统,再加上水面舰艇自身也具备了一定的机动能力,共同配合可以对反辐射导弹产生较好的诱骗效果。当然,拖引式干扰需要配备数量较多的有源假目标诱饵,因为它是建立在有源诱饵无法移动或机动能力受限的前提下。假如有源假目标诱饵具备了自主机动能力(比如美国的Nulka有源诱饵弹),那么只需要一个假目标诱饵通过缓慢移动,就可以将反辐射导弹“拖引”至远离被保护目标的方向,从而使整个“拖引”过程大为简化。不过这又对有源假目标诱饵的技术和性能水平提出了更高的要求,类似美国Nulka有源诱饵弹这种结构较为复杂、技术难度较大、使用成本也较高的有源假目标诱饵仍然是比较少见的。

在叙利亚作战的苏-30SM战斗机,其在翼尖安装了“希比内”-U干扰吊舱

杂谈对反辐射导弹的各种干扰方式

以上的讨论都是建立在雷达系统配备了有源假目标诱饵的前提下进行的,然而现实情况却是大多数雷达系统实际上没有条件去配备专用的有源诱饵的,毕竟有源诱饵的研发有一定难度,制造与使用成本也相对较高,要大范围普及存在着很大的困难。这一点对于陆基、空基还是海基雷达来说都是如此。陆基雷达的数量庞大,覆盖面大,种类繁多,而且各自的性能水平也参差不齐,因此很难为每一种雷达都配备专用的有源诱饵系统,只能对某些性能先进、作战价值更高的雷达系统进行专项的有源诱饵研究与配置(如“爱国者”防空系统的AN/MPQ-53和AN/MPQ-65相控阵雷达系统)。空基、海基雷达系统在配备有源假目标诱饵时则会受到平台搭载能力的限制。比如战斗机在搭载投放式、拖曳式有源诱饵后就可能会对其它武器载荷、电子设备的挂载造成影响,而水面舰艇在配备了有源诱饵后则有可能会减少其它类型干扰弹的备弹量。对于各种空基、海基平台来说,这必须要进行的选择与妥协。

Nulka有源诱饵弹将制造的假目标拖离真实舰艇

Nulka有源诱饵弹发射装置

Nulka有源诱饵弹在空中的飞行状态,其具备了悬停空中或缓慢移动的能力这种能力对于引誘目标来说十分重要

靶船上配备的角反射器

不过,在无法配备专用有源诱饵时,雷达系统也有办法应对反辐射导弹。美军使用“百舌鸟”和“哈姆”反辐射导弹的经验表明,当地面雷达工作时,在雷达辐射方向内受能量照射的地面会产生漫反射信号,可以被反辐射导弹的被动雷达导引头所接收,从而使其产生制导误差,而无法准确攻击雷达目标。对于水面舰艇这类雷达安装位置较高的平台来说,可以直接用舰载雷达对水面进行照射,从而产生杂乱的反射干扰信号,误导来袭的反辐射导弹。很显然,这种方式并不可靠,对于水面舰艇来说仍有必要通过投掷或发射角反射器等假目标反射体,以构成可靠而稳定的再反射面,提高对反辐射导弹的诱骗概率。水面舰艇还可配备偶极子发射弹装置,发射后可在距离舰艇100余米的高度和距离上形成偶极子云团。这种由舰载雷达或其它发射机波束照射的偶极子云团可以形成强烈的电磁辐射,迫使来袭反辐射导弹不得不重新进行瞄准,并有可能丢失真正的目标。不管是角反射器还是偶极子发射弹,实际上都属于无源诱饵的一种,其发射和使用成本比有源诱饵要低的多,并且技术难度也低的多,因此这种无源假目标干扰方式也不失为对抗反辐射导弹的一种可选方式。

水面舰艇抗反辐射攻击还可以采取的一个可行战术是利用舰艇上搭载的各种航空平台或水上平台作为离舷诱饵而使用。比如最常搭载的舰载直升机,虽然它主要用于反潜、反舰等任务,但必要时也可以挂载相应的电子战设备(比如电子干扰吊舱)执行电子干扰/掩护的任务,甚至必要时牺牲自身的安全以保护高价值水面舰艇不受打击。舰载直升机用于电子战任务目前来说并不常见,但美军早已提出了类似的概念。而且与舰艇之上的电子战设备相比,舰载直升机由于其平台和电子战设备与母舰是分离的,并可前出至离母舰较远的距离之外,因此它在用于对抗反辐射导弹或者其它反舰武器的攻击时是有着独特的优势的。前出部署的搭载了电子战设备的舰载直升机,可以有效扩大警戒距离和防御范围,对来袭导弹具备了更充裕的反应和防御时间,可在来袭导弹进入末制導作用距离内、锁定我方舰艇前,实施有效的干扰、对抗和欺骗。当然,舰载直升机存在的问题在于其舰上起降与使用较为麻烦,空中续航时间也极为有限,且还需要应对反潜、对空/对海搜索等其它更重要的作战任务。

偶极子云

一个更理想的选择是各种无人作战平台,如舰载无人机和无人艇。这些无人平台的使用灵活性要比有人驾驶的舰载直升机更高,并且尺寸重量更加轻小,即使是一些没有配备机库而只有起降平台的中轻型舰艇(比如我国海军056型轻护)也可以部署使用。无人机系统可以搭载轻便的电子干扰设备,利用其飞行距离远、续航时间长的优势,可以为水面舰艇提供长时间的电子战掩护。而且这类无人机造价低廉,使用维护成本都很便宜,即使战损了也影响不大,因此非常适合作为诱饵装置而使用。如果一艘舰艇配备多架这样的“诱饵”无人机,则可以起到最理想的干扰/诱骗效果。实际上,美国近年来发展的一些诱饵弹已经具备了“诱饵”无人机的一些特征,如Nulka悬停火箭有源诱饵弹系统,以及MALD-J有源诱饵弹。这两种诱饵弹都有动力系统,并且具备了一定的自主飞行和自主控制能力,其技术特征与无人机有很高的相似性。但这两种弹都是一次性使用的消耗型装备,作为配备了动力装置和有源信号发射装置的、结构较为复杂的诱饵弹系统,一次性使用显然效费比太低,对于大多数国家的军队来说都难以承受。

而无人机却是可以重复使用的,而且舰载无人机可以灵活搭载或更换各种任务载荷,既可搭载有源发射装置作为电子战无人机或“诱饵”无人机使用,也可配备雷达、光电侦察设备作为侦察无人机而使用,甚至还可搭载轻小型空地/空舰武器用于对地/对海打击,因此其使用灵活性非常高,必然会成为未来各国海军的一个重点发展方向。舰载无人机的典型代表是美国MQ-8“火力侦察兵”系列,其采取了舰上垂直起降方式,使用非常灵活,平台适应性也很优秀,部署回收都非常方便。最新型的MQ-8C的航程已增加至280千米左右,有效载荷超过300千克,可用于海上侦察、监视、攻击等多种任务。近年来,我国无人机技术的发展也非常快,并且也推出了类似于MQ-8的垂直起降型无人机系统。

美国AGM-88E先进反辐射导弹

本篇写到这里,关于雷达对抗反辐射导弹的相关话题已基本结束。最后还要强调的是,以上关于干扰、诱骗反辐射导弹攻击的讨论都是建立在单纯的被动雷达制导的基础上,事实上现代先进反辐射导弹通常还有GPS/INS等自主制导方式,并且具备了对关机雷达目标的记忆能力,对于陆基雷达这种较为固定的目标来说,这也是不得不考虑的重要因素。此外,新一代反辐射导弹已经出现了往多模复合制导方向发展的趋势,如美国AGM-88E反辐射导弹的末制导就采用了被动雷达+毫米波主动雷达的复合制导方式,德国的“阿米戈”反辐射导弹则采用了被动雷达+红外成像的复合制导方式。理论上,无论是毫米波雷达制导还是红外成像制导都可对目标外形进行识别,甚至可进行精确的雷达成像、光学成像,并通过自动识别系统或人工干预的方式对目标进行分辨、识别。而有源假目标诱饵无论是尺寸还是外形都与真实的雷达目标存在着较大的区别(有源诱饵只是模仿真实雷达的电磁信号,其物理外形和尺寸则很难模仿真实雷达),因此在面对新一代复合制导的反辐射导弹时,诱骗效果将不复存在。因此雷达系统在对抗新一代反辐射导弹时,必须综合运用各种不同类型的干扰手段,才能真正提高雷达对抗反辐射导弹攻击的能力。

美国MQ-8C无人机

此外,对于“神盾”舰来说,“软杀伤”手段也需要与“硬摧毁”相结合,在采取各种干扰/诱骗措施的同时,还应对来袭的反辐射导弹实施“硬杀伤”式的拦截。事实上,反辐射导弹并不难拦截,它虽然弹体小、速度快、有效反射面积小、攻击隐蔽性高,但对于具备了强大探测能力,以及多层次、多批次综合防空反导拦截能力的“神盾”舰来说,其并不属于非常难以拦截的武器类型,各种舰炮系统以及中近程舰空导弹都具备很好的拦截效果。反辐射导弹对“神盾”舰真正的威胁还是体现在其对“神盾”舰自身作战功能的影响上(比如迫使舰载相控阵雷达关机或降低功率)。而对于“神盾”舰来说,如何使反辐射导弹的影响降至最低,则对“神盾”舰自身的技术水平和舰上官兵的战术素养提出了更高的要求。在这场“狙杀指挥官”的“特种作战”中,攻防双方哪一方能占据战术、技术的制高点,就可以在对抗中占得先机。

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