越战中的电磁交锋(6)

2020-07-16 03:42马岩刘葳
兵器知识 2020年7期
关键词:雷达航线飞行员

马岩 刘葳

除了地空导弹和高炮,北越空军的米格机也是美军战机的强劲对手。图为美国空军博物馆内展出的北越米格-17F

進入北越防空圈的美军战机飞行员,不仅随时可能迎来SA-2地空导弹和大中小口径高炮套餐的热烈“欢迎”,还可能获得与米格机“亲密”接触的宝贵机会。依靠地面雷达的引导,北越战机能够充分利用战术优势发起攻击,给美军战机造成不小的威胁。为了尽早发现米格机的踪迹,同时阻断北越的地面引导,美军想方设法在电磁空间中寻找破解之道。

让美军眼红的北越地面雷达

1965年4月4日,“滚雷行动”刚刚开始1个月,一支无线电呼号为“锌”的F-105四机编队正在北越目标区上空4600米盘旋等待投弹。就在前一天,轰炸清化大桥的美军战机第一次遭到了北越战机的拦截,1架海军的F-8被击伤。此时,“锌”编队的飞行员还不知道,2架北越米格-17已经盯上了这几个满载炸弹和副油箱、以700千米/小时速度缓慢盘旋的目标。米格-17从后方小角度俯冲接近。在二者相距1200米时,“锌”3号机发现了米格机,立即通过无线电发出警告,但为时已晚。当“锌”3号机和4号机扔掉炸弹和副油箱拼命脱离时,飞行员清楚地看到2架迷彩涂装的米格-17与他们擦肩而过,而几分钟后,没有及时作出反应的“锌”1号机和2号机被双双击落。

这是越战爆发后,美军战机第一次被北越战机击落的记录。这次成功的击杀绝不仅仅是米格机的功劳,北越的地面雷达引导也发挥了至关重要的作用。作为防御一方,北越的地面雷达能够实现对来袭的美军战机的实时预警,并精确地引导米格机占领有利位置,从美机尾后发起俯冲攻击。空战时,北越的地面雷达也可以向己方战机通报美机的位置。这种单方战术优势往往让美军措手不及。正因为有了地面雷达的帮助,才让没有机载雷达、以航炮为唯一武器的亚音速战机米格-17有机会击落美军更为先进的超音速战机。

更令美军坐立难安的是,北越的地面雷达部署数量在不断增长。根据1961年11月美国太平洋空军的情报,北越雷达网只是靠几部老旧的苏制雷达硬撑着。3年之后,当美军将第一枚炸弹投到北纬20度以北时,北越已经拥有20余部警戒雷达和4套用于引导中大口径高炮的“雪茄”炮瞄雷达。而且,外部军事援助让北越境内的雷达数量进一步增长,到1965年7月,美军通过电子侦察手段确认的北越地面雷达已超过70部。

苏制“闩锁”早期预警雷达是一种机动式多波束雷达,探测距离可达350千米,北越部署的“闩锁”雷达能够覆盖老挝部分地区和整个北部湾空域

而北越地面雷达广阔的覆盖范围也让美军如芒在背。部署在北越西部的大功率警戒雷达,探测范围深入老挝140千米,而部署在北越东部的警戒雷达的预警范围可覆盖整个北部湾上空。也就是说,无论是从泰国起飞在老挝境内进行空中加油的战机,还是从扬基站航空母舰起飞的战机,都在北越警戒雷达的探测范围之内。

为了压制北越地面雷达,美军使用了EB-66干扰机进行远距离干扰。然而,EB-66 对于炮瞄雷达、火控雷达的干扰效果还可以,对于频率更低、功率更大的警戒雷达干扰效果则要差得多。而且,北越雷达部队还经常变换工作频率,雷达站之间覆盖范围重叠,互相通报空情,以此来削弱干扰的影响。

东南亚上空游弋的“大眼”

相对于北越广阔的地面雷达覆盖范围,美军在战区的雷达覆盖要逊色很多。美国空军在泰国那空帕农基地设立了一个地面雷达站,但仅能监视北越的部分空域,美国海军在北部湾设立了“有效识别雷达报知咨询区”(PIRAZ),部署了几艘无线电呼号为“红冠”的雷达哨舰,能够对沿海地区的空情实施监视。但这些雷达受地球曲率影响,对于低空目标的探测能力很差,解决问题的唯一方法是部署空基雷达。

“滚雷行动”刚刚开始,美国空军就论证过将装有雷达的EC-121D部署到东南亚战区的可行性。在计划中,EC-121D负责监视红河三角洲及其北部地区。除了尽早发现北越战机对南越可能发起的空袭,EC-121D还要对“任何针对美军战机的敌对行动”提供预警,同时还要担负搜救行动协调、紧急导航协助和空中加油引导任务。但这一计划还未付诸实施,“锌”编队的2架F-105就含恨而终了。而就在它们被击落的当天,一支代号为“大眼”的特遣队接到了转场东南亚的命令,5架EC-121D被派往南越西贡附近的新山一空军基地。

“滚雷行动”开始后,为尽快扩大美军在北越上空的雷达覆盖,5架EC-121D组成“大眼”特遣队被调往东南亚

1966年,美国海军在北部湾部署了几艘代号为“红冠”的雷达哨舰对北越沿海空情进行监视,图为“红冠”其中之一——“长滩”号巡洋舰

EC-121D是洛克希德公司“超级星座”运输机的军用型,诞生于1950年代,机组人员昵称其为“康妮”。与这个萌萌的名字不符的是,由于安装了大型雷达,这种飞机的外形非常古怪。“康妮”的机身背部高高隆起,里面安装的是APS-45测高雷达,虽说理论上最大探测距离是220千米,但实际上很少能探测到130千米外的飞机;而机腹的“鼓包”内安装的APS-95搜索雷达,在理想状况下其探测距离能达到460千米,而实际上不会超过330千米。EC-121D通常编有18名机组人员,其中飞行员、领航员、机械师、报务员等7人负责保障飞机的飞行,另外11名成员负责空中指挥管制和保障雷达运行。

1965年4月16日起,“大眼”特遣队开始了在东南亚的巡航飞行。此前,EC-121D的主要任务是在美国沿海高空巡逻,探测太平洋或北冰洋方向来袭的轰炸机。探测海面上的目标不需要考虑地面杂波的问题,而现在要探测内陆地区的战机活动,机载雷达受到了地面杂波的严重干扰。不过,机组人员在古巴导弹危机中对苏联飞机的监视任务中发现了一个反其道行之的方法,即在海上以20~90米的超低空飞行,能够利用海面的镜面效应将APS-95的雷达波反射向空中,这样就能大大削弱杂波的影响,对于中高空目标探测距离可达到270千米。

“大眼”特遣队的EC-121D主要在两条跑道形航线上巡航,一条是长度约80千米,距海岸约50千米,以超低空飞行的A航线,另一条是在距海岸更远处以3000米高度巡航的B航线。这两条航线上的EC-121D相互协作,足以监视河内地区和北越最主要空军基地的空中活动。为了保护庞大笨重的EC-121D免遭米格机的攻击,美军一般会派出2架F-4或F-104战机为其护航,如果护航编队由于某种原因无法到位,那么这次预警巡航会被直接取消。

1965年7月10日,美国空军战机在A航线巡逻的EC-121D预警支援下取得了首次空战胜利,击落了2架米格-17。当然,一半是“大眼”特遣队雷达预警的功劳,另一半纯属运气,因为F-4C护航编队在接到米格机预警时发现自己恰好在有利的战术位置。

除了提供预警支援,“大眼”特遣队还要担负其它几项常规任务。油箱见底的战机要尽快和空中加油机会合,找“大眼”;飞机失事机组人员跳伞后要尽快确定位置进行搜索救援,也要找“大眼”。不过还有一项任务让其他美军飞行员极力希望避开“大眼”的目光,这就是越境警告任务。有些时候,或是为了避开河内地区密集的防空火力,或是为了追击北越战机,美军的战机会沿着中越边境的山脉飞行,有时甚至会越过边境侵犯中国领空。为避免引发严重政治问题,美军严禁此类行为发生,越境战机的飞行员将会受到严厉处罚。于是,在B航线中高空巡航的EC-121D在发现己方战机接近中越边境缓冲区时,会向其发送一个代码,警告飞行员远离边境,为保密起见,这个代码通常每天更换。自1966年10月开始,EC-121D还在老挝上空开设了一条新的航线——C航线,主要任务就是监控己方战机的活动。

EC-121D的舱内环境。一般来说,机组有18 名成员,7名操控飞行,另外11名负责空中指挥、操作雷达等电子设备

无论是在超低空还是在中高空飞行, 笨重的EC-121的战场生存力都令人堪忧,所以,“大眼”特遣队的EC-121D都有战机护航

“大眼”的缺陷

虽说“大眼”特遣队的到来大大提升了美军的雷达覆盖范围,但尽管如此,EC-121D仍然无法像北越的地面雷达一样精确地对战机进行引导。因为EC-121D搭载的APS-45测高雷达探测距离只有130千米,还不到APS-95搜索雷达探测距离的一半,这意味着“大眼”所探测到的相当一部分目标都仅有水平坐标,没有飞行高度信息。所以,EC-121D能做的仅仅是通报敌机的方位,收到预警后,与米格机距离最近的美军护航飞机再通过目视或自己的机载雷达搜索敌机并与之交战。

另一个问题来自目标识别,当EC-121D面对大量空情信息时,需要逐一分辨目标是敌是我。“大眼”特遣队隶属于美国空军,对空军自己的飞机识别起来还算容易,空军战机飞行员也都配合地打开应答机,当收到EC-121D发送的问询信号时,应答机会自动回复编队的位置。真正让“大眼”发愁的是美国海军战机。在战争初期,海军飞行员通常只在接近航母时才打开敌我识别设备,而且来往航线和编队形式灵活多样,让EC-121D的雷达操作员非常难以分辨,很多时候不得不将自己的2架护航战机派上前去看个究竟。好在后来海军飞行员十分配合,开启了识别装置,才让这一问题得以解决。

糟糕的无线电通信是EC-121D空中指挥引导能力的瓶颈之一。早期机上安装的3套ARC-27型UHF电台无论是通信距离还是可靠性都不大给力,与己方编队联络不畅是常有的事,直到后来更换了功率更大的ARC-85电台才勉强合格。为了提升通信距离,在北部湾巡航的“大眼”所发出的预警并不是直接发送到深入北越内陆的美军飞机,而是采取“接力”的方式,EC-121D发送的信息先要被沿海地面中继站接收,随后再通过地面站的大功率无线电台发送出去。由于转发完全依靠人工进行,不可避免地有一定延迟,对于以音速飞行的战机来说,这一耗时的流程很可能会引发致命的后果。

EC-121D的原型是一款商用运输机,在加装了大量不断散发热量的电子设备后,机上的空调系统已经不堪重负。在气温较低的中高空B、C航线巡航时勉强能够应付,而执飞超低空A航线的EC-121D和机组成员则不可避免地要一起接受东南亚潮湿炎热气候的考验,散热不良的机载设备时常出现问题,使得A航线的作用开始受到质疑。

“学院眼”与敌我识别信号

1967年3月,“大眼”接受了整编,更名为“学院眼”特遣部队。“学院眼”应用了一种全新的探测设备,這种设备大大提升了美军对北越战机的探测和识别能力,对后续的空战格局产生了深远的影响,这就是QRC-248。

无论是敌机还是友机,在雷达屏幕上都是一个没什么辨识度的光点或波峰。为了分辨目标的归属,雷达操作员会通过敌我识别系统发送一个特殊的问询信号,己方飞机的敌我识别应答机接收到问询信号后会自动回复一个应答信号。这有点像对暗号,对不出暗号的就要小心了,这样雷达操作员就能分清目标敌我。QRC-248正是针对苏制敌我识别器研制的,它既可以主动发送问询信号,让接受范围内的米格机“自报家门”,也可以采用被动模式,只侦收米格机回应北越地面雷达问询发出的应答信号。

呵叻基地内的“学院眼”机队

EC-121D的巡航路线和雷达覆盖范围,浅蓝色为使用QRC-248之前对低空目标的探测范围,深蓝色为使用之后的探测范围

QRC-248的使用让A航线被取消,B航线略微前移,C航线保留不变,图为“学院眼”1968年的巡航路线和探测范围

1965年3~4月间,QRC-248的原型机在佛罗里达州的一个雷达站进行了试验,成功触发了远在370千米外1架古巴飞机的苏制SRO-2敌我识别应答机。因为雷达的回波返回接收机时已经十分微弱,相对来说敌我识别应答机主动发出的信号强度要更强一些,所以QRC-248的探测距离可以比雷达的探测距离还远。为了验证这种设备是否对北越战机有效,QRC-248就被安装在1架代号为“速览”的EC-121测试平台上,于1966年12月派往东南亚进行为期30天的作战评估。在测试中,美军发现北越的米格机和苏联出口到古巴的米格机安装有一样的敌我识别设备,因此QRC-248的作用发挥十分明显。美军第一次认识到北越战机的活动比预想中要频繁得多,操作员能够从眼前大量的雷达回波中迅速分辨出哪些是米格机,而且有效探测距离特别对于低空目标的探测距离显著增加,达到了320千米。

1967年5月,“学院眼”特遣队的EC-121D全部安装了QRC-248。然而,美国国家安全局为提防北越发觉这种设备的存在,严禁部队使用QRC-248的主动问询模式,“学院眼”的操作员只能等待北越地面雷达向米格机发出问询讯号,才能接收到后者的应答。显然这种工作模式严重限制了QRC-248的潜力,因而初期的探测效果并不如试验中那样令人满意。直到1967年10月,“学院眼”才终于获准启用QRC248的主动问询模式。

QRC-248的全面激活让美军获得了更精确、更广阔的雷达覆盖,进一步动摇了A航线的地位。同时执飞3条航线对EC-121部队的确是个沉重的负担,无论是空勤还是地勤人员都巴不得将航线精简一些。终于,1967年12月,A航线被取消,B航线的位置前移,更加靠近越南边境,C航线依旧保留,继续对靠近中国边境的飞机进行监视和警告。

前面提到,QRC-248能探测到装有苏制SRO-2敌我识别应答机的米格飞机,但北越空军使用的应答机并非仅有这一款,还包括早期米格机上安装的SRO-1,及本来用作辅助机场空中管制的SOD-57。对于上述两种应答机,QRC-248是无法触发的,要探测到更多的北越飞机,美军还需要新的设备。

美国空军的EB-66除了干扰雷达以外,也能干扰北越空地通信链路,但这样做也会影响己方VHF 通信,所以在实战中受到许多限制

通信监听与干扰

1967年8月,1架代号为“铆钉帽”的EC-121K来到了“学院眼”驻扎在泰国乌隆的基地,计划在战场环境中接受为期180天的测试。“铆钉帽”装有许多全新的电子设备,不仅包括能够触发和探测SRO-1与SOD-57应答机信号的敌我识别问询机,还有用于对抗地空导弹的雷达寻的设备、用于定位敌方雷达的回波侦收设备等等。

其实,“铆钉帽”的新本领远不止如此,其最重要的升级是安装了绝密的地空通信监听站——“铆钉健身房”。在作战中,美军发现,按照苏联空军战斗条令训练出的北越战机十分依赖地面站的引导指挥,飞行员在空中的自由度很低。地面引导会告诉北越飞行员何时爬升、何时转弯甚至何时开启加力燃烧室。“铆钉健身房”就是为监听北越地面指挥员与飞行员的通信而打造的,机上的乘客多了4名掌握越南语的情报专家,分别操作着各自的监听设备,尽可能对北越地空通信进行全面监控。

在测试中,EC-121K和“铆钉健身房”的价值得到了充分展现,本该在1968年2月结束测试返回美国的“铆钉帽”被“挽留”下来,而“铆钉健身房”则在1968年5月被安装到所有“学院眼”EC-121D上。

除了监听,干扰北越空地通信也是个值得考虑的选项。原因很简单,既然北越飞行员对地面引导高度依赖,那么运用电子干扰阻断米格机的通信信道,使其无法顺畅接收地面发出的指令,也会大大削弱其战斗力。美国空军的EB-66和海军、海军陆战队装备ALQ-92和ALQ-55通信干扰发射机的飞机偶尔会尝试这样做。但干扰同样会对己方的VHF通信造成影响,所以除非遇到被米格机咬住这种危险境况,否则机上的电子战军官只有在收到“开始干扰”的代码时才能打开干扰机。1968年7月9日,当一架RF-8G侦察机被米格机追击时,美国海军的一架EKA-3B加油/干扰机和一架EA-6A干扰机对米格机使用的通信信道进行了干扰,护航的F-8E抓住北越飞行员无法收到地面引导的机会,击落了其中一架米格机。次日,一架F-4J利用同样的方法击落了一架北越米格-21。

此外,太平洋美军还制定了一项名为“战斗马丁”的计划,即在几架F-105F双座战机的后舱内安装能够同时干扰6个VHF信道的ALQ-59干扰机。为了提高话音通信的干扰效果,ALQ-59并不是简单地发出白噪声(白噪声就是均匀分布在整个频段的噪声信号,有点像收音机没调台时听到的“沙沙”声),而是將收到的通信内容短暂延迟后再发出去,这样能够大大降低通信双方话音的辨识度。然而,这几架F-105F仅仅执行过一次通信干扰任务就被美国国家保密局叫停了。因为如果北越地空通信信道被干扰压制,那么无线电监听也就无法正常进行,而保密局的态度十分明确:比起阻断北越对米格机的指挥,从监听中获得的情报显得更为重要。

为了与北越空军的米格机争夺制空权,美军在北越地面雷达覆盖占优的形势下不断升级空基探测手段,尤其是敌我识别问询设备的创造性使用,使其空中监视能力获得了质的提升。持续3 年有余的“滚雷”行动,并没有实现让北越投降的目的,美国不得不调整军事战略。下一期将继续为您介绍在“后卫”行动中,双方电子对抗技战术的进展。

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