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电磁身外身:美海军AOEW项目
他们的导弹齐射会毫无希望的沉入大海,我们希望他们继续这样做,直到武器用完为止,这样我们就不必开火了。
——洛克希德·马丁公司电子战系统主管约瑟夫·奥塔维亚诺

引言:一颗反舰导弹的自白

我,是一颗反舰导弹,我拥有先进的雷达制导系统,舰船在我眼中无所遁形。今天是2024年的一天,我发射了,今天注定是我的辉煌时刻。很快,我就看见了我的目标,一艘驱逐舰,我知道还有一艘航空母舰在它附近,不过那并不是我关心的。

不对,我又看到了一艘一模一样的驱逐舰,我竟完全无法分辨真假,按照我的工作机理,我将偏离原定目标,我要失败了吗,为何我先进的探测技术不起作用,敌方的诱饵技术已经如此先进了吗?

是的,我失败了,在坠落前,我看到了另一颗和我一同发射的反舰导弹,我知道他的目标是那艘航母,可他怎么也偏离了他的目标?明明没有别的诱饵和干扰。我不理解。

场景分析

以上,就是美国海军先进舷外电子战(AOEW)项目所营造的场景(舷外,即平台外、船外/舰外的意思)。该系统通过网络化手段对反舰导弹进行电子欺骗,提供与被模拟目标(舰船)相吻合的雷达回波,使得舰船具有射频领域的“隐真示假”的能力,其目标是对抗雷达制导反舰导弹,保护己方舰队。

美国海军对AOEW的电子攻击技术和战术细节严格保密,但其项目经理曾透露,AOEW将提供区域防御能力以支持舰队作战,而不仅仅为单个舰船提供保护。目前AOEW项目的重点是发展有源任务载荷,不同于一般的无源诱饵,有源任务载荷主动发射电磁波,以干扰和欺骗目标(有源和无源的区别即在于是否发射电磁波)。AOEW有源任务载荷的承包商洛克希德·马丁公司曾公布了一张作战场景设想图,如图1所示,为我们分析AOEW能力提供了参考。 

 1  AOEW作战场景设想图

    图中左半部分是舰船和直升机的本体(“真”),左下角是一艘驱逐舰,上空是一架直升机,远处是一艘航空母舰。驱逐舰和直升机向左发出的蓝光表示其使用各自的电子战装备对目标进行欺骗干扰(包括交叉眼干扰等在内);粉色代表对目标产生的欺骗效果(“假”)——驱逐舰发射的一枚诱饵弹让敌方雷达看到了一个驱逐舰的“分身”(假目标),直升机的干扰让敌方雷达看到了一艘航空母舰的“分身”(假目标),两个分身都极其逼真。需要说明的是,这里的“分身”是射频领域的“分身”,是敌方反舰导弹的制导雷达看到的“分身”,而不是肉眼可见(可见光)或红外可见(红外)的“分身”。这类似于隐身飞机的概念——隐身是对于雷达隐身,而不是肉眼不可见。图中没有显示的是,直升机和驱逐舰的电子战装备之间进行了网络化协同,由此可同时形成多个分身,以生成由多个假目标构成的“幽灵编队”,进而产生更好的防御效果。

MH-60直升机上使用的AOEW任务载荷编号为AN/ALQ-248,它本身是一个独立的电子战吊舱,可装载在MH-60R/S直升机的左右扩展支架上。吊舱集成有高灵敏度电子战接收机和电子攻击子系统,可独立工作,也可以与舰载电子战系统组网协同工作。独立工作时,吊舱将使用自己的接收机系统来检测、识别和跟踪威胁目标,然后启动先进的电子攻击子系统来生成和发射相应的射频干扰。

驱逐舰用以与AN/ALQ-248系统组网的电子战系统是AN/SLQ-32V6/7系统,如图2所示。在与AOEW有源任务载荷组网协同工作时,AN/SLQ-32V6/7系统负责检测逼近的反舰导弹威胁,然后通过Link 16数据链引导和控制直升机上的AN/ALQ-248系统有源任务载荷;AN/ALQ-248系统也可通过Link 16数据链与AN/SLQ-32V6/7舰载电子战系统共享信息,在空中提供超视距电子侦察能力。交战期间,AN/ALQ-248系统可在AN/SLQ-32V6/7舰载电子战系统的协调下,与其他软杀伤射频对抗措施协同使用。

2  “班布里奇号驱逐舰上的AN/SLQ-32V6系统

1中驱逐舰发射的诱饵很可能是“纳尔卡”/MK 234有源导弹诱饵,该诱饵已经在“阿利伯克”级驱逐舰上大量装备,如图3所示,对照图4作战场景设想图中驱逐舰发射的诱饵,两者外形基本相同。

     图3 “纳尔卡”/MK 234有源导弹诱饵

4 另一个角度的AOEW作战场景设想图

“纳尔卡”系统能够接收舰载电子战系统提供的目标信息,计算诱饵弹的最佳发射时间和最佳弹道,其诱饵发射装置依据发射指令进行发射,根据预先设定的高度(最高100米)、速度和飞行路线在指定位置悬停,主动辐射电磁波,形成一个驱逐舰“分身”。虽然目前没有信息指出“纳尔卡”是AOEW项目的一部分,但“纳尔卡”明显是设想场景中网络化电子战体系的一部分,由于AOEW有源任务载荷AN/ALQ-248系统可以和AN/SLQ-32V6/7舰载电子战系统协同,“纳尔卡”诱饵在发射前也可以及时获取AN/ALQ-248系统的信息,提升诱饵的作战效能。

小贴士:交叉眼干扰(cross eye jamming)
交叉眼干扰最早于1958年通过专利的方式提出。
这种干扰模式是通过发射两路或多路幅度近似相等、相位相差180°的干扰信号,使单脉冲雷达指向偏离目标,甚至使单脉冲雷达跟踪失锁。其原理如下:幅度近似相等、相位反相的两路干扰信号在空间合成时会发生相消干涉,并在目标雷达天线处形成零陷。然而,零陷处的相位波前是扭曲的,若雷达天线以波前法线方向指示目标,则天线指向会产生偏差而无法指向真实目标。
可见,其干扰效能与波前扭曲程度有密切关系,而波前扭曲程度取决于两个参数,即,交叉眼增益和干扰基线长度。交叉眼增益可以通过技术手段来提升(例如,反向天线阵、数字射频存储器等技术),但干扰基线的长度只能通过物理手段来解决。例如,把受保护平台做得尽量大,或者把诱饵投送得离受保护平台尽量远。
而AOEW项目则采取了一种更为“激进”的方式,直接把诱饵搭载到其他平台(直升机)上,并通过网络化在受保护平台(舰船)与诱饵搭载平台之间构建一个足够长的基线(上百公里乃至更远)。这样如果进行交叉眼干扰的话,效果会有显著提升。

AOEW的前世今生

AOEW项目发展已经经过了两个阶段。第一阶段是快速响应阶段,通过采购英国的充气式角反射器(属于无源干扰)来满足紧急的作战需求,已于20142月完成合同签署,2015年底完成采购。第二阶段是研发可在MH-60R/S直升机上部署的有源干扰系统,系统招标书已于20148月发布,对有源任务载荷的初始设计、工程和制造开发以及低速初始化生产进行招标。招标说明中明确了有源任务载荷需要与MH-60RMH-60S直升机和AN/SLQ-32舰载电子战系统集成,并把Link 16数据链作为实现双向通信的数据链系统。

洛克希德·马丁公司、雷声公司和哈里斯公司都参与了竞标。最终,经过几轮答辩和最终提案修订,洛克希德·马丁公司旋翼与任务系统部电子战业务部门于201612月获得了550万美元的初始设计合同。该合同包括全面开发和低速初始化生产选项,当时总合同金额预计可达9270万美元。该合同于20171月正式公布,AOEW有源任务载荷也正式获得军方代号AN/ALQ-248

按照最初的计划,在所有工程制造开发和低速初始化生产合同选项都获执行的情况下,洛克希德·马丁公司可向美国海军提供初始的18AN/ALQ-248吊舱系统,这包括6套工程研制模型系统,2020财年最多4套低速初始化生产系统,以及2021财年最多8套低速初始化生产系统。美海军计划于2021年实现AN/ALQ-248的初始作战能力,但其研发和测试并不顺利,原计划于2020财年开始生产的4套低速初始化生产系统推迟至2021财年末才授出合同,这样,低速初始化生产工作预计于20245月完成。

除了充气式角反射器和AN/ALQ-248AOEW项目还包括其他子项目,例如“长航时先进舷外电子战平台”(LEAP)项目。20204月,美国海军研究办公室授出LEAP的初步概念设计合同,旨在开发一种一次性飞行载机及其对抗措施载荷。LEAP诱饵可在空中飞行待命1小时以上,在主要射频和光电/红外频段拥有运用模块化电子战载荷的能力,具备诱饵和控制站之间的安全双向通信能力。可见,LEAP项目也是AOEW网络化电子战系统的一部分。LEAP预计于2026~2027年实现低速初始化生产。

AOEW几点认识

1AOEW项目网络化的关键是使直升机载AOEW有源任务载荷和舰载AN/SLQ-32V6/7系统(未来该系统将由水面电子战改进项目(SEWIP)替代)可以通过数据链路共享信息,实现舰-机协同电子战作战,进而通过网络化手段提升侦察和干扰欺骗能力。在侦察层面,舰-机协同电子侦察可以综合利用舰/机平台上的侦察资源,统一进行侦察任务的动态分配,快速获取感兴趣频段内的目标信号,为引导有源/无源任务载荷或有源/无源诱饵的干扰、欺骗提供决策支持,提高攻击引导的时效性和准确性。在电子攻击层面,舰-机协同电子攻击可以灵活选择不同的攻击策略和方式(压制干扰、欺骗干扰、假目标乃至赛博攻击),以实现更具欺骗性的作战效能。

2)航母等大型海上平台的雷达反射面积非常大,被雷达制导导弹攻击的可能性非常大。为此,可以使用舷外有源诱饵,在预先设定的位置徘徊,模拟舰船的雷达反射特征,引诱射频制导反舰导弹远离其预定目标。但是当前舷外有源诱饵的缺点是持续时间短,通常为几十秒,最多几分钟,而AOEW有源任务载荷可以在直升机上持续工作很长时间(例如,敌方电子侦察卫星过顶航母编队的时间),这也是AOEW项目的重大意义之一。

3AOEW有源任务载荷和AN/SLQ-32V6/7系统之间的电子战协同需要其他系统的协调,该系统称为“软杀伤协调系统”,是一个软件系统。为了支持新的有源任务载荷能力,美国海军正在开展舷内/舷外软杀伤协调系统的改进,以协调舷内/外电子战系统的任务,涵盖现役对抗措施和AOEW有源任务载荷。

4)虽然目前AOEW有源任务载荷搭载在直升机平台上,但未来很有可能还会用于无人平台。目前使用直升机主要是基于现状考虑,美国海军希望在提供持续舷外软杀伤防御方面降低风险,所以将MH-60平台作为AOEW项目首批增量载荷平台。预计以后的增量将采用无人机,AOEW有源任务载荷未来经改装后可装备在远程长航时无人机上。

结语

我还是那枚反舰导弹,虽然我有精美的制导雷达,但我还是沉入了海底。
后续可能还会有很多新体制导弹出现,并有望能够应对这种网络化协同的“大交叉眼”干扰,但目前我的能力仅限于应对以个体为主的常规干扰或常规“交叉眼”干扰。
总之,未来的舰载网络化干扰与新型反舰导弹的反网络化干扰的时代,必将更加精彩。
只是,置身海底的我,应该看不到了。

作      者:王一星  张春磊

责任编辑:张冬晔  王京涛

       制:程邦仁



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