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电子攻击归来—美国海军大力发展非动能防御


来源:电波之矛

作者:理查德·斯科特

随着美海军继续对其水面舰队关键电子战(EW)能力的现代化改造,下一代舰载电子攻击(EA)系统将在今年晚些时候首次出海。

水面电子战改进计划(SEWIP)Block3被认为是世界上最先进的舰载EA系统。该系统由诺斯罗普·格鲁曼公司开发,构成了电子战系统的最新增量,正在努力为水面部队提供显著改进的电子战支援和对抗能力。

未来将会有更多新的设备出现,如洛克希德·马丁公司正在开发的新型吊舱式机载先进舷外电子战(AOEW)有效载荷,目前正在MH-60S/R直升机上进行飞行测试,同时下一代长续航主动舷外诱饵的前期工作也在进行中。

与此同时,SEWIP Block2电子支援(ES)传感器将继续在主要水面作战舰艇、核动力航空母舰(CVN)和大型两栖舰艇上进行全舰队的推广,当前正在进行Block2的第一次重大技术更新。

SEWIP 的起源


       

SEWIP是在2002年AN/SLY-2(V)先进综合电子战系统(AIEWS)计划被取消后出现的,SEWIP是一个螺旋式的模块升级计划,基于将技术进步和逐步增加的功能升级应用到传统的AN/SLQ-32(V)系统,以改善ES(辐射源检测、分析、识别和威胁告警)和EA(对抗反舰导弹威胁)的性能。目前,已完成三个模块的升级,将计划对第四个模块进行升级。

为了解决过时的问题,通用动力任务系统公司交付的SEWIPBlock1,包括一系列低风险的升级,提高了反舰导弹防御(ASMD)、反跟踪和反监视能力。Block1A已完成121套装舰,引入了改进的显控(ICAD)人机界面和电子监视增强功能,更新了过时的AN/SLQ-32显示和脉冲处理。同时,基于商业现货(COTS)技术进行了急需的更新。

Block1B1使用美海军研究实验室(NRL)开发的AN/SSX-1小型舰艇电子支援措施模块,包括AS-1200A天线、AN/UYX-4处理器单元、CS-5020C接收器/调谐器以及用于显示的独立笔记本电脑,提高了特定辐射源识别(SEI)能力。Block1B2将这种SEI功能集成到ICAD/Q-70控制台中,同时增加了以网络为中心的任务规划能力。通用动力公司已完成了148套Block1B1和1B2系统。

另一个子模块,被称为Block1B3,通过增加高增益高灵敏度(HGHS)处理器和桅杆天线实现了高增益高灵敏度的能力。Block 1B3是一个辅助的威胁关联/态势感知传感器,构成了SEWIP Block2中实现的AN/SLQ-32(V)6系统架构的一个关键子组件。

通过竞争择优,洛克希德·马丁公司于2009年被美海军海上系统司令部(NAVSEA)选中,交付SEWIP Block2,其中Block1B3 HGHS辅助传感器和Block2一起安装,组成了AN/SLQ-32(V)6系统。Block2主要进行ES升级,其中包括一个新的天线阵列和新的数字接收机,旨在提供更好的辐射源检测和测量精度,同时也包括一个新的开放式作战系统接口。

洛克希德·马丁公司的技术方案促进了对COTS电子器件的最大化使用,其架构是基于水星系统公司的Echotek系列微波调谐器和数字接收机。SEWIP Block2的另一个主要分包商是CAES公司,该公司为AN/SLQ-32(V)6提供了基于干涉仪的天线阵面。除了精细的角分辨率外,SEWIP Block2还提供高程测量。

SEWIP Block2的第一份低速初始生产(LRIP)合同是在2013年1月被授予的,直到2016年过渡到全速生产(FRP)阶段。AN/SLQ-32(V)6的初始安装工作是2014年在班布里奇号导弹驱逐舰(DDG96)上完成的,主要进行海上测试。随后,该系统被推广到DDG51驱逐舰、大型两栖舰和CVN上,并作为改装和新建的重点。

洛克希德·马丁公司海上机载网络电子战总监乔·奥塔维亚诺说:“我们正在继续全速生产,到目前为止,我们已经交付了130多套SEWIP Block2系统。”随着威胁信号数量和复杂性的不断增加,Block2使美海军有能力检测和分析这些更复杂的辐射源。

一种被称为AN/SLQ-32C(V)6的紧凑型SEWIP Lite变体已经投入生产,为上层空间比较有限的小型作战舰提供早期检测、信号分析和威胁告警。这是在2014年底/2015年初在海上测试的工程开发模型的快速构建和演示之后开展的。

乔·奥塔维亚诺提到,最初交付的AN/SLQ-32C(V)6正在支持美国海岸警卫队近海巡逻艇项目,这种按比例缩小的变体也将用于濒海战斗舰,并计划用于新型FFG-62星座级护卫舰。

目前,洛克希德·马丁公司正在为SEWIP Block2实施第一次实质性的技术更新,水星系统公司也正在为其提供新硬件,第一批硬件交付自去年开始,计划在2024年引入射频片上系统(RF SoC)技术。该技术将使零件数量合理化,以提高可靠性,同时提供更大的带宽。

进入Block 3


       

洛克希德·马丁公司与雷神公司合作竞标SEWIP Block 3。该项目是在AN/SLQ-32(V)6上增加了一个先进的EA模块,从而形成AN/SLQ-32(V)7系统。然而,经过长时间的竞争,美海军海上系统司令部在2015年2月选择了诺斯罗普·格鲁曼公司的竞争对手来负责进行Block3的设计和开发。通用动力任务系统公司作为该项目分包商,正在牵头进行人-系统集成和培训任务。

SEWIP Block 3将引入综合EA能力,基于宽带有源电子扫描阵列(AESA)技术对射频引导的威胁提供非动能防御。同时,Block3也包括政府对软杀伤协调系统(SKCS)的软件开发工作,为舰载和非舰载射频诱饵提供指导和调度。SKCS系统主要有软杀伤性能和实时评估(SPARTA)算法,旨在衡量EA的有效性,并对效果进行实时评估和调整。

美海军一体化作战系统项目执行办公室(PEOIWS)行官冈野精工(RADM Seiko Okano)在2023年1月份的美国水面海军协会(SNA)年度研讨会上证实,SEWIP Block 3将在今年出海。她补充到:“这个系统的能力是空前的,将为我们提供关键的电子战能力,因为新出现威胁的速度和复杂性是持续增长的。”

据诺斯罗普·格鲁曼公司负责陆地和海洋传感器的副总裁迈克·米尼介绍,舰载EA系统的最大优势是能够为指挥部提供了一个几乎取之不尽的“弹药库”,以补充硬杀伤武器。他解释说:“虽然可以通过多种方式来抵御美海军舰艇所面临的威胁,但是用动能保护自己时,即发射导弹对导弹,最终将会耗尽导弹。非动能提供了这种补充机会,所以可以在很长一段时间内抵御广泛的不同威胁。”

每个SEWIP Block 3系统是由16个AESA阵列组成,每个象限四个面:两个用于接收,两个用于发射。米尼提到:“由于可以近乎实时地引导波束,所以可同时发出多个波束来干扰多种威胁。而且,AESA可以产生一个非常窄和能力集中的波束。”

SEWIP Block 3处在工程和制造开发(EMD)阶段,诺斯罗普·格鲁曼公司建立了一个具有生产代表性的工程开发模型,用于实验室和现场测试。2021年,在巴尔的摩基地的承包商测试完成后,EDM被运到弗吉尼亚州沃勒普斯岛的NAVSEA水面作战系统中心开展评估工作。

诺斯罗普·格鲁曼公司在完成里程碑C评审后,于2018年底获得两套SEWIP Block 3LRIP单元的订单,其中第一套设备现在已经安装在DDG-51FlightIIA驱逐舰USSPinckney号上。目前,该舰正在圣地亚哥的改装,计划于2023年晚些时候出海。

2020年9月,NAVSEA授予诺斯罗普·格鲁曼公司一份2020年~2024财年SEWIP Block 3电子攻击子系统全速生产和AN/SLQ-32(V)7集成的合同。2022年9月,该公司获得一份为期五年的独家合同,价值高达8350万美元,用于支持SEWIP Block 3EA子系统的设计代理服务。

米尼提到:“我们正在全力以赴地向前推进,在西海岸的第一套安装也正在进行,并进展顺利。同时,我们在Wallops岛也将继续进行EDM测试,而且进展也很顺利。与此同时,我们在巴尔的摩的工厂也在进行生产。目前,我们有9个系统的合同,还有更多的选择可供美海军运用。'

目前,美海军正在考虑在DDG-51 Flight IIA驱逐舰上安装大约20套SEWIP Block 3,作为其DDG MOD2.0工作的一部分。同时,DDG MOD 2.0升级还将引入AN/SPY-6(V)4防空和导弹防御雷达,是一个基于AESA技术的系统,具有四个阵列面,每个阵列面有24个雷达模块组件,能够覆盖360°,采用宙斯盾作战系统的基线10版本。

目前,DDG51FlightIIA舰正在接受AN/SLQ-32(V)7半球配置,在主甲板舱的左舷和右舷安装有舷侧安装装置,同时也计划为CVN和“黄蜂”级两栖攻击舰采用改进的象限配置,使用分布式和重新改装的硬件构建块。

米尼解释到:“去年,我们已完成了四象限设计,它是针对那些大型甲板舰的。该设计技术数据包已经移交给美海军并被接受,作为其规划工作中的一部分内容,美海军现在正在考虑何时去购买一些四象限的配置系统。在大多数方面,都是相同的系统,只是为更大的船只配置了不同的系统而已。”

值得注意的是,诺斯罗普·格鲁曼公司的SEWIP Block 3解决方案利用了美海军研究办公室(ONR)的InTop计划“海军创新原型”(INP)项目下的成熟技术和工艺。早在2009年开始,InTop计划试图展示一套可扩展的EW、信息操作(I/O)和视线通信硬件和软件,供美海军水面平台使用。随后,诺斯罗普·格鲁曼公司被选中负责领导开发集成的多波束EW/IO/通信高级开发模型(ADM),体现了多功能、多波段和多波束宽带阵列。

米尼提到,“ONR有将所有这些功能(EW、IO和通信)结合在一起的愿景。我们建立了非常宽的频带孔径、资源管理器,然后我们也为ONR和整个海军演示了一系列非常复杂的、同时进行的任务能力。”

2014年,多波束EW/IO/Comm ADM交付给NRL的切萨皮克湾支队(CBD);2015年底,进行了测试首次展示,也同步进行了EW、IO和通信功能测试。随后,在CBD继续进行评估,多波束EW/IO/Comm ADM直接支持与SEWIP Block 3相关的技术成熟度。

在AN/SLQ-32(V)7进入舰队之前,美海军已经部署了两套针对特定威胁的临时EA系统。该系统来自于NRL的可移动电子战模块(TEWM)计划,以解决美国第六舰队(欧洲)和第七舰队(太平洋)分别提出的紧急行动需求(UONS)。SEWIP Block 3T计划引入了AN/SLQ-59系统来解决第七舰队的UONS问题,但进行单独开发的TEWM被编为AN/SLQ-62,现已经投入使用,以满足第六舰队的UON需求。

EO/IR反制措施


       

尚处于萌芽阶段的SEWIP Bock4已经考虑增加舰载光电/红外对抗(EO/IRCM)能力。ONR于2016年开始的EO/IR联合监视和响应系统(CESARS)正在向未来美海军能力而努力,为潜在的SEWIP Block4需求提供了信息,并帮助降低风险使能技术,以期过渡到记录在案的计划。

CESARS包括两个不同的功能部分,即舰载全景EO/IR提示和监视系统(SPECSS)、针对先进威胁的多光谱EO/IR对策(MEIRCAT)系统。SPECSS的重点是宽视场目标的探测和跟踪,以及后面对MEIR CAT的高分辨率传感器进行的提示,旨在进行目标再采集、跟踪、分类/识别、3-D测距、威胁评估、反制措施执行和反制措施有效性监测。


美海军研究实验室为了支持MEIR CAT签订了3份合同,一是2016年2月,BAE系统信息和电子系统集成公司获得了490万美元的合同;二是2016年3月,洛克希德·马丁公司Aculight激光业务获得了1060万美元合同;三是2016年4月,L-3辛辛那提电子公司获得的690万美元合同。

虽然没有公开发布MEIR CAT原型测试的细节,但洛克希德·马丁公司在今年SNA年度研讨会上展示了该系统的模型,并将其描述为用于保护船舶的先进激光EO/IRCM系统。该公司提到,MEICAT作为CESARS的“反应系统”,旨在提供远程EO/IRCM以支持分层防御,同时采用了“高功率激光器和灵活的炮塔来进行多威胁对抗”。此外,洛·马丁公司指出它采用了模块化的开放式系统结构设计,以便于与海军舰艇系统进行整合和对接。

推进AOEW的发展


       

美海军非动能防御的另一个关键组成部分是洛克希德·马丁公司正在开发的一种新的直升机载长航时AOEW主动任务载荷(AMP)。该系统将作为MH-60R和MH-60S多任务直升机的外置模块,是一个独立的吊舱,被命名为AN/ALQ-248,能够提供高灵敏度接收机和EA子系统。CAES公司作为洛克希德·马丁公司的合作伙伴和该系统的主要分包商,正在提供相控阵发射和接收天线。

AOEW AMP独立工作或与舰载AN/SLQ-32(V)6/(V)7系统协同,旨在为美海军战斗群提供增强的电子监视和ASMD对抗能力。在前种情况下,吊舱将使用其高灵敏度的接收系统进行探测、识别和跟踪威胁辐射源,然后提示高级EA子系统产生和发射射频干扰信号。

在协同模式下,舰载AN/SLQ-32(V)6/(V)7系统将探测到来袭的反舰导弹威胁,通过Link6,利用其SKCS功能提示并控制AN/ALQ-248系统。

自2016年底收到AOEW AMP初步设计合同后,洛克希德·马丁公司于2017年9月收到NAVSEA授予的EMD合同,一些工程开发模型目前正在支持AOEW AMP的测试和验证。同时,该项目还被要求完成MH-60R/S航空电子软件的开发,以实现飞行验证。

最初的作战测试和评估计划将在2026财年的第三季度进行。洛克希德·马丁公司的奥塔维亚诺提到:“我们自2021年9月收到了第一份LRIP合同后,包括两套系统。2022年9月,LRIP2紧随其后,同样也是两套系统,当前我们正在与美海军讨论LRIPs3和4。”

LEED ASTRAY


       

除了AOEW外,美海军正在开发一个新的持久性舷外ASMD诱饵计划。该计划属于长续航电子诱饵(LEED)。LEED设想了一种可消耗的自主舷外反制措施,即将飞行器和射频有效载荷结合起来,能够与AN/SLQ-32(V)6/(V)7系统集成,为舰队提供增强的EW协调和能力,包括延长交战时间和对抗各种类型导弹攻击的能力。诱饵飞行器包括一个用于更新指挥和控制的通信链路,以便根据威胁重新定位和调整,其模块化设计理念允许EW有效载荷快速修改和发展,以保持领先于新的RF威胁能力。

LEED反制措施的开发工作是在中层快速原型设计采购战略下进行的。洛克希德·马丁公司导弹与火控部已被选为主承包商,负责领导LEED的快速开发工作。

虽然关于LEED的信息有限,但2023财年美国防部预算请求中的摘要说明表明:第一阶段的开发,包括组件集成、原型制造、初步演示测试和反制措施性能测试等,将计划持续到2024财年结束;从2024财年到2025财年的后续第二阶段,也将在第1阶段关键技术的基础上,开发一个具有生产代表性的工程开发模型,并计划于2025财年中期完成交付;第三阶段计划在2025财年开始,将采购并向舰队提供初始产品,同时过渡到全面生产。根据预算文件,演示验证评估测试计划将在2026财年末进行。

LEED正在利用ONR的长航时机载平台(LEAP)项目的技术,该项目于2021财年开始。美海军认为,来自LEAP的投入将加速开发周期,并支持更早将LEED投入使用。

NRL以前曾制作过一种低成本旋翼小型无人机的原型,被称为NOMAD(网络舷外微型有源诱饵),并做为ONR的NEMESIS(对抗综合传感器的多元素信号特征网络仿真,复仇女神项目)海军创新原型(INP)工作的一部分。

NEMESISINP旨在开发一个系统,能够在各种分布式平台上形成同步的EW效果的能力,以制造一个连贯一致的EW效应,混淆对手的监视和瞄准系统。此外,除了开发模块化和可重新配置的EW有效载荷,该计划还包括诱饵和无人驾驶的空中和地面平台,以及实现EW功能和诱饵的自主性、网络和反制措施协调技术。

NRL开发的管状发射NOMAD飞行器具有翻转式反旋转同轴转子,位于纵向延伸的机体两端。一个基于二氧化碳的飞行器发射装置被用来发射,它既可以作为一个单一的单元部署,也可以多管部署。

2016年,作为2016年环太平洋演习中的一部分,NOMAD在美海军平克尼号驱逐舰上进行了首次发射。测试期间,该飞行器实现了飞行30分钟,这是预期续航时间的两倍。

2017年8月,从濒海战斗舰USS Coronado号上对NOMAD进行了进一步的测试。测试中,多个NOMAD飞行器被快速连续发射,并进行了编队飞行操作,然后在船上依次回收。这标志着NOMAD多重发射/回收技术首次在美国舰艇上进行了试验。

NULKA升级版


       

美海军在高级诱饵体系结构计划(ADAP)项目资助下开发了MK234Nulka主动式舷外诱饵系统的新射频有效载荷。2015年9月,L3Harris公司获得了一份为期三年的合同,利用NRL在ONR的E-Nulka计划下进行的早期研究和工程开发,开发了ADAP有效载荷。

Nulka是一种消耗性的软杀伤反制措施,旨在欺骗雷达制导反舰导弹。最初的MK234电子诱饵弹结合了一个盘旋的火箭有效载荷运载工具。该工具是由澳大利亚BAE系统公司生产的,在其上面安装了一个宽带射频中继器有效载荷,该载荷是由洛克希德·马丁公司生产的,旨在引诱射频制导反舰导弹离开其预定目标。Nulka在美海军服役期间是通过Mk53诱饵发射系统发射的。

ADAP有效载荷的升级工作是由美海军发起的,作为一种快速部署能力(RDC),旨在部署改进的Nulka诱饵应对更先进的反舰导弹威胁。更具体地说,ADAP包含了一个先进的发射机和改进的信号处理,以针对Nulka诱饵上的原始有效载荷所没有的特定威胁。

根据美国防部的预算文件显示,目前存在两种ADAP变体,被称为“Nulka-X”和“Nulka-Y”。Nulka-X是第一个作为RDC使用的带有ADAP有效载荷的变体,据信,这是为了对抗Yakhont(SS-N-26Strobile/SSC-5Stooge)超音速反舰导弹在地中海东部和黑海构成的威胁,而专门设计的电子战/软杀伤连锁反舰导弹的一部分。。

除了在ADAP下引入的Nulka X/Y有效载荷外,根据2023财年预算报告的一部分发布的信息显示,存在Nulka高级有效载荷,即通过引入先进的发射机和增加的信号处理能力,提供额外的基于威胁的能力。ADAP计划和高级有效载荷发展之间的确切关系目前还未见公布。

NAVSEA在2021年9月授予L3Harris一份价值高达1.24亿美元的合同,向美国和澳大利亚海军提供ADAP有效载荷(MK234 Mod10/11/12/13)。

Sidekick的后继者?


       

在1987年5月“斯塔克”号遭到攻击后,美海军提出了一项紧急要求,即在配备了纯侦察AN/SLQ-32A(V)2 ES套件的FFG-7“奥利弗·哈德·佩里”级护卫舰上引入EA能力。这个RDC的努力导致了一种被称为“Sidekick”的小型轻量级点防御干扰机的投入使用,AN/SLQ-32A(V)2系统与Sidekick结合使用,被命名AN/SLQ-32(V)5。

大约35年后,美海军再次考虑购买一套为小型水面战斗舰量身定做的紧凑型EA系统。虽然美海军还没有一个明确的项目需求,工业界已经开始自投资金进行研发了。

诺斯罗普·格鲁曼公司正在寻求SEWIP Block3的一个缩小的“超轻型”衍生产品,以满足小型舰艇的舰载EA能力需求。诺格公司的米尼提到:“我们认为任何处于危险中的船只都应该有某种形式的保护,而且在任何船只上安装非动能系统都是物有所值的。”同时,他还补充到,“有两个关键驱动因素是最重要的。首先,它必须与目前已经存在的SEWIP Block 3系统具有高度甚至完全的兼容性,无论是在部件还是软件方面;其次,当缩小系统规模时,我们考虑的是船舶安装过程,即随着系统的缩小,集成到船舶上就变得容易得多。当前,一个完整的SEWIP Block 3系统是一项广泛的工作,所以我们正在创造一个更适合平台的灵活设计。”

2023年1月,据诺斯罗普·格鲁曼公司透露,作为去年环太平洋2022演习的一部分,它的超轻型EA解决方案的关键组件与NRL合作在一艘DDG-51驱逐舰上进行了演示。在这种情况下,该公司将超轻型EA发射/接收技术与NRL的远征型EA天线子系统相整合。该组合系统在许多环太平洋演习活动中成功地进行了演示,并证明了这种规模化的EA解决方案能够有效地支持美海军的任务。

“额外的概念演示计划在2023年期间进行,以进一步向美国海军展示该系统的可靠性和可扩展性,也将包括实验室试验、陆基测试和进一步的海上演示。”米尼补充。

洛克希德·马丁公司还在研究如何满足美海军对小型水面作战舰艇EA解决方案的新要求,其候选方案,被称为“Scaled EA”源于该公司在SEWIP Block2和AOEW方面的经验。

洛克希德·马丁公司认为,船舶安装的便利性是很重要的,船舶的安装时间通常为60~90天。在环太平洋2022年期间,一个演示系统进行了有关测试,并计划在2023年进行更多测试。


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