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美军六代机:共形阵列 侦干探通一体化 网络化分布式协同电子战


来源:电磁频谱战

作者:射声校尉

美国空军和海军当前都在积极推进各自的“下一代空中优势”(NGAD)即六代机项目。关于美军的六代机将如何实施感知、通信和电子战,目前还缺乏官方的系统阐述。近日,美国权威军事网站thedrive.com近日对此问题进行了分析推测,指出美军的六代机在频谱战方面将体现出三个方面的划代特征:

一、共形阵列


       

美军的六代机可能采用“共形承载天线结构”(CLAS)。CLAS 概念在过去十年左右的时间里取得了巨大的飞跃,并在F-35的机翼结构中得到了一定程度的应用。美军最新的B-21隐身轰炸机也很可能采用了这项技术。

▲CLAS样机

基于CLAS 概念,载人六代机平台将采用全新的设计和制造方式,大部分机翼甚至整个机身都可以成为一个巨大的阵列集合。这可以大大减轻六代机的重量并增加可用的内部空间,还能创建更大更强的阵列,从而释放出巨大的性能潜力。

载人六代机平台甚至可以在单个机身上混合使用模块化传统阵列和CLAS阵列。大型CLAS阵列可以提供前半球覆盖,而较小的多功能阵列则覆盖其他区域。

但对于NGAD作战体系中的消耗性无人作战平台,CLAS的意义不大。

二、侦干探通一体化


       


美军的五代机具有高度的“传感器融合”(Sensor Fusion)特点,即飞机上所有传感器的信息(包括雷达、红外、ESM、导航、敌我识别、电子战数据和数据链信息等)都可以整合起来,形成一个无缝的战术“图景”。传感器融合为机组人员提供了战场空间的“上帝之眼”视图。这极大地提高了五代机平台的态势感知能力,进而提高了生存能力和杀伤力。

但是,五代机仍然需要一系列非常复杂的独立传感器、发射机和通信系统,以及各自的计算机、冷却系统和电源等硬件后端。这些传感器必须通过机载计算机和软件进行整合,才能将其数据“融合”在一起。将所有这些传感器装入高性能的隐身平台,又进一步增加复杂性。维护和升级所有这些系统也是一项巨大的挑战,从而降低了飞机的战备出动率。

美军的六代机很可能会采用“融合传感器”(Fused Sensors)的理念,将感知、通信和电子战功能融合到一个多模有源相控阵中,从硬件上实现侦干探通一体化。当然,飞机上仍然需要一些额外的无源天线,以及用于基本通信的有源天线。

多模有源相控阵可以使用先进的低截获概率(LPI)模式来完成感知、通信和电子战任务。这些模式与超快速扫描、极高功率、精准窄波束和宽带能力相结合,使得系统很难被探测到,即使被探测到,也很难进行识别和地理定位。

在六代机上,感知、通信和电子战这三种模式几乎可以同时“交织”。阵列的任务调度是集中管理的并且基本上是自动化的。阵列共形分布在机身上,可以高效地实现所有核心功能的球形或近似球形覆盖。

六代机使用一组共形阵列实现感知、通信和电子战功能,省出了更多可用的内部空间,布线也更简单。这也意味着系统可以更轻松地进行升级和维护,还可以更快地对新功能进行的测试和验证。

三、网络化分布式协同电子战


       


六代机上的融合传感器具有硬件通用化和功能软件化的特征,这将给NGAD作战体系带来显著的作战优势,尤其是在电子战方面。

认知电子战能力可以很容易的部署到六代机上。如果潜在的射频威胁未能被机载威胁库识别出来,机上的软件可以对其进行分析并创建代码,并根据机上的可用硬件部署最优的波形来对抗它。六代机的通用软件和多功能阵列意味着,如果一个平台检测到并有效对抗了新的威胁,则该解决方案可以通过数据链近乎实时部署到其他平台上。

NGAD体系内通用软件和硬件之间的深度互操作性至关重要。NGAD体系中的载人平台与无人平台联网,并通过通用的代码和硬件将它们连接在一起,将使它们能够无缝地优化整个战场的通信、雷达和电子战行动。

与单平台VS单威胁辐射源的传统电子战策略相比,NGAD可以实现跨大区域的协同电子战,能够以更高保真度的方式扰乱和迷惑对手。通过将分布式电子战平台连接在一起,并以更加动态的协同方式解决战术问题,可以实现更复杂的效应。

基于网络化的分布式协同作战模式,可以根据多个编队的总体任务目标和瞬时需求来“安排”每个平台的阵列发射时序,这可能会带来重大的作战优势。例如,无人机可以请求100英里外的有人平台对特定空域进行雷达照射并共享信息,A编队中的NGAD平台可以使用阵列对敌方某一传感器实施干扰,从而掩护B编队中的另一个NGAD平台。

想象一下,在多个飞机编队中,甚至在整个作战区域中,每秒钟可以多次无缝地完成这种分布式协同作战。这将开创一种全新的作战模式。致盲、误导和分散敌方防空系统的选项将比现在丰富得多,如果进一步搭配使用小型空射电子战无人机,敌方的防空系统将无所适从。

基本上,这将是一种类似蜂群的能力。在NGAD作战体系中,一个编队甚至多个编队中的感知、电子战和通信需求可以根据预定义的限额、优先级和其他参数来设置,并根据任务目标进行不同程度的调整。这样,每个平台都不会局限于自身的感知、通信和电子战能力。同时,整个体系的自动化水平和辐射水平可以根据不同的场景进行预先设置,也可以随时进行手动更改。


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