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【機(jī)載電子戰(zhàn)】作戰(zhàn)飛機(jī)自衛(wèi)系統(tǒng)綜述

 wanglh5555 2016-09-30

當(dāng)今市場(chǎng)上有多種類型的飛機(jī)自衛(wèi)系統(tǒng),所有的防御輔助系統(tǒng)/子系統(tǒng)/套件(DAS/DASS)采用了共同的布局:威脅探測(cè)器、對(duì)抗裝置、控制器。雷達(dá)告警接收機(jī)(RWR)是最常用的傳感器,它利用輻射源特征數(shù)據(jù)庫(kù)和分布在機(jī)身四周的傳感器確定輻射源的位置。通常雷達(dá)告警接收機(jī)能夠覆蓋大部分雷達(dá)的頻率范圍,即2-18GHz。目前在產(chǎn)的雷達(dá)告警接收機(jī)種類很多,例如塞萊克斯ES公司的“空中衛(wèi)士2000”;BAE系統(tǒng)公司的AN/ALR-56;雷聲公司的AN/ALR-67;俄羅斯的SPO-32/L150 Pastel、SPO-15LM Beryoza;意大利電子公司的ELT/156。一個(gè)廣泛應(yīng)用的例子是諾格公司的APR-39,該系統(tǒng)在美國(guó)和其它國(guó)家的軍用直升機(jī)及固定翼飛機(jī)上已經(jīng)部署了超過7000套。

諾格公司指出,1958年至1992年間被擊落飛機(jī)中的80%是被非雷達(dá)制導(dǎo)武器擊中,因此導(dǎo)彈逼近告警(MAW)系統(tǒng)是飛機(jī)自衛(wèi)系統(tǒng)的另一重要組成部分。激光告警系統(tǒng)能夠探測(cè)激光制導(dǎo)導(dǎo)彈以及使用激光近爆引信的導(dǎo)彈。無源紫外/紅外傳感器只能探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射和助推器的尾焰,使用較少且相對(duì)更復(fù)雜的雷達(dá)探測(cè)器能夠探測(cè)各種形式的武器發(fā)射。

典型的導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)包括空客防務(wù)及宇航公司的AN/AAR-60 MILDS(導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)系統(tǒng))、以色列艾爾斯萊公司的無源導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)和PAWS 2、薩博公司的MAW-300、歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)公司的DDM、諾格公司的AN/AAR-54、俄羅斯Azovsky公司的MAK,以及以色列艾爾塔公司的EL/M-2160。以軌道ATK公司的AN/AAR-47導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)已經(jīng)部署在超過16個(gè)國(guó)家的3200多架固定翼和旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)上。

一旦完成對(duì)威脅的確認(rèn),飛行員可以選擇手動(dòng)部署對(duì)抗措施或者設(shè)定DASS來自動(dòng)采取措施。最常用的對(duì)抗措施是箔條和曳光彈。箔條在第二次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn),至今變化很小。它由切成適當(dāng)長(zhǎng)度以迷惑特定雷達(dá)頻率的金屬薄片(通常是鋁)或鍍有金屬的塑料線組成。盡管投擲箔條仍能有效掩護(hù)飛機(jī)或生成一個(gè)誘餌,但現(xiàn)代的雷達(dá)不再像從前那樣容易被箔條欺騙。

紅外對(duì)抗措施

F-15E戰(zhàn)斗機(jī)投放曳光彈。

曳光彈已經(jīng)誕生了近半個(gè)世紀(jì),它能夠誘使熱尋的導(dǎo)彈遠(yuǎn)離飛機(jī)或者迷惑導(dǎo)彈的鑒別電路。通常曳光彈的燃燒持續(xù)時(shí)間為2-4秒,使用引燃或自燃材料發(fā)出肉眼不可見的紅外輻射。鎂-特氟龍-氟橡膠(MTV)引燃彈藥筒被廣泛應(yīng)用,經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)其性能得到很大提高。

雙譜曳光彈(通常裝載在投放器中)被用來應(yīng)對(duì)雙波段尋的導(dǎo)彈(例如紫外和紅外)。但有些導(dǎo)彈能夠根據(jù)目標(biāo)飛機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)與曳光彈慢速運(yùn)動(dòng)的對(duì)比,以及曳光彈突然升高的熱量與飛機(jī)相對(duì)較低溫度的對(duì)比,對(duì)曳光彈和飛機(jī)進(jìn)行區(qū)分。

目前在用的干擾物投放器很多,例如薩博公司的BOL、BOP-L和BOZ;歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)公司的SAPHIR、ELIPS;俄羅斯的APP-50、ASO-2V;泰利斯公司的Vicon 78/XF。Kanfit公司、Meggit防務(wù)系統(tǒng)公司、MES公司、Symetrics工業(yè)及軌道ATK公司也生產(chǎn)干擾物投放器。以常用的BAE系統(tǒng)公司的AN/ALE-47為例,該投放器是ALE-39/40/45系列的后續(xù)型號(hào),能夠自動(dòng)或手動(dòng)投放多達(dá)60枚一次性干擾彈,包括箔條、曳光彈或雷達(dá)誘餌。

箔條和曳光彈的最大問題是無法防御從飛機(jī)前方實(shí)施攻擊的導(dǎo)彈,而專用紅外干擾機(jī)能夠在此類情況下發(fā)揮作用。很多俄羅斯飛機(jī)裝備了Zenit/GosNRTI L-166系列系統(tǒng)。同時(shí),BAE系統(tǒng)公司生產(chǎn)了數(shù)種紅外干擾機(jī),例如AN/ALQ-157(生產(chǎn)了近1000套)和AN/ALQ-144(僅美國(guó)空軍就裝備了3000套)。紅外干擾機(jī)通過在發(fā)熱源四周布設(shè)調(diào)制屏將能量傳送至導(dǎo)彈尋的器。然而,此類系統(tǒng)無法在所有方向上都輻射足夠的能量,而且輻射經(jīng)常會(huì)被飛機(jī)機(jī)身遮擋。一旦導(dǎo)彈未被干擾機(jī)擾亂,導(dǎo)彈就會(huì)將干擾機(jī)的發(fā)熱源作為其尋的目標(biāo),并進(jìn)行跟蹤。


諾格公司的“衛(wèi)士”吊艙系統(tǒng)是紅外干擾機(jī)市場(chǎng)上的頂尖產(chǎn)品,預(yù)計(jì)將為美國(guó)、英國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)超過1000架固定翼、旋翼和傾斜旋翼平臺(tái)提供保護(hù)。

定向紅外對(duì)抗(DIRCM)

隨著定向紅外對(duì)抗在成本、復(fù)雜性和可靠性方面的改進(jìn),其在對(duì)抗紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈方面的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。諾格公司的AAQ-24“復(fù)仇女神”、AAQ-24(V)“大飛機(jī)紅外對(duì)抗”(LAIRCM)和吊艙式“衛(wèi)士”系統(tǒng)是市場(chǎng)上的領(lǐng)先產(chǎn)品,目前正在或計(jì)劃為美國(guó)、英國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家超過1000架固定翼、旋轉(zhuǎn)和傾斜翼平臺(tái)提供保護(hù)。

LAIRCM包括紫外AN/AAR-54(V)或雙色紅外無源導(dǎo)彈告警傳感器、跟蹤系統(tǒng)、可控跟蹤/干擾炮塔(起初是“蝰蛇”固態(tài)激光器,2008年起使用更小的“衛(wèi)士”激光發(fā)射機(jī))。LAIRCM利用激光能量使導(dǎo)彈尋的器失效。

BAE系統(tǒng)公司的AN/ALQ-212(V)“先進(jìn)威脅紅外對(duì)抗”(ATIRCM)系統(tǒng)是為直升機(jī)之類的小型飛機(jī)而設(shè)計(jì),于2009年部署于美國(guó)陸軍并表現(xiàn)優(yōu)異,累計(jì)飛行時(shí)間超過85000小時(shí)。ATIRCM系統(tǒng)包含了AN/AAR-57通用導(dǎo)彈告警系統(tǒng)(CMWS)、電子控制單元、兩個(gè)可控紅外干擾頭、激光干擾機(jī)、干擾投放器。第三代的通用導(dǎo)彈告警系統(tǒng)具備探測(cè)和規(guī)避輕武器發(fā)射與火箭推進(jìn)式榴彈的能力。英國(guó)的“阿帕奇”(APACHE)、“支奴干”(CHINOOK)、“野貓”(WILDCAT)和“灰背隼”(MERLIN)直升機(jī)都裝備了該系統(tǒng)。2005年3月,美國(guó)允許BAE系統(tǒng)公司向美國(guó)的同盟國(guó)家出口ATIRCM系統(tǒng)。

美國(guó)陸軍試圖用重量更輕的通用紅外對(duì)抗(CIRCM)系統(tǒng)來替代ATIRCM系統(tǒng),并于2012年授予諾格公司和BAE系統(tǒng)公司技術(shù)驗(yàn)證合同。CIRCM的重量只有85磅,用于小型直升機(jī)的只有35磅,全部安裝時(shí)重量不超過120磅。這比LAIRCM重量的一半還輕。美國(guó)陸軍很快將授出21套系統(tǒng)的研發(fā)合同。美國(guó)陸軍和海軍的外場(chǎng)試驗(yàn)將從2019年開始。預(yù)計(jì)僅美國(guó)陸軍就將采購(gòu)超過1000套系統(tǒng)。

市場(chǎng)上另一款主流的DIRCM系統(tǒng)是埃爾比特系統(tǒng)公司的輕型(60磅)多頻譜紅外對(duì)抗(MUSIC)系統(tǒng)。它包含了系統(tǒng)處理器、導(dǎo)彈告警系統(tǒng)、捕獲和跟蹤目標(biāo)的熱成像儀、便于導(dǎo)彈尋的器追蹤目標(biāo)的高速反射鏡轉(zhuǎn)塔和致盲導(dǎo)彈傳感器的激光器。

以色列交通部在2009年6月為民航飛機(jī)訂購(gòu)了275磅重的商用吊艙式MUSIC(C-MUSIC)系統(tǒng),成功測(cè)試后于2014年底完成了對(duì)機(jī)隊(duì)的安裝。該J-Music系統(tǒng)專為大型飛機(jī)而設(shè)計(jì),并已經(jīng)裝備了巴西航空工業(yè)公司的KC-390飛機(jī)。重40磅的微型MUSIC系統(tǒng)適用于小型直升機(jī)和其它輕型平臺(tái)。

MUSIC系統(tǒng)裝備被世界各國(guó)的軍方、要員專機(jī)和民用飛機(jī)大量使用,包括德國(guó)空軍的A400M,亞洲國(guó)家的“黑鷹”,意大利空軍的C-130J、C-27J和AW101(裝備了意大利電子公司基于MUSIC而開發(fā)的ELT/572),要員直升機(jī)和其它飛機(jī)。

塞萊克斯ES公司是DIRCM領(lǐng)域的另一個(gè)研發(fā)商,其在2013年推出了MIYSIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)有多種結(jié)構(gòu),通常包括兩個(gè)紅外傳感器、使用5個(gè)傳感器的導(dǎo)彈告警系統(tǒng)、控制系統(tǒng),系統(tǒng)總重量不超過110磅、功率低于500瓦。該系統(tǒng)可以采用吊艙形式或全內(nèi)裝式。

J-MUSIC是 Elbit公司于2012年推出的可對(duì)抗肩扛式導(dǎo)彈的定向紅外對(duì)抗系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?yàn)橹行秃痛笮惋w機(jī)提供防護(hù)。

射頻對(duì)抗

定向紅外對(duì)抗系統(tǒng)只能對(duì)抗紅外制導(dǎo)威脅。為對(duì)抗雷達(dá)和雷達(dá)制導(dǎo)武器需要使用干擾機(jī)。典型干擾機(jī)包含了接收機(jī)、處理器和調(diào)諧至敵方發(fā)射器頻率的發(fā)射機(jī)。噪聲干擾機(jī)發(fā)射類似于白噪聲的信號(hào),遮蔽飛機(jī)回波信號(hào)或使其完全消失。噪聲干擾機(jī)需要大量功率,若能瞄準(zhǔn)一特定頻率范圍還是非常有效的。

噪聲干擾機(jī)的問題是,很多先進(jìn)的雷達(dá)能夠基于每個(gè)脈沖改變波形特性,這樣噪聲干擾就無法對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè),而且很多雷達(dá)具有干擾尋的(HOJ)模式。通過使用旁瓣降低和人工智能技術(shù),雷達(dá)對(duì)很多形式的干擾具有抗干擾特性。對(duì)一些中等能力的雷達(dá)告警接收機(jī)來說,低截獲概率(LPI)雷達(dá)基本是不可見的。

欺騙干擾比噪聲干擾更加有效,這是因?yàn)槠浒l(fā)射的信號(hào)模擬了真實(shí)雷達(dá)的回波,使目標(biāo)看起來比真實(shí)目標(biāo)更近或更遠(yuǎn),或者在被欺騙雷達(dá)上生成多個(gè)目標(biāo)。

跟蹤中斷技術(shù)主要用于對(duì)抗跟蹤/制導(dǎo)雷達(dá),其機(jī)理是通過發(fā)送比真實(shí)信號(hào)更強(qiáng)的假信號(hào),從而使雷達(dá)鎖定假目標(biāo)。按照類似于雷達(dá)天線的旋轉(zhuǎn)速率來改變干擾信號(hào)的幅度,能夠?qū)A錐掃描雷達(dá)進(jìn)行干擾,使雷達(dá)天線離開目標(biāo)。

單脈沖雷達(dá)較難被干擾,需要使用交叉眼之類的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)干擾。這樣,兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射經(jīng)過時(shí)延后的雷達(dá)信號(hào),致使回波形狀(也就是探測(cè)的方向)失真。

目前在用的射頻干擾系統(tǒng)超過50多種。以諾格公司的AN/ALQ-162為例,該系統(tǒng)在美國(guó)、加拿大、丹麥、意大利、科威特、西班牙等國(guó)家服役。AN/ALQ-162能夠?qū)惯B續(xù)波和脈沖多普勒雷達(dá),安裝方式可以是吊艙、外掛架或內(nèi)裝式。

其它的雷達(dá)干擾機(jī)(大多為吊艙形式)有諾格公司的AN/ALQ-131(V)、AN/ALQ-135(V)、AN/ALQ-165機(jī)載自衛(wèi)干擾機(jī);BAE系統(tǒng)公司的數(shù)字電子戰(zhàn)系統(tǒng)(DEWS);Exelis公司的AN/ALQ-136和先進(jìn)一體化防御電子戰(zhàn)系統(tǒng)(Aidews);塞萊克斯ES公司的“空中影子”;艾爾塔公司的EL/L-8212/22;Kaluga無線電技術(shù)研究所(KNIRTI)的SPS-141/2/3、SPS-151/2、SPS-161/2、SPS-171/2和L187AE;意大利電子電子公司的ELT/553/555/558/568系列和VIRGILIUS。

誘餌

干擾只是對(duì)抗雷達(dá)威脅的一種方法。雷達(dá)誘餌能夠輔助干擾機(jī)和其它對(duì)抗措施來對(duì)敵方雷達(dá)實(shí)施干擾或者將導(dǎo)彈誘偏。很多的誘餌是一次性的,但最近幾十年中拖曳式雷達(dá)誘餌的應(yīng)用更廣泛。拖曳式雷達(dá)誘餌使用后可以選擇回收或者丟棄。典型的例子是BAE系統(tǒng)公司最初為FA-18E/F“超級(jí)大黃蜂”研發(fā)的AN/ALE-55(V)光纖拖曳式誘餌。該系統(tǒng)可分為三個(gè)層次進(jìn)行干擾:中止雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤、解除雷達(dá)的鎖定、充當(dāng)導(dǎo)彈的目標(biāo)。市場(chǎng)上的其它拖曳誘餌包括雷聲公司的ALE-50、空客防務(wù)公司的“空中蜂鳴器”(SKY BUZZER)以及塞萊克斯ES公司的“瞪羚”(ARIEL)。

然而,并不是所有的有源誘餌都是拖曳式的。例如,塞萊克斯ES公司已經(jīng)研發(fā)了投擲式“亮云”干擾誘餌,誘騙雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈和火控雷達(dá)?!傲猎啤闭T餌從標(biāo)準(zhǔn)的55毫米曳光彈彈筒發(fā)射,塞萊克斯公司稱它比拖曳式誘餌更加便宜和便于使用。

雷聲公司生產(chǎn)了大量的投擲式誘餌,例如可以從標(biāo)準(zhǔn)彈筒投放的GEN-X。GEN-X從1994年開始服役,裝備了美國(guó)海軍和美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。2015年5月份,雷聲公司獲得美國(guó)空軍ADM-160C小型空射誘餌-干擾機(jī)(MALD-J)合同。MALD能夠模擬戰(zhàn)斗機(jī)或者轟炸機(jī),而MALD-J可以主動(dòng)干擾敵方的防空系統(tǒng)。該誘餌使用渦輪噴氣動(dòng)力裝置,其射程為560英里,飛行速度為6馬赫。

綜合系統(tǒng)

當(dāng)前,市場(chǎng)上有很多包含了控制、探測(cè)、對(duì)抗措施(主要是曳光彈和箔條)的綜合飛機(jī)自衛(wèi)系統(tǒng)。例如,雷聲的先進(jìn)對(duì)抗電子系統(tǒng)(ACES)綜合了其公司的ALQ-187(V)2干擾機(jī)、ALR-93雷達(dá)告警接收機(jī)和ALE-47干擾物投放器;泰利斯公司的SPECTRA(用于“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī))包含了電磁和激光探測(cè)器、紅外導(dǎo)彈告警器、干擾機(jī)、箔條/曳光彈投放器。


常見的其它綜合系統(tǒng)還有:歐洲戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載防御子系統(tǒng)公司的“禁衛(wèi)軍”(PRAETORIAN);BAE系統(tǒng)公司的AN/ASQ-239 “梭魚”(BARRACUDA);埃爾比特公司的ALL-IN-SMALL;塞萊克斯ES公司的“直升機(jī)綜合防御輔助系統(tǒng)”(HIDAS);NII Ekran公司的L370 Vitebsk(President-S);薩博公司的綜合防御輔助系統(tǒng)(IDAS)、小型IDAS(CIDAS)、民用飛機(jī)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)(CAMPS)以及吊艙式ESTL;RUAG公司的綜合自衛(wèi)系統(tǒng)(ISSYS)可插入設(shè)備(POD);Exelis公司的AN/ALQ-211和AN/ALQ-214(V)4/5綜合防御電子對(duì)抗(IDECM)系統(tǒng)。

飛機(jī)的防護(hù)并不取決于某一方面。美國(guó)空軍認(rèn)為隱身、速度、高度、裝甲、反輻射導(dǎo)彈和摧毀敵C2能力是其飛機(jī)在過去幾十年里未被擊落的部分原因,其它原因還包括使用箔條、曳光彈和誘餌,顯而易見,

(王曉東王燕編譯)


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