(中國西南電子技術(shù)研究所 成都 610036)
縱觀近年美國在西太平洋地區(qū)的作戰(zhàn)理念,空軍實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,首先要成功突破第二島鏈的封鎖,飛機(jī)突防時(shí),面臨的威脅對(duì)象并不是單一的某個(gè)雷達(dá),而是先進(jìn)的海軍綜合防空火控體系[1](Naval Integrated Fire Control Counter Air,NIFC-CA)。這其中包括鷹眼預(yù)警機(jī),待命的艦載戰(zhàn)斗機(jī)F-35C,電子戰(zhàn)飛機(jī)EA-18G,前線戰(zhàn)斗機(jī)F-16/F-18等,SAM-6導(dǎo)彈等,作戰(zhàn)飛機(jī)為了提高自身的生存力,保證作戰(zhàn)任務(wù)的完成必須全程采取防御措施。而近些年的研究文獻(xiàn),大多圍繞機(jī)載自衛(wèi)干擾開展研究,缺乏對(duì)飛機(jī)全程防御手段的研究。
為彌補(bǔ)上述研究不足,確保作戰(zhàn)飛機(jī)全程生存力,本文對(duì)飛機(jī)突防第二島鏈海軍綜合防空火控體系(NIFC-CA)的能力需求進(jìn)行了深入研究,探討飛機(jī)全程應(yīng)采取的防御措施。
海軍綜合防空火控(NIFC-CA)是美國海軍近年來重點(diǎn)關(guān)注和發(fā)展的綜合防空項(xiàng)目,是根據(jù)“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”思想概念,為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交戰(zhàn)(EOR)和超視距(OTH)防空攔截能力,將新的傳感器、先進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、中遠(yuǎn)程防空反導(dǎo)武器集成為一體,發(fā)展而來的分布式、網(wǎng)絡(luò)化編隊(duì)防空作戰(zhàn)體系。為克服以往水面艦艇對(duì)空搜索雷達(dá)、制導(dǎo)雷達(dá)視線距離的限制,NIFC-CA將依托E-2D先進(jìn)鷹眼預(yù)警機(jī)、宙斯盾武器系統(tǒng)、SM-6導(dǎo)彈、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同(CEC)交戰(zhàn)能力,提供對(duì)低空、超低空來襲目標(biāo)的新型作戰(zhàn)能力,因此NIFC-CA的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是E-2D預(yù)警機(jī)。
全程防御的戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)是,根據(jù)雷達(dá)告警、紅外告警等綜合告警手段及綜合態(tài)勢(shì)感知信息,合理地選擇防御對(duì)抗手段,全程全方位地為作戰(zhàn)飛機(jī)保駕護(hù)航,提高對(duì)威脅雷達(dá)的對(duì)抗效能。防御措施主要分為兩個(gè)層次:綜合隱身防御和綜合對(duì)抗防御。
由于艦艇編隊(duì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是E-2D預(yù)警機(jī),作戰(zhàn)飛機(jī)要實(shí)現(xiàn)綜合隱身必須避免被預(yù)警機(jī)探測(cè)發(fā)現(xiàn)。因此飛機(jī)需要從降低雷達(dá)探測(cè)概率、無源探測(cè)概率和光電探測(cè)概率入手,牽引出綜合隱身防御能力需求。具體如下:
1)降低雷達(dá)探測(cè)概率,牽引出RCS縮減技術(shù)、RCS尖峰規(guī)避技術(shù)、隱身干擾技術(shù);
2)降低無源探測(cè)概率,牽引出射頻隱身技術(shù),包絡(luò)雷達(dá)信號(hào)隱身技術(shù)、通信導(dǎo)航信號(hào)射頻隱身技術(shù);
3)降低光電探測(cè)概率,牽引出光電特征縮減技術(shù)。
這里主要研究射頻特征,對(duì)于光電特征只是簡單提及,不做重點(diǎn)研究。
3.1.1 RCS尖峰規(guī)避技術(shù)
由于飛機(jī)不同角度的雷達(dá)散射截面積(RCS)不同,在規(guī)避預(yù)警機(jī)雷達(dá)探測(cè)時(shí),需要結(jié)合敵我位置,調(diào)整RCS值最小的方向?qū)χ{雷達(dá),保證壓縮預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)距離,達(dá)到航路規(guī)避的目的。
3.1.2 隱身干擾技術(shù)
對(duì)于預(yù)警雷達(dá),作戰(zhàn)飛機(jī)首先通過無源定位和態(tài)勢(shì)感知,確定目標(biāo)位置和雷達(dá)類型,推算其威力范圍。判斷是否可繞行避免被探測(cè)。如單純依靠繞行不能避免被探測(cè),則啟動(dòng)隱身干擾,壓縮雷達(dá)探測(cè)距離,強(qiáng)行開辟隱身突防通道,隱身干擾開辟隱身航道示意圖見圖1所示。
圖1 隱身干擾開辟隱身航道示意圖
3.1.3 射頻隱身功率控制技術(shù)
飛機(jī)上的UV功能和塔康功能是保證飛機(jī)安全飛行的重要保障,在保證不影響任務(wù)性能的前提下將其輻射的信號(hào)功率降低6dB,將使敵方無源探測(cè)系統(tǒng)的截獲距離降低一倍,保證飛機(jī)不被預(yù)警機(jī)上的無源偵察系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)。
綜合對(duì)抗防御分為單平臺(tái)對(duì)抗防御和多平臺(tái)分布式協(xié)同防御,對(duì)于常規(guī)的單平臺(tái)對(duì)抗手段這里不詳細(xì)探討,主要是研究分布式協(xié)同防御措施。
分布式協(xié)同防御[9~11]是通過機(jī)間數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)多干擾平臺(tái)協(xié)同,并根據(jù)面對(duì)的威脅目標(biāo)和擁有的干擾資源,進(jìn)行目標(biāo)分配以及協(xié)同干擾資源在時(shí)域、空域、頻域、能量域上的調(diào)度管理與實(shí)現(xiàn)的防御,協(xié)同防御模式和層次劃分見表1所示。
表1 協(xié)同防御模式及機(jī)制
1)遠(yuǎn)距離支援干擾
飛機(jī)采取隱身手段,若仍然面臨被預(yù)警雷達(dá)發(fā)現(xiàn)時(shí),可以借助體系內(nèi)的干擾機(jī)在安全位置發(fā)射大功率干擾執(zhí)行遠(yuǎn)距離支援干擾,將干擾信號(hào)注入到雷達(dá)的旁瓣,壓制預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)距離,為飛機(jī)開辟隱身航道。
2)近距離支援干擾[12]
飛機(jī)采取隱身手段,若仍然面臨被預(yù)警雷達(dá)發(fā)現(xiàn)時(shí),可以在合適的近距位置發(fā)射干擾型空射誘餌執(zhí)行近距離支援干擾,將干擾信號(hào)注入到雷達(dá)的主瓣,壓制預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)距離,為飛機(jī)開辟隱身航道。
3)協(xié)同空射誘餌干擾[13]
當(dāng)飛機(jī)執(zhí)行對(duì)面打擊任務(wù)時(shí),為了提前鎖定敵雷達(dá)陣地位置并且提前消耗防空導(dǎo)彈數(shù)量時(shí),通過釋放大量的空射誘餌迷惑敵方防空指揮系統(tǒng),每個(gè)空射誘餌生成多個(gè)逼真目標(biāo),對(duì)敵綜合防空系統(tǒng)實(shí)施飽和電子攻擊,誘使敵雷達(dá)開機(jī),以定位敵綜合防空系統(tǒng),誘使敵雷達(dá)開機(jī),實(shí)施反輻射打擊。
4)分布式協(xié)同自衛(wèi)干擾[14~15]
當(dāng)飛機(jī)編隊(duì)受到NIFC-CA體系內(nèi)多部雷達(dá)同時(shí)照射時(shí),各飛機(jī)截獲目標(biāo)信號(hào),完成信號(hào)檢測(cè)和參數(shù)提取,形成目標(biāo)威脅態(tài)勢(shì)。綜合考慮各個(gè)組網(wǎng)雷達(dá)的位置分布、頻段分布、信號(hào)特征,以及我方編隊(duì)的數(shù)量、隊(duì)形等因素,主站統(tǒng)一制定干擾策略、規(guī)劃使用編隊(duì)內(nèi)的干擾資源,分配干擾目標(biāo),必要時(shí)將引導(dǎo)信息發(fā)送到從站,引導(dǎo)從站完成目標(biāo)信號(hào)的截獲,實(shí)現(xiàn)對(duì)組網(wǎng)雷達(dá)的最佳干擾。干擾過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)組網(wǎng)雷達(dá)信號(hào)情況,調(diào)整干擾策略。
5)集中協(xié)同壓制干擾[16]
利用編隊(duì)內(nèi)多平臺(tái)上的雷達(dá)有源干擾機(jī)實(shí)施協(xié)同壓制干擾,其出發(fā)點(diǎn)主要是由于編隊(duì)的干擾資源功率有限,難以在與敵方傳感器的功率對(duì)抗中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,從而難以在敵方雷達(dá)上造成干擾扇面以遮蓋我方目標(biāo)的回波信號(hào),此外敵方雷達(dá)可以通過干擾機(jī)的方向來判斷我機(jī)的方位,當(dāng)多機(jī)協(xié)同壓制干擾時(shí),共同形成一個(gè)有效干擾扇面,這樣每部干擾機(jī)的功率要求不至于太大,敵方雷達(dá)也無法根據(jù)干擾扇面的中心線來判斷我機(jī)的方位。
生存力是高價(jià)值飛機(jī)必須具備的核心能力,為了提高生存力,飛機(jī)必須全程采取防御措施,結(jié)合威脅對(duì)象分析,必須具備高靈敏度態(tài)勢(shì)感知能力、具備雷達(dá)隱身能力、射頻隱身能力、光電隱身能力。未來,新型雷達(dá)和通信數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)的使用加強(qiáng)了信息的互聯(lián)互通,使傳統(tǒng)的一對(duì)一的干擾失效,常規(guī)的干擾將面臨巨大的挑戰(zhàn)。分布式協(xié)同干擾對(duì)預(yù)警雷達(dá)組網(wǎng)造成了極大的威脅,在對(duì)抗過程中,每一部干擾機(jī)可以分配一個(gè)最適合的雷達(dá),也可以多部干擾機(jī)干擾一部雷達(dá),這是未來體系作戰(zhàn)主要的干擾方法。
未來提高飛機(jī)的生存力,工程上可以從幾下方面提升設(shè)計(jì)[17-20]:
1)提高綜合態(tài)勢(shì)感知能力,包括雷達(dá)告警、紅外告警、遠(yuǎn)距離協(xié)同定位、綜合識(shí)別與數(shù)據(jù)融合能力等;
2)提高綜合隱身能力,包括射頻隱身、雷達(dá)特征縮減、光電特征縮減等;
3)提升通信對(duì)抗能力,破壞敵體系信息互聯(lián)互通;
4)研制大帶寬低延時(shí)抗干擾的數(shù)據(jù)鏈;
5)提升傳感器調(diào)度與管理能力;
6)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn),共享作戰(zhàn)資源,跨平臺(tái)操作。