高殺傷與高防護的博弈

蒲小勃

美國F-22戰(zhàn)斗機上的ALR-94是迄今為止戰(zhàn)斗機上裝備的最有效的無源系統(tǒng)，它能在各個頻段提供360度的覆蓋，對前方區(qū)域還能在方位和俯仰上都提供了全向覆蓋，探測距離超過460千米，遠超過APG-77雷達的200～300千米。ALR-94據(jù)稱采用了長基線干涉測量技術(shù)，能在185千米以上距離為APG-77雷達提供精確的目標方位指示。

國際先進戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)任務(wù)日益復(fù)雜，航空電子系統(tǒng)要完成的功能越來越多，組成也越來越復(fù)雜，并且朝著高度綜合化、模塊化、通用化及數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)已從分立式、聯(lián)合式（三代機）、綜合化（F-22），發(fā)展到以F-35為代表的第四代“高度綜合化”階段，其技術(shù)體制是將第三代結(jié)構(gòu)中通用數(shù)字系統(tǒng)綜合的思路應(yīng)用到射頻綜合，并將其模塊化和使其現(xiàn)場可重構(gòu)，通過大容量高速光纖網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)內(nèi)模塊之間和傳感器之間大量的、實時的數(shù)據(jù)交換，從而使各種傳感器在戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)過程中得到的目標數(shù)據(jù)和威脅數(shù)據(jù)進行融合，完成目標定位、數(shù)據(jù)識別、威脅等級評估、武器發(fā)射控制等高精確度、高置信度的信息處理，并為飛行員提供清晰及時的戰(zhàn)場態(tài)勢顯示，使飛機的殺傷力和生存率成倍提高。

從單純防御到兼具進攻的綜合化變革

作為綜合航空電子系統(tǒng)的重要組成部分，先進電子戰(zhàn)系統(tǒng)與有源相控陣雷達等系統(tǒng)一起，“實現(xiàn)并完善著新一代戰(zhàn)斗機超視距作戰(zhàn)、隱身以及先敵發(fā)現(xiàn)、先敵摧毀的能力”，為“奪取空中信息優(yōu)勢，進行高效能的空中作戰(zhàn)”發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，傳統(tǒng)上被認為是防御性的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，現(xiàn)在成了探測、跟蹤甚至攻擊目標的關(guān)鍵設(shè)備，這代表了對傳統(tǒng)電子戰(zhàn)模式的一次重大變革。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）隱身：定義為飛機平臺保持不被敵空對空或防空武器系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的能力。隱身的獲得依靠巧妙設(shè)計平臺的形狀和/或采用特殊的機體材料來獲得，而且除了采用特殊的干擾方式外，有源武器系統(tǒng)還要采用“隱身”工作方式，以及主要采用電子戰(zhàn)系統(tǒng)的無源傳感器（ESM電子偵測設(shè)備、雷達告警接收機、光電綜合接收機）。

（2）態(tài)勢感知：實時更新戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢并把有關(guān)數(shù)據(jù)顯示給飛行員，使其根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境和任務(wù)要求進行有效攻擊和防御。在這種情況下，電子戰(zhàn)的無源傳感器是必不可少的，因為它是機上唯一能夠提供關(guān)于敵雷達引導(dǎo)的地基防空系統(tǒng)的實時信息的設(shè)備。另外，這些數(shù)據(jù)是通過無源傳感器獲得的，因此不會降低飛機的隱身性能。由于對周圍信號的測向精度高，系統(tǒng)可精確地合并（綜合）傳感器的數(shù)據(jù)，并在某些情況下可給出地對空或面對空威脅的高精度地面位置，還允許將其數(shù)據(jù)與機上其它傳感器數(shù)據(jù)綜合起來，光電綜合告警接收機能綜合紫外、激光、紅外光學(xué)天線陣列的威脅數(shù)據(jù)，對敵導(dǎo)彈、飛機、武器系統(tǒng)進行精確定位識別，有很好的態(tài)勢感知能力，在識別并定位了威脅源以后，電子戰(zhàn)系統(tǒng)將建立其威脅等級并根據(jù)需要啟動電子對抗（ECM）裝置。電子戰(zhàn)系統(tǒng)也為飛行員提供為躲避威脅進行機動所需要的數(shù)據(jù)。

（3）火控：包括各種傳感器、計算機和實施一項特定攻擊任務(wù)采用的武器（例如空對地、反雷達或空對空武器），必須能全天時、全天候并在激烈電子戰(zhàn)活動時得到保障。

（4）自衛(wèi)：自衛(wèi)能力的獲得是通過成功地使用電磁（EM）和紅外（IR）隱身能力、威脅規(guī)避措施（與能否獲得威脅的清晰圖像有關(guān)）以及有效對抗措施（干擾和誘騙措施）來實現(xiàn)的。自衛(wèi)功能的有效性當今已通過使用許多干擾和導(dǎo)彈探測的新技術(shù)而大大提高了。

F-22的電子戰(zhàn)系統(tǒng)

F-22的電子戰(zhàn)系統(tǒng)包括由BAE系統(tǒng)公司研制的AN/ALR-94無源接收機和AN/ALE-52對抗投放器，以及洛克希德·馬丁公司的AN/AAR-56導(dǎo)彈發(fā)射探測器。據(jù)稱其中AN/ALR-94是F-22上最復(fù)雜的電子設(shè)備，由隱身電子戰(zhàn)天線、電子元件和處理器組成，綜合了雷達告警、電子支援措施ESM、精確測向和窄波束交替搜索與跟蹤功能，并與AN/ALE-52集成在一起。美國F-22戰(zhàn)斗機上的ALR-94是迄今為止戰(zhàn)斗機上裝備的最有效的無源系統(tǒng)，它能在各個頻段提供360度的覆蓋，對前方區(qū)域還能在方位和俯仰上都提供了全向覆蓋，探測距離超過460千米，遠超過APG-77雷達的200～300千米。ALR-94據(jù)稱采用了長基線干涉測量技術(shù)，能在185千米以上距離為APG-77雷達提供精確的目標方位指示。

F-35的電子戰(zhàn)系統(tǒng)

F-35的電子戰(zhàn)系統(tǒng)與F-22的電子戰(zhàn)系統(tǒng)在某些方面類似（其信號截獲系統(tǒng)長基線干涉儀在輻射源定位速度和精度方面將與EA-6B改進能力型III（ICAP III）的接收機子系統(tǒng)的性能媲美，但成本要低一半），在有些方面則不同。兩種系統(tǒng)均擁有與機身集成在一起的、符合隱身要求的寬帶天線，而且系統(tǒng)均由綜合核心處理器（ICP）進行控制。F-22擁有獨立的導(dǎo)彈發(fā)射探測系統(tǒng)（AAR-56凝視紅外陣列的導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)），而F-35則將導(dǎo)彈逼近告警功能納入紅外分布式孔徑系統(tǒng)（DAS）。F-35從一開始就可攜帶多種外部武器在非隱身模式下作戰(zhàn)，并與電子戰(zhàn)系統(tǒng)中干擾系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)生器關(guān)聯(lián)。一種可能的方法就是在完全隱身模式下不實施有源干擾，在戰(zhàn)斗機攜帶外部武器時，通過吊艙或掛架上的拖曳式雷達誘餌來實施有源干擾。

“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機電子戰(zhàn)系統(tǒng)

“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機的電子戰(zhàn)設(shè)備“防御輔助子系統(tǒng)”（DASS）是目前歐洲功能最強的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，它與“臺風(fēng)”整個航空電子系統(tǒng)完全集成在一起，能提供威脅告警、態(tài)勢感知和干擾能力，對付包括雷達、紅外和激光在內(nèi)的全頻譜威脅。

DASS的主要部分包括翼尖吊艙的射頻系統(tǒng)以及拖曳式誘餌，翼下的箔條和曳光彈投放器，導(dǎo)彈和激光告警系統(tǒng)。

DASS的射頻接收機是完整的ESM系統(tǒng)，頻率范圍覆蓋從VHF波段監(jiān)視雷達所用的90～100MHz到10GHz的戰(zhàn)斗機雷達，可以根據(jù)雷達的波長、脈寬和掃描方式對雷達進行特征描述。左邊的吊艙前后各有一個ESM天線，右邊的吊艙帶有兩個拖曳式誘餌。ESM傳感器具有360°視角。左右兩個吊艙中都有干擾天線。ESM傳感器能夠在威脅的交戰(zhàn)距離之外甚至有時在輻射源的探測距離之外探測到所有相關(guān)的輻射源并通過將威脅信號與數(shù)據(jù)庫進行比較識別威脅。干擾信號在主要的航空電子設(shè)備艙中生成，以低功率傳輸?shù)揭砑獾跖撝械姆糯笃?。“精靈”拖曳式誘餌是“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機干擾設(shè)備的重要組成部分，主要用于對付單脈沖跟蹤雷達?！熬`”是一種高功率、采用光纖連接的拖曳式誘餌。它不是一種簡單的轉(zhuǎn)發(fā)器，而是同DASS系統(tǒng)集成在一起的。威脅由ESM系統(tǒng)探測、定位并識別，并在機上生成干擾信號。系統(tǒng)采用一個基于數(shù)字射頻存儲器的技術(shù)發(fā)生器，能夠生成4.5～18 GHz范圍內(nèi)的各種噪聲和欺騙信號。射頻信號隨后轉(zhuǎn)換成調(diào)制的激光脈沖，通過長約100米的光纖傳輸?shù)秸T餌，通過誘餌上的發(fā)射機發(fā)射。

“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機電子戰(zhàn)系統(tǒng)

“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機擁有最先進的航空電子設(shè)備。其電子戰(zhàn)設(shè)備是由泰雷茲公司和BAE動力公司聯(lián)合研制的“頻譜”（SPECTRA）系統(tǒng)。這是一套完整的一體化的電子戰(zhàn)設(shè)備，而且完全內(nèi)裝，沒有外掛的干擾吊艙和箔條/曳光彈投放器。它包含了固態(tài)發(fā)射機技術(shù)，能同時干擾8個目標，同時具備雷達和光/電激光告警，導(dǎo)彈告警，毫米波覆蓋和干涉儀測向能力，覆蓋了射頻、紅外和激光波段。

“頻譜”分為幾個不同的模塊，分布在機身16個地方，通過專用的電子戰(zhàn)數(shù)據(jù)總線中央處理器相連。 “頻譜”電子戰(zhàn)系統(tǒng)具有較高的信噪比，因而能探測低功率輻射源同時由于其高靈敏度和多信號鑒別能力，能為“陣風(fēng)”系統(tǒng)提供優(yōu)于1°的方位精度，這比“幻影”飛機同類系統(tǒng)要高5～10倍。

與傳統(tǒng)的自衛(wèi)系統(tǒng)不同的是，“頻譜”系統(tǒng)是與同由泰雷茲公司提供的RBE2多模電掃雷達以及FSO光電系統(tǒng)密切集成在一起的。這樣就極大地提高了飛行員的態(tài)勢感知能力。各種傳感器的數(shù)據(jù)融合顯示成一個戰(zhàn)術(shù)圖像?！邦l譜”可以識別所探測到的防空武器，并結(jié)合當?shù)氐牡匦卧诓噬珣?zhàn)術(shù)顯示器上顯示出一個威脅區(qū)域，幫助飛行員躲避危險地區(qū)，這種智能數(shù)據(jù)融合極大地提高了任務(wù)的成功率和飛機的生存能力。

綜上所述，先進機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)斗機（三代機、四代機）綜合探測、跟蹤、干擾目標的關(guān)鍵設(shè)備。隨著技術(shù)的進步，未來還將能實現(xiàn)直接電子攻擊（EA），對目標實現(xiàn)硬殺傷；同時在賽博空間（網(wǎng)絡(luò)空間）作戰(zhàn)中也能發(fā)揮更大的作用。

從技術(shù)上講，先進戰(zhàn)斗機機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是走非專用、非用戶定制的道路，采用商用現(xiàn)成處理器（經(jīng)過加固）和模塊化射頻元器件（包括片上系統(tǒng)等），具有去更小的體積、更輕的重量和更高的可靠性，實現(xiàn)更多和更強大的功能。

（作者單位：中航工業(yè)成都飛機設(shè)計研究所）