理论教育 超级航母的烟花软防御手段优化方案

超级航母的烟花软防御手段优化方案

时间:2023-07-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:14点32分,弗朗西斯科报告已经锁定目标,科拉维诺驾驶的僚机同时对目标进行了确认。“复仇者”号施放的金属箔条成功干扰了导弹末制导雷达,“烟花防线”在最后时刻挽救了一艘航空母舰。马岛战争成功验证了舰载软防御系统的实战能力。然而,在航母所有防御手段中,电子对抗却经常被人忽视。电磁“咆哮者”每艘超级航母一般搭载5架左右的专业电子战飞机。

超级航母的烟花软防御手段优化方案

不会有人对电子干扰和诱饵弹抱太大期望,当它们起作用时,人们会感到惊喜;当它们不起作用时,也很正常。

正午的太阳有些耀眼,天空没什么云彩能见度很高。对于弗朗西斯科上尉和路易斯·科拉维诺上尉来说,天气不错。

两人决定不再等了。此时是1982年5月30日12点30分,在阿根廷里奥·格兰德机场,两架“超级军旗”攻击机腾空而起。弗朗西斯科的座机下挂载着阿根廷最后一枚“飞鱼”,他相信“无敌”号航空母舰今天在劫难逃,战争很可能就此逆转,而自己则将成为创造历史潘帕斯雄鹰。

■ “超级军旗”携带“飞鱼”低空突防,虽然阿根廷人的美梦只能停留在画布上,但“超级军旗”与“飞鱼”的经典组合倒足以光耀史册。“超级军旗”由法国达索公司研制,1978年服役,阿根廷海军总共采购了14架,但在马岛战争前只交付了5架

“超级军旗”与4架“天鹰”先爬升到7000米高度,然后飞往空中加油点,K-130H加油机为它们加注了可供飞行300千米的燃油。之后,攻击机群向东飞去,并在距离目标海域304千米处将高度降至30米。14点32分,弗朗西斯科报告已经锁定目标,科拉维诺驾驶的僚机同时对目标进行了确认。弗朗西斯科没有丝毫犹豫,他果断按下导弹发射钮,这枚珍贵的“飞鱼”拖着烈焰向“无敌”号飞去。

“无敌”号命悬一线,“谢菲尔德”号和“大西洋运输者”号的悲剧即将重演。

然而,就在“飞鱼”向“无敌”号做最后冲刺时,一簇灿烂的“烟花”从旁边的“复仇者”号护卫舰上“燃放”,反舰导弹像没头苍蝇般一头栽进海里。

“无敌”号得救了。“复仇者”号施放的金属箔条成功干扰了导弹末制导雷达,“烟花防线”在最后时刻挽救了一艘航空母舰。不用导弹的防空体系

“无敌”号的这个故事在历史上尚存争议。阿根廷人坚信自己击中了目标,而英国战史却宣称攻击以失败告终,并指出是“复仇者”号上的114毫米主炮,或者金属箔条干扰弹让“飞鱼”失效。考虑到用114毫米舰炮击落掠海反舰导弹实在匪夷所思,如果英国人没撒谎的话,功劳就应该归于干扰弹。

马岛战争成功验证了舰载软防御系统的实战能力。然而,在航母所有防御手段中,电子对抗却经常被人忽视。其实电子战早已成为现代战争中不可或缺的一部分。对于美国海军而言,为了保证绝对的制电磁权,其不仅为几乎所有水面战舰都配备了电子支援系统,在舰载机联队内更编有专业电子战飞机。

超级航母战斗群的电子战能力包括攻防两个方面:EA-6B“徘徊者”、EA-18G“咆哮者”以及其他挂载了电子战吊舱的舰载机均可以在进攻中对敌方实施电子压制;在执行防空截击任务时,电子战飞机与舰艇上的电子对抗系统也将尽可能弥补硬杀伤手段留下的漏洞

航母的空中电子战防线大致分为3层。在距离航母约100千米的威胁方向,美国海军通常会预置3架专业电子战飞机,用于对成功突破舰载机防线的反舰导弹实施干扰;如果未能奏效,航母战斗群所有水面舰艇上的AN/SLQ-32电子支援系统还可以实施第二波有源干扰;而一旦反舰导弹逼近航母上空,舰载的MK36或MK53诱饵弹发射器还将齐射数十枚有源或无源诱饵弹。差点击沉“无敌”号的那枚“飞鱼”很可能正是栽在了这最后一道“烟花防线”上。

电磁“咆哮者”

每艘超级航母一般搭载5架左右的专业电子战飞机。随着EA-6B“徘徊者”陆续退役,目前美国海军舰载机联队中的绝大多数电子战飞机已经换成了EA-18G“咆哮者”。如同前者是A-6“入侵者”的电子战改型一样,后者是在F/A-18E/F“超级大黄蜂”基础上发展而来的。其首架量产型于2007年服役,截止到2014年底,所有航母舰载机联队已经全部换装EA-18G。

■ 2014年9月23日,阿拉伯湾,一架来自VAQ-134电子战中队的参与打击“伊拉克和黎凡特伊斯兰国”(ISIL)行动的EA-6B降落在“乔治H·W·布什”号(CVN-77)航母上,这可能是年迈的“徘徊者”们退出历史舞台前执行的最后一次战斗任务

■ 2008年6月3日,华盛顿惠德贝岛海军基地,波音公司将首架量产型“咆哮者”交付美海军VAQ-129电子战训练中队,这标志着该机正式加入美海军序列

“咆哮者”拥有十分强大的电磁攻击能力。凭借诺斯罗普-格鲁曼公司为其研制的新型AN/ALQ-99战术电子干扰吊舱,EA-18G可以高效执行对几乎所有频段雷达的电子压制任务。以往的电子干扰往往采用覆盖某频段的梳状波,但敌方雷达仅仅工作在若干特定频率,这种干扰方式将能量分散在较宽频带上,就如同对电磁频谱的“地毯式轰炸”,付出功率代价太大。此外,具有跳频能力的抗干扰系统出现后,传统干扰方式无法有效应对每秒钟发射频率都要跳动数次的电台和雷达,干扰效果大打折扣。与这种传统的拦阻式干扰不同,EA-18G可以通过分析干扰对象的跳频图谱自动追踪其发射频率,并采用长基线干涉测量法对辐射源进行更精确的定位,从而实现跟踪-瞄准式干扰。此举大幅集中了干扰能量,可谓电磁战场上的“高精度打击”,同时也将EA-18G的干扰“射程”提高到了160千米。

AN/USQ-113(V)通信对抗系统也是EA-18G的制式装备。其在VHF/UHF频段工作,能够自动干扰有源目标或盲干扰指定目标,无论大型预警雷达还是小型弹载雷达都难以幸免。AN/USQ-113(V)还可以实施一般的噪声干扰或模拟通信欺骗,通过窃听或破坏敌方的指挥控制链路,指挥官可以取得战场上显著的战斗优势。该系统能够设置在不同信号内共享功率,具有多目标干扰能力。

另外,EA-18G上的AN/APG-79有源相控阵雷达本身就具备电子干扰功能,它可以在搜索目标同时,分出一部分单元对敌进行离散式电子压制。这种技术当初是为F-22的AN/APG-77雷达研制的,属于标准的五代机技术。

EA-18G作训集锦

与过去40年美军的主力舰载电子战机EA-6B相比,EA-18G的优势显而易见。EA-6B搭载的AN/ALQ-99F电子干扰系统拥有5个干扰吊舱,每个吊舱内安装两部干扰发射机,每个干扰舱可以覆盖7个频段中的一个。操作如此庞杂的干扰设备,需要2名专业电子战乘员,EA-6B的全机乘员更是多达4名。现在EA-18G只需要一台新型AN/ALQ-99战术电子干扰吊舱就可以完成EA-6B五台吊舱的任务,且干扰能力更强。同时,EA-18G只需两名乘员,其中1人为电子战军官。

■ EA-18G的前座舱

“咆哮者”更大的优势体现在机体平台上。EA-18G与F/A-18F BlockⅡ有90%的机体零部件通用,大大降低了后勤保障压力,也节省了飞行员完成新机改装训练所需的时间与费用。更重要的是,EA-18G几乎完全保留了F/A-18F的飞行性能,这意味着该机可以伴随“超级大黄蜂”实施电子掩护与压制。而EA-6B是一种亚声速飞机,在A-6时代,它当然也可以伴随攻击机群执行任务,但现在美国航母上只搭

■ EA-18G“咆哮者”剖视图

载“超级大黄蜂”一款作战飞机,EA-6B与这样的飞机协同作战必然会非常吃力。

EA-18G的自卫空战能力也是EA-6B不具备的,该型机不仅可以挂载标配的“哈姆”反辐射导弹,还可以挂载AIM-9和AIM-120空空导弹。在执行防御性干扰任务时,航母战斗群就不需要再为独自巡逻的电子战飞机配备护航力量,航母的电子防御任务弹性将因此大幅提高。

■ 2011年的阿拉斯加红旗军演中,一架VX-9测试与评估中队的EA-18G正在飞行中受油,可见其右翼和进气道下共挂载了3枚AIM-120空空导弹

■ AN/SLQ-32系统的天线

舰载电子“反导系统”

美国海军水面战舰标配的舰载软防空手段是AN/SLQ-32电子支援系统。该系统于1977年投入使用,尼米兹级航母上目前装备的是AN/SLQ-32(V)4型。它可以被动探测具有威胁的雷达信号,包括那些由雷达制导反舰导弹和与之相关的舰载或岸基雷达发出的信号,随后即向舰上指挥中心发出导弹来袭警报。在辨明雷达类型后,AN/SLQ-32既可以直接实施有源干扰,也可以为各型防空导弹指示目标方位。

该系统采用晶体视频接收测向和瞬时测频相结合的技术,采用了介质透镜馈电多波束天线阵,用于接收的阵列共有16个波束,用于发射的每个阵列有35个阵元,共140个50瓦功率行波管,整个天线辐射的合成脉冲功率可达1兆瓦。显控台由UYK-19型16位计算机控制,屏幕上可显示80列、36行字符或图像。该系统可提供辐射源态势,根据在键盘输入的或由情报建立的数据库给出辐射源类型,操作员指定一个符号就能从计算机中读取参数。

AN/SLQ-32的主要功能是防御反舰导弹,因此具备截获概率高和总反应时间短的特点。专用于航母的AN/SLQ-32(V)4采用了光纤技术,其数字式存储器可实现较快的威胁判断,并提高了干扰抑制性能。由于航母尺寸太大,AN/SLQ-32(V)4的有些分机间相距91米之遥。系统有两台计算机,各与一部收发机靠近,它们用光缆相连。AN/SLQ-32(V)4可以探测频率范围在1至18吉赫兹的电磁信号,系统截获信号只需51纳秒。在实施有源干扰时,其有效干扰辐射功率达兆瓦级,可同时压制80部威胁雷达。干扰波采用I或J频段,干扰模式为转发式或应答式。在实施干扰时,整个系统还可以持续监视其他雷达。它对一般雷达、捷变频雷达和随机扫描雷达有几乎100%的截获概率,且对每一个捕捉到的信号都能精确测向。

■ 早期型AN/SLQ-32系统的显控台

■ AN/SLQ-32天线的内部结构

由于更加先进的AN/SLY-2电子支援系统项目于2002年下马,美国海军近年来只好对AN/SLQ-32做螺旋式升级。其第一阶段改进采用新的信号处理器,使AN/SLQ-32能够更快地识别威胁,并将截取信号更准确地关联给操作者。第二阶段改进将为AN/SLQ-32增加一种特殊的辐射源识别能力,升级后的系统可同时区分多个来袭反舰导弹,并采取更具针对性的反制措施。第三阶段改进将主要针对朱姆沃尔特级驱逐舰、福特级航母,以及规划中的CG(X)新一代巡洋舰。除进一步提高系统探测灵敏度和有源干扰能力外,该项改进最重要的内容是让AN/SLQ-32首次具备红外干扰能力。美国海军目前正在对相关的激光红外干扰技术进行研究。(www.daowen.com)

智能诱饵弹

过去,美军及盟国舰艇上普遍装备的被动诱饵系统是MK36干扰弹发射器。这是一种消耗性反制装备,由MK137诱饵发射器、MK158发射器控制总成、MK164舰桥控制台、MK5或MK6预置再装填容器等部分组成。作战时,由MK32电子战系统自动控制。每个MK137发射器有6个固定式发射管,可发射SRBOC、TORCH等多种干扰弹。SRBOC可将铝箔片散布至空中干扰敌方反舰导弹的雷达寻标器,TORCH则主要用于红外干扰。作为一种被动诱饵弹发射装置,MK36系统结构简单、价格低廉,目前在美国海军水面舰艇上仍有使用,仅每艘尼米兹级航母就配备10套。

■ 依阿华级战列舰“威斯康星”号(BB-64)上的早期型MK36系统,图中分别是MK137诱饵发射器(上)和MK5预置再装填容器

近年来,MK53主动式诱饵弹发射器开始大量上舰,预计用不了多长时间,美军所有的舰载MK36系统都将被MK53所取代。

■ “努尔卡”主动干扰弹

MK53“努尔卡”系统由美国和澳大利亚于20世纪80年代末联合研制。澳大利亚负责发射器部分的研制,美方则负责新型主动诱饵弹的研制。该系统于1999年完成作战测评,美国海军随即订购了11套装配在提康德罗加级巡洋舰与阿利·伯克级驱逐舰上。MK53具备向下兼容性能,其不仅可以发射“努尔卡”主动干扰弹,也可以发射SRBOC等被动干扰弹。

“努尔卡”主动干扰弹被称为世界上第一种智能干扰弹。它本身具备飞行控制能力,由固态微处理器控制的矢量喷嘴提供姿态调整,飞行弹道则由数字式飞行控制处理器根据目标参数提前规划好。这样的设计保证了该系统可以更加精准地投放到目标方向,同时滞空时间也比传统干扰弹长得多。

作为主动有源干扰系统,“努尔卡”最大的特点自然是装有一个电磁干扰波发射器,干扰弹发射后自动发出类似船舰的雷达反射信号,敌方反舰导弹很容易被此信号所迷惑,从而锁定并不存在的目标。发射后的“努尔卡”还可以在空中徘徊,将反舰导弹导引至舰艇外的安全距离处。与之前在舰艇周围发射的无源干扰弹相比,“努尔卡”的有源干扰不仅“可信度”更高,而且可以让反舰导弹的坠落点离舰艇更远。

MK53诱饵系统是美国为了对抗苏联和俄罗斯新一代反舰导弹的产物。像“玄武岩”“花岗岩”,或者“宝石”和“王鱼”这样的反舰导弹都具备很强的抗干扰能力,有的型号还具备干扰归向能力——可直接朝向干扰源飞行。面对这样的攻击方式,舰艇如果不能将干扰弹发射得更远,反而会引导反舰导弹坠入身旁。俄制重型反舰导弹威力巨大,这些导弹入水后爆炸同样会破坏附近的舰艇。而MK53“努尔卡”就很好地解决了这一问题。

■ 2012年的环太平洋军演中,提康德罗加级巡洋舰“乔辛”号(CG-65)上的MK53 mod4正在发射“努尔卡”

水下HIFI

除了防空电子对抗外,美国航母战斗群还装备有针对水下威胁的软防御系统。每艘提康德罗加级和阿利·伯克级舰艇都配备一套AN/SLQ-25“水精”拖曳式声学鱼雷诱饵系统。

AN/SLQ-25采用数字控制模块化设计,能够对各型声导鱼雷实施欺骗。在使用时,AN/SLQ-25通过军舰尾部的发射孔释放出一个流线形浮标,并用一根拖曳信号传输同轴电缆拖在舰尾。浮标里面装一个水下音响发生器,它使用电子或电动机械方式来产生鱼雷“感兴趣”的声信号。由于它发出的信号比军舰本身的声学信号还强烈,鱼雷就可能把它误认为攻击目标。不过,在发射和回收拖曳式浮标时军舰速度不能超过15节,否则容易对电缆造成损害。

■ “尼米兹”号(CVN-68)上,两名水兵正在释放AN/SLQ-25诱饵

AN/SLQ-25系统于20世纪80年代上舰服役,当时主要装备斯普鲁恩斯级反潜驱逐舰。美国海军目前使用的是AN/SLQ-25B,它增加了一个拖曳式阵列传感器,具备对付装主动声呐鱼雷的能力。面对这种鱼雷,AN/SLQ—25B会先拦截鱼雷主动声呐发出的脉冲信号,再将其放大2~3倍后回馈给鱼雷,从而吸引鱼雷来袭。

总地来说,美国航母战斗群直接面对敌方鱼雷攻击的可能性不大。如前文所述,在反航母作战中,攻击型核潜艇只是个配角,如果该类潜艇不能接近到50千米内的鱼雷射程,就难以对航母战斗群构成实质性威胁。因此,航母战斗群在实战中使用AN/SLQ-25鱼雷诱饵的机会应该不多。

软防御的局限

美国海军无疑拥有最完善的航母软防御体系,该体系的远中近三层防线可以对来袭反舰导弹实施多波次干扰或诱骗,并且在作用范围内与硬杀伤手段共同实施拦截。然而,软防御肯定无法取代火力杀伤,即便其再先进,也没有任何一位航母编队指挥官敢于将所有的防御任务都交给电子对抗系统。在1982年的马岛战争中,英国被击沉的多艘舰艇都对来袭目标实施了电子干扰,或发射了诱饵弹。就在“无敌”号躲过攻击5天前,尽管及时发射了诱饵弹,“大西洋运输者”号还是被“飞鱼”击沉了。

马岛海战给英国人最大的教训是,由垂直/短距起降战斗机和“海标枪”区域防空导弹组成的防空体系漏洞百出,没有人过多指责电子干扰系统的无能。换句话说,不会有人对软防御手段抱太大期望,它只是一种对硬杀伤的补充,当它起作用时,人们会感到惊喜;当它不起作用时,也很正常。毕竟当防御方苦心研究更好的电子干扰手段时,进攻方也在为反舰导弹配备更出色的抗干扰技术。

在未来的反航母作战中,攻防双方的软对抗不仅仅存在于最后的“烟花防线”,整个作战体系内都在进行各种“软硬兼施”的对抗,防御方可以用激光等定向能手段致盲进攻方的海洋监视卫星,也可以用航母编队外的大型干扰平台干扰或诱骗远程导弹的中继制导数据链。关于这部分内容,我们将在本书最后一节做更具体的分析。

■ 照片中这位登上“天鹰”战机的飞行员,是阿根廷空军第5旅的卡巴罗上尉,马岛战争中,他驾驶“天鹰”执行了5月25日攻击22型护卫舰“大刀”号(F-88)的任务,A-4“天鹰”是美国麦克唐纳-道格拉斯公司(已被波音兼并)研制的舰载攻击机,阿根廷空军装备的是早期的A-4B,该型机装2门20毫米口径MK12航炮,最大武器载荷虽有2270千克,但简陋的火控系统难以驾驭AGM-65“小牛”等制导武器,马岛战争中的阿根廷“天鹰”一般仅携带MK17航空炸弹执行俯冲攻击任务

军情链接

1982年“无敌”号谜案

1982年5月30日的攻击行动已成为一桩历史悬案。在弗朗西斯科向“无敌”号发射完“飞鱼”后,两架“超级军旗”直接返航。后面的A-4“天鹰”攻击机紧跟着导弹尾迹向英国航母战斗群扑了过去。他们看到地平线上出现一柱浓烟后立即压下机头实施轰炸。在距离目标12千米处,防空导弹击落一架“天鹰”,另一架“天鹰”也在2千米处被击落。按照英方资料,“埃克塞特”号驱逐舰发射的“海标枪”击落2架“天鹰”,飞行员丧生。但剩下的两架“天鹰”成功突破英军防线,飞临目标上空投下了炸弹,甚至用机炮扫射舰面。在打光所有弹药后,两名技术与勇气俱佳的阿根廷飞行员安全返航。他们再次到达与加油机的会合点,在起飞3小时47分钟后降落在里奥·格兰德机场。任务期间,所有飞行员都声称攻击的目标是一艘航空母舰,并特别强调就是“无敌”号。

对于这次攻击,英国的《福克兰岛空战》一书中这样写道:两架“天鹰”轰炸了“复仇者”号护卫舰,它当时正作为航母护航舰释放白色烟幕,阿根廷飞行员将烟雾当成了“无敌”号被“飞鱼”击中后冒出的浓烟,而“复仇者”号的直升机甲板也被错看成航母飞行甲板。之后“天鹰”投下的所有炸弹都脱靶了。

这个版本的问题在于阿根廷飞行员看到的不是白烟,而是黑烟。更荒谬的是,经过长期良好训练的两位飞行员,已经飞到了用机炮扫射舰面的高度,怎么可能把护卫舰直升机甲板错认为200米长的航母甲板?还有一点可疑的是,1982年9月17日,当“无敌”号返回朴茨茅斯港时,其左舷有一大块区域好像是刚刚被重新漆过。英国人难道掩盖了这艘航母被“飞鱼”导弹击中的事实?

■ 照片摄于1982年8月的南大西洋海域,历经马岛战火的“无敌”号正在回家的路上,重点是它的整个左舷一览无遗,也许一张黑白照片证明不了什么,但可以肯定的是,它的状态看起来不算糟,然而,这艘大英帝国的荣誉之舰,2005年便草草退役,2011年寿终正寝在土耳其的Leyal拆船厂,这样的结局也不比“战死马岛沙场”强到哪儿去

隐身航母的梦想与现实

航母的软防御体系其实还应该包括航母本身的隐身性能。不过,如果仍沿用目前已有的隐身技术,让超级航母隐身其实没太大意义。尽管有些资料很喜欢渲染“福特”号的所谓隐身性能,如采用吸波涂料、隐身外形设计等,但是我们不妨设想一下,一艘10万吨级的超级核动力航母在战场上该如何隐身?外形、涂料和材料是目前仅有的雷达隐身手段,通过综合运用这3种手段,美国人也许可以将“福特”号的雷达反射截面积缩小到3万吨级,可即便是这个排水量在海上仍然非常醒目。与为此付出的高昂成本与性能代价相比,这样的隐身显然不划算。

减小雷达反射截面积理论上可以缩小被敌方雷达发现的距离。然而,现代对海搜索雷达的探测距离其实与雷达与目标之间的距离关系不大,而是受到地球曲率的限制。一艘3万吨级的巨舰如果进入海平面内,任何雷达甚至肉眼都能发现。如果在海平面外,则无需隐身对方也发现不了。对于海洋监视卫星和侦察机来说,它发现3万吨级目标和10万吨级目标的概率也不会有什么差别。

此外,超级航母从来不会单独作战。整个航母战斗群散布在近千平方千米的海域内,即便航母本身能隐身,又如何让整个航母战斗群隐身?因此,与其费尽心机让航母在雷达屏幕上“缩小”,倒不如努力降低航母的红外与噪声信号更具现实性,虽然这一样很难。

■ 2013年11月17日,纽波特纽斯船厂,“杰拉尔德R·福特”号(CVN-78)正在驶向3号码头接受为期28个月的舾装,整个舰体已经基本完工,采用雷达隐身设计的小舰岛相当抢眼

杰拉德R.福特号舰岛与舰体合拢

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