

據《吉隆坡安全評論》近期報道,在泰國曼谷防務與安全展覽會上,中國電子科技集團公司展示了KG300G電子干擾吊艙。這是一種安裝在戰斗機、轟炸機、攻擊機、中小型運輸機和直升機外掛點的自衛電子干擾吊艙。這個吊艙的展出標志著國內相關領域空白被填補,祖國的戰機有了自己的貼身護衛,并且開始與世界各大軍事強國爭奪軍用電子戰設備大市場。
護衛成長史
自衛電子干擾吊艙主要采用有源壓制和欺騙干擾方式對抗敵方機載或者地面雷達,以達到保護載機的目的。有源干擾于上世紀40年代逐漸成熟,二戰時期對德日的雷達干擾主力是專用的機載雷達干擾機和箔條投放器。隨著地面防空雷達、機載雷達和雷達制導空空導彈的普及和發展,所有戰斗機都有了安裝有源干擾機進行自衛的必要。自衛干擾吊艙的出現代表了一種革命性思想,那就是除了彈藥之外,電磁作戰力量也開始作為飛機的一種掛載方案。
二戰時期的雷達干擾主要是針對地面搜索雷達。因為當時的防御方主要依賴搜索雷達對入侵敵機進行預警和判斷數量型號,用于引導己方飛機進行攔截和幫助己方航空兵戰術制定。當時的干擾策略是用大功率寬頻段的噪聲發生器進行粗暴壓制地面搜索雷達工作,保護轟炸機和攻擊機。雖然在進入敵方防區時用高功率噪聲進行掩護無異于告訴敵人“我們來了”,但是通過這種壓制,敵方雷達無法準確探測來襲飛機編隊、批次、機種和數量,這樣根本無法有效調配飛機攔截。而且美國經常在沒有攻擊行動的情況下,用電子干擾機模擬進犯敵方防區,反復多次,完全打亂敵方部署,使敵方疲于應付。那個時代的機載電子干擾機體積大、功能單一,一般是不同頻段用相應的干擾機覆蓋,干擾不同的雷達還需要更換不同的干擾機,靈活性很差。另外,接受敵方雷達信號、進行某種惡意修改或者摻入噪聲后再重發出去的欺騙干擾技術在二戰期間也逐漸成熟。
重新改裝機體內的干擾機是一項比較麻煩的工作,但是面對頻率越來越多樣化的各種雷達,又必須在任務執行之前按照敵方的雷達技術情況對干擾機進行調整。久而久之,將干擾機用吊艙的形式掛于飛機掛點就開始廣泛應用了。在1962年美國對古巴進行電子干擾行動的時候,電子干擾吊艙首先登上世界戰爭舞臺,然后在1965年開始裝備F-105戰斗機。這樣一來,并沒有經過電子戰專用改裝的戰斗機只要機載電源功率足夠支持干擾吊艙,就可以搖身一變成為攻擊編隊的保護神,另外針對敵方部署的雷達和任務特點,只要更換吊艙就可以達到靈活應對的效果。從此以后,各種電子吊艙層出不窮,各個航空強國都開始爭先發展功率更強大、智能程度更高和靈活度更好的干擾吊艙。
越南戰爭使美國開始了全面電子戰體系建設工作,也開創了美國電子設備設計、研制、生產的新時代。越南戰爭的經驗也奠定了美國今后電子戰體系和裝備發展的思路和基調。越戰后,美國還扶持以色列進行了中東戰爭,總結了多次戰爭經驗教訓,電子戰設備發展開始出現兩個方向:一個方向是發展大而全的專用電子戰飛機,用來對敵方進行壓制,保護己方編隊;另外一個方向是將先進電子對抗技術向所有作戰飛機普及,做到沒有專用電子戰飛機保護時也能夠有效自衛。
盡管傳統上主要強調戰斗機先進飛行性能的重要性,而現在又著重強調其隱身性能,但在現代軍事行動中,戰斗機的生存能力仍然在很大程度上取決于其電子戰自衛系統,以及該系統與整個電子體系結構的接口和相互協作。實際上,任何戰斗機都有被探測到的可能,被探測到之后,關于威脅的感知對于飛行員或者自動反應系統快速做出適當反應非常關鍵。機載系統的首要任務是探測到敵方武器系統的電磁輻射,進行分析和識別,這主要依靠內存中的威脅數據庫,然后確定威脅源方向,評估對己方飛機造成的威脅等級,并將相關信息以簡明易讀的形式提供給飛行員。飛行員能夠獲取并保持對電子戰形勢的全局感知是非常重要的,這就要求適當的人機界面技術,使飛行員不被多余和模糊的數據所困擾。具體來說,現代電子戰自衛系統必須具備以下功能:對飛機周圍空間保持360度覆蓋率,搜索潛在敵對輻射;探測并定位一定區域內對已方具有威脅的所有敵方武器系統;對來自空中和地面的威脅進行精確定位;必要的話,評估威脅等級;自動啟動相應電子對抗設備。
電子戰自衛系統包括雷達告警接收機和電子對抗組件。早期雷達告警接收機的功能局限于告知飛行員飛機被敵方雷達所探測同步系統還會提供關于雷達威脅的性質、類型和位置的精確信息,對信息進行分析以預測一個無探測路線,并預測一個阻力最小的路線。現代雷達告警接收機應用了先進的微型處理器來完成這些任務,并同時截獲、識別和定位敵方雷達系統。當然,這只有在預先詳細了解敵方系統的技術特性和電子波形特征的情況下才有可能實現。而這些詳細信息是由電子情報和信號情報系統建立的雷達特征數據庫提供的。在數據庫可靠等級高的情況下,雷達告警接收機系統還能提供可信的威脅評估,并通過符號將相關信息顯示在座艙顯示器上。電子戰自衛組件的主動部件發射電子噪聲等信號,致使飛機反射的回波變得模糊,甚至可能使飛機從敵方雷達中消失。
但是飛機內部空間畢竟是有限的,無法有效容納足夠的電子干擾設備應對比較復雜的高強度戰爭。于是出現了自衛電子吊艙,飛機在中低強度戰爭或者一般電磁環境下依賴自身的機載干擾設備自衛,一旦需要執行高危險程度任務或者應對復雜電磁環境,掛上自衛電子干擾吊艙就可以立刻改善作戰飛機的生存性。由于對飛機本身最具有威脅的雷達是地面防空導彈系統的火控雷達和機載火控雷達,所以現代自衛電子干擾吊艙都以這兩類雷達作為主要干擾對象。從此,自衛電子干擾吊艙就成了三代先進戰斗機的標準配置中的“貼身護衛”。
不輸強手:KGi300G電子干擾吊艙
中國電子科技集團公司展示KG300G電子干擾吊艙后,眾多媒體對其技術水平和作戰效能進行了評估和分析。筆者按照公開展示的英文展板上的說明,結合有源電子干擾基礎知識來進行全面的分析。
KG300G機載自衛干擾吊艙是設計用于安裝在戰斗機、戰斗轟炸機、攻擊機、運輸機或者直升機掛點上的,重量不到150公斤,這體現了通用化靈巧化的設計思想。由于各個機種本身的掛點不同,面對的雷達不同,因而KG300G機載自衛干擾吊艙必須有很強的兼容能力才能有效保護每種掛載它的飛機。KG300G干擾吊艙能夠干擾I/J波段,主要是用于干擾為地空或者空空導彈制導的跟蹤火控雷達。這很容易理解,因為無論哪種作戰飛機都面臨敵方的地空或者空空導彈威脅,只要能夠破壞導彈的鎖定或者有效縮短火控雷達的作用距離即可。這說明設計師把握住了作戰飛機對自衛電子吊艙的關鍵性需求,并沒有在通用自衛吊艙上去追求大而全的干擾頻率。
根據介紹,KG300G干擾吊艙采用了最新的電子對抗技術,通過更換不同的干擾模塊,不僅僅限于干擾機載火控雷達,甚至對于地面搜索雷達或者遠程警戒雷達也有一定的干擾效果。在敵方電磁對抗水平較差,不值得派遣專用電子戰飛機進行壓制的情況下,KG300G干擾吊艙這種更換模塊之后的擴展功能提供了一個比較靈活適中的解決方案。KG300G干擾吊艙擁有自己的接收機,可以截獲敵方雷達信號并精確測量其各種參數,提供了更多的分析數據,以便采用更有效率的干擾模式。吊艙的形式給予KG300G干擾吊艙完整的系統架構,除了電力之外,不需要載機提供任何支持,只要載機的機載電源是按照我國軍標設計就可。值得一提的是KG300G干擾吊艙還實現了多目標干擾和可編程干擾能力。
有源電子干擾簡單可分為噪聲干擾和欺騙干擾。由于自衛電子干擾吊艙功率不及專用壓制電子干擾吊艙,采用噪聲干擾效果比較有限,因而都偏重于欺騙干擾。欺騙性干擾的原理是采用虛假的目標和信息作用于雷達的目標檢測和跟蹤系統,使雷達不能正確檢測真正的目標或者不能正確測量真正目標的參數信息,從而達到迷惑和擾亂雷達的目的。欺騙干擾主要有距離欺騙干擾、角度欺騙干擾、速度欺騙干擾和多參數欺騙干擾等幾種,對于不同體制的雷達需要采用不同的欺騙干擾策略。所以面對不同的雷達信號參數,根據編制程序的條件,調用相應干擾策略就至關重要。
對于采用脈沖多普勒體制的機載火控雷達,KG300G干擾吊艙應該會采用經典的速度門拖曳欺騙干擾。脈沖多普勒雷達就是利用目標與雷達相對速度造成的多普勒頻偏來探測目標,速度門拖曳欺騙干擾原理是:首先捕獲敵方雷達的速度波門(速度波門可以理解成為脈沖多普勒體制雷達用來篩選目標頻偏的可變濾波器,濾除目標的頻偏信號就意味著截獲目標),然后在敵方雷達的速度波門內疊加一個用來代替本機的頻偏信號,此后慢慢讓這個頻偏假信號向與本機頻偏相反的方向移動,從而將敵方雷達的速度波門拖引開,然后關掉假信號,這時敵方雷達就會因為速度波門內無信號而喪失鎖定,必須轉入再捕獲狀態,如果目標再次被捕獲,那么干擾再次重復上述過程,干擾效果與敵方導彈處于再捕獲狀態的時間成正比。
而對于采用單脈沖體制的地面火控雷達,KG300G干擾吊艙則會采用距離門拖曳戰術進行欺騙干擾。單脈沖體制雷達直接對比雷達發射和接收波形的時間差來計算目標距離,因而干擾吊艙會針對單脈沖雷達工作原理先在敵方雷達距離門內產生一個假信號,而后將假信號延遲一定時間發射,等到敵方雷達距離門完全跟蹤假信號的時候,關閉干擾,使得敵方雷達失去目標。
以上兩種典型的電子干擾技術只是一般電子干擾吊艙采用的基礎方式,運用到作戰中的電子對抗方法遠比這兩種方法復雜。KG300G干擾吊艙可以利用先進的可編程技術做到面對不同雷達采用不同干擾方式,這意味著干擾能力和效率的大大提高,采用了最新電子對抗技術。就連以軍事電子水平先進著稱的日本也需要從美國進口功能不完善的出口型自衛吊艙,可以說KG300G干擾吊艙的研制成功標志著我國軍用電子水平進入世界前列。
展望:中國機載電子對抗體系逐漸成熟
20世紀的三次高技術戰爭,特別是海灣戰爭給當時執行積極防御戰略的中國空軍帶來巨大沖擊,這之后中國空軍開始了向攻防兼備轉型。通過90年代的摸索,空軍在新世紀得到加速發展。目前國產第三代戰機、加油機、預警機已陸續服役,進攻型空軍已初具規模。我國研制的各種先進電子對抗設備也作為三代戰機的標準配置開始普及。殲-11、殲-10、“飛豹”乃至殲-8等我國航空兵主力作戰機型上除了裝備最新的第四代主動雷達制導空空導彈,更是披掛上了各種超低空導航、武器跟蹤瞄準、電子偵察和電子干擾吊艙。在裝備變遷的背后,預示著我國機載電子對抗體系逐漸完善成熟。
在機載內置電子對抗設備方面,我國早期作戰飛機不是完全空白就是僅僅裝備一臺簡單的雷達告警器噪聲干擾機。上世紀90年代,隨著海峽對岸外購的先進三代戰機逐年裝備,我國空軍雖然積極引進了蘇27戰斗機,但依然倍感壓力。當時就連臺灣IDF這種較為低端的戰斗機都裝備了現代火控雷達且具備超視距作戰能力,雷達告警器、敵我識別裝置、箔條,紅外干擾彈投放裝置和機載干擾裝備一應俱全。而90年代早期我國空軍主力型號是殲一8Ⅱ型戰斗機,由于我國自研機載火控雷達一直沒有突破,一直到1996年才第一次進行了超視距導彈發射試驗。而當時除了“飛豹”之外,基本所有空軍作戰飛機都沒有裝備箔條/紅外干擾彈投放裝置,也就沒有無源電子對抗手段。而臺灣裝備的F-16和“幻影”-2000戰斗機就更具有電磁優勢。F-16裝備了AN/ALR-56M威脅告警接收機、AN/ALR-69/74雷達預警系統、AN/ALQ-119電子干擾吊艙、AN/ALQ-131電子干擾吊艙、AN/ALQ-178內部電子干擾系統和AN/ALE-40/47紅外誘餌/干擾絲撒布器。由于F-16采用了標準的1553B機載航空數據總線交聯所有機載電子設備,因此能使用美國所有先進電子吊艙,并且可以將各類電子對抗設備構建在一個內部網絡中,做到從雷達告警到有源無源干擾的全自動反應。而這種采用三代聯合航電架構的戰斗機,我國當時根本沒有。
斗轉星移十年之后,再看我國空軍,主力型號暫且不表,光是我國出口巴基斯坦的“梟龍”戰斗機就已經具備了相當完善的電子對抗功能且可以任意使用我國研制的各種先進吊艙。梟龍采用了125B IFF機載應答器先進敵我識別裝置(和美國APX一113(v)屬于同等級產品)、KJ8602A/B雷達告警接收機、GT一1B/2箔條,曳光彈投放器和本文的主角KG300G自衛電子干擾吊艙。整套電子戰系統功能齊全,以標準的1553B數據總線串聯,可以做到系統全自動反應。也就是說,如今本國出口別國的輕型低檔戰斗機都有了和F-16這種著名戰斗機一樣的航電架構和性能水平基本一致的電子對抗設備。再看看曾經掛裝各種吊艙而被拍照下來的新“飛豹”戰斗轟炸機,更讓人發現我國電子吊艙已經是一個驚艷的大家族了。新“飛豹”曾經在照片中掛載過的吊艙經過分析可能有電子壓制吊艙、電子自衛吊艙、低空導航/武器瞄準吊艙、電子情報偵察/干擾吊艙、數據鏈吊艙、通信中繼吊艙……
裝備的發展是以國力的強盛為基礎的,也是為國家的興旺服務的,希望中國軍用電子吊艙能夠乘著我國國力日益強盛的東風,迅猛發展,為我國建設具有戰略意義的攻防兼備的航空兵裝備做出更大的貢獻。