高殺傷與高防護的博弈

蒲小勃

美國F-22戰斗機上的ALR-94是迄今為止戰斗機上裝備的最有效的無源系統，它能在各個頻段提供360度的覆蓋，對前方區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據稱采用了長基線干涉測量技術，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。

國際先進戰斗機的作戰任務日益復雜，航空電子系統要完成的功能越來越多，組成也越來越復雜，并且朝著高度綜合化、模塊化、通用化及數字化和智能化的方向發展，其結構已從分立式、聯合式（三代機）、綜合化（F-22），發展到以F-35為代表的第四代“高度綜合化”階段，其技術體制是將第三代結構中通用數字系統綜合的思路應用到射頻綜合，并將其模塊化和使其現場可重構，通過大容量高速光纖網絡完成系統內模塊之間和傳感器之間大量的、實時的數據交換，從而使各種傳感器在戰斗機作戰過程中得到的目標數據和威脅數據進行融合，完成目標定位、數據識別、威脅等級評估、武器發射控制等高精確度、高置信度的信息處理，并為飛行員提供清晰及時的戰場態勢顯示，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的重要組成部分，先進電子戰系統與有源相控陣雷達等系統一起，“實現并完善著新一代戰斗機超視距作戰、隱身以及先敵發現、先敵摧毀的能力”，為“奪取空中信息優勢，進行高效能的空中作戰”發揮著至關重要的作用，傳統上被認為是防御性的電子戰系統，現在成了探測、跟蹤甚至攻擊目標的關鍵設備，這代表了對傳統電子戰模式的一次重大變革。主要體現在以下幾個方面：

（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發現的能力。隱身的獲得依靠巧妙設計平臺的形狀和/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，有源武器系統還要采用“隱身”工作方式，以及主要采用電子戰系統的無源傳感器（ESM電子偵測設備、雷達告警接收機、光電綜合接收機）。

（2）態勢感知：實時更新戰術態勢并把有關數據顯示給飛行員，使其根據戰場環境和任務要求進行有效攻擊和防御。在這種情況下，電子戰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于敵雷達引導的地基防空系統的實時信息的設備。另外，這些數據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，系統可精確地合并（綜合）傳感器的數據，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，還允許將其數據與機上其它傳感器數據綜合起來，光電綜合告警接收機能綜合紫外、激光、紅外光學天線陣列的威脅數據，對敵導彈、飛機、武器系統進行精確定位識別，有很好的態勢感知能力，在識別并定位了威脅源以后，電子戰系統將建立其威脅等級并根據需要啟動電子對抗（ECM）裝置。電子戰系統也為飛行員提供為躲避威脅進行機動所需要的數據。

（3）火控：包括各種傳感器、計算機和實施一項特定攻擊任務采用的武器（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活動時得到保障。

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

F-22的電子戰系統

F-22的電子戰系統包括由BAE系統公司研制的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導彈發射探測器。據稱其中AN/ALR-94是F-22上最復雜的電子設備，由隱身電子戰天線、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戰斗機上的ALR-94是迄今為止戰斗機上裝備的最有效的無源系統，它能在各個頻段提供360度的覆蓋，對前方區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據稱采用了長基線干涉測量技術，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的電子戰系統

F-35的電子戰系統與F-22的電子戰系統在某些方面類似（其信號截獲系統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）的接收機子系統的性能媲美，但成本要低一半），在有些方面則不同。兩種系統均擁有與機身集成在一起的、符合隱身要求的寬帶天線，而且系統均由綜合核心處理器（ICP）進行控制。F-22擁有獨立的導彈發射探測系統（AAR-56凝視紅外陣列的導彈逼近告警系統），而F-35則將導彈逼近告警功能納入紅外分布式孔徑系統（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，并與電子戰系統中干擾系統的技術發生器關聯。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”戰斗機電子戰系統

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

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

DASS的射頻接收機是完整的ESM系統，頻率范圍覆蓋從VHF波段監視雷達所用的90～100MHz到10GHz的戰斗機雷達，可以根據雷達的波長、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的輻射源并通過將威脅信號與數據庫進行比較識別威脅。干擾信號在主要的航空電子設備艙中生成，以低功率傳輸到翼尖吊艙中的放大器。“精靈”拖曳式誘餌是“臺風”戰斗機干擾設備的重要組成部分，主要用于對付單脈沖跟蹤雷達。“精靈”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發器，而是同DASS系統集成在一起的。威脅由ESM系統探測、定位并識別，并在機上生成干擾信號。系統采用一個基于數字射頻存儲器的技術發生器，能夠生成4.5～18 GHz范圍內的各種噪聲和欺騙信號。射頻信號隨后轉換成調制的激光脈沖，通過長約100米的光纖傳輸到誘餌，通過誘餌上的發射機發射。

“陣風”戰斗機電子戰系統

“陣風”戰斗機擁有最先進的航空電子設備。其電子戰設備是由泰雷茲公司和BAE動力公司聯合研制的“頻譜”（SPECTRA）系統。這是一套完整的一體化的電子戰設備，而且完全內裝，沒有外掛的干擾吊艙和箔條/曳光彈投放器。它包含了固態發射機技術，能同時干擾8個目標，同時具備雷達和光/電激光告警，導彈告警，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，通過專用的電子戰數據總線中央處理器相連。 “頻譜”電子戰系統具有較高的信噪比，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”系統提供優于1°的方位精度，這比“幻影”飛機同類系統要高5～10倍。

與傳統的自衛系統不同的是，“頻譜”系統是與同由泰雷茲公司提供的RBE2多模電掃雷達以及FSO光電系統密切集成在一起的。這樣就極大地提高了飛行員的態勢感知能力。各種傳感器的數據融合顯示成一個戰術圖像。“頻譜”可以識別所探測到的防空武器，并結合當地的地形在彩色戰術顯示器上顯示出一個威脅區域，幫助飛行員躲避危險地區，這種智能數據融合極大地提高了任務的成功率和飛機的生存能力。

綜上所述，先進機載電子戰系統已經成為現代戰斗機（三代機、四代機）綜合探測、跟蹤、干擾目標的關鍵設備。隨著技術的進步，未來還將能實現直接電子攻擊（EA），對目標實現硬殺傷；同時在賽博空間（網絡空間）作戰中也能發揮更大的作用。

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

（作者單位：中航工業成都飛機設計研究所）