美军微型空射诱饵武器发展综述及启示
作者: 陈美杉 胥辉旗 曾维贵 钱坤
摘要: 微型空射诱饵是美军一款空射型电子对抗飞行器, 可执行侦察、 诱骗、 压制和打击等多样战场任务。 该款诱饵弹依托诱饵平台, 不断拓展其潜在能力, 已由最初单纯的电子诱饵类消耗型武器发展为如今基于模块化载荷设计的射频综合类诱饵, 在美军整个装备体系和作战模式中发挥重要作用。 本文在概述介绍微型空射诱饵基础上, 重点分析其战场运用模式和支撑作战的若干关键技术, 并对综合射频类诱饵弹装备的未来发展和应用前景进行展望。
关键词: 微型空射诱饵; 电子对抗; 飞行器; 战场能力; 关键技术中图分类号: TJ760
文献标识码: A文章编号: 1673-5048(2023)02-0091-08
DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0142
0引言
诱饵弹概念由美国空军于20世纪中期提出, 1961年首次装备能够模拟载机雷达信号特征的“鹌鹑”空射诱饵。 空射诱饵弹正式用于实战并实现一战成名是在1982年的贝卡谷地空战中, 以色列运用“参孙”无动力滑翔诱饵弹配合战机在短时间内令19个防空导弹阵地失去作战能力。 1983年, 美国海军在黎巴嫩被叙利亚击落多架战机后, 迅速将目标锁定这种空射诱饵飞行器, 并于1985年采购1 000枚改进型“参孙”诱饵弹, 命名为战术空射诱饵(TALD), 代号ADM-141A, 该型诱饵主要依托两个龙伯透镜实现诱骗功能, 后续又发展了ADM-141B型, 其在海湾战争中表现优异, 对伊拉克防空系统形成有效压制。 战后, 进一步发展装有发动机的改进型ITALD, 代号ADM-141C。
诱饵弹的战场贡献在20世纪的几场局部战争中得到检验与证实, 使美国在以空袭为主的多场非对称作战中占据绝对优势。 与此同时, 几大军事强国也逐渐意识到空袭带来的巨大威胁, 进而持续增强对空防御能力。 在矛与盾的较量中, 传统诱饵对先进防空雷达的欺骗效能逐步降低。 为进一步加强针对防御强国的“介入/反拒止”能力, 最大限度保存战场有生力量并为有人战机提供强大电子支援能力, 美国空军提出 “发展一种空投式低成本小型诱饵类武器以欺骗迷惑敌方雷达系统”。 1995年, 美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)提出微型空射诱饵(Miniature Air-Launched Decoy, MALD)研发项目。
1微型空射诱饵简述
微型空射诱饵是一种空射小型巡航弹, 具有诱饵和干扰能力, 通过多种电子对抗与攻击手段抵消敌方综合防空系统能力。
MALD研发项目由特莱丁·瑞安公司(后被诺格公司收购)研制, 主要契合当时的“低成本空投型巡航式电子战武器诱骗敌方雷达”作战理念, 项目提出至今已有近30年历史, 雷神公司作为后续研制方, 着眼战场适用性不断拓展其功能, 目前已拥有多种MALD型号及衍生型号, 其发展特点具备自身鲜明特色和一定程度的借鉴意义, 基本技战参数为分析其战场能力提供指导[1-7]。
1.1MALD
1.1.1基本型MALD
基本型MALD(见图1)最初定型编号为ADM-160A, 是一款单纯的诱饵类飞行器, 通过搭载信号增强系统(部分资料显示为一组龙伯透镜)从甚高频(VHF)、 超高频(UHF)到微波频段, 在功率、 幅度和频率分布上模拟B-52和F-16等典型战机的雷达回波, 使地面防空武器系统无法分辨诱饵和真实飞机。 相较于诺格公司研制的ADM-160A型号诱饵弹, 转由雷神公司继续研制的ADM-160B增加了弹体尺寸, 由原先的圆形截面改为方形截面, 翼展也有所改进。 在完善整个弹体的气动外形的同时, 更新发动装置, 使航程和续航时间均有较大提升。 ADM-160A和ADM-160B均属于基本型MALD, 可由载机在防区外发射, 地面指挥人员或载机飞行员在飞行前通过预置航路点方式对其进行任务规划。
1.1.2干扰型MALD
MALD-J是雷神公司微型空中发射干扰机的电子干扰版本, 编号ADM-160C。 相比传统电子干扰机和基本型MALD, MALD-J可以更贴近敌方雷达进行干扰, 以距离优势弥补功率劣势进而干扰敌方雷达, 是一款兼具防区内和防区外的干扰装备。 该型诱饵弹增加了主动电子干扰设备, 在保留基本型MALD诱饵欺骗功能的同时, 还可以对敌方雷达实施有源转发或是有源压制等丰富电子干扰措施, 最大限度为载机和后续巡航导弹扫清障碍, 降低突击难度, 成为美军除电子战飞机、 电子干扰吊舱和干扰弹之外的一种全新分离式电子战装备。 后续发展中, 雷神公司为MALD-J加装双向数据链系统, 使其具备一定的态势感知和飞行中任务目标调整能力, 这一举措进一步印证了美军近年来高度重视的“集群作战”理念。
1.1.3载荷型多用途诱饵弹MALD-X
2009年, 巴黎航展上雷神公司展示了一款载荷型空射诱饵MALD-V, 其可通过搭载战斗部或特制电子战载荷形成丰富战场能力, 但此款功能诱饵弹后续报道较少, 极有可能是作为一款概念弹出现(见图2)。 真正意义上的载荷型多用途诱饵弹是2016年雷神公司提出的MALD-X, 其采用模块化设计理念, 可自由加装通信、 雷达和红外等多型电子战装备和不同模式的导引头装备, 同时在MALD-J基础上进一步提升了网络数据链能力, 以实现更加丰富的战场功能。 从MALD-X的多项飞行测试可以看出: (1)大部分飞行测试均有美国海军相关部门参与, 旨在增强MALD-X相关能力的海军作战适用性, 特别是为将来F/A-18E/F舰载机挂载诱饵弹做相关技术储备; (2)飞行测试旨在验证大量小型无人飞行器协同与消耗作战时的作战效能和战场优势; (3)MALD-X多项试验的开展印证了美国海/空军之间跨军种的技术合作的可行性。
另外, 由于MALD的研发遵循载荷化设计理念, 因此其衍生型号较为丰富, 覆盖了侦干打等战场功能和作战环节, 如表1所示。
1.2发展特点
从上文可以看出, 微型空射诱饵的发展脉络具有鲜明的谱系化特点, 同时具备较强的能力接续性, 从深层原因进行分析, 主要是由于美军始终遵循“以需求为牵引拓展装备能力”理念。 近半个世纪, 美军一直处于非本土作战状态, 通过战争经验总结明确当前和未来战场所需, 如从海湾战争、 科索沃战争中的地毯式空袭到叙利亚战争中电磁战的充分应用, 再到近期包括俄乌冲突在内的几次局部冲突中有关无人机的运用和信息战所起的作用, 都体现了战场需求的变化。
MALD的发展也不断适应着越来越复杂的现代战场: 美军发展MALD的初衷是用低成本武器诱骗消耗敌方资源并提升自身战场生存能力, 因此MALD基本型主要作为单纯的消耗型诱饵使用, 来诱骗敌方雷达系统或在数量上使敌方雷达系统达到饱和, 由于载荷功能较为单一, 成本也相对较低; 为了执行更加灵活多样的电子战任务且节省诱饵弹使用数量, 雷神公司发展了干扰型MALD-J, 其具备丰富的信号调制能力, 可以在信号层面对敌方雷达实施欺骗或达到信号处理资源的饱和, 同时增加的双向数据链能力保证了战场使用的灵活性; 在随后的发展中, 为了进一步增强战场适用性, MALD采取了载荷可更换思路, 具备了由侦察到干扰再到打击的战场闭环能力。 另外, DARPA在最初提出的MALD系统设计构想中明确指出, “该型武器装备要足够小, 以实现各型战机都可作为其平台进行空中发射, 大到B-52轰炸机, 小到F-16战斗机”。 因此, 可以看出美军武器装备的发展秉承通用架构, 具备系统性与继承性, 但关键技术需根据战场需求逐步提升的理念[8]。 战场需求与MALD型号以及装备能力发展的对应关系如图3所示。
1.3主要战术技术性能
MALD有别于其他电子战装备的特点是脱离载机, 可以在空间上自由布设。 因此, 除了任务载荷功能外, 对于MALD的续航能力、 隐身能力等均有一定要求, MALD基本技战参数如表2所示。
2MALD战场能力分析
2.1MALD工作模式
MALD作为诱饵弹, 其本质是对敌防空武器系统进行欺骗, 起到保护高价值战场目标目的。 微型空射诱饵的工作模式取决于其所搭载的载荷功能和载荷具体的工作状态, 目前的主战型号中, 比较典型的工作状态为有源主动干扰和有源转发干扰。 从干扰类型、 支持型号、 工作原理、 使用数量、 战场适用性、 作用效果和优缺点进行分析总结[9], 如表3所示。
2.2MALD战术运用策略
基于一定的载荷技术支撑, MALD的战术运用策略较为丰富。 一方面, MALD利用与载机分离式的巡航工作模式, 避免敌方跟踪干扰源模式对载机造成威胁, 对防区内载机或巡航导弹提供不同类型的电子支援; 另一方面, 通过合理配置MALD资源并进行任务规划后由载机防区外投放, 不同功能异构的MALD作战群可以实现全流程自主突防。 结合目前MALD研究现状, 总结五种类型的MALD战场运用策略[10-12]。
2.2.1模拟编队突击, 刺激雷达开机暴露
如图4所示, 一定数量基本型MALD由C-130运输机在敌方雷达(网)探测距离外(一般情况下约400 km)投放, MALD在一定高度上以双机编组方式巡航速度飞行, 在距雷达(网)适当距离时开机辐射干扰信号, 模拟F-16战机, 并根据预先设置调整姿态和速度, 以达到最佳欺骗效果。 敌方雷达(也有可能为被动模式侦察雷达)在受到刺激后进行主动空情探测, 并进行目标跟踪识别。 随后, 突击方可利用侦察机或大型电子战飞机进行远距信息采集, 获取电磁特征资料。
2.2.2抵近巡弋侦察, 搜集敌方雷达情报
类似2.2.1节情况, 如图5所示, 利用一批一定数量基本型MALD采取高空突防刺激雷达开机暴露后, 另一批同时被投放的MALD弹群搭载侦察载荷和数据链系统采取低空飞行策略, 通过合理航路规划并利用自身低慢小隐身特性躲避雷达网探测逐步抵近防区内, 实施防区内精确侦察并将侦察数据通过数据链系统实时回传, 通过指挥部或预警机引导后续反辐射导弹或巡航导弹实施高精度打击, 完成由探测到打击的战场闭环。
MALD执行侦察任务过程中, 影响因素诸多, 文献[12]通过改进的ADC模型对侦察型诱饵弹作战过程中的众多影响因素进行分析, 对侦察型诱饵弹作战效能进行合理评估。
2.2.3载机自卫投放, 引偏来袭防空导弹
如图6所示, 载机如F-16战斗机挂载MALD实施突击作战任务, 地空/舰空/空空导弹武器系统发现并锁定来袭目标后引导发射对空导弹进行拦截, F-16机载火控雷达判别己方飞机被来袭对空导弹跟踪后, 择机释放MALD诱饵弹, 释放后载机选择合适路线机动, 实现自我保护。
该种作战模式在文献[13]中进行了相关探讨和验证, 本文论证了单脉冲体制的空空导弹导引头对载机释放的MALD所产生的能量质心变化而引起的跟踪抖动进而造成跟踪偏差甚至脱靶的现象, 具有一定的理论支撑价值。
2.2.4联合噪声干扰, 降低目标探测能力
如图7所示, 大批量MALD由C-130运输机于防区外投放, 以低空巡飞方式抵近敌雷达网, 采取合理空间布设方式后, 在雷达(网)上空一定距离(此距离的具体数值应根据先验信息经过计算得到, 原则是保证干扰效果的同时避免MALD被强功率烧穿而失效)处开机实施噪声干扰, 使雷达(网)接收信号被噪声淹没, 无法锁定来袭目标, 巡航导弹完成后续低空突防, 生存概率提升。