2.2 先进电子战飞机的航空电子设备
电子战飞机也是空中力量的重要组成部分。电子战飞机能对敌防空体系中的预警探测系统、导弹制导雷达和指挥通信、数据链等电磁目标实行一体化干扰压制与硬摧毁,提高作战飞机的生存能力,获得制电磁权优势,保证作战飞机成功实施空中突防攻击。美军电子战飞机代表着当今世界最高水平,近年来美国对现有电子战飞机EA-6B“徘徊者”进行了ICAP-Ⅲ能力改进提升,研发了未来的主力电子战飞机EA-18G“咆哮者”。新一代电子战飞机能很好地适应未来作战环境,是美军未来电子战体系中十分重要的一环。电子战飞机通常装有大功率干扰机、无源干扰投放设备和进行干扰引导的接收系统,如雷达告警设备、有源干扰设备、箔条和红外诱饵投放装置。电子战飞机的基本任务流程是ESM系统探测并截获目标信号,经过处理分析,生成态势感知情报和电子对抗策略,在机上电子战操作员的控制下使用各种干扰设备实施电子攻击。目前世界上最重要的电子战飞机就是EA-6B“徘徊者”和EA-18G“咆哮者”。
2.2.1 EA-6B“徘徊者”电子战飞机
EA-6B“徘徊者”是美国海军专用的大功率电子战飞机。其核心电子战设备是AN/ALQ-99战术干扰系统,频率覆盖范围为64MHz~18GHz。10部干扰机分装在5个干扰吊舱内,单部干扰机有效发射功率约100MW,整个系统的有效辐射功率接近1MW。EA-6B电子战飞机对执行攻击任务的机群可以进行远距离支援、近距离支援和随队护航干扰支援。美军曾提出“没有EA-6B的保护,战机就不能起飞(No fly without EA-6B)”。在科索沃冲突中,F-117隐身战斗机被击落,其中一个原因正是由于没有得到EA-6B电子战飞机的有效干扰保护,丧失了作战优势。
美军目前正对EA-6B电子战飞机进行最新升级,名为“改进能力III”(ICAP-III)计划。ICAP-III能力提升内容包括精确无源定位、快速反应干扰、发射反辐射导弹或传送目标定位信息给网络中的其他攻击平台,具体包括装备新型ALQ-218接收机及任务系统,将USQ-113(V)3通信干扰机和任务系统一体化,增加Link 16和定位目标瞄准能力以及新型显示和控制装置。可以看出,改进后的EA-6B ICAP-III具备了较强的无源定位能力,自身的射频辐射进一步降低,能悄无声息地完成对敌方防空火控雷达等辐射源目标的无源探测定位,制定干扰策略,并通过高速低截获数据链同预警指挥和作战飞机进行协同,敌方防空部署在没有任何预兆的情况下就被遮住了眼睛,甚至被火力直接硬摧毁。
2.2.2 EA-18G“咆哮者”电子战飞机
随着美军EA-6B飞机老化问题的日益突出和国际防空环境的不断发展变化,美军为适应未来的作战体系,以F/A-18飞机为平台,开发了EA-18G“咆哮者”电子战飞机,作为美军未来三十年最主要的空中电子攻击力量。
在2011年的利比亚战争中,美国海军派出了5架EA-18G电子攻击飞机参战,这也是EA-18G电子战飞机服役以来的首次实战。在对利比亚防空阵地实施精确打击后,为确保空袭飞机的安全,EA-18G电子战飞机负责执行对利比亚的电子攻击以及防空压制与摧毁任务。EA-18G电子战飞机拥有十分强大的电子攻击能力,不仅可用反辐射导弹摧毁敌方雷达,还可以干扰敌方的通信和其他电子设备。
1.EA-18G电子战飞机的电子战系统
EA-18G电子战飞机的电子战系统包括AN/ALQ-99战术干扰吊舱系统、AN/ALQ-218战术接收机系统和AN/ALQ-227通信对抗系统等,如图2.13所示。
图2.13 ALQ-99电子干扰吊舱与ALQ-218战术接收机系统
当前的EA-18G电子战飞机仍暂时沿用了EA-6B电子战飞机一直使用的AN/ALQ-99战术干扰吊舱系统,该干扰吊舱于20世纪70年代开始装备美军,至今为止服役时间已接近40年。在不断发展变化的威胁面前,AN/ALQ-99干扰系统在性能上越来越难以达到美军的任务要求,同时由于部件老化等原因,其维护成本和难度也越来越高,工作可靠性不断降低。
2008年2月,美军正式开始了“下一代干扰机”(NGJ)方案的分析研究。根据美军的设想方案,NGJ将替代当前EA-6B和EA-18G电子战飞机装备的AN/ALQ-99干扰吊舱,成为美军未来最主要的机载电子攻击火力,继续维持美军“在战场电磁空间的统治性优势”。NGJ的研发已成为美军下一代机载电子攻击体系发展中最重要的工作。最终的NGJ系统预计将于2018年正式交付使用。
NGJ可能将采用有源相控阵列天线,以实现精确的干扰方向控制。由于干扰精确性的提高,干扰目标以外的敌方传感器无法探测到任何干扰信息,而己方的地面部队也不会受到任何干扰的影响,整个敌方防御系统将被无声无息地撕开一个突破口。同时,NGJ将采用更先进的干扰管理和功率管理技术,提高功率利用效率,缩短发射时间,降低干扰信号被截获的概率。NGJ还将使用更复杂的干扰波形生成技术,在新型干扰模式下,敌方雷达除不能探测到目标方位等信息外,连自己是否受到干扰都无法判断,获得信息的能力被进一步削弱,敌方无法掌握战场局势,也无从做出任何应对措施。此外,NGJ还将采用更优化的吊舱外型和结构,并考虑采用内埋吊舱等手段,降低平台的RCS面积特征,实现更好的外形隐身能力。
另外,EA-18 G电子战飞机采用了AN/ALQ-218(V)2战术干扰接收机系统。该系统包括两套独立的信道化接收机组以及数个短距、中距、长距基线干涉仪,可实现360°的方位覆盖。其中,主接收机组能快速实现对威胁目标信号的截获和精确参数测量,辅助接收机组则专门进行信号脉内调制特征分析等工作。AN/ALQ-218(V)2在前代系统的基础上提高了全部工作频段的灵敏度,增强了探测能力,提高了射频测量精度。AN/ALQ-218系统除基本的告警、侦察、信号截获等传统的电子支援系统功能之外,还具备对威胁辐射源目标进行定位、识别,并引导干扰机、反辐射武器以及网络中的其他作战平台发动攻击的能力。AN/ALQ-218系统的装备使用标志着电子支援系统开始成为电子攻击飞机任务系统中的关键组成部分,并将在电子站飞机执行各种作战任务时发挥十分重要的作用。
当EA-18G电子战飞机进入战场后,AN/ALQ-218系统是其众多任务系统中第一个进入作战工作状态的设备。两套接收机组协同工作,可完成对威胁辐射源目标的探测、定位和识别,提供快速准确的战场综合态势感知能力,获取对方的电子战斗序列(EOB)等重要作战信息,为电子战飞机实施下一步行动打下坚实的基础。
在截获威胁辐射源目标信号并进行处理后,AN/ALQ-218系统保持跟踪目标雷达的战术变化,并同AN/ALQ-99大功率战术干扰吊舱配合,进行选择反应式的窄带干扰,引导干扰机实施外科手术般的精确干扰攻击,使有限的干扰资源集中在特定频率、特定位置的目标上,极大地提高了电子攻击飞机干扰任务的执行效率。同时,AN/ALQ-218系统还可以引导光电、红外、雷达等其他机载传感器,对目标进行进一步的跟踪和识别,提高了EA-18G飞机的ISR能力。除引导干扰外,AN/ALQ-218系统还能将精确的辐射源定位等目标信息传送给本机携带的AGM-88反辐射导弹,从而提高EA-18G电子战飞机执行反辐射攻击任务的效率。
AN/ALQ-218系统另一项重要的能力就是能在飞机实施大功率干扰或发射导弹的同时,实施对威胁环境的周期性监视,并监测目标雷达工作状态,评估自卫干扰效果,调整干扰资源分配和干扰技术。
除此之外,作为美军网络中心战体系的重要组成部分,EA-18G电子战飞机还可将AN/ALQ-218系统获取的各种目标信息通过Link 16数据链传送给网络中的其他平台,以支持整个战场的作战行动。
2.EA-18G电子战飞机的航电系统
EA-18G电子战飞机装备有与F/A-18战斗机相同的AN/APG-79有源相控阵雷达。执行作战任务时,EA-18G电子战飞机利用电子支援系统进行全向探测和告警,搜索截获威胁辐射源信号,当目标进入雷达探测范围区内后,飞机根据电子支援系统提供的目标信息启动机载雷达进行进一步的探测,掌握更详细的态势信息,提高飞机执行电子攻击和反辐射攻击任务的效率。除雷达外,机载电子支援系统还可引导红外、光电等其他传感器进行探测。此外,美军还计划在未来对EA-18G电子战飞机进行改进,将雷达与电子战系统进行综合,利用机载雷达孔径执行电子攻击任务。以上种种手段,有效地降低了飞机的有源辐射,为平台带来了更好的隐身性能。
在通信方面,为提高作战效率,EA-18G电子战飞机在设计时充分考虑了电子战任务系统与通信系统的共同工作问题,引入了干扰对消系统。该系统可使电子攻击飞机在执行大功率干扰任务的同时,保持UHF语音通信的畅通,即“边通信边干扰”。此能力使EA-18G电子战飞机能随时与己方指挥官或队友进行沟通联系,大大提高了飞机的作战响应速度,同时也降低了被敌方截获通信信号的概率。