机载电子攻击解决方案包括防区外干扰、防区内干扰、随队干扰以及对敌防空压制。在整个冷战时期甚至直到当前,北约都严重依赖美国的机载电子攻击(AEA)能力,只有少数欧洲国家拥有自己的机载电子攻击能力。
为提高在日益复杂和对抗作战环境中任务的有效性,北约欧洲各国正大力发展机载电子攻击能力。北约联合电子战中央参谋部指出,“机载电子攻击是一种关键的防御规划能力,可以削弱敌方传感器与通信系统,它包括对敌防空压制任务。在反进入/区域拒止威胁场景中,或者在常规至大规模和高强度的战争环境中,机载电子攻击起着至关重要的作用。
北约联合电子战中央参谋部强调,目前许多欧洲武装部队在机载电子攻击方面面临一系列能力差距。对许多欧洲国家来说,机载电子攻击能力有限,北约组织要求这些国家在2025年及以后能够在快速喷气式飞机上集成机载电子攻击有效载荷,使其能够攻击敌方综合防空系统,并确保己方在作战区域的行动自由。
意大利电子公司副总裁Gianni Zoccali描述了一个作战场景,涉及防空雷达探测到越境的突防飞机,“一旦这些飞机被探测到,它们就会被面空导弹或防空飞机拦截。通过压制敌方雷达的探测范围,突防飞机可以在没有干扰的情况下,以先敌发射的战术追踪指定的目标,以达到预期效果。”然而,“敌方飞机也可能拦截北约的突防飞机。这就是为什么突防飞机也需要随队干扰机提供的电子护航能力来对付敌方飞机。这种随队干扰机需要尽早探测到敌方的雷达,以便使用机载电子攻击技术。因此随队干扰机需要对雷达旁瓣进行探测和测量,旁瓣比主瓣弱得多。随队干扰任务需要特意使用电磁能来保护友军资产,即使敌方雷达没有被探测到或发射信号。”
机载电子攻击的演变
莱昂纳多公司电子战副总裁Jason Cowell表示,在过去十年里,俄罗斯等国家开发了综合防空系统能力,以对抗北约在空战和情报监视侦察方面的空中优势。先进综合防空系统的效果是能够实现反进入/区域拒止,阻止北约部队在对抗地区全面部署作战力量。远程地空导弹能击退远程情报监视侦察目标瞄准平台,并影响较短程空射武器的投放。“成功实施机载电子攻击可以降低反进入/区域拒止的机会,使空中力量能够有效投放,这对于多军种有效作战是至关重要的。”Cowell说,“这些系统的核心是一个复杂的短、中、远程地基雷达网络,它们工作在宽频带上。”
Cowell描述了多个机载电子攻击平台以协同方式使用多种电子战武器后,机载电子攻击如何演变成一项更加复杂的任务。他说:“机载电子攻击的“系统之系统”很可能是多种方法的混合,包括无人机、空射诱饵、支援干扰吊舱和防区外干扰能力,它们必须覆盖所关注雷达系统的全部频谱(这些频谱可能很宽),然后提供有效的技术,对这些系统所保护的飞机的特征进行掩盖。”
从历史上看,欧洲空军一直在努力投资机载电子攻击任务,但北约盟国在整个冷战时期以及过去30年里一直严重依赖美国的机载电子攻击能力。这主要是由于开发和部署支持机载电子攻击飞机所需的所有传感器、数据链和网络的成本太高,以及采购机载电子攻击平台和电子武器的成本太高。这包括能够探测、识别和定位各种防空雷达的信号情报飞机和能够将辐射源信息传送到机载电子攻击飞机上的高速宽带数据链。
电子攻击飞机必须拥有这样的任务系统:它能够融合机载和机外信息,并且能够引导机载干扰机、机外干扰机和硬杀伤武器。对于相对较小的国家的空军来说,这是一笔庞大的军费开支。在1990到2010年间,由于威胁环境尚未演变,这些国家的空军不需要在对敌防空压制任务上投入太多资金。事实上,Cowell认为是俄罗斯部署S-400等远程先进的地空系统,激发了欧洲的机载电子攻击系统的开发。
对于美国和欧洲在机载电子攻击能力上的差异。Cowel说:“美国以一定的优势保持着全球最大的国防预算并持续对北约的空中能力提供支持。美国拥有EA18G专用机载电子攻击平台,它既能执行护航任务又能执行防区外干扰任务。美国海军投资‘下一代干扰机’(NGJ)吊舱来取代AN/ALQ-99吊舱,这也将在未来几十年提高EA-18G的能力。”
“德国的‘狂风’ECR机群将在未来几年被更加现代化的能力所取代。英国继续对‘台风’进行投资,以交付更强大的机载和机外电子攻击能力。欧洲的北约成员国都已经认识到增强机载电子攻击能力的必要性,并投资开发该能力,以在不久的将来在美国和非美国系统之间建立平衡。
开发新的机载电子攻击解决方案
部署任何机载电子攻击能力的关键是美国和欧洲的电子战公司及飞机制造商在设计和制造中所采用的技术。根据联合电子战中央参谋部的要求,这些技术必须包括敏捷、多功能联网、自适应和小尺寸子系统,以便为综合和联网的机载电子攻击系统之系统提供最佳的支持。
欧洲近期机载电子攻击能力提升的例子包括德国空军2020年4月宣布计划从波音公司采购总共15架EA-18G电子战飞机,以支持其即将开始的“电磁频谱机载应用”(LuWES)机载电子攻击项目。如果此次采购得到德国政府的最终批准,那么亨索尔特公司有可能为EA-18G提供机载电子攻击能力,该公司在2020年4月宣布已开发“利器攻击”(Kalaetron Attack)机载电子攻击解决方案。“利器攻击”系统能够压制敌方火控雷达,通过使用电子对抗措施确保德国空军在面对最先进防空系统时的行动自由。由于其完全数字化的设计,“利器攻击”能够在很宽的频率范围快速探测和识别敌方防空威胁的位置。该系统采用人工智能技术从搜集的大量脉冲中识别新的威胁方向图,这对于识别最新的防空雷达系统尤为重要,这些雷达覆盖的频率范围非常宽,或者在几分之一秒的时间内在特定频率之间跳跃。
“利器攻击”可支持多个电磁频谱作战领域,包括防区外干扰和随队干扰。该系统的第三个电磁频谱作战能力以空射诱饵和防区内干扰为中心,将在2020年代末发布。“利器攻击”拥有可重新配置的有效载荷,包括电子战有源电扫阵列天线、电子支援措施、氮化镓放大器、核心处理器和数字射频存储器。
“利器攻击”系统的飞行测试于今年第一季度进行,不过德国尚未确认将使用哪种机型来支持评估。德国的LuWES能力将于2025年开始支持北约的作战行动。
在英国,莱昂纳多公司正在与MBDA公司合作开发“电子战之矛”(SPEAREW)系统。这是一种防区内干扰机,计划用于英国皇家空军的“台风”战斗机。该系统是在“矛-3”(SPEAR-3)精确空地导弹的基础上研制的一种电子攻击型号,其作战距离至少为100千米。“电子战之矛”集成了莱昂纳多公司的小型化DRFM干扰有效载荷,该载荷是在莱昂纳多公司的“亮云”射频自卫诱饵的基础上研制而成。因为移除了“矛-3”空地导弹的弹头,弹身可以携带更多的燃料,因而“电子战之矛”系统的射程会更远,巡航时间也会更长。英国皇家空军的作战概念是发射多枚“电子战之矛”干扰弹,以联网的方式来攻击防空系统。
目前,“电子战之矛”仍在英国国防部的技术演示器项目下进行开发。该系统重量不到100千克,长度不到2米,预计F-35的每个武器舱(共有两个武器舱)都能携载多达4枚该型干扰弹,“台风”的每个武器站应该能够携载3枚该型干扰弹。
意大利电子公司在继续开发其“锋刃”(EDGE)随队干扰吊舱,可用于“狂风”战斗机和“台风”战斗机。该吊舱组合了有源电扫阵列技术与宽带氮化镓放大器。“锋刃”是一个完全自主的系统,可提供自卫和支援干扰,能够同时对多个单独的威胁进行干扰。“锋刃”的接收机子系统具有电子情报能力、自动威胁捕获能力以及基于分阶段测向技术的辐射源定位能力。
意大利电子公司人士说:“我们希望‘锋刃’能够组合防区外干扰机、防区内干扰机、随队干扰机的需求,基于完全数字化的硬件、软件定义、人工智能、雷达协同工作能力等新的技术解决方案。”该吊舱还可以通过集成意大利电子公司的电子战管理器来进行能力扩展,该管理器是控制有效载荷的中央处理器。这种能力使得安装在主平台上的可用资源与任务中涉及的其他配备“锋刃”的平台实现了最佳集成。“电子战管理器提供对电磁环境的控制,对关注的辐射源进行监视和分析,并在需要时启动干扰行动。”
在瑞典,萨博公司正在推进新的机载电子攻击解决方案。萨博公司表示,“在过去5到10年里,受军事部队所处作战环境的变化所推动,人们对先进电子战系统的兴趣越来越大。今天,潜在敌人已开始使用电磁频谱,因而其装备越来越精良。这些变化在近期的乌克兰和叙利亚等冲突中表现明显。”
“许多空军开始采用低可观测平台,以避免被探测。这也意味着这些平台不使用任何有源传感器,而是依靠数据链来提供实时态势感知。当然,这些数据链就成了不同类型的电子战系统所感兴趣的目标。”他还描述了日益复杂的电磁作战环境:为了对抗低可观测性设计,甚高频远程监视雷达再次出现,因为大多数隐身设计在低频时会丧失低可观测性。不同类型的雷达在网络中协同工作,加上极远程导弹,他们一起构成了反进入/区域拒止系统,有效地约束了其交战范围内的空中作战。
根据萨博公司的说法,有几种方法适用于空军在反进入/区域拒止环境中作战,其中包括具杀伤力的对敌防空压制。在该方法中,导弹可以用来攻击防空威胁。“欧洲对抗反进入/区域拒止最有效的方法是拥有一种协调一致的机载电子攻击能力,能够为在欧洲飞机编队创造一个安全走廊。目前,无论是在欧洲还是在全球市场,我们都看到了真正的、不断增长的机会,可以为空军提供应对日益增长的威胁所需的工具。”
“除了通过共享有价值的信息来提高态势感知和地理定位能力之外,还可以通过电子战指挥和控制功能来实现这些能力,该功能可使各种平台进行协同电子攻击。这个功能可以用不同的方式来实现:可以将宽体飞机上的机载任务系统与地面指控系统进行组合;也可以与携载随队干扰机的战斗机后座上的电子战武器系统军官进行组合。
2019年11月,萨博公司在“鹰狮”上对其“电子攻击干扰吊舱”(EAJP)进行了首次飞行测试,演示了该吊舱与飞机硬件、软件和驾驶舱控制系统的交互能力。EAJP是一种低波段干扰吊舱,旨在保护“鹰狮”免受捕获、跟踪和监视雷达的攻击。EAJP是萨博公司“阿瑞克西斯”(Arexis)电子战系统的一部分,将集成到“鹰狮”E/ F战斗机上。
“EAJP可用于突防的护航飞机,在飞机后座飞行员的操作下压制低波段监视雷达,“基于有源电扫阵列在电子对抗领域的发展,萨博公司将能够为大型飞机提供防区外干扰能力,为战斗机提供随队干扰能力。”
未来十年
随着北约的欧洲成员国努力实现盟军未来的机载电子攻击目标,欧洲的电子战公司正在继续开发和改进新的机载电子攻击解决方案,并将它们整合到“系统之系统”中。在这些努力中,核心概念是需要创造适合多平台机载电子攻击作战概念的解决方案,这些平台包括有人驾驶战斗机和无人驾驶飞机。“面临的挑战是,利用自动化和机器学习来有效地协调这些资产,以交付协调的和及时的效果。”
一位电子战军官描述了快速发展将如何影响机载电子攻击:“所有的作战领域都比以前更加依赖先敌探测的能力。因此电子战能力显然具有决定性的作战优势。”这位官员解释说:“在一个构建良好的长期战略中,电子战、导航战、赛博、信息作战和人工智能之间的技术组合将在一个多技能、高瞻远瞩、多层次、敏捷和自适应的工作组中得到确定,它们并不是独立的,而是作为一个连续的战略。”
“此外,随着先进技术使无人机发挥越来越大的作用,机载电子攻击将会扩展。无人系统能够执行无法用有人飞机执行的任务,比如深入敌空域投射以及用更多的有人和无人平台支持连续作战。同时使用有人和无人系统提供了许多机会,但需要大量的计算能力用于信息共享、态势感知、协调和同步。人工智能、赛博和5G技术将发挥重要作用,以同步机载电子攻击的效果,并对无线电、雷达、干扰机和诱饵中已经存在的一些自动功能、自动识别活动和频率捷变做出响应。随着我们向以软件为中心的战场迈进,5G技术也将在跨多个频段的作战中发挥越来越大的作用。”