6.机载自卫电子战系统
雷达的发明,使人类的眼力得以穿透浓雾和黑暗,因而被用作军事侦察深测和武器瞄准控制的有效工具。尽管雷达接收机在设计上的灵敏度足以接收这些回波,但回波也很容易被相同频率且功率较强的干扰信号所淹没。因此,雷达易受干扰和破坏的脆弱性,决定了攻击一方可以利用电子战武器达成保护自己的目的。与此同时,针对导弹必须依靠雷达进行制导的特性,为作战飞机加装一种信息对抗武器。这种武器就是机载自卫电子干扰系统,其主要分类有:
(1)人为电子干扰发射机
机载自卫电子战装备随着雷达抗干扰技术的进步而不断改进。当一般的电子干扰技术已不足以对付跟踪、制导和火控雷达时,新型的机载自卫电子干扰系统便应运而生了。为达成对敌方频率捷变雷达的干扰,在机载自卫电子干扰家庭中相继出现了能跟踪敌雷达频率变动的干扰机和能覆盖敌雷达频带并能进行频率扫描的点扫描干扰机。
美国是机载自卫电子战装备的主要拥有国,机载自卫电子战装备已经研制和发展了三四代,其中早期的一些电子干扰机在前面已经介绍。自20世纪80年代以来,又有一些新的设备研制出来。这些设备能对各种威胁雷达具有综合自动响应能力,并采用先进的功率管理技术。几种具有代表性的干扰机包括:在吊舱式自卫电子战系统中,AN/ALQ一131型是一种双模干扰吊舱,具有噪声干扰、转发干扰和应答干扰三种干扰工作状态,可同时对16个频率实施瞄准式噪声干扰。该系统有16种组装形式,全部模块装齐后,可覆盖5个频段。
在内装式自卫电子战系统中,到20世纪80年代已开发出AN/ALQ一165等新型机载自卫电子干扰系统,其技术已做到在密集电磁环境中对付频率捷变、重频捷变、连续波及主重频脉冲多谱勒雷达,并可对付被动扫描和被动式跟踪雷达。该系统的工作频率为0.7吉赫一18吉赫,系统响应时间为0.1秒~0.25秒,接收机灵敏度为71分贝米,支柱范围50分贝,工作比5%-10%,频率分辨力为5兆赫,脉冲功率为2000瓦,连续波功率为200瓦。
(2)机载无源干扰投放装置
机载无源干扰投放装置是机载自卫电子战系统的一个组成部分。这种设备干扰物成本低廉,易于大量生产。在安装于作战飞机上使用时,投放装置既可投放箔条弹,也可投放红外诱饵弹,还可根据敌导弹雷达工作频率,自动切割箔条,自动控制各种投放速度和投放间隔及每次发射的弹数等。由此可以改善对未知环境的对抗响应能力。
(3)光电对抗系统
随着各种防空导弹制导方式的改变,光电对抗系统也被纳入机载自卫电子战武器系统的行列。这类设备包括红外告警/激光告警、红外诱饵弹、红外干扰机、激光致盲武器等。它们都在现代机载自卫电子战系统中得到应用。
(4)交叉极化机载电子干扰机
为了对付雷达技术的不断更新,一些国家在机载自卫电子战系统研究上采用相关高新技术,研制出一代更新的电子战系统。其中如交叉极化干扰机能用以改变来袭导弹的弹道,增加有效辐射功率;基于“交叉眼”的干扰机,可以使目标以不同于实际目标的位置出现于威胁雷达的荧光屏,使视觉目标位置与实际目标位置差一个夹角。
“交叉角”干扰机还可以与硬杀伤武器兼容,相互协同,以此提高其总的干扰效果。此外,空中“幽灵”自卫电子战系统,是欺骗干扰技术与人工智能技术相结合的产物,也是目前机载自卫干扰武器系统研究的最新成果。
7.窃听敌情的电子侦察卫星
这是一种载有电子侦察接收机和磁带记录机的侦察卫星。它通过飞经敌方上空记录各种频率的无线电信号,在飞经本国地球站上空时,以快速通信方式将信息传回。其任务一是侦察敌方雷达的位置、使用频率等性能参数,为战略轰炸机、弹道导弹的突防和实施电子干扰提供数据;二是探测敌方军用电台和发信设施的位置,以进行窃听和破坏。
电子侦察卫星的飞行高度一般选取为300千米~1000千米,周期约为100分钟。在这一高度,卫星天线覆盖面积大,侦察范围广,持续时间长,经过一个地点的时间达10分钟以上,而且比其它电子侦察手段更为优越和安全。
世界上只有美国和苏联发射和使用这类卫星。1962年,美国最先发射成功,该卫星从照相卫星体内弹射出来,重量从早期的几十千克发展为重达一二吨,并使用单独的运载火箭发射。这种卫星随后共发射19颗,1972年以后才停止发射,其所担负的电子侦察任务交由更为先进的“大鸟”卫星系列来完成。
1973年5月,美国开始发射“纹流岩”卫星系列。这种卫星采用地球同步轨道,其后继型号“大酒瓶”为最新一代大型电子侦察卫星。此外,美国还发射一种“牧人小屋”电子侦察卫星。该卫星采用大椭圆轨道,位于西伯利亚上空,其目的是为了更有利地覆盖北极地区,重点监测苏联的“宇宙”号反导雷达和空间跟踪雷达。
同时,美军还通过加装干扰机、密码开关及随机跳频信道等,增强了卫星抗电子干扰的能力。在美国卫星群中,还有一种类型的预警卫星,其主要任务是防止可能的突然袭击。此外,这些卫星还能进行海洋监视。它们使用红外检测器及其他类型的传感器,甚至在和平时期也在世界范围内保持对敌人或潜在敌人军舰和潜艇的跟踪。
苏联尽管先于美国发射人造地球卫星,但在电子侦察卫星的质量方面一直落后于美国。其“宇宙”号电子侦察卫星于1967年10月发射,以后苏联几乎所有军事卫星都被冠以“宇宙”号。“宇宙”号系列卫星侦收频谱宽,存储容量大,对侦收信息有一定的预处理能力,对雷达和无线电辐射源的定位精度在10千米以内。由于对宇宙空间开发计划进行严格保密,外界对于苏联的空间的电子战情况只能是猜测多于事实。
8.搜索主动的海洋监视卫星
这种卫星主要用于对海上舰船和潜艇进行探测、跟踪,同时进行定位、识别和监视,从而获取军事情报。这类卫星通常包括电子侦察型和雷达型两种。前一种实际上就是前面说到的电子侦察卫星,不过其主要监视对象不是陆上雷达和电台,而是水中舰船发出的无线电信号;后一种卫星上装有大孔径雷达,可以不依赖对方发射信号而主动搜索目标,其精度比电子侦察型卫星更高。
由于对海域进行探测范围更为广阔,探测目标又多是活动的,因此海洋探测卫星的轨道都比较高,并采用几颗卫星组网的侦察体制,以达到连续监视、提高探测概率和定位精度的目的。
苏联是最早发展海洋监视卫星的国家。这是因为,20世纪70年代,由于苏联大力发展其远洋舰队,对实施空问卫星侦察监视的需求日益迫切。为适应海军的这种需求,苏联开始研制雷达型和电子型海洋监视卫星。
雷达型海洋监视卫星的轨道高度为近地点250千米的椭圆轨道,星上装有大功率雷达,并以核电源提供充足能耗,可以在红外和亚毫米波段范围的工作频段上不间断工作。在卫星监视范围覆盖的浩瀚大洋之上,任何国家的舰艇即使严格保持无线电静默,也难以保证不被发现。
电子型海洋监视卫星的工作轨道比雷达型卫星的轨道要高,覆盖范围也较大,识别目标的能力也更强,但对目标定位精度不如雷达型卫星。同时它作为雷达型卫星的一种补充手段,是一种被动式侦察卫星,其工作方式也完全不同。如卫星上电子侦察设备本身并不辐射电磁波,而只是被动接收和截获海上舰载雷达或其他舰载电子系统辐射的无线电信号,因此其功耗很小。
在1982年的马岛战争中,苏联曾连续发射数颗海洋监视卫星,用于监视英阿双方海军舰只的活动,英军“谢菲尔德”号被击沉,与苏联利用海洋监视卫星向阿军提供重要情报有直接关系。
由于现代海战大都以远程导弹和其他精确制导武器为主要攻击手段,先敌发现目标对于掌握海上战斗主动权进而取得海战胜利,具有决定性的意义。因此使用雷达型和电子型监视卫星,对于一支现代化的远洋舰队来说,其作用是显而易见的。在进行常规电子侦察的过程中,苏联尤其注重对北约国家雷达电子情报的收集,尤其是发射了众多的“宇宙”卫星,专门用于保持对美国海军各个舰队的不间断观察和监视,其中包括对太平洋上的第七舰队、地中海上的第六舰队和大西洋上的第二舰队实施单一舰只所在位置的精确监视,以此保证一旦发生战争,立即引导己方拥有的毁灭性武器去消灭这些军舰。
1978年1月,在加拿大上空坠毁的“宇宙”954号卫星就是雷达型海洋监视卫星,其任务为有效监视美国航母及其他水面舰只的动向。
当然,美国针对主要对手苏联的情况,也发展了海洋监视卫星,其中最主要的是“白云”号电子型卫星。它采用一个卫星平台携带三个子卫星的组合方式,通过星载电子情报接收机侦察舰船雷达和通信信号,判断舰队规模和航向。
9.实施“硬摧毁”的反卫星武器
卫星最初面临的威胁就是电子干扰,通过干扰卫星的数据和通信链,可以使敌方卫星偏离轨道,或者干扰由卫星发射和接收的信号,以及采用地面激光照射引起卫星物理损坏等。后来又出现一种反卫星空间雷,即以装有常规炸药的空问雷运行至目标附近轨道,攻击时通过指令引爆来予以摧毁。此外,在太空进行核爆炸也被设想用作反卫星武器。
对卫星的威胁变得越来越严重,以至于在卫星设计中引进防范措施成为极为重要的因素。如使新研制的太阳能电池板具有更强的防核能力,在通过选择频率和工作模式对付干扰和电磁脉冲影响的同时,对数据和指挥通信链进行加密,避免受到电子欺骗,反激光加固也已成为必备条件。
此外,卫星的机动能力进一步提高,用以逃避受到截击的威胁,同时使雷达难以发现的卫星“隐身”技术也在加紧研制。同时,按照“最好的防御是进攻”的原则,未来的卫星也将以更具有攻击性来提高自身生存能力,如在卫星上加装激光和导弹等武器,在反卫星截击武器抵近时,可以实施自卫摧毁。尽管在卫星设计中,为维持卫星生存考虑到众多措施和技术,但卫星在空问的损失仍无法避免。因此,一些国家只好在运行轨道上增加备用卫星,以弥补可能出现的空缺。
针对敌方对卫星地面站的攻击,还相应通过生产移动式设备来提高其生存能力,或者致力于卫星的自主性,减少对地面站的依赖。所有这些都表明,反卫星武器已经成为卫星的真正威胁,它使卫星在空间复杂激烈的信息战环境中面临极大的挑战。美军正在研制的下一代预警卫星将具有导弹预警和反导功能,堪称未来空间作战的千里眼。
军用通信卫星的发展则注重提高卫星的抗干扰能力。如卫星将使用更高的频率,提高防御反卫星攻击的能力,即在卫星上安装“盔甲”、设置假卫星和采用“隐身术”等。为加强战略防御用途卫星系统的研究,美国空军投资近5亿美元用于设计一种被称为“明亮眼睛”的卫星系统,专门用于跟踪弹道导弹的飞行路径。
10.干扰雷达的微型无人机
随着信息技术的发展,未来战场的雷达干扰任务,由一种只有麻雀大小的微型无人机来承担,这已不是什么天方夜谭。这种重量小于18克的微型无人机的设计,目前已由美国国防部高级研究计划局与洛克希德公司签定一项价值1000万美元的合同付诸实施。
该项研究计划旨在用不到两年时间,为地面士兵研制出一种能从手持发射器上发射,然后执行侦察监视、目标指引、通信中继、核生化取样以及雷达干扰等多种任务的微型飞行器。这种微型无人机采用低噪声电动马达推进,执行干扰任务时,在雷达上空约15~90米高度盘旋。在如此近的距离上,小功率的干扰器足以制服大功率的搜索雷达。
根据设计,这种微型无人机的续航时间为l小时,速度为55千米/小时,作战半径为5千米。在马达和干扰器减轻重量之后,每架每次的干扰时间还将延长。该武器的另一特色是造价低廉,若以采购10万架计算,其单架成本仅为3000~5000美元,具有很大的经济性和实用性。
目前,最有代表性的是美国的“黑寡妇”微型无人机和“直升虫”微型无人机。
“黑寡妇”是美国国防部高级研究计划局已计划研制一种滞空时问达1小时、能适时发回图像、成本不超过1000美元的微型间谍机。这种飞机在形状的确定上,最初采用了麻省理工学院下设的军事研究机构——林肯试验室的方法,即将现有的固定翼飞机机身按比例缩小,其构想中的外形看上去就像一架玩具战斗机。由于小型物体的空气动力学特性不同于较大物体,因而必须进行进一步的试验。经过反复试验和改进,第一架飞离地面的微型飞机,即被命名为“黑寡妇”。
这种飞机外观怪异,像个飞谍。其推进系统按照常规设计使用螺旋桨,而驱动螺旋桨的动力却不能使用常规的动力。这是因为电池质量笨重,释放能量缓慢,而且还容易爆炸。由此,设计者试图采用其他方法提供电能,即设计一种微型燃气轮机用于驱动。这种燃气轮机只有纽扣大小,每分钟的转速超过200万次。同时也可以使用一种小型燃料电池。这种电池正在由美国俄亥俄州比奇伍德一家公司开发研制。