李浩
2015年11月,美國海軍完成了雷聲公司研制的下一代干擾機(NGJ)的初步設(shè)計評審。NGJ是美國海軍機載電子攻擊系統(tǒng)(AEA)項目的核心部分,目前AEA的研制也進入了細節(jié)設(shè)計階段。與美國海軍的上一代干擾機——ALQ-99戰(zhàn)術(shù)干擾吊艙系統(tǒng)相比,NGJ的主要變化,是裝備更高功率的一體化干擾機,以對抗當(dāng)今先進的綜合防空系統(tǒng)以及敵方地面通信系統(tǒng)。
“電磁策略戰(zhàn)”的產(chǎn)物
由于無人機、傳感器和無線網(wǎng)的數(shù)量日益增多,電磁頻譜也日益擁堵且復(fù)雜,美國海軍正將重點大量集中于電子戰(zhàn)方面,在保護美軍頻譜使用能力的同時,也一直在研發(fā)相關(guān)能力,以干擾對手的頻譜使用。美國不斷尋求利用自己在隱身、指控、精確打擊領(lǐng)域的能力,還在尋求擊敗對手掌握的先進精確打擊能力,其中,電子戰(zhàn)將變得越來越重要。
2013年,美國海軍提出了電磁策略戰(zhàn)(EMMW)的概念,其目的是為海上艦隊尋找到防御敵方攻擊的戰(zhàn)術(shù)手段,從而掌控海上電磁作戰(zhàn)空間。在之后的這段時間內(nèi),美國海軍積極推進多項裝備發(fā)展計劃。希望借助于各種先進機載和艦載電子設(shè)備的性能優(yōu)勢,首先令敵方的武器失效,而不是利用殺傷性武器摧毀對手。目前,美國海軍的機載電磁對抗裝備正在形成更加強大的作戰(zhàn)能力。 E M M W并不是一個新概念,而是多種技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)的綜合體現(xiàn)。目前,美國海軍擁有一系列計劃集中于EMMW的關(guān)鍵因素,包括網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、電子監(jiān)視、電子攻擊、安全通信和網(wǎng)絡(luò)化武器。其中電子攻擊能力是EMMW的進攻端,旨在剝奪對手采用電磁頻譜來全面實施電子干擾能力。根據(jù)美國海軍官員們的說法,下一代干擾機NGJ設(shè)計用來拒止、降級或欺騙敵方對電磁頻譜的利用,確保飛機可在日益復(fù)雜和更具對抗性的電磁環(huán)境中作戰(zhàn)。雷聲公司的下一代干擾機系統(tǒng)預(yù)計在2021年投入使用,將為EA-18G電子戰(zhàn)飛機帶來新的能力。
電子對抗最新技術(shù)的綜合體
NGJ上采用的新技術(shù)主要包括:
(1)數(shù)字波束形成技術(shù)。NGJ上應(yīng)用了寬帶電子操控天線陣列技術(shù)的最新進展。通過控制有源電子掃描陣列(AESA)來產(chǎn)生敏捷、穩(wěn)定和集中的干擾能量波束,提升了干擾的敏捷性和精確性。新的AESA天線經(jīng)過合理排布,克服了電子掃描陣列的固有缺點(發(fā)射/接收機孔徑不能覆蓋大于180度的區(qū)域),可產(chǎn)生連續(xù)、扇形重疊、360度波束覆蓋區(qū)域。
(2)氮化鎵發(fā)射組件。這種發(fā)射組件可以提升AESA的干擾功率和效率。用氮化鎵電子元器件取代老舊的砷化鎵技術(shù),將有助于在不影響其性能的前提下顯著減少重量和功耗,并明顯降低成本。
(3)采用波束敏捷干擾技術(shù),增強抗干擾能力。該技術(shù)使得干擾機能夠?qū)崿F(xiàn)自動目標(biāo)干擾,對目標(biāo)威脅的程度進行優(yōu)先級排序。其態(tài)勢感知能力更強,干擾效果更好。
(4)采用全數(shù)字化接收機。其集成先進的通信技術(shù)、計算機技術(shù)和大規(guī)模數(shù)字集成電路技術(shù),增強信號情報搜集能力和干擾敵方防空系統(tǒng)的能力。尤其在復(fù)雜的敵對環(huán)境下,數(shù)字化接收機將具有先進的探測、處理、區(qū)分并顯示無線電頻率信號的能力。
(5)采用開放式和可重新編程的體系結(jié)構(gòu),并采用模塊化設(shè)計。開放式體系結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)具有開放式設(shè)計經(jīng)驗和標(biāo)準的模塊化、交互式系統(tǒng),使得該系統(tǒng)便于改進和升級,利于控制成本。同時使得傳統(tǒng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成一體化的任務(wù)包,促進NGJ在多平臺間的共用。
(6)新的供電方式,依靠自身攜帶的沖壓式空氣渦輪發(fā)電機(RAT)驅(qū)動設(shè)備來進行工作。RAT的好處是對接口要求不高,通用性高,拆裝方便,容易做到各機型通用,盡量減少對載機的限制,大大擴展了各種吊艙的使用范圍。
NGJ具備的新能力
與ALQ-99相比,NGJ不僅增強了傳統(tǒng)電子吊艙的電子對抗能力,還因新技術(shù)的引入而具備了新的功能。它的主要新能力包括:
(1)電子對抗和信號情報等功能:NGJ將提供全頻譜干擾能力,能讓簡易爆炸裝置的遙控引爆失效,同時可以探測并干擾多種雷達和通信信號?;谇閳笤O(shè)計理念的下一代干擾機將采用多個頻段的子發(fā)射機,頻段間交疊使用,更能滿足作戰(zhàn)使用要求。從發(fā)現(xiàn)到分析再到對抗敵方先進雷達和通信系統(tǒng),需要NGJ發(fā)揮更強的信號情報搜集和電子對抗能力。
(2)網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)能力:NGJ能在指揮網(wǎng)絡(luò)中植入病毒。NGJ通過AESA輻射源生成遠程數(shù)據(jù)流,這些數(shù)據(jù)波束含有專門的波形和算法,可以像鑰匙那樣去打開網(wǎng)絡(luò)。由空中發(fā)動的網(wǎng)絡(luò)攻擊可以關(guān)閉工業(yè)系統(tǒng)以及核設(shè)施。這可以間接解釋美國空軍一直在伊朗周邊秘密使用RQ-170無人機,而NGJ更是會顯著拓展這一能力。
(3)智能干擾能力:準確地識別信號并確定其位置是干擾工作的關(guān)鍵。一旦鎖定一個威脅,NGJ將能夠接收其發(fā)出的各種信號,在頻率和波形等方面對于反干擾的各種變化做出反應(yīng),無需依賴于EA-18G飛機自身的電子支援措施來控制。
(4)NGJ的最大特點是完全可編程,NGJ將利用美國政府科研機構(gòu)、高校和工業(yè)界的技術(shù)成果。例如,它將采用高速數(shù)-模轉(zhuǎn)換等軟件驅(qū)動型數(shù)字式技術(shù),可實現(xiàn)迅捷的重新編程。作戰(zhàn)人員可根據(jù)目標(biāo)特點,在數(shù)小時內(nèi)設(shè)定關(guān)鍵的參數(shù),對預(yù)定目標(biāo)實施電子攻擊。與前幾代系統(tǒng)相比,其作戰(zhàn)能力不再被硬件性能所固化,而更多地取決于軟件的水平,從更深層次上說就是取決于軟件編程人員的智慧。而隨著電子信息系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用于各類作戰(zhàn)裝備,以軟件形式固化的人類智慧將成為裝備技戰(zhàn)能力提升的主要驅(qū)動力。下一代干擾機將成為一系列電子戰(zhàn)和電子攻擊系統(tǒng)的基礎(chǔ),基于開放式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)架構(gòu),在軟件驅(qū)動下,實現(xiàn)更加靈活的遠距離電子攻擊。
(5)高可靠靈敏波束射頻系統(tǒng):一種軟件可編程的無線電模擬裝置,用軟件控制多種功能, 能把網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)功能,自我保護功能,雷達的電子攻擊功能和其它功能結(jié)合在一起,其設(shè)計是靈活的,可變化的。因此當(dāng)威脅變化時,NGJ的系統(tǒng)也可以隨之發(fā)生變化,但射頻系統(tǒng)依然可以提供可控的功率輸出,完成相應(yīng)的系統(tǒng)功能。
邊改進邊部署
美國海軍計劃以“增量式”來部署NGJ干擾機。在第一階段(增量1),投產(chǎn)和裝備的NGJ主要針對中波段電子對抗能力,將在2021年部署,以使該干擾機實現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力。第二階段(增量2)針對低波段進行改進,初步計劃在2022年部署。第三階段(增量3)的改進針對高波段電子對抗,初步計劃在2024年部署。
通過互用性和擴展波段覆蓋,NGJ將提供對付更大范圍內(nèi)各種射頻發(fā)射機的能力。目前NGJ的部署平臺均確定為EA-18G電子戰(zhàn)飛機,該機典型的配置將是在機翼下共攜帶2個“增量1”干擾吊艙,在機腹中線攜帶1個“增量2”干擾吊艙。美國海軍的官員們表示,未來還將把NGJ部署或集成到其他的有人機和無人機上。如目前正在研發(fā)的“艦載監(jiān)視與打擊無人機系統(tǒng)”。此外,海軍陸戰(zhàn)隊的F-35B預(yù)計會是另一種載機平臺。未來美軍的計劃是建立一支分布式空中電子攻擊隊伍,其電子戰(zhàn)能力將遠遠超越現(xiàn)有的任何系統(tǒng)。當(dāng)給EA-18G和其他飛機配備上新一代電子干擾機時,美軍將會擁有一件具備更多功能的不只是發(fā)射導(dǎo)彈和炸彈的武器了——凡是現(xiàn)階段在電磁頻譜范圍內(nèi)工作的任何設(shè)備幾乎都是NGJ可以干擾和攻擊的目標(biāo)。