程 翔

(海軍裝備部駐揚(yáng)州地區(qū)軍代室,江蘇 揚(yáng)州 225101)

0 引言

美國(guó)海軍作為兼具空天和陸上作戰(zhàn)能力的一支執(zhí)行多樣化任務(wù)的綜合性軍種,其裝備與技術(shù)的發(fā)展一直引領(lǐng)全球軍事的潮流。進(jìn)入21 世紀(jì)以后,隨著先進(jìn)軍事技術(shù)的發(fā)展和擴(kuò)散,美軍的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在這一背景下,為了繼續(xù)保持其領(lǐng)先的電子戰(zhàn)能力,美國(guó)海軍針對(duì)海戰(zhàn)中的艦載作戰(zhàn)平臺(tái),制定了一系列的電子戰(zhàn)改進(jìn)計(jì)劃,用以建設(shè)先進(jìn)的海上立體電子戰(zhàn)體系。

本文對(duì)美國(guó)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的基本情況進(jìn)行了介紹和分析,梳理了系統(tǒng)的組成和研制特點(diǎn),給出了針對(duì)該系統(tǒng)的思考和啟發(fā),為我國(guó)相關(guān)系統(tǒng)的研制工作提供了參考。

1 持續(xù)改進(jìn)中的AN/SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代,面對(duì)先進(jìn)反艦導(dǎo)彈的威脅,美國(guó)海軍研發(fā)并部署了AN/SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)。從1977年5月雷神公司獲得第1套SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)的合同至今,經(jīng)過超過40 多年的不斷完善和改進(jìn),目前幾乎美國(guó)所有的水面艦艇都裝備有該電子戰(zhàn)系統(tǒng)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已有超過450 套SLQ-32 電子戰(zhàn)系統(tǒng)被應(yīng)用到美國(guó)和其盟友的水面艦艇上,并發(fā)展形成了6型已服役裝備和1型正在研制的設(shè)備。當(dāng)前已服役裝備如圖1 所示,全部這7 型SLQ-32的主要特點(diǎn)和功能如表1所示。

表1 SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)的各型號(hào)特點(diǎn)

圖1 已服役的SLQ-32電子戰(zhàn)系統(tǒng)家族

早在20世紀(jì)90年代后期,美國(guó)海軍以SLQ-32為基礎(chǔ),提出先進(jìn)綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)(AIEWS)計(jì)劃,總共分成3個(gè)階段:第一階段大幅提高SLQ-32的威脅識(shí)別能力、測(cè)角精度與運(yùn)算功能,但保留SLQ-32的基本硬件架構(gòu);第二階段增加新的探測(cè)能力,換裝全新的射頻前端;第三階段則會(huì)整合全新發(fā)展的電子干擾機(jī)與紅外干擾機(jī),全面提升船艦在各頻譜的軟殺傷能力。AIEWS早期階段的型號(hào)為AN/SLQ-54,后來改稱為AN/SLY-2。然而,AIEWS由于成本超支與進(jìn)度落后,在2002年4月遭到取消。AIEWS取消后,美國(guó)海軍在2003年提出水面電子戰(zhàn)改進(jìn)計(jì)劃(SEWIP)。SEWIP 吸取AIEWS 的教訓(xùn),以多階段分批改進(jìn)的方式為SLQ-32進(jìn)行現(xiàn)代化改良,逐步更新系統(tǒng)軟硬件架構(gòu),最后完成全面升級(jí)。

在開展SEWIP 之前,美國(guó)海軍研究辦公室(ONR)牽頭組織開展了一系列相關(guān)項(xiàng)目,進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),并最終促成多項(xiàng)成熟技術(shù)在SEWIP中的應(yīng)用。這其中包括先進(jìn)多功能射頻概念(AMRFC)、多功能電子戰(zhàn)(MFEW)和多波束電子戰(zhàn)/信息戰(zhàn)/視距內(nèi)通信樣機(jī)(Multibeam EW/IO/Comm)項(xiàng)目。目前MFEW 項(xiàng)目的相關(guān)成果已經(jīng)轉(zhuǎn)化到SEWIP Block2 中,而Multibeam EW/IO/Comm項(xiàng)目的相關(guān)成果已經(jīng)轉(zhuǎn)化到SEWIP Block 3 項(xiàng)目中。SEWIP與ONR 其他研究項(xiàng)目的關(guān)系如圖2所示。

圖2 SEWIP與ONR 其他研究項(xiàng)目的關(guān)系

SEWIP Block1和SEWIP Block2組成SLQ-32(V)6電子戰(zhàn)系統(tǒng),SLQ-32(V)6與SEWIP Block3組成SLQ-32(V)7電子戰(zhàn)系統(tǒng)。目前,SLQ-32(V)6電子戰(zhàn)系統(tǒng)已逐步在美國(guó)驅(qū)逐艦和航母平臺(tái)列裝。圖3為裝有SLQ-32(V)6電子戰(zhàn)系統(tǒng)的福特級(jí)航母主桅桿。

圖3 裝有SLQ-32(V)6的福特級(jí)(CVN-78)航母主桅桿

2 “臨時(shí)補(bǔ)缺”的AN/SLQ-59電子戰(zhàn)系統(tǒng)

在SEWIP Block 3交付之前,美國(guó)海軍已著手對(duì)EA-18G 電子戰(zhàn)飛機(jī)改進(jìn)計(jì)劃進(jìn)行“臨時(shí)補(bǔ)缺”。該計(jì)劃引入了美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)的“便攜式電子戰(zhàn)模塊”(TEWM),用以解決美國(guó)第六艦隊(duì)(歐洲)和第七艦隊(duì)(太平洋)提出的緊急作戰(zhàn)需求(UONS)。由NRL的戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)部門(TEWD)構(gòu)想一個(gè)模塊化、便攜式和平臺(tái)化的試驗(yàn)臺(tái),包括一種集成了基于寬帶數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(DRFM)的電子攻擊(EA)能力的電子支援(ES)接收機(jī),TEWM 可以產(chǎn)生高分辨率、逼真幅度和多普勒調(diào)制特征的假目標(biāo),具備同時(shí)多目標(biāo)對(duì)抗能力,并能產(chǎn)生假目標(biāo)與壓制干擾相結(jié)合的多分量波形。

哈里斯公司在2013年與NRL 簽訂合同,負(fù)責(zé)支持SEWIP Block 3T(也即AN/SLQ-59)的生產(chǎn)和安裝。目前,美國(guó)第七艦隊(duì)的多艘DDG-51導(dǎo)彈驅(qū)逐艦上均已安裝有AN/SLQ-59電子戰(zhàn)系統(tǒng)。此外,羅納德·里根(CVN-76)號(hào)航母也安裝有SLQ-59電子戰(zhàn)系統(tǒng)。圖4為裝有SLQ-59的DDG-51導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。

圖4 裝有SLQ-59的DDG-51導(dǎo)彈驅(qū)逐艦

3 美國(guó)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)入21世紀(jì)以后,傳統(tǒng)的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)對(duì)象、作戰(zhàn)環(huán)境、作戰(zhàn)方式等都發(fā)生了重大變化,電子戰(zhàn)的核心任務(wù)已由平臺(tái)對(duì)抗轉(zhuǎn)向頻譜對(duì)抗,電磁與賽博環(huán)境之間的聯(lián)系越來越密切。正是在此大背景下,美軍電子戰(zhàn)正經(jīng)歷重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,電子戰(zhàn)及相關(guān)領(lǐng)域的新概念、新技術(shù)、新裝備不斷涌現(xiàn),電磁頻譜、賽博空間以及兩者之間關(guān)系的深化研究逐步推進(jìn)。

艦載電子戰(zhàn)設(shè)備具有很強(qiáng)的針對(duì)性,因此新型抗干擾技術(shù)的出現(xiàn),總是會(huì)迫使干擾技術(shù)人員去研究新的對(duì)抗方法;同樣新型艦載有源干擾技術(shù)的出現(xiàn),也總是會(huì)迫使抗干擾人員去研究新的對(duì)抗方法?？v觀美國(guó)海軍艦載電子對(duì)抗設(shè)備的裝備情況,其發(fā)展趨勢(shì)可以概括為陣列化、決策智能化、系統(tǒng)集成化、協(xié)同體系化。

3.1 陣列化

隨著低截獲概率、寬帶捷變頻等技術(shù)的廣泛應(yīng)用和作戰(zhàn)空域的擴(kuò)大,現(xiàn)代的雷達(dá)對(duì)抗系統(tǒng)需要有更寬的空域覆蓋、更靈活的波束控制。陣列化可提供靈活無慣性的波束運(yùn)動(dòng)和高效的空間合成與覆蓋能力,不僅有效提高了系統(tǒng)對(duì)威脅目標(biāo)信號(hào)(甚至旁瓣)的截獲能力與對(duì)抗能力,而且更利于系統(tǒng)對(duì)能量、空間等資源的精確管理,從而提高遂行多任務(wù)的能力和效率。據(jù)報(bào)道,美國(guó)海軍的下一代干擾機(jī)中頻段(NGJ-MB)項(xiàng)目采用了靈活的電掃陣列技術(shù)。該項(xiàng)目2020年8月完成了武器系統(tǒng)控制、系統(tǒng)功率管理、高性能數(shù)字波束合成等內(nèi)容的測(cè)試,即將轉(zhuǎn)入初速率初始生產(chǎn),且目前美國(guó)多型最新的電子戰(zhàn)設(shè)備均采用有源相控陣技術(shù)。由此可見,陣列化是美軍未來電子對(duì)抗裝備技術(shù)的發(fā)展方向。

3.2 決策智能化

隨著戰(zhàn)場(chǎng)上新體制雷達(dá)、復(fù)雜波形的不斷出現(xiàn)以及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的目標(biāo)感知、分析、識(shí)別和對(duì)抗能力面臨著巨大挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的從感知到執(zhí)行的作戰(zhàn)環(huán)路需要的時(shí)間較長(zhǎng),已難以適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的作戰(zhàn)需要。隨著人工智能技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,將智能應(yīng)用于電子戰(zhàn)系統(tǒng)的決策環(huán)路中已被認(rèn)為是解決以上問題的行之有效的方法:通過先驗(yàn)知識(shí)以及自主交互學(xué)習(xí)來感知并改變周圍局部電磁環(huán)境能力,進(jìn)而高效、自主地調(diào)整電子戰(zhàn)干擾發(fā)射機(jī)與接收機(jī)以適應(yīng)電磁環(huán)境的變化,提高干擾的快速反應(yīng)能力與可靠性。2016年,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)通過“自適應(yīng)雷達(dá)對(duì)抗”項(xiàng)目,研制出世界首個(gè)認(rèn)知雷達(dá)電子戰(zhàn)系統(tǒng)原型機(jī)。此后,多個(gè)智能化電子戰(zhàn)項(xiàng)目相繼開展并得到應(yīng)用。據(jù)報(bào)道,認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)的部分成果已經(jīng)在SEWIP中得到驗(yàn)證。認(rèn)知電子戰(zhàn)是“人工認(rèn)知”向機(jī)器“自動(dòng)認(rèn)知”的升級(jí),核心決策的智能化是認(rèn)知電子戰(zhàn)最主要的特點(diǎn),也是未來美國(guó)海軍艦載電子對(duì)抗設(shè)備的重要發(fā)展方向。

3.3 系統(tǒng)集成化

系統(tǒng)集成就是將系統(tǒng)的各功能部分綜合為統(tǒng)一的有機(jī)整體。未來的海戰(zhàn)不僅僅是單個(gè)設(shè)備、單平臺(tái)的對(duì)抗作戰(zhàn),更是體系與體系之間的對(duì)抗;因此,要贏得未來作戰(zhàn)的,必須打破傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模式,將各種資源綜合集成,實(shí)現(xiàn)艦載電子戰(zhàn)體系內(nèi)信息的共享和資源的綜合運(yùn)用。SEWIP Block3 通過“軟件定義、硬件使能”的方式引入新型電子攻擊能力,方便電子戰(zhàn)系統(tǒng)同其他作戰(zhàn)系統(tǒng)的集成。這種系統(tǒng)集成化的設(shè)計(jì)可以使得電子攻擊能力在未來得到不斷的升級(jí)。此外,作為一個(gè)統(tǒng)一的整體,集成化的設(shè)計(jì)還可以使得電子戰(zhàn)系統(tǒng)得到其他傳感器的信息支持,進(jìn)一步提高作戰(zhàn)效能。系統(tǒng)集成化包括系統(tǒng)內(nèi)部集成和外部集成2個(gè)方面。無論什么樣的集成,為了方便進(jìn)行系統(tǒng)集成,對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)建都會(huì)有一些基本的要求,其中最重要的是小型化、模塊化和模型化。

(1) 小型化。即各分系統(tǒng)或模塊要在滿足應(yīng)用需求的情況下體積盡可能小。

(2) 模塊化和模型化。這也是集成的基本要求,只有做到模塊化和模型化,才方便于集成。

3.4 協(xié)同體系化

自2015年美軍提出“分布式殺傷”作戰(zhàn)概念以來,協(xié)同作戰(zhàn)理念便隨之產(chǎn)生。協(xié)同體系化作戰(zhàn)的核心思想是作戰(zhàn)任務(wù)不再由多用途、高價(jià)值的平臺(tái)獨(dú)立完成,而是將其拆解部署到多種異構(gòu)的小型、低成本的有人/無人作戰(zhàn)平臺(tái)上。這些平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn),以體系化的形式共同完成作戰(zhàn)任務(wù)。這種協(xié)同體系化的作戰(zhàn)模式不僅降低了成本,而且提升了作戰(zhàn)靈活性。從美國(guó)最新的SEWIP Block3的概念圖中可以看到,未來美國(guó)的艦載干擾機(jī)具備多艦協(xié)同干擾的能力。協(xié)同不僅包括相關(guān)的雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備,而且包括完成協(xié)同任務(wù)的其他所有的設(shè)備,如通信設(shè)備、確定空間基準(zhǔn)關(guān)系的自定位設(shè)備、確定相對(duì)時(shí)間關(guān)系的同步設(shè)備,必要時(shí)還有其他電子設(shè)備和非電子設(shè)備。協(xié)同按層次可以分為決策級(jí)協(xié)同、數(shù)據(jù)級(jí)協(xié)同和信號(hào)級(jí)協(xié)同。要達(dá)到理想的協(xié)同干擾,有很多技術(shù)需要解決,其中最關(guān)鍵的是頂層設(shè)計(jì)、資源優(yōu)化管理技術(shù)、精確同步技術(shù)、快速準(zhǔn)確的干擾信號(hào)生成技術(shù)。

4 結(jié)束語

本文詳細(xì)分析了美國(guó)艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀,總結(jié)出了美國(guó)海軍艦載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),對(duì)我國(guó)電子戰(zhàn)技術(shù)的研究和發(fā)展有一定的幫助。