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水面舰艇如何防范制导武器和微波武器

归档日期:06-30       文本归类:反导作战空域      文章编辑:爱尚语录

  前篇讲了,舰载雷达的种类众多,往往在一个舰体平台上集中了多种不同用途、不同类型的雷达系统。水面舰艇编队在对抗来袭的反辐射导弹时,可以只指定其中的一艘军舰雷达开机,搜索、识别和跟踪目标,其余军舰只通过数据链系统被动接收转送过来的目标信息。当反辐射导弹进入目标军舰的火力拦截范围内后,舰上雷达突然开机,快速截获目标并实施火力拦截,从而可以极大的增加对方反辐射导弹的定位和攻击难度。而当一艘军舰被反辐射导弹锁定和攻击时,舰载雷达可以在反辐射导弹飞抵之前立刻关机,将对空探测、警戒、跟踪的任务由其它军舰接手,本舰只保留基本的自卫探测手段,则对方反辐射导弹在失去预定的辐射源目标后,攻击误差会急剧增大,很难及时修正误差,最后只能是攻击失败。

  水面舰艇编队内的多艘军舰可以相互配合,各舰雷达交替开机,轮番机动,通过战术协调来对抗反辐射攻击。当然,这就要求编队指挥中心必须要有很强的信息处理、统一指挥和任务分配能力,编队内的各舰也要具备很强的协同作战能力。我国052D驱逐舰的346A相控阵雷达和054A护卫舰的“顶板”三坐标雷达,两者之间就可以起到很好的相互补充作用。346A雷达作为大型四面固定阵,具备了探测距离远、覆盖范围大、跟踪能力强、反应时间快的优点,但雷达自身的辐射强度大、能耗大、发热量大,难以保持长时间不间断开机运行。而“顶板”作为一种三坐标雷达,虽然各项指标都比346A雷达要差一些,却可以对346A雷达起到重要的补充作用,两者搭配使用后可以形成1+12的综合作战效果,因此我们可以看到“辽宁”号航母在桅杆最高处安装了一部“顶板”雷达用于对346型相控阵雷达的补充。而且“顶板”和346/346A作为两种体制完全不同的舰载雷达系统,其雷达信号特征也相差甚远,两者在用于战术配合以对抗反辐射攻击时,可以交替开机,从而极大地增加对方反辐射导弹稳定识别、跟踪其中一个雷达目标的难度。尤其是“顶板”雷达,作为一种相对低端但性能可靠的防空雷达系统,可对高价值的346/346A雷达起到重要的替补作用,并间接使我方“神盾”舰免受反辐射导弹攻击。

  除了舰艇编队内的多舰配合外,单舰也可通过舰上各种探测系统之间的相互协作、交替探测来对抗反辐射导弹。比如我国052D型驱逐舰在舰体后部还布置了一部米波远程警戒雷达,其最大探测距离超过数百千米,并可同时处理数百个目标,可承担052D乃至于整个水面舰艇编队的中高空远程警戒任务。而且米波雷达作为一种长波段雷达,对反辐射导弹具有天生的免疫力(很多型号的反辐射导弹的频率覆盖范围都不包括米波频段),因此052D驱逐舰在对抗反辐射导弹时,完全可以关闭相控阵雷达,只保留米波雷达的远程对空搜索能力。此外,各种水面舰艇一般都另外配备有中近程对空/对海搜索雷达(比如052D驱逐舰在桅杆顶部安装的中近程搜索雷达)。这种作用距离较近的中小型雷达(最大探测距离一般在数十千米以内),信号辐射强度更小,使对方的被动电子侦察系统以及反辐射导弹的被动雷达导引头很难在远距离外截获信号,可使水面舰艇在关闭主要防空雷达后仍能保证基本的防空探测能力,也是舰载大型远程搜索雷达的重要补充。

  △俄罗斯“光荣”级巡洋舰,可以看到舰桥和桅杆上数量众多的雷达和天线设备

  除了各种雷达设备外,水面战舰往往還有其它多种类型的侦察、探测手段。比如舰载光电探测系统,既可以对来袭导弹进行探测与预警,也可以精确跟踪目标并为己方的中近程防空武器提供火控信息,而且光电探测是被动式探测方式,是不会引起反辐射导弹被动雷达导引头的注意的。光电探测系统具备灵敏度高、反应速度快、抗干扰能力强、低空探测性能好的优点,可以为舰上各种中近程防空/反导武器提供高精度的目标定位与火控信息,是舰载雷达的重要补充,必要时可以替代舰载雷达独立探测和火控引导。

  此外,舰载电子侦察系统也是军舰的一种重要探测手段。当舰载雷达因为战术需要而临时关机时,电子侦察系统仍然可以通过被动探测方式对战场态势进行一定程度的了解,也能提前对威胁进行告警(它的告警主要针对传统的雷达侦察方式和主动雷达制导反舰导弹,对被动式探测的电子侦察系统和反辐射导弹是无效的)。最后,军舰在保持雷达静默时,还可以通过数据链系统与外部的侦察、探测平台连接,来了解战场态势的变化。比如军舰上常见的卫星通信天线,就可以通过卫星数据链系统直接从战场或后方的指挥部门获取战场情报信息。事实上,水面战舰从来都不是独自战斗的,海上舰艇编队也不是独自作战,而是可以通过数据链网络获得预警机、巡逻机、侦察机、无人机以及天基侦察卫星提供的战场情报信息,甚至还可以获得潜艇或各种水声的情报信息。有了外部ISR(情报、监视与侦察)系统的强力支援,水面舰艇自身的探测能力反而不是那么不可或缺了。在最不济的情况下,军舰还可以动用舰载直升机或无人机实施空中侦察与警戒,甚至作为诱饵前出诱敌,以保护高价值舰艇。总而言之,现代先进作战舰艇普遍具备了综合一体化的多功能探测能力,不但能“眼观六路”,还能“耳听八方”,从而具备了强大的实时信息获取和感知能力。

  以上讲的都是水面舰艇被动防御反辐射导弹所采取的战术措施,而对付任何来袭导弹最有效的措施还是直接把它消灭在载机上。“神盾”舰往往可以得到陆基战斗机或航母舰载机的支援,用战斗机直接阻击对方的反辐射导弹载机,这才是最理想的进攻式的防御方式。而且“神盾”舰自身的远程防空系统也可以攻击或驱离对方的反辐射导弹载机,以及各种电子侦察飞机,迫使其无法实施有效的被动侦察定位,破坏其反辐射导弹的发射条件,甚至直接击落对方的反辐射导弹载机。这里也可以看出发展航母及舰载机的重要性。舰载战斗机的防空拦截范围大、效率高,且具备了直接消灭对方导弹载机的能力,但舰载战斗机受起降条件以及留空时间的限制,难以执行持续不断的防空任务。而“神盾”舰的舰上防空系统则可以长时间不间断的执行对空防御任务,以补充舰载战斗机可能存在的防空漏洞。而且航母配备的舰载预警机的强大空中探测能力,可使“神盾”舰的对空探测压力骤减,“神盾”舰受反辐射攻击的威胁也会得到大幅缓解。美国航母编队之所以敢于采取雷达/无线电静默战术,很大程度上就是因为其配备了性能强大的舰载固定翼预警机,从而在水面雷达停止工作的时候仍能保持防空探测和预警能力,否则它是不会轻易采取这种风险性大的战术的。

  △传统的舰上干扰措施主要针对主动雷达制导、被动红外制导的反舰武器。图为舰载干扰弹发射瞬间

  水面舰艇对来袭的反辐射导弹实施硬杀伤与拦截,一般都靠传统的舰载中近程防空导弹系统和舰炮等近防系统,而且传统的舰上干扰措施主要是针对各种主动雷达制导、被动红外制导的反舰武器,对反辐射导弹这种比较特殊的被动雷达制导武器往往是无效的。因为主动电子干扰设备作为一种辐射源目标,其自身也是反輻射导弹的重要打击目标之一。

  △舰载预警机的探测能力可与“神盾”舰形成互补。图为航母上的美国E-2D预警机

  微波武器又称为射频武器或电磁脉冲武器,它利用高能量的微波辐射去干扰、破坏和攻击目标。微波武器可在瞬间释放出高功率微波能量杀伤目标,使目标遭受物理性破坏,并丧失作战效能,其对目标的破坏可以达到无法修复的程度。从电磁辐射的角度来讲,微波武器、雷达和电子干扰机采取了同样的工作方式,但微波武器的发射功率却比后两者提高了几个数量级。微波武器和激光武器一样,也是能量武器的一种,但微波武器对目标产生破坏效应时所需的发射能量比激光武器要小。微波武器相比激光武器,具有作用距离远、覆盖范围大、受自然环境影响小的优点,而且不需要像激光武器那样精确跟踪、瞄准目标,具备了对同一区域内多个目标的对抗能力。微波武器的这些特点使其非常适合用于水面舰艇的反导作战。

  以往水面舰艇进行自卫反导作战的基本手段有两种:一种是以火力打击手段直接硬杀伤与硬摧毁;另一种则是采取电子干扰与欺骗等进行软杀伤。而微波武器则可以根据作战需要以及自身功率水平的不同,对来袭目标进行不同效应等级的打击,既能对目标实施软杀伤,也具备对目标物理破坏的硬杀伤能力,从而可以成为一种非常理想的中近程反导自卫武器。舰艇配备的微波武器要求具有高发射功率、大尺寸天线和较远的作用距离,对系统重量、占用空间和能量消耗等方面的要求相对较小,因此微波武器上舰的可行性非常高。美国海陆空三军都对新型微波武器有着特殊的需求,其中海军发展的微波武器极有可能在未来20年内首先投入作战使用,并且有望取代现在使用的舰载电子干扰系统。

  那么同样是辐射电磁波能量,微波武器与雷达和电子干扰系统有什么区别呢?首先,从电磁波发射与接收的角度来讲,微波武器一般来说是只发不收,主动电子干扰系统则是先收后发(即先侦听对方的信号再采取相应的干扰措施),雷达系统则是先发后收。如果说雷达和电子干扰机是僵尸拿着手电筒持续照射目标的话,微波武器则相当于僵尸拿了一支超高亮度的手电筒,这支手电筒虽然亮度极高,但就像闪光灯一样一次只能闪一下(或者是频率极低的闪烁)。因此微波武器也被称为电磁脉冲武器,即通过瞬时产生的高功率电磁脉冲来杀伤目标。它与电磁脉冲炸弹的破坏原理基本相同,但可以重复使用。雷达和电子干扰机由于电磁能量是持续发射的,即使总的发射能量达到一个很高的水平,但却难以产生瞬时的高能量,它们的发射能量被时间给“平摊”了,因此通常情况下只能对目标的电子设备造成干扰、欺骗等“软杀伤”效应。微波武器则可以通过瞬间产生的高能量电磁辐射,直接将目标的电子元器件烧毁,对目标进行电磁“硬杀伤”。此外,微波武器和雷达、电子干扰系统一样,既可以集中能量对付一个点目标,也可以发射多个波束同时对抗多个不同目标,这也是主动辐射电磁波的电子设备的一个共同特性(激光武器是个例外)。与雷达和电子干扰设备一样,微波武器也可以采取相位阵列天线来控制微波波束,未来也有可能会出现“相控阵微波武器”,和相控阵雷达一样具有波束控制灵活、反应速度快的特点。

  第三级是使目标系统造成中度的硬件损伤,必须经过维修或更换部件后才能恢复正常功能;

  可见前两种等级属于“软杀伤”,后两种则是“硬杀伤”了。这四个等级的破坏效果从低到高,需要的发射功率、能量密度以及技术实现难度也是从低到高的。如果从对抗反辐射导弹的角度来讲,第一级即可满足要求。因为反辐射导弹是一次性武器,其制导系统的有效工作时间非常短,只要能使其暂时丧失能力,即使它能够在一定时间后自动恢复功能,但结局已注定是悲剧了。当然,在技术以及装备条件允许的情况下,微波武器增加发射功率以实现对目标更高级别的毁伤效应,从而保证攻击成功的万无一失,也是很有必要的。

  微波武器的攻击目标包括飞机、舰船、坦克、雷达、通信系统、计算机设备乃至各种精确制导武器,只要安装了各种现代电子器件的武器装备都是它的攻击目标。微波武器的电磁脉冲能量通常是由电子设备的“前门”或“后门”进入内部实施干扰和破坏的。“前门”是指电子装备、通信设备或雷达系统的接收天线,由它接收到的处于该天线接收频带内的强电磁脉冲能量会使接收设备陷于瘫痪。“后门”则是指各种电子设备上的导线、电缆、通信线路以及各种开口、孔洞、缝隙等等,电磁脉冲的能量能通过它们进入到电子设备中,并进行内部传输从而对电子设备造成破坏。电磁脉冲的破坏过程分为三个阶段:渗透、传输和破坏。“前门”和“后门”就是指的“渗透”这一阶段。微波武器发射的电磁能量要进入被攻击目标的内部进行破坏,前提是它要能“破门而入”,否则就无从对目标下手。微波武器的电磁能量可以在目标的外壳或装甲没有遭到破坏的情况下“渗透”到目标的内部实施破坏,这与其他武器的毁伤原理相比显然有很大区别,比如另一种典型的能量武器——激光武器。

  而对于被攻击的目标电子设备的“前门”和“后门”来说,电磁脉冲能量从“前门”进入无疑效率更高。因为目标的接收天线本来就是用于接收电磁波能量的设备,很难采取电磁屏蔽措施。而反辐射导弹采用被动雷达制导,对电磁辐射可谓是来者不拒,微波武器则正好可以利用反辐射导弹的这一特殊“爱好”而投其所好。反辐射导弹的被动雷达导引头具有接收频率范围大、灵敏度高和视场大的特点,被动接收电磁信号的能力要远胜过其它类型的雷达制导导引头。这就好比是一个视力超强的士兵,能发现黑暗中极其微弱的光芒,那么他对于僵尸投掷的闪光弹也是最敏感的,他那双极其敏感的眼睛很容易被对方闪瞎。

  对应到现实中就是,微波武器对反辐射导弹导引头的敏感电子元器件具有很强的干扰与毁伤效应,而且不需要很高的能量水平就能有效克制反辐射导弹,也因此有望成为一种新型“反辐射导弹克星”。不过,微波武器目前要实用化还存在着一些技术难题,尤其是电源和冷却装置的尺寸要适装于作战平台是一个比较难解决的问题,但这对于舰艇平台来说问题相对要小一些。而且微波武器相比激光等其它能量武器来说耗能更少,整体技术难度也较小,是一种相对容易实现的新概念武器。

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