空军第一航空学院 高 嵩
信息工程大学 刘 虎
电子战中无人机攻击技术的发展
空军第一航空学院 高 嵩
信息工程大学 刘 虎
分析了无人机电子攻击的能力和特点,对无人机在电子攻击作战中的优势进行了探讨,重点介绍了美军电子攻击无人机的发展情况,展望了无人机电子攻击的发展前景及所面临的主要困难。
电子战;电子攻击;无人机
无人机做为一种作战单元在现代战争中不断扮演着新的更重要的角色,进入电子战领域之后更显示出了其在战场中独有的优势。1982年中东战争,以色列使用无人机做诱饵引诱叙军制导雷达开机,之后一举摧毁了叙军部署在贝卡谷地上20个导弹营中的19个,贝卡谷底之战成为了无人机用于电子战的经典战例。
进入21世纪,无人机已成为世界各国大力发展的重点武器装备,以无人机技术最为发达的美国和以色列为例,美国过去五年间在无人机市场的投资超过150亿美元,以色列更是规划在2030年打造一支无人机占50%以上的新型空中机队[1]。无人机的作战应用已从传统的图像侦查、电子情报侦查、监视、电子诱饵等领域向电子攻击、电子摧毁的方向迈进。
电子攻击是电子战的组成部分,它包括使用电磁能、定向能或反辐射武器攻击敌方人员、设施或装备,以削弱、压制或摧毁敌方战斗能力[2]。通常采用的电子攻击手段包括对敌方的雷达或指挥控制系统进行电子干扰,使用反辐射武器压制或摧毁敌防空武器系统,使用电子欺骗技术迷惑敌方情报、监视和侦查系统,使用定向能武器瘫痪敌方装备或能力。目前无人机具备的电子攻击能力包括远距离支援干扰、抵近式干扰、假目标干扰、反辐射攻击、高功率微波武器攻击等。在执行电子攻击任务时,无人机具备许多有人驾驶飞机所不具备的独特优势,特别适合执行长航时、近距离、高风险、持久枯燥的电子战任务。
由于不需要人员驾驶,无人机可以长时间的持续执行电子攻击任务,这是它的一个非常显著的优势。比如用于对敌方防空武器系统进行压制和攻击的反辐射无人机,相比于有人驾驶飞机,这种无人机可以在敌雷达处于关闭的状态下长时间的目标区域上空巡航飞行,等待搜索发现目标,对敌防空雷达形成有效压制,一旦敌方雷达开机便会锁定目标并发起攻击。随着无人机空中加油技术以及高性能燃料电池技术的应用,无人机在空中滞留执行作战任务的时间将大大延长。同样由于不用考虑人员的安全问题以及无人机本身的高机动性和灵活性优势,无人机可以深入到敌区纵深内部进行电子攻击作战,由于与目标的距离比较近,无人机使用较小的干扰机发射功率就可以获得比较好的干扰效果,这样也就更有益于减小干扰设备的体积和重量,提高干扰效率。
国际上无人机技术的发展以美国和以色列的技术最为发达,其中美国无人机的发展一直走在世界的最前列,下面对美国的无人机电子攻击技术进行介绍。美国国防部分别于2000年,2002年、2005年和2007年发布了四个版本的无人机发展路线图,其中在2005年第三版本的路线图中明确提出无人机要能在高危环境下执行压制敌方防空和进攻,进行电子攻击、监视和情报侦查。美军目前列装部队的无人机数十种,数量达到一千余架(不含微小型无人机和无人驾驶飞艇),其中具备电子攻击能力的有十余种。美军在无人机电子攻击领域发展的重点是无人机远距离支援干扰、抵近式电子干扰以及无人机反辐射攻击。
通过为中大型无人机加挂电子战载荷来实现远距离支援干扰。美国的多家公司都在开发可为无人机提供电子攻击、电子支援和电子防护能力的电子战载荷,比如“潘多拉”系统和“NERO”系统,美军将这种电子战载荷加载到无人机上。2013年,加载电子战载荷的MQ-9“死神”无人机在雷达探测距离外对预警雷达进行干扰的实验已经取得了成功[3]。
抵近式电子干扰战争中也发挥着重要作用,可为战斗机突防提供掩护,并且可以通过分布式组网提供持续的战场通信干扰能力[4],美军的无人机抵近式干扰分为两种形式,一是使用大量的小型无人机直接飞抵目标对敌进行干扰,比如美军的“先锋”、“猎人”无人机。二是为中大型无人机加挂抵近式空射电子诱饵,通过加挂空射电子诱饵的无人机可以施放大量诱饵来扰乱敌雷达的图像,可以将导弹从实际要攻击的飞机上引开。MALD-J是雷声公司研制的小型空射电子诱饵,它通过转发从敌方雷达接收到的不同电平的信号来模拟有人驾驶飞机的雷达和飞行信号特性,以迷惑敌人的防空系统。
反辐射无人机也是美军大力发展的重点武器装备,波音公司最早于1979年就开始反辐射无人机的研制工作。反辐射无人机也分为两种形式,一种是预先设定好攻击程序,起飞后在目标区域巡航搜寻辐射源,发现目标直接攻击,一次性使用的无人机,这样的无人机通常体积小、造价低。另一种是为现役的中大型无人机加载反辐射导弹,采用这种方式可以携带较大的弹头,对目标的毁伤能力较强,无人机也可重复使用。
此外,美军还尝试在无人机上加载高功率微波武器系统,可用于对敌防空导弹、雷达、车辆进行攻击,可以毁伤敌武器装备的关键位置的电子部件。在近距离作战时使用这种无人机同样可以以较低的微波发射功率获得较好的电子毁伤能力。
随着电子战无人机在实战中逐渐推广应用以及无人机电子攻击战法的不断创新,电子攻击型无人机的发展前景一片光明,总体上正在向着小型化、多任务、协同作战的方向发展。
在电子战领域,传统的思想认为要想达到比较好的干扰效果,那么干扰机的发射功率必须要高,覆盖的频率范围必须要广,所以以前的电子攻击系统通常体积大、笨重、功耗大,不适合加载在无人机之上,但是随着电子技术的不断进步,结合无人机可以抵近战场进行电子攻击的优势,可用于小型无人机的电子攻击系统已逐步得到广泛应用,未来的发展目标是综合考量无人机的战场定位、作战效能以及造价将体积更小、重量和功耗更低并与无人机系统相兼容的电子攻击系统综合到无人机上。
“察”、“扰”、“打”、“骗”多任务作战是无人机在电子攻击作战中发展的重要方向。无人机不仅可以干扰目标,同时应具备侦查、打击的能力。通过预置自动化的电子战情报侦查分析处理系统,无人机在电子战中侦察和发现敌通信、雷达、指挥控制中心后,可直接对所发现的电子目标实施电子干扰攻击,甚至可以配合使用红外、光学、卫星定位设备对敌电子目标实施精确反辐射攻击[5]。同时无人机通过辐射各类典型目标的电磁波,可在战场中广泛实施欺骗干扰,佯动牵制敌指挥控制和火力打击系统。
现代电子战已经从单一设备、单项领域的对抗向体系对抗的方向转变。这就要求用于电子攻击的无人机不仅能够以个体执行电子战任务,还要与其他无人机、有人驾驶飞机等其他电子战装备相互配合协同作战。小型无人机的分布式组网协同作战已经取得了实质的显著效果。未来将无人机作为一个重要的作战单元有效的融入多军兵种电子战的技术与战术体系将为无人机电子攻击效能的发挥提供更广阔的平台。
无人机用于电子攻击作战在现代战场有着巨大的优势,但是由于各方面因素的制约,电子攻击无人机的发展还面临着诸多困难。
随着无人机在近几场局部战争中崭露头脚,无人机用于军事作战一个十分显著的问题已经露了出来,那就是无人机的战损率在战争中比较高,重复利用率低,特别是中小型的无人机,很多都是一次性使用。用于电子战的无人机本身都加装了造价不菲的电子战载荷,较高的战损率导致战争成本直线上升,为无人机在电子战中大规模使用设置了障碍。
现代电子技术的发展已经使无人机的电子战载荷从重量到体积上都减小了许多,但是随着战场环境的进一步复杂化,对电子战无人机执行多任务的作战能力的要求进一步提高,要求在电子战载荷中集成更多的功能模块,势必会造成载荷的体积和重量有所增大,而这又与无人机小型化这一趋势相背离。如何既满足作战的功能要求又兼顾无人机的体积重量问题是一段时间无人机发展领域所必须解决的现实问题。
对于需要地面站实时指挥控制的无人机,它的飞行和作战控制依赖于与地面站的无线电信息传输,如果无人机的控制系统或与地面站的通信数据链路受到干扰破坏,无人机就会在空中变成无头苍蝇,失去战斗力,更有甚者如果被敌方倾入控制系统,接管系统控制权限,无人机将会在战场中倒戈。随着无人机在电子战中的大量使用,对无人机实施电子干扰已经引起了各国科研人员的浓厚兴趣,必将为无人机遂行电子战任务带来巨大挑战。
无人机用于电子攻击作战在以往的战争中已经取得了骄傲的战绩,随着各国在无人机产业的加大投入,无人机电子攻击相关技术会随着战场的需要不断进步,电子攻击型无人机必将在战争中扮演的更重要的角色。
[1]《电子战高端观点》编写组.电子战高端观点[G].中电集团第29所,2011.
[2]Adam T.Elsworth.电子战[M].北京:国防工业出版社,2013.
[3]任翔宇等.美军电子攻击无人机的发展[J].航天电子对抗,2014.
[4]季华益.从空天防御体系建设看航天电子对抗未来发展[J].航天电子对抗,2013.
[5]王国宏等.电子战无人机的应用与发展[J].雷达与电子战,2010.
高嵩,讲师,现供职于空军第一航空学院电子对抗教研室。