美军用“灰狼”反辐射巡航导弹对付S-500 ?

2020-08-12 09:10雷炎
兵器知识 2020年8期
关键词:灰狼巡航导弹防空

雷炎

6月9日,F-16戰斗机在太平洋进行“灰狼”巡航导弹试飞试验

2020年7月初,俄罗斯《红星报》宣布,S-500“普罗米修斯”空天防御系统将于年底列装,将进一步完善国家战略级空天安全。似乎是“别苗头”,美国《防务新闻》、《国家利益》等媒体密集披露本国军方破解俄罗斯“天网”的一系列动作,其中神秘的“灰狼计划”引起外界关注。它将过去知名的“百舌鸟”、“标准”、“哈姆”等反辐射导弹的功能“网络化、智能化、廉价化”,确保美国享有的空天霸权不受影响。

应对威胁、紧急研发

2010年4月22日,美国首次试飞X-37B空天飞机,一个月后,又试飞了X-51高超音速飞行器。俄军事专家认为,上述兵器的飞行轨道位于航空和航天设备使用的高度段之间——3.5万~12万米,速度达5~20马赫,其列装后将使天空和太空成为空天袭击兵器作战飞行的统一区域,而且未来将“十分拥挤”。同时,按照“全球到达,全球力量”构想,美国空天力量已初步具备在一小时之内对全球任何地点实施大规模常规打击的能力。特别是美国主导的近几次局部战争均以空天袭击为基础,使俄军清醒地认识到:单纯依靠核武器建立起来的美俄相互遏制体系,正在逐渐失衡;只靠现有的导弹核反击力量,未来将无法遏制美军空天兵器对俄核武器实施的先发制人的打击。为此,俄罗斯推出旨在拦截射程达3500千米的弹道导弹以及各种高超音速飞行器的S-500系统,从而剥夺美军“缴械式(常规)突击”。

“灰狼”反辐射导弹准备进行试验

深知俄空天防御武器厉害的美国人,早就行动起来。2017年12月18日至20日,洛·马与诺·格两家公司共同获得美国空军研究实验室1.1亿美元的合同,发展一种专门对抗综合防空系统的巡航导弹,它能利用网络协同交战,并尽量压低生产成本。有趣的是,该计划仅仅公布一个简单代号——“灰狼”(GrayWolf)。“灰狼计划”最早出现于2017年8月,美国空军向多家军火商发出对一种亚音速巡航导弹的需求简报,并要求竞标者提出创造性方案,来降低导弹生产成本与准备时间。要知道,传统上,巡航导弹是用来攻击敌军重要目标,比如固定或半固定防空雷达、指挥控制中心、导弹发射器等等,像“灰狼计划”这样专门打击整个防空系统的巡航导弹实属罕见。据《防务新闻》称,“灰狼”反辐射巡航导弹继承“哈姆”等反辐射导弹的技术,但作战模式更为颠覆。其第一阶段在2020年10月会基本结束,确定总体设计框架与技术攻关方向,将在2022年实现技术冻结。

美国国防部高级研究计划局的SoSITE计划是规划不同系统的集成架构,图中由C-130发射无人机深入敌境,将近距离搜索数据回传给F-35 隐身机进行战术决策,弥补F-35载弹量不足的缺点,又扩展了F-35的耳目

反辐射巡航导弹

防空压制作战(SEAD),是20世纪六七十年代在越南战争和中东战争期间兴起的作战模式,起因是大量地空导弹和相关雷达、通信设备加入战团,造成拥有空中优势一方巨大的“行动约束”。早在1966年,面对越南民主共和国(北越)防空军的苏制S-75“德维纳河”地空导弹,美国海军航空兵率先为F-4D舰载战斗机和A-4舰载攻击机配备AGM-45“百舌鸟”(Shrike)反辐射导弹,可换装不同频段的被动寻的器,在空中锁定地面雷达信号并加以摧毁。虽然越南人民军的雷达只要关机,“百舌鸟”导弹就会失去信号而偏离目标,但人民军的地空导弹同样也无法作战,足以掩护轰炸机群通过,这也就是为什么称为“压制”。

然而,为了延长压制效果,绰号“野鼬鼠”的防空压制机群往往要轮流从空中发射反辐射导弹,好让对方雷达操作员不敢轻易开机。为了让导弹滞空时间延长,1981年,美国空军基于战略巡航导弹所用的小型涡扇发动机,提出开发一种可在目标上空盘旋40分钟以上的反雷达武器——AGM-136“缄默彩虹”(TacitRainbow),可由空军B-52轰炸机或海军A-6攻击机挂载,大量发射到敌境内,迫使雷达网大范围较长时间关机。

由于发动机与战略巡航导弹相同,“缄默彩虹”导弹在美苏战略进攻性武器削减谈判中曾引发“算不算战略武器”的争议,最后以美国承诺不给“缄默彩虹”配备核弹头、射程不超过600千米而终结。然而,由于项目管理不善,多次试射失败,加上苏联解体,美国便在1991年决定取消这个计划。

1991年海湾战争结束后,由于F-4G专业“野鼬机”退役,继任的F-16CJ的防空压制能力差强人意,美国空军又动起长时间盘旋反雷达武器的脑筋,甚至打算将巡航导弹升级为“反雷达无人机”——制造一种价格只要F-16—半的隐身无人机,携带先进航电系统与武器,不只被动标定雷达位置并反击,更能以高分辨率雷达寻找关机中的雷达并展开猎杀。无人机还可搭配小型诱饵导弹一起使用,由后者模拟攻击机群来触发防空系统,让前者顺利地大开杀戒。

AGM-136“缄默彩虹”导弹及其来自AGM-86战略巡航导弹关键组件的F121发动机。该发动机可以存放很久的时间,但工作寿命只有三小时

空中“机器狼群”

由波音制造的X-45无人机在2002年首飞,并于2005年展示了双机协同压制防空系统的能力,让许多人惊呼“无人战机时代来临”。没想到美国空军认为这威胁到有人战机的存在,加之军事高层对“机器决策”的担忧,于是终止了X-45计划,转而支持装备F-35战斗机与开发下一代B-21轰炸机。有了这次“教训”,同样有协同攻击能力的“灰狼计划”也选择做成巡航导弹而非无人战机,以免犯了人类飞行员的忌讳。

其实,类似“灰狼”的“导弹狼群战术”,苏联早在1963年就尝试过,当时研制出对水面舰艇实施协同攻击的P-500“玄武岩”(北约称SS-N-12“沙箱”)重型反舰导弹。该导弹以8枚一群,间隔8秒发射,其中一枚在发射后爬升到高空搜索目标,变成“长弹”(角色类似“长机”),将目标数据传回发射舰并将攻击顺序指派给低空躲避雷达的“僚弹”。它也可以调整每枚导弹的航向与高度,让导弹同时抵达目标区,使目标舰队来不及击落每一枚导弹。“灰狼计划”则从搜索开始,就会利用导弹集群“团结力量大”的优势,并在通信与卫星导航都遭到强烈干扰的“拒止”环境运作,还要能大幅降低成本。

苏联重型反舰导弹另一个没考虑的问题是不同型号导弹之间,以及导弹与有人战机间如何协同交战。美国国防高级研究计划局(DARPA)在2014年进行的“系统体系集成技术与实验计划”,就以官方形式提出“开放系统架构”,由厂商展示不同的无人机或者有人机如何进行异质系统集成,使侦察、攻击、指挥等功能,可以分散在不同的有人或无人平台,通过网络进行协同交战,并避免搶走人类的饭碗。

DARPA在2015年的第一阶段CODE计划中挑出20种无人机执行任务的行为模式,并在2016年选择洛·马与雷锡恩公司进行第二阶段工作,两家公司各发射一架无人机,彼此协同并与虚拟队友完成任务

由于电子技术进步,数据链与卫星导航信号都可能被阻塞干扰(俗称“盖台”),形成区域拒止现象。DARPA 的CODE计划强调无人机要能在这种环境作战,通过远距离中继方式保持通信,并以精确的相对坐标系维持机群导航

反拒止作战环境

DARPA在2014年进行的“拒止环境的协同交战”计划,进一步研究无人机成群作战的软件系统,致力于发展以下协同交战能力。

飞行:多架无人机用彼此信号的时间差互相定位,维持精确编队。

通信:多机协同射频信号的相位调变,往特定方向集中波束能量,延长与母机的通信距离。

导航:其中一架利用已知的信标或地貌精确定位后,其它无人机就可以计算自己的绝对位置。

搜索:多架无人机会在目标区散开,以三角定位方式精确标定雷达,或用各自的主/ 被动传感器的数据综合判断目标性质。

攻击:无人机可自己协调从目标的不同方向同时施以饱和攻击。

由于无人机具有高度智能化甚至智慧化的决策能力,指挥者只需给定战术目标,各无人机会自我解算出达成的步骤,并互相协调来完成。CODE计划会发展可视化的脑机接口,让战机飞行员像实时打游戏般快速指挥。另外,传统战机的任务规划是挑选多种弹药组合的飞机来组成编队。CODE计划会订立一个开放式软件架构,让不同寻的器、不同弹头、不同厂商等的多种规格无人机可以“组队”搜索并打击目标。

CODE计划展示的脑机接口,四群蓝色无人机在地图上运动,当蓝圈代表的探测范围接触到目标时,就会以红色标示,并由无人机传回识别结果供操作员选择是否接战

由于成群作战的无人机需要有数量优势,生产成本不能太高,在攻击时多数被打掉也不会可惜。DARPA也研究平时不用大量库存,战时才紧急量产的技术。2015年,DARPA提出“飞行导弹轨”(FlyingMissileRail)概念,发射轨可挂在战机挂架下,携带AIM-120中距空空导弹,到达目标区后,可以带着导弹脱离飞机在空中盘旋20分钟,直到耗尽燃油或收到发射导弹的指令。DARPA希望竞标企业能提出一种收到订单的第一个月就可以生产500台飞行导弹轨的技术。

从美国空军实验室2017年的简报可以发现,“灰狼计划”正是上述研究的实现与展示。竞标商需提出“要多少、造多少”的“脉动式”生产技术,并以低成本生产多模式传感器与小型节能发动机。以螺旋式流程发展动能弹头、干扰器与侦察器材等不同任务载荷,在开放式架构的基础上让新弹种快速与现有弹种集成,通过网络进行协同交战。

也就是说,不同于现有的AGM-88高速反辐射导弹,将越来越多功能(主动雷达、被动探测、卫星/惯导)塞入同一弹体,“灰狼计划”要设计的是一个导弹家族,通过信息通用协议不断加入新成员,使整体性能得以强化,并更难以抵抗。面对潜在对手不断进步的防空体系,美国空军希望这种游击队式的“不对称战略”颠覆传统战法,创造出突破绵密对空防御的缺口,维持享受多年并绝不愿放弃的战略制空权。

反拒止作战环境主要是利用无人机的协同交战能力,彼此通过高度自动化能力来导航、通信、搜索与攻击,达到饱和攻击的密度

改变不了战争样式

“灰狼”现在尚处于研制状态,相关开发商也没有公开其技术性能。但从概念来讲,主要是以多弹协同进行攻击。“灰狼”装有不同的导引头和战斗部,有的用于干扰,有的用于欺骗,有的用于攻击。可以看出,“灰狼”不再像传统的反辐射导弹那样仅凭跟踪敌方雷达波束进行打击,而是以协同方式提高打击成功率。例如欺骗型能够让敌防空系统误以为有空袭,然后开启雷达,这就给其它带有高爆战斗部的“灰狼”提供了机会。传统的反辐射导弹依靠高速打击敌方雷达,使其难以及时关机。而“灰狼”则是以亚音速飞行,类似于巡飞弹,长时间在战场上空盘旋,使敌方雷达始终不敢开机,能够长时间压制敌防空系统,而且更加及时,所需导弹数量也会比高速反辐射导弹少。

“飞行导弹轨”可挂在飞机上当导弹挂架使用,也可以自身动力盘旋,伺机攻击接近的敌机

但“灰狼”很难从根本上颠覆防空压制作战模式。“灰狼”尺寸有限,所装的导引头频带再宽,也主要是对厘米波和部分毫米波雷达起作用,对于波长很长的米波雷达难以奏效。对于机动部署的雷达、双基地或多基地雷达,其打击效果也有限,特别是双基地、多基地雷达的发射机和接收机是分离的,“灰狼”很难将它们全部找到并加以摧毁。亚音速虽然提供了“灰狼”更远的航程和滞空时间,但同时也让它的打击快速性大大降低,让敌方的防空系统有更充足的反应时间,对“灰狼”实施拦截。更重要的是,“灰狼”的多弹协同看似完美,但其对于通信的要求更高,如果在战区上空的通信被阻断,“狼群”之间的协同将很难进行。

空中对抗永远是螺旋式上升。原先有了反辐射导弹,一度让人们觉得雷达的生存变得很难。但是雷达通过不断提高技术,加上战术的不断变化,直到今天在反辐射导弹面前依然有着很强的生存能力。因此,“灰狼”的出现也将进一步刺激雷达技术的提高和战术运用的更大发展,双方的对抗依旧会持续。

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