未来电子攻击(EA):相干、分布式与低成本 留言

没有制电磁权就没有制空权与制天权。为了完成空中作战任务,首要目标通常是“获得并保持空中优势”。然而,潜在的任务首先应是获得并保持制电磁权,除非承认我们能够在没有无线电的情况下,通过战斗机基本机动这一单一手段来达成首要目标(这是不可能的)。

2000年8月,随着美国空军的EF-111A退役,参谋长联席会议公布了联合机载电子攻击(AEA)计划,作为一项临时措施来培养飞行军官的进攻性电子攻击能力,直到能够部署后续的资产。联合机载电子攻击计划是由美国海军电子攻击联队以及华盛顿惠德比岛海军航空站的1个空军中队共同承担实施。2004年,美国空军将他们的飞行员从这一计划中移除。

2004-2017年,美国空军依靠着一小队的二线和三线部署的电子战军官,保持维持空中作战部队的进攻性电子战能力。迄今为止,位于惠德比岛海军航空站的美国空军第390电子战中队,以及1个与之地理分隔位于爱达荷州霍姆山空军基地的第366飞行联队,继续作为美国空军的飞行电子战人员的唯一来源,每个财年可以提供8名专业人员。

2015年,海军航空兵空战指挥部和指挥官同意美国空军飞行员回归到联合AEA计划中。在美国空军副参谋长的支持下,第一批飞行员于2017年10月开始抵达。2018年11月,首批的1个电子战飞机飞行员对使用武器系统来对付ISIS表示很愤怒(无意冒犯EF-111A团队,然而我在定义一种具备空对空能力的电子攻击飞机)。

对于美国空军而言,重要的是当这些首批飞行员领导战斗机联队时,对制电磁权的理解将会是什么样的?特别是美国空军将会怎样发展其使用电子攻击的手段?

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电磁战应对全域威胁

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本文的旨在将美国空军如何考虑电磁战来应对全域威胁(从单兵作战到综合防空系统(IADS))进行概念化描述。采用了一个比“电子战”更为准确的术语:“电磁战”,因为它聚焦我们作战的领域,而非在此领域中作战而采用的“电子”设备。

另外,我打算不采用时髦的词语(比如,体系、电子战作战管理、第三次抵消等等),因为经过几年,新意褪去,它们变得毫无意义。下图展示了概念化的电磁战,横轴表示从“进攻”到“防御”,纵轴表示威胁从单一模式到防空系统

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紫色表示电子攻击,不管是致命的(反辐射导弹),非致命的(干扰),主动的(干扰、诱饵、红外弹),或是被动的(低可探测性、箔条)。电子攻击(或许应该是电磁攻击,但是需要一步一步来)必须采用攻防手段来抵御敌方威胁。

进攻性电子攻击聚焦于威胁系统,综合防空系统—不管其采用有组织或无组织方式,来帮助蓝色(友方)力量接收红色(敌方)的有用信息。防御性电子攻击聚焦于综合防空系统能够发现并参与追踪之后,在最终较量中挫败敌方威胁。这些防御性电子攻击的能力经常仅仅采用“自卫防护”吊舱描述,但是实际上是天然具有防御性的。

电子战支援(绿色)主要聚焦于威胁系统级别。雷达告警接收机也只在交战级别。例如,当NEBO雷达监视目标时,则不需要雷达告警接收机关注。

电子防护(蓝色)表示我们能够遏制敌方通过战备工作方式和雷达通信灵巧频率/波形对我方实施电子攻击的威胁(Have Quick通信系统2代)。

美国空军已经在低可探测技术(被动电子攻击)和反辐射导弹(致命性电子攻击)方面取得成功。依靠美国海军的帮助,空军已经为突击编队配置进攻性电子攻击能力对抗来威胁系统,执行作战指挥操作方案中的大量要求。当美国空军采用进攻性电子攻击时,表明EC-130H(未来则是EC-37B)或侵略者中队中处于训练状态电子攻击吊舱都太少了。

所以2019年的状态是,进攻性电子攻击配备给侵略者中队,防御性电子攻击配备给蓝方的突击力量。我们不仅错过了拥有足够进攻性的电磁能力,而且我们只是在关注电磁频谱范畴中的一小部分。

真的落后了吗?

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我们不能在防御的同时继续执行空中作战。我们必须超过19世纪80年代躲藏在电磁频谱中的状态——我们已经没有地方可以躲藏了。另外,我们一定不能仅仅依靠唯一的防御性电子攻击;为什么要等待交战开始然后再设法抵御它呢?为什么要屈从于红方的决策空间或时间(Boyd)?

设想突击集群没有空中进攻性的反击手段,我们就不能为突击力量实施进入目标区域的进行规划,而仅仅是避开航路上的空空导弹,然后投弹并撤出。我们需要一种进攻性的反击手段来应对空中威胁,同样我们也需要采取相同的手段来应对电磁威胁(综合防空系统杀伤链是一种威胁)。

如今,当综合防空系统生成情报、送入情报鉴定中心、保持跟踪,然后与目标交战,同时我们的防御性电子攻击能力能够在最后的交战中进行防卫,此时美国空军有着有限的进攻性电子攻击能力,能够使得攻击集群获得进入权。专门定义“有限的”对于另一个场景更为合适。然而,电磁领域中的交战对抗已经从VHF频段扩展到毫米波频段。

进一步,当防御性系统的优先级高于进攻性系统,我们已然将自己置于被动而非主动的境地。这在战术上意味着我们在任务计划中加入了难以准确获得的变数。另外在本质上,我们正在计划使用并依靠防御性电子攻击(加上机动、箔条和红外诱饵)会在交战中挫败敌方的“信念”。

非致命电子攻击

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我们应该采用和致命性电子攻击(反辐射导弹)一致的方法来概念化非致命电子攻击(干扰),它有3种形式:被动式、先发式和主动式。被动地采用反辐射导弹是一种防御性的战术,而先发式和主动式反辐射导弹则是进攻性的。简而言之,2种进攻类型的不同点在于:先发地锁定1个已知的威胁,锁定1个预先不知道但将来会变得明确的威胁(但不是发现时的威胁)。

先发式锁定目标:部署于目标区域附近的战略地空导弹几周内不进行机动,在任务筹划中,我们开发了一个作战方案来锁定进攻性的电子攻击和反辐射导弹,并且在任务筹划完成后执行这项方案。

被动式锁定目标:在目标区域附近内有许多战术地空导弹在进行机动;突击集群正在攻击时,发射一枚战术地空导弹并以其杀伤区内的突击者为目标。现在,这些突击力量就变成了防御性的,对地空导弹进行反应来防卫自身。

主动式锁定目标:在目标区域附近内有许多战术地空导弹在进行机动,在突击力量进入之前,一枚预先未锁定目标的地空导弹在目标区域附近发射,这对于突击力量来说将是一种威胁,因此需要在突击力量防卫之前对地空导弹进行进攻性的处置。

因此对上图进行了修正,下图将进攻和防御性的非致命和致命电子攻击进行了概念化。

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在综合防空系统机动变为双基地、多基地,以及被动探测跟踪管理和毫米波跟踪交战,我们应对和攻击红方的计划是什么呢?这些不是物理问题,是可以解决的技术问题,与多路进攻和渗透基本原则是互补的。

任何人都能指出我们的匮乏之处。我们如何聚焦强调我们的匮乏更为重要。当第一批电子攻击机飞行员领导中队时(约2032-2035年),美国空军看起来将会是什么样的?我们应如何使得红方使用大量资源来应对我们对其综合防空系统中的影响?

在突击集群中,如果我们从依赖专门的进攻性电子攻击平台转向分布式的、互联的和相干的电子攻击,就可提升威胁方在跟踪管理和目标确认等方面的投入。贯穿于突击集群的分布式系统也意味着拥有固有的能量优势,来接近威胁一方的接收机——减少自由空间能量耗散。

可以采用双基地、多基地和被动探测能力作为我方的优势;压制相干目标系统并且瘫痪其处理和决策能力。这是一种新型的渗透。关键是要在威胁到达交战状态之前,早早介入敌方的杀伤链。相干波形设计用来通过情报鉴定中心,是一种高级的系统级的攻击手段,并且能够降低杀伤链后续的交战效率。

进一步,我们需要揭示作为专用武器系统作用的电子攻击概念。电磁频谱是一个很广阔的领域,突击集群中电子攻击必须是分布式的。我们没有单个的、专用的、搭载先进中程空空导弹的战斗机;它们在多种武器系统中是分布式的。电子攻击也应是分布式的,同理威胁也一样。

分布式、互联和相干的电子攻击

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现在以及将来的地空导弹威胁必须推动我们考虑不能一味地增加功率来实施电子攻击,主要是由于能量损耗率。我们可以集中技术优势使得放大器/发射机更轻、更小并且更强大——这是成本过高的改进。

我们应通过努力发展相干波形策略和技术来代替大功率来对抗威胁。这样做的话,我们就减小了地空导弹的影响范围;我们只需要敌方的威胁系统接收相干脉冲,而不是提升环境噪声门限—这是具备成本效益的改进。

分布式、互联和相干的电子攻击是什么样的?我们需要的特性是价格低成本、互联的“人在回路”的设备,干预算法预测的目标。反过来,我们迫使威胁方发展更多复杂的脉冲来分辨目标——这会造成技术和成本增加。推动装备和人员过度饱和,以及迫使红方分割力量来防卫突击集群的分布式和多向攻击。如果我们将电子攻击看做是三重约束维恩图,其中我们需要低成本、相干和分布式,如下图所示。

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如一个3重约束所示,现实情况和预算只能让我们拥有3项中的2项。但是不现实的是,3项都有着有限的时间和资源。圆形相交部分的数字表示优先级。最好的情况是价格低成本且波形相干,但最为重要的是相干。波形通不过滤波器中心,就难以对系统造成影响。

非相干波形可以在个体威胁参与的级别上获得成功,但是当这些个体威胁与与上述的梯队信息隔离时才有效。我们难以预料未来的威胁能力而获得较今天更少的信息共享冗余。

另外,上图并不仅仅适用于电子攻击,还适用于电子支援。分布式的传感器可以辨别设备、飞行器和集群之间的相干性,这些传感器对于发现、修正和利用威胁是有必要的。这部分讨论不在本文范畴之内。

人在回路?

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即使我们能够使用分布式和相干的能力,未来的电子攻击也不能将人员移除出决策环节。无论如何,为了快速有效压制综合防空系统,进攻性电子攻击阵列必须成规模部署。

战争的首日,在没有制电磁权的情况下,我们必须夺取制电磁权。“人在回路”必须基于红方和蓝方的系统能力是对等的。具备鲁棒性、移动性和冗余性的威慑能力的系统,可能首先依靠电子支援促使我们采用更多的无人操纵设备。随着系统性能的下降,蓝方需要投入更多的人员进入战场。有人和无人并不是对等的,而是规模与能力的问题。

艾森豪威尔总统有着对“获得毫无依据的影响力”的控告,这对电子攻击不一定适用,特别是在获取采购渠道中,这一定是武器系统不可知论。价格低成本表明纳税者必须拥有软件或硬件的所有权,或者二者兼而有之,激励企业在被超越之前,实现应对将来的威胁需求。理想地,为了最好地支持作战人员,我们需要封锁非供应商并开放结构物资,不然我们有可能在对手快速发展的条件下失利。

电子攻击的未来

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为了获取并保持当前的制空权,并能够提升应对未来同行威胁的能力,空中作战力量需要飞行人员理解电子攻击分为进攻性和防御性,而且必须应对从防空系统和单兵交战范围的威胁。过去的数十年,我们已经相对精通图1中右下方的部分。

然而,对于图中左上角部分,大部分美国空军的专业技能已经下降。为了更加高效,我们必须采取一种与之前空中力量概念完全不一样的方法。未来的电子攻击必须在交战之前,在系统的处理能力和容量中连贯地包含进攻性和防御性两项。

美国空军为联合空中电子攻击计划培训更多的空战人员,这些人将成为电子战的专家。联合空中电子攻击计划也不再是为2、3线部署的空战人员。现在,飞行员直接来自于飞行训练,作战体系人员直接来自于作战体系军官学校,他们在第390电子战联队度过服役的头三年来学习电子攻击。

完成分配后,他们将奔赴美国空军的各个武器系统中去,并且为空中作战带来比以往更多的电子战技能。首批空战人员分配包括5名飞行员和2名作战体系人员。更多的空中作战力量将会从更大更多细致的系统计划和行动中受益,同样也体会到了空中作战对于进攻性电子攻击的缺乏。

随着美国空军发展分布式和相干的电磁攻击样式,这些电子攻击专家骨干将会影响决策者。关键是未来的电子攻击不仅仅是购买新设备或是升级旧设备,而是培养具备电磁战技能和背景、能够准确理解电磁战概念的人员,从而获得制空、制天和制电磁权。

原文始发于微信公众号(雷达通信电子战):射频易商城

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