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电(diàn)子战如何削弱宙斯盾舰反导(dǎo)能力?
摘 要:本文从宙斯盾舰BMD系统现状出(chū)发(fā),详细阐(chǎn)述宙斯盾舰BMD系(xì)统的主要组(zǔ)成以(yǐ)及各组成单元的作用(yòng),分析宙斯(sī)盾BMD舰的本舰反导(dǎo)、远程发射、远程(chéng)交战三类反导(dǎo)模式及(jí)能力,并提(tí)出利用电子战掩护弹道导弹突防(fáng)的(de)设(shè)想;同(tóng)时,通过特定场景和相应(yīng)导弹模型分析宙斯盾BMD舰反导拦截区域,并阐述电子战干扰BMD系统时对宙斯盾BMD舰远程(chéng)发射/交战及本舰反导(dǎo)模式(shì)的降效途径和作用,分(fèn)析了(le)电子战对(duì)雷达和反(fǎn)导网(wǎng)络的干扰难点,探讨以宙斯盾BMD舰为目标的电(diàn)子战未来发展,为联(lián)合作战提(tí)供(gòng)借鉴。
关键词: 电子战;弹道导弹防御系统;反(fǎn)导
引(yǐn) 言
为应对不断增强的弹道导弹(dàn)打击能力(lì),美持续(xù)发展导弹防御体系(xì)。装(zhuāng)备有宙斯盾弹道导弹防御系统(Ballistic Missile Defense System,BMD)的驱(qū)逐舰是美军(jun1)导弹防御(yù)体系重要组成部(bù)分,也是目前美(měi)军海上反导的中坚(jiān)力量。
BMD系统是(shì)在美海军宙斯盾作(zuò)战(zhàn)系统上发展形成的反(fǎn)导(dǎo)系统。目前,宙(zhòu)斯(sī)盾作战系统最(zuì)新版本基线-9实现了(le)防空能(néng)力(lì)和弹道(dào)导弹(dàn)防御(yù)能(néng)力(lì)的整合,成为美海军驱逐舰防空反导一体化作(zuò)战的核心系统,BMD系统也发(fā)展到5.1版本,具备了(le)远程发射(LOR)、远程交战(EOR)多种拦截能力[1],极(jí)大增加了反导窗口和防御覆(fù)盖(gài)范围,如表1所示。导弹(dàn)防御(yù)局局长乔恩(ēn)•希尔上将曾表示:“远程(chéng)交战模式使导弹防御覆盖面比宙斯盾(dùn)BMD舰独立拦截(jié)增加(jiā)了7倍”。
同时,美导弹防御局为应对未来更多的威胁和更大规(guī)模的袭击,其BMD 6.0已(yǐ)在计划之内,并作为“阿(ā)利(lì)•伯克”级Flght. III型驱逐舰的标配(首舰“杰(jié)克.卢卡斯”正在建设(shè)中,2021年(nián)交(jiāo)付),未来美(měi)军海上反导能力(lì)将更上一个(gè)台阶。
表1 BMD 5.0以上版(bǎn)本(běn)状况
据报道(dào),2018年(nián)末已有38艘宙斯盾舰配备不同版本的BMD系统,计划(huá)2021年增加(jiā)到48艘,并螺旋式升(shēng)级BMD系统版本。面对越来(lái)越强的宙斯盾(dùn)BMD舰反(fǎn)导能力,本文将基于电子(zǐ)战的(de)多种(zhǒng)攻击(jī)手段,分析对其信息系统和反导能力的降效作用,并探讨电子战未(wèi)来的(de)发展,为联合作战提供参(cān)考。
1 宙斯盾舰BMD系统反导能力
1.1 BMD系统主要组成
目前,宙斯盾(dùn)舰BMD系统主要由(yóu)宙(zhòu)斯盾雷达、指挥与(yǔ)决策系统、武器控制系统、垂直发射(shè)系统与(yǔ)拦截(jié)弹、通信系统(tǒng)等(děng)组成,如图(tú)1所示(shì)。
图1 BMD系统主要组成
(1)宙斯盾雷达宙斯盾雷(léi)达主(zhǔ)要实现对来袭弹道(dào)导弹的快速搜索、跟踪(zōng)以及对标(biāo)准(zhǔn)导弹的制导控制。美军(jun1)驱逐舰目前主要装备有 AN/SPY-1B、AN/SPY-1D两(liǎng)型(xíng)用(yòng)于弹道导弹防御,而最新型的AN/SPY-6雷(léi)达将装备在(zài)最(zuì)新的阿利(lì)伯克级驱(qū)逐舰(jiàn)上(shàng),雷达灵敏度提高了约30倍、精度提高1倍,于2023年(nián)生成能力。AN/SPY-1B/D雷达可通过控制脉冲和(hé)工作模式获取最优的探测跟踪能力[2],对弹(dàn)道导弹助推器(RCS=1.0 m2)可达740 km,对弹头(RCS=0.03 m2)可达310 km,同时(shí)可通过相控阵雷(léi)达(dá)向拦截导弹发送轨迹(jì)修正指令,进而(ér)调(diào)整拦截轨迹[3]。
(2)指挥与决策系统指挥和决策系统(C&D)由AN/UYK计算处理系统和AN/UYA显示(shì)控制系统等组成,是全舰的指挥和控制中心,在(zài)反导作(zuò)战时C&D建立反导战术,显示(shì)并处理宙斯(sī)盾雷达探(tàn)测跟踪信息和外部(bù)跟踪数据,对来袭(xí)弹道导弹进行威(wēi)胁判(pàn)断(duàn),指定防御目(mù)标优先顺序(xù)和火力分配,协调和控制整个作战系统(tǒng)的运行。
(3)武器控制系统武器控制系统(WCS)主要用于规(guī)划目标、发(fā)出点火指令以及控制发(fā)射的导弹[4],主要控制舰上垂(chuí)直发射系统发射拦截(jié)导弹。武器控制系统按照指挥和(hé)决策系统(C&D的(de)作战指令,根(gēn)据目(mù)标识别和跟踪(zōng)信息,对(duì)武器系统实施目(mù)标分配、拦(lán)截计(jì)算、指令(lìng)发射(shè)和导弹引导等功(gōng)能,在反导作(zuò)战(zhàn)时,控制垂直(zhí)发射系统发射标准导弹(dàn)进行拦截。
(4)垂(chuí)直发射系统与拦(lán)截弹MK41是驱逐舰发(fā)射标准(zhǔn)导弹的主要垂直发射系统,能够以每秒1发的(de)速率发射装填的拦截导弹(dàn),是应对饱和打击(jī)的有力发射系(xì)统。同时,MK41垂直(zhí)发射系(xì)统兼容各种类型导弹,包括标准系(xì)列(liè)反导拦截弹SM-2 Block IV、SM-3 Block I/IA/1B/IIA. SM-6 Dual I/II等,其(qí)中SM-3系列导(dǎo)弹用于高(gāo)空大气层外中段拦截,SM-2、SM-6系列导弹用于大气层内末段拦截。
(5)通(tōng)信系统宙斯盾舰通信系统(tǒng)较多,根据文献(xiàn)[5-6],构成反(fǎn)导网(wǎng)络的主要有(yǒu)两类通信系统—卫星和数(shù)据链。其中(zhōng)卫星(xīng)通信是宙斯盾BMD舰与美国弹道导弹防御中(zhōng)枢指挥控制管理和通信(xìn)系统(C2BMC)的(de)主要(yào)通信手段,可用于获取指挥控制(zhì)命(mìng)令和跟踪数据,如(rú)AEHF卫星(xīng)能够提供战区导弹防御服务[7];同时,外部探测跟踪平(píng)台可通过数(shù)据链(liàn)将(jiāng)导弹跟踪(zōng)数据直接传(chuán)递或中继至宙斯盾BMD舰(jiàn),宙斯盾(dùn)BMD舰可利用该数据(jù)进行火控解(jiě)算并发射标(biāo)准(zhǔn)导弹拦截(jié),如(rú)CEC系统可进行雷达接收数据的(de)直接传输(shū)[8]。
1.2 反(fǎn)导模(mó)式与能力
宙斯盾舰BMD系统(tǒng)主要具(jù)备三种反导模(mó)式,分别为本舰反导(dǎo)模式、远程发射模式(LOR)、远程拦截模式(shì)(EOR),如(rú)图2所(suǒ)示(shì)。
图2 宙斯(sī)盾BMD舰(jiàn)反(fǎn)导模(mó)式
(1)本舰反(fǎn)导模式本舰反导模式(shì)是(shì)宙斯(sī)盾舰(jiàn)BMD系统依靠自身舰载(zǎi)雷达探(tàn)测、跟踪目标,同(tóng)时(shí)根据拦截条件和优先级,发射SM-3和SM-2/6导弹进(jìn)行拦截。该模式的拦截(jié)能力主要取(qǔ)决(jué)于自身雷达探测跟踪能力、所处位置以及(jí)抗饱和打击能力。因宙斯盾雷达探测距离有限,当面对中、远程弹道导弹的高弹(dàn)道、高速(sù)度威胁(xié)时,本(běn)舰反(fǎn)导模式存在很大的探测盲区,待探(tàn)测跟踪上导弹后,所剩(shèng)时间短,又难以形成拦截窗口,本舰反导模式很难有所作为。
(2)远程发射模(mó)式美(měi)军(jun1)早在BMD系统3.6.1版本上发射(shè)SM-2 Block IV拦截弹进行了(le)远程发射模式拦截试验(yàn)[9], 在BMD系统(tǒng)4.0.1 版本又改善了远程发(fā)射的能(néng)力(lì)。该模式下(xià),通过反导(dǎo)网络获取外部传(chuán)感器提供的(de)来袭导弹跟踪数据,判断来袭导弹在一(yī)定时间内将进(jìn)入本舰(jiàn)雷达探测范围内时,允许宙斯盾舰在自身(shēn)雷达不接触目(mù)标的情况下,依次闭合火控环(huán)路,提前直(zhí)接发(fā)射SM-3导弹(dàn),当本舰雷(léi)达捕(bǔ)获跟踪上(shàng)来袭(xí)导弹后,通(tōng)过制导链(liàn)路为(wéi)SM-3提供实时引导直到交战结束。远程发射模式(shì)一(yī)定程度上摆(bǎi)脱(tuō)了(le)宙斯盾雷达探测能(néng)力对(duì)弹(dàn)道导弹拦截距离(lí)的限制,可以(yǐ)推测,该模式的反导能力主要取决于外部跟踪(zōng)数(shù)据的精确性以及本(běn)舰雷达(dá)的探测能力,未来宙斯盾舰装(zhuāng)备AN/SPY-6雷达后,将(jiāng)形成更强的反导能力。
(3)远程交(jiāo)战模式美军BMD系统5.1版本(běn)为宙斯盾(dùn)舰提供远程交战能(néng)力,通过反导网络,将陆海空天(tiān)基(jī)传(chuán)感器、宙斯盾舰和(hé)C2BMC指控系统相联接,形成有机超视距(jù)拦截整体。该模式是一种可完(wán)全利用外部传感器获取的目标数(shù)据(jù),对拦(lán)截目标进行探测、跟踪、火控制(zhì)导的作战模式,允许(xǔ)宙斯盾舰通(tōng)过反导网(wǎng)络获得其他传(chuán)感(gǎn)器跟踪(zōng)数据,使闭合(hé)火(huǒ)控环路直接发(fā)射SM-3,并引导与目标交战。与远程发射(shè)模(mó)式不同的是,使用远程交战模式(shì)的宙(zhòu)斯盾BMD舰,自(zì)身(shēn)雷达从发现目标到交战结束(shù)都可以不(bú)接触目标。远程交战模式完全摆脱(tuō)了(le)宙(zhòu)斯盾雷达探(tàn)测能力对弹道导弹拦截距(jù)离的限制,充分发挥SM-3 Bock IIA 2500km的拦截能(néng)力。可以推测,该模(mó)式需要外(wài)部传感(gǎn)器能够进行中末段制(zhì)导,其反导能力取决于外部(bù)跟踪数据的精确性、持续性和实(shí)时性。
通过(guò)上(shàng)述(shù)分析,远程发射和远程交战模式大幅提升了宙斯盾舰BMD系统反导能力,其共同点在于都需要高(gāo)质量的外(wài)部跟踪数据进(jìn)行火控(kòng)解算来(lái)发(fā)射SM-3,甚至中、末(mò)端制(zhì)导,高效、准确的目标信息传(chuán)输是宙斯盾舰BMD系统大范围反导能力形成的关键,也是其(qí)薄弱(ruò)环(huán)节。
2 电子战降效作用(yòng)分析(xī)与(yǔ)探讨
2.1 电(diàn)子战降效作用
美军在实施反导的过程中,一般采(cǎi)取“尽早拦截(jié)”的(de)策略(luè),也就是(shì)越早(zǎo)拦(lán)截效(xiào)果越好。假设宙斯盾(dùn)BMD舰面临1500km级别的(de)弹道导弹袭击(jī),其(qí)实施拦截时,如果预警(jǐng)卫星或前置传感器已对该来袭弹道导弹(dàn)进行跟(gēn)踪,并通过反导网络传递(dì)给宙斯盾BMD舰,那么其首先可采取EOR远程交战(zhàn)模式发射SM-3 Block IIA进行超视距反导。若其因诱饵、末端(duān)制(zhì)导(dǎo)等因素使第一(yī)次反导(dǎo)失(shī)败,则第二次(cì)可采(cǎi)取(qǔ)IOR远(yuǎn)程发射模式发射(shè)SM-3 Block IA导弹,随(suí)后本舰宙斯盾雷(léi)达再根据外部跟踪数(shù)据快速完(wán)成跟踪和制导,直至(zhì)末端拦(lán)截(jié)打击(jī);若再次失败,宙斯盾BMD舰仅(jǐn)能(néng)发射SM-2/6实施末端反导(dǎo)拦截(jié)。
所以,本文(wén)根据文献[10]的模型分析(xī)计算三次碰撞点,如图(tú)3所示。其(qí)中,拦(lán)截点(diǎn)1和2分(fèn)别为远程交战和远程发射模式拦截点,依赖外(wài)部力量的持续跟踪和反导网络的信息传输;拦截(jié)点3为本舰末(mò)段拦(lán)截,依赖(lài)宙斯盾雷达的自身跟踪和反应(yīng)能力。
图3 宙斯盾BMD舰拦截1 500 km弹道导弹
因(yīn)此,电子战可对宙斯盾BMD舰所(suǒ)依赖的关键信息系统实施干扰,压缩跟踪区域、缩小拦(lán)截窗(chuāng)口,迫(pò)使其反导能力失效,途(tú)径及效果如下(xià):
(1)干(gàn)扰(rǎo)外部传(chuán)感器和(hé)反(fǎn)导(dǎo)网络,限制宙斯盾(dùn)BMD舰EOR/IOR模式宙斯(sī)盾BMD舰根据外(wài)部跟踪信息可实施EOR或IOR模(mó)式进行反(fǎn)导。在弹道(dào)导弹助推段,电(diàn)子战力量(liàng)攻击(jī)高轨预警卫星(xīng)等预警(jǐng)传感器(qì),可使美军难以快速获取弹道导弹轨迹(jì),拖延宙斯(sī)盾BMD舰的拦截(jié)准备;在弹道(dào)导弹(dàn)自由(yóu)飞行段,电子(zǐ)战力(lì)量(liàng)可攻击前置传感器,使传感器难以有效跟踪弹道导弹,同时(shí)可干扰反导网络,致(zhì)使跟(gēn)踪信息难(nán)以传递至宙斯盾(dùn)BMD舰,多(duō)手段联合破(pò)坏宙(zhòu)斯盾(dùn)BMD舰的远程交换EOR/远程(chéng)发(fā)射(shè)IOR反导模式,仅能依靠自(zì)身拦截,如图4所示。
图4 电子战多手段干扰(rǎo)下(xià)宙(zhòu)斯盾BMD舰反导能(néng)力
(2)干扰宙斯盾雷达,限制本舰跟(gēn)踪能力,使其反导时间不够由于(yú)弹道导(dǎo)弹在进入宙斯盾舰探测范围内时(shí),宙斯盾舰的本舰(jiàn)反导模式仅具备1次中段拦截(jié)和1次末段拦截能力,拦截窗口仅(jǐn)有(yǒu)1~2 min,所以可采用噪(zào)声(shēng)与欺骗式相结合(hé)的方式干扰宙斯盾雷达[11],仅(jǐn)需压制一定的探测距离即(jí)可使(shǐ)其失(shī)去(qù)中段拦截窗口,若能进一步达(dá)成“以假乱真”的扰乱干(gàn)扰(rǎo),宙斯(sī)盾舰同(tóng)时将(jiāng)失(shī)去末段拦截能力,如图5所示(shì)。对宙(zhòu)斯盾(dùn)雷(léi)达的干扰效果在(zài)2014年(nián)的俄罗(luó)斯Su-24战(zhàn)机(jī)携带(dài)“希比内”电(diàn)子战(zhàn)设备(bèi)对(duì)美“唐纳德库克”号宙斯盾驱逐舰(jiàn)的雷达进行攻击中(zhōng)已经得到验(yàn)证,宙斯(sī)盾在电子战攻(gōng)击情况下出现雷(léi)达黑屏、导弹(dàn)得不到(dào)目标指示等(děng)“症状”,且宙(zhòu)斯盾系统失灵且长时间无(wú)法(fǎ)恢复,整(zhěng)个事(shì)件长达90min。
图5 攻击(jī)雷(léi)达时宙斯盾BMD舰失去拦截窗口(kǒu)
2.2 电子战降效难点
虽然电子战具备对(duì)宙斯盾BMD舰反导能力的降效作用,但仍存在一定难(nán)度(dù):
(1)对传感器(qì)干扰难点支撑宙(zhòu)斯盾BMD实(shí)施远程发射(shè)/交战反导的传感器(qì)包(bāo)括低轨预警卫星、AN/TPY-2、LRDR、AN/SPY-1/6等(děng),探(tàn)测(cè)跟踪(zōng)模式多样(yàng),并(bìng)且随着弹道(dào)导弹飞(fēi)行,传感器(qì)跟踪角度随时变化,所以对于传感器的干扰需要在副瓣进行干扰,难度较大;同时弹道导弹打击距离(lí)较远时,传感器部署距离(lí)也可能较远,电(diàn)子(zǐ)战(zhàn)力量受到视距限制(zhì),需(xū)要前突(tū),更加加大了干扰(rǎo)难度。
(2)对(duì)反导网络干扰(rǎo)难点(diǎn)宙(zhòu)斯(sī)盾BMD舰(jiàn)反导时(shí)指挥(huī)控制(zhì)、跟踪(zōng)数据等信(xìn)息交互主要(yào)以卫(wèi)星、数据链为主,所(suǒ)构成的反导网络复杂,干扰时可能(néng)无(wú)法快速(sù)判断(duàn)所利用的反导(dǎo)网络,存在(zài)干(gàn)扰效果不确定的问(wèn)题;同时(shí),卫星、数据链网络均具备一定的抗干扰性[7-8],如CEC的DDS数据链定向性强、等效辐射(shè)功(gōng)率高,干扰难度大;AEHF卫星网络(luò)波束(shù)指(zhǐ)向性好,并采用(yòng)自动调零、高速跳频等技术(shù),同样存在干扰难度大的(de)问题。
2.3 电子(zǐ)战发(fā)展探讨
通(tōng)过电(diàn)子战对宙斯盾BMD舰反导能力的降效作用和难点分析,电子战力量可进一步(bù)向(xiàng)体系(xì)作(zuò)战、欺骗干扰、渗透攻击发展(zhǎn),通过(guò)多手段(duàn)联合运用,解决干扰难(nán)点,多(duō)管齐下(xià)降低BMD舰(jiàn)反(fǎn)导效能。
(1)向体系作战方向发展宙斯盾BMD舰EOR/IOR反导模(mó)式依托美军反导(dǎo)体(tǐ)系的外部跟(gēn)踪数据实现,所以(yǐ)在掩护弹道导弹打击(jī)过(guò)程中,电子战不仅需(xū)要对宙斯盾(dùn)BMD舰(jiàn)的(de)宙斯盾雷达进行干扰,也需要(yào)对其他传感器和反导网(wǎng)络进行干扰,体系化作战实现对宙(zhòu)斯盾(dùn)BMD舰EOR/IOR模式的破坏。未来可(kě)采取螺(luó)旋(xuán)式发展策略,实现多平台多手段的协(xié)同作战能力(lì)。
(2)向欺骗干扰(rǎo)方(fāng)向发展欺骗(piàn)干(gàn)扰(rǎo)是电子(zǐ)战发(fā)展(zhǎn)历程中逐步形(xíng)成的重要手段[11-12],在降效宙斯(sī)盾BMD舰反导能力过程中,能够使宙斯盾BMD舰获取虚假航迹、错(cuò)误指控等信息,一(yī)方面使火控解算(suàn)不准,逐(zhú)步加大标准导弹制(zhì)导误差,另一方面使作战指挥人员受到假(jiǎ)命令,延迟作战反应。电子战的欺骗干扰能够极大削弱宙斯盾BMD舰的反导能(néng)力。
(3)向渗透攻击方向发展电子战(zhàn)力(lì)量(liàng)因受(shòu)视距限制,无法在第一时间对超远距离的宙斯(sī)盾BMD舰发起(qǐ)攻击,难以掩护远程/洲际弹道导弹(dàn)的中末(mò)段(duàn)突防(fáng)。渗(shèn)透攻击,即(jí)信息战[12],如(rú)果未来能够通过反导网(wǎng)络的无线入(rù)口将病毒代码注入(rù)至宙斯盾BMD舰内(nèi)部网络,延迟、破坏(huài)甚(shèn)至控(kòng)制舰上指(zhǐ)挥系统、火(huǒ)控(kòng)系统对(duì)标准导弹(dàn)垂直发(fā)射(shè)系统,实现电子战效(xiào)能的无线延伸,能(néng)够有力掩护(hù)弹道导弹远程突防(fáng)。
结 语
美宙斯盾BMD舰(jiàn)通过持续(xù)的反导(dǎo)能力(lì)升级,具备完善(shàn)的远程发射(shè)和远程(chéng)交战反导拦截能力。电子战是(shì)降效宙斯盾BMD舰反导能力(lì)的(de)有效手段,大力发展电子战体系(xì)作战、欺骗(piàn)干扰、渗透攻击能力,综合运用多(duō)种(zhǒng)电子(zǐ)战手段,能够为弹道导弹突防开辟窗口,提高突防(fáng)成功率,是战斗力(lì)实(shí)质性提升的高效途径。
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