机载电子攻击的未来
没有电磁优势,就不可能获得空中优势和太空优势。对于空中力量任务而言,首要目标通常就是夺取并保持空中优势。不过,其中隐含的任务就是首先获得并保持电磁优势。
2000年8月,美国参谋长联席会议启动了一个“联合机载电子攻击”项目,作为美国空军EF-111A退役后的临时解决方案,以便能在后续空中电子攻击系统部署前建立起一支精通电子攻击的空军骨干队伍。该项目由美国海军的电子攻击联队和位于惠德贝岛海军航空站的美国空军第390电子战斗中队合作完成。但2004年,美国空军从该项目中撤走了飞行员,从2004年到2017年,美国空军仅依靠少数二次甚至三次转岗的电子战军官来维持整个战斗空军的进攻性电子攻击技能。到目前为止,位于惠德贝岛上的空军第390电子作战中队与所属的第366战斗机联队(位于爱达荷州Mountain Home空军基地)在地理位置上还是分离的。
2015年,美国空军空战司令部同意让空军飞行员重新参加到机载电子攻击项目中。在美国空军副参谋长的直接过问下,首批飞行员于2017年10月加入该项目。对美国空军而言,重要的是,美国空军将如何发展其电子攻击的实施方式?
电磁战概念
本文的目的是概述美国空军应该如何应用电磁战对抗各种威胁:从单个交战到与综合防空系统的对抗。我认为用“电磁战”一词比“电子战”更准确,因为“电磁战”聚焦于我们作战的电磁域,而不是在这个域中用于作战的“电子”设备。此外,我会避免使用当今热门的一些词,(例如,系统家族、第三次抵消战略等等),因为几年后当它们不再时髦时,会变得毫无意义。
图1对电磁战进行了概念化描述。横轴代表电磁战从“进攻”到“防御”的变化。纵轴代表威胁,从单个交战演变到防空系统。
所有紫色的标注都是电子攻击,无论是致命的(反辐射导弹)、非致命的(干扰)、有源的(干扰、诱饵、曳光弹)或者是无源的(隐身、箔条)。
电子攻击(更应该称为电磁攻击,但还是一步一步来。)必须采用攻防两种手段来对抗威胁。进攻性电子攻击主要针对综合防空系统等威胁,让蓝军(己方)进入红军(敌方)拥有的高价值目标。防御性电子攻击的重点在于挫败末端威胁,这是在综合防空系统已能进行跟踪并实施交战之后进行的。这些防御性电子攻击能力通常被称为“自卫”吊舱,其本质是防御性的。
电子战支援(绿色)主要集中在威胁系统级,除了在执行交战层面的威胁逼近告警(ITW)外。雷达告警接收器(RWR)也完全是位于交战层面。比如RWR并不关注是否有预警的NEBO雷达(苏联的一种预警雷达)在探测它。
电子防护(蓝色)是我们通过在雷达和通信(Have Quick II)系统中使用战争后备模式和频率/波形捷变,防止威胁对我们进行电子攻击。
美国空军在低可观测技术(无源电子攻击)和反辐射导弹(致命电子攻击)方面取得了成功。我们在攻击群中舍弃的是对威胁系统的进攻性电子攻击能力,转向依靠海军来满足战斗司令部作战计划中的大多数进攻性电子攻击需求。当美国空军要应用使用攻击性电子攻击时,就会遇到EC-130H太少(未来的EC-37B)或“攻击者”电子攻击吊舱还在训练演习中的问题。
所以,当前的态势就是,我们不仅正在丧失实施电磁攻击的能力,而且我们只关注了电磁频谱的一小部分。
我们落后了
我们不能一边进行防卫一边继续实施空中打击。我们必须超越1980年代那种躲在电磁频谱中的思维,我们已经无处可藏。此外,我们不能仅仅依靠防御性的电子攻击。为什么要等到交战时再实施防御呢?为什么要把OODA中的决策空间(或时间)让给敌方呢?可以想象一下,对于一个没有进攻性制空的攻击机群;我们不会做这样的规划,让我们的攻击力量一路上不断躲避空空导弹的攻击,进入目标区域,然后投弹、撤离。我们需要一个进攻性的对抗空中威胁的方法,同理,需要一个攻击性的对抗电磁威胁的方法(综合防空系统的杀伤链就是威胁)。今天的美国空军,进攻性电子攻击能力有限,期望在攻击机群发起攻击时,敌方的综合防空系统经过发现-上报-决策的流程再实施交战,而我们的防御性电子攻击能力只需在末端实施防御。此外,用频段也可以说明我们能力“有限”,因为电磁域中的战斗已经从甚高频以下延伸到了毫米波段。
此外,当优先级置于对攻击系统进行防御时,我们就把自己置于反应式而非主动式的态势。从战术上讲,这意味着我们增加了一些在任务规划时无法准确阐释的变量。此外,从本质上讲,我们是基于对防御性电子攻击加机动、箔条和曳光弹能够挫败敌方的攻击的“信任”来规划交战。
对非致命性电子攻击(干扰)的概念化应采用与致命性电子攻击(反辐射导弹)同样的方式。它有三种类型:反应式、先发制人式和主动式。反应式地反辐射导弹应用是一种防御战术,而先发制人和主动使用反辐射导弹本质上是讲是攻击性的。简言之,这两种进攻类型之间的区别是:一种是先发制人地瞄准已知的威胁,一种是瞄准先前未知而后来成为已知的威胁。
先发制人的目标包括:位于目标区域附近数周未移动的战略型地空导弹,在任务规划中,我们要对此制定用进攻性电子攻击和反辐射导弹攻击的计划并加以实施。
反应式目标包括:在目标区域附近机动的战术地空导弹。在攻击机群实施攻击时,战术地空导弹系统会突然出现,在导弹交战区内瞄准攻击方。为了保护攻击方,将对这些地空导弹实施防御性即反应式的攻击。
主动式瞄准:在目标区域附近机动的战术地空导弹系统。在攻击方进入之前,一个先前未定位的地空导弹会突然出现在目标区域附近,这将给攻击方构成巨大威胁,因此在攻击方实施防御前要主动把该地空导弹列为攻击目标。因为对该威胁不主动进行摧毁的话,将成为未来一个致命因素。
所以图1需要修改。图2对进攻性和防御性的非致命电子攻击和致命电子攻击进行了概念阐述。
图2 电磁战目标瞄准对威胁规模
当综合防空系统转向双基地、多基地和无源探测与毫米波跟踪时,我们怎么来对抗和攻击敌方呢?存在可解决的技术问题,是对多轴攻击和饱和攻击基本原理的补充。
任何人都可以指出我们的不足之处,但如何集中精力解决我们的不足之处更为重要。当我们首批电子攻击战斗机飞行员担任中队负责人时,美国空军在电磁战中应该是什么样子?我们如何让红方动用更多的资源去对抗综合防空系统?
如果我们从依赖专用进攻性电子攻击平台转向在攻击群中采用分布式、相互链接和相干的电子攻击,我们就可以迫使威胁增加在跟踪管理和验证上的投入。跨攻击群的分布式系统还意味着抵近威胁接收器所带来的固有功率优势,可以减少自由空间路径损耗。我们可以将双基地、多基地和无源探测能力转化为我们的优势;用相干目标压制这些系统,削弱其处理和决策能力。这是一种新的饱和攻击。关键是在威胁进入交战阶段之前,更早地聚焦于敌方杀伤链。设计能通过滤波中心的相干波形是一种高级的系统级的攻击,可降低杀伤链后期的交战效率。
此外,我们需要摆脱电子攻击是专用武器系统的任务这种思路。电磁频谱是一个宽泛的域,电子攻击必须分布在整个进攻群中。我们没有单一携带先进中程空空导弹(AMRAAM)的专用飞机;它们是分散在多个武器系统中的。电子攻击也是这样,威胁同样如此。
更远的距离
当前和近期地对空威胁的作用距离将促使我们必须考虑不能再采用蛮力的电子攻击思路,这在很大程度上是因为功率的路径损耗。我们可以专注于在技术上进一步向前发展,使放大器/发射机更轻、更小、能力更强,但这是一种会受到成本制约的发展模式。相反,我们应该改变以蛮力来对付威胁的思路,致力于发展相干波形的策略和技术。这样做可以缩短地空导弹射程;我们只需要让威胁接收相干脉冲,而不需要提高环境噪声门限——这是一场节省成本的革命。
分布式、相互链接和相干的电子攻击到底是什么样子?我们需要的特性是成本低、相互链接的设备,其中将人的思维置于环路之中,并通过预测性算法加强目标瞄准。反过来迫使威胁要开发出更复杂的脉冲来识别目标,这增加了其技术难度并提高了成本,导致机器和操作员过载,迫使红方分散资源,防御攻击群中分布的多轴攻击。
如果我们把电子攻击看成是具有三个约束条件的韦恩图,我们需要的是成本低、相干和分布式的攻击,如图3所示。
就像三个约束条件一样,现实和预算意味着我们能得到三个约束中的两个。但不太可能在有限的时间和有限的资源同时得到这三个条件。重叠圆中的数字表示优先级。最好是低成本和相干,但最重要的是,相干。未能通过滤波中心的波形不会对系统造成影响。非相干波形在对单个威胁的交战上可以取得成功,但只有当这些单个威胁得不到上一层级的信息时,这才会发挥作用。我们不应指望未来威胁能力在信息共享方面的冗余度比现在还差。此外,图3不仅仅适用于电子攻击;它也适用于电子战支援。
图3 电子攻击的三个约束条件
未来的电子攻击,即使我们使用分布式和相干能力,仍然不应该在环路中将决策从一个有思想的人(飞行员)中移走。然而,攻击性电子攻击的阵列必须是可扩展的,以足够快地执行,从而有效地压制动态的综合防空系统。
战争的第一天,我们将不会有电磁优势,我们将不得不为此战斗。人在“回路中”的确切位置必须基于相对于蓝方能力的红方系统能力。一个具有鲁棒、机动和冗余威胁能力的系统很可能会迫使我们首先使用更多的无人资产,并依赖电子支援。随着对方系统能力的下降,蓝方将人在战斗空间往前推的能力将不断增升。有人与无人不是“此消彼长”,而是一个规模和能力的问题。
电子攻击的未来
现在,为了获得并保持空中优势,并在对抗未来对等威胁中获得更多的空中优势,美国空军需要让空军作战人员意识到电子攻击包括进攻性和防御性两种,用于对付从防空系统到单个交战的威胁。过去几十年中,我们对图1的底部和右侧已经变得相对熟悉。然而,我们的专业技术已经导致整个空军在此图左上角的能力萎缩了。为了更有效,我们必须以一种完全不同于以前空中力量应用的方式实施电子攻击。未来的电子攻击必须在交战前在系统的处理能力和容量上协同包括攻击性和防御性两种。
好消息是,美国空军正在向联合机载电子攻击项目投入更多的人员,将他们培养为电子攻击方面的专家。联合机载电子攻击项目不再只针对第二次或第三次转岗的飞行员。现在,飞行员和作战系统军官也会在其作战期间的头三年到第390电子战斗中队学习电子攻击。从长期来看,随着美国空军建立起对威胁的分布式相干电磁攻击能力,电子攻击专家队伍将对决策者形成影响。关键是未来的电子攻击不仅仅是购买一中新装备或升级旧装备而是培养和造就一批有技能、有专业背景的人才,准确把握电磁战的概念,从而成功获得并保持电磁优势、空中优势和太空优势。
作者:Jeff “Seed” Kassebaum中校,美国空军第390电子战斗中队中队长,执飞EA-18G。是EA-18G电子战军官、EC-130H武器军官,在EC-130H、EA-6B和EA-18G上飞行超过2000小时。
你用或者不用,频谱都在那里,不来不去;
你战或者不战,交锋都在那里,不觉不知!