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干扰全面升级

2015-09-10马岩

兵器知识 2015年10期
关键词:德军轰炸机雷达

马岩

在1940年7月开始的不列颠之战中,德国空军多次派出轰炸机对英国的“本土链”雷达站进行空袭,但在英国歼击机的奋勇防御下,此类行动大多收效甚微。有时候,德军已将某个雷达站摧毁,但英国技术人员会在第一时间让发射机恢复工作,然后再慢慢修复其它部分,实际上此时的雷达是无法发挥作用的,但重新侦收到雷达信号的德军会以为英军已完成了雷达的的修复,他们大费周章的空袭仅能让英国雷达瘫痪数小时,非常不划算,所以逐渐放弃了对雷达的硬打击战术。

1940年9月,德国空军在加莱地区的库普尔山上设立了一个干扰站,开始进行雷达干扰试验。干扰站采用功率为1千瓦的发射机,在与英国“本土链”相重合的22~50兆赫兹频段释放噪声干扰。但由于干扰站位置固定,不可能对遍布英国全境的“本土链”进行全面压制,只影响了一小部分“本土链”雷达的工作,德军干扰的效果微乎其微,反而帮助英国培养出了一批拥有丰富反干扰经验的雷达操作员。

但德军清楚地认识到敌方雷达对自己所造成的威胁,所以并没有放弃对雷达进行电子干扰的技战术研究。1942年2月11日至13日,在皇家海军和空军的眼皮底下,两艘德国战列巡洋舰,一艘重巡洋舰在数十艘扫雷舰和各类小型船只的护航下,从法国西北部的布雷斯特快速穿越英吉利海峡进入北海,其间,“沙恩霍斯特”号曾因触雷而在海湾中抛锚半小时之久,但这艘排水量近4万吨的巨舰仍未被任何一部英国海岸雷达所发现,最终顺利返回了德国港口。

这就是著名的“海峡冲刺”行动,一次蓄谋已久、严格保密且十分大胆的军事调动。实际上,德国海军的这几艘主力战舰已经在布雷斯特港停泊了一年,在这一年中,英国海岸雷达网始终不分昼夜地对它们进行监视。为确保对英国海岸雷达的有效压制,德军动用了大量地面干扰机,并采用了“温水煮蛙”式的战术,起初以很低的功率发射干扰,未引起英国雷达操作员的特别注意,随后,德军每天都会略微提高干扰功率,英国人仍然没有察觉,而是将接收到的这些杂波归咎于天气或其它非人为因素。所以,当那几艘巡洋舰出港时,干扰机的功率已经足以使英国海岸雷达失去对海峡的监视能力,而当时英国绝大部分经验丰富的雷达操作员都已被派往战事激烈的地中海战区,留下的新手面对雷达屏幕上的杂波不知所措,以为是自己的设备出了问题。

德军战舰可以在距离英国海岸30千米的海域活动,而且没有被雷达发现,这一事件给英国人带来了巨大的震动,虽然官方宣称是由于雷达故障所致,但他们心里比谁都明白,敌人已经开始动用电子干扰这种全新的武器来对付自己。当时英国各类雷达几乎都工作在200兆赫兹的频段,如果德军集中力量对这一频段进行阻塞干扰,其后果将是致命的。由此,英国一方面加快了不同频段雷达的研制进程,另一方面也在积极寻找干扰德军雷达的措施。

1942年,皇家空军成立了担负雷达干扰试验任务的第515中队。该中队配备9架经过改装的“无畏式”双座战斗机,每架飞机都装有一部代号为“月光”的雷达干扰机,它们的目标是德国“弗雷亚”警戒雷达。“月光”可以将接收到的“弗雷亚”雷达信号放大,然后再转发回去,导致“弗雷亚”的屏幕上出现一个非常明显的宽脉冲,看起来就像是一群密集编队的轰炸机所产生的回波。8月6日,515中队派出8架飞机在英吉利海峡上空进行了第一次电子佯攻,德军果然上当,立即派出26架战机起飞迎敌,位于瑟堡的阻塞气球也升了起来。随后,“月光”干扰机多次完成了对美国第8航空队的电子支援,最多的一次曾在佯动方向吸引1 700余架次德军战机升空迎战,而担任主攻任务的轰炸机编队毫发无伤。

“月光”造成的欺骗式干扰在一定程度上起到了牵制德军防空力量的效果,但仍存在三个明显的缺陷:一是由于当时盟军轰炸机在夜间不会做密集编队飞行,德军雷达可以轻易识破“月光”发出的干扰,所以只能用来支援昼间空袭;二是每部“弗雷亚”雷达的工作频率都略有差异,这就需要“月光”进行一对一的干扰,随着“弗雷亚”雷达的部署数量与日俱增,对“月光”的需求也越来越大;三是干扰飞机只能在德军地面防空部队的视距外活动,如果雷达站与观察部队稍加沟通,就可以轻易分辨出雷达屏幕上的脉冲波形究竟是真正的轰炸机群还是几架进行电子佯攻的干扰机。受制于以上缺陷,1942年10月,“月光”在进行了28次干扰任务之后被弃用。

“月光”让盟军飞行员第一次切身感受到了电子干扰手段的重要性。为了弥补“月光”的固有缺陷,很快,一种代号为“心轴”的干扰机被生产出来。与“月光”的欺骗式干扰不同,“心轴”采用噪声干扰的方式,其信号可以将“弗雷亚”的雷达信号淹没。1942年10月,皇家空军515中队的9架飞机全部换装了“心轴”干扰机。执行任务时,第515中队的“无畏”式战机在距敌海岸80千米、宽度320千米的航线上迂回飞行,对德军沿海“弗雷亚”雷达进行远程压制,而突入敌纵深的每个主力轰炸机中队都有2架飞机装有“心轴”干扰机遂行伴随干扰。这一战术在运用初期取得了非常显著的成效,让皇家空军夜间空袭的损失率下降了三分之一。为了摆脱干扰,德军扩展了“弗雷亚”的工作频率,而英军的干扰机也随之扩展频率,双方的这种较量一直延续了下来。

继“弗雷亚”之后,“维尔茨堡”成为了皇家空军更大的现实威胁。这种高精度雷达可以控制探照灯,给参加夜袭的英军轰炸机飞行员带来了巨大的心理阴影。但有的英国飞行员发现,有时候打开机上敌我识别开关,德国探照灯就会突然熄灭。这则传言一传十、十传百,很快就被英军轰炸机广泛采用。但是,经过技术人员的检测,英国敌我识别器的发射频率只有25兆赫兹,根本不可能对工作在570兆赫兹的“维尔茨堡”构成直接干扰。最终得出的结论是,敌我识别器开启与否与雷达控制的探照灯之间没有必然联系,而且不断发射的敌我识别信号反而可能暴露飞机的方位。但是,考虑到这种措施给飞行员带来的积极心理暗示,英国专家还是设计了一个可以让敌我识别器连续发射的“J”开关,此举虽然在技术上发挥不了什么实际作用,却大受空勤人员的欢迎。

除了这种纯粹寻求心理安慰的对抗措施之外,美国也于1943年研制了一款代号为“地毯”的干扰机,并将其秘密安装在一小部分B-17轰炸机上。但在实战中这种干扰机的表现不佳,无法掩护整个编队,充其量也只能被载机用于自卫。1943年后期,“地毯”干扰机的部署数量慢慢缩减,对于压制德军防空部队所发挥的作用非常有限。特别是当英国启用了后文提到的另一种干扰措施时,“地毯”与之相比显得更加黯然失色。

在启用“心轴”干扰机的同时,每架英军轰炸机还装上了一种代号为“金属丝”的干扰机。德军地面站通常使用3~6兆赫兹的频段向夜间战斗机广播实时空情态势,而这一频段正是“金属丝”的干扰对象。事实上,“金属丝”和普通的机载高频无线电台没有本质差别,只是将话筒安在了发动机舱。在飞行过程中,操作员就像听广播一样调节频率旋钮,当找到不用英语的电台时就按下发射键,这样一来,德军飞行员就会收听到来自盟军飞机活塞式发动机隆隆作响的“现场直播”,严重扰乱了德军战斗机的指挥。

不过,德国人很快找到了破解“金属丝”干扰的方法,他们使用了功率更大的发信机,并在几个频率上同时进行空情播报,大大削弱了干扰的影响。然而,由于当时德军空地通信采用短波波段,其特性是能够被电离层反射,所以即使在英国本土也是可以收到德国空军的无线电指挥信号。当英国侦听站截获敌通信后,迅速将其工作频率通知正在奔袭的轰炸机编队,多架轰炸机可以同时让“金属丝”瞄准该频率集中实施干扰。英国本土的大功率发信台还可以直接对纳粹空军的通信联络进行噪声干扰,有些时候,它们还充当另一种角色——“幽灵”引导台。

设立“幽灵”引导台的初衷是向德军飞机发布假命令,继而将其引向错误的方向。但在实际运用中有可能遇到这样的情况,德军的地面指挥员已令战斗机在某城市上空待机,却仍无法完全确定该城就是盟军的主要轰炸目标,此时如果听到英国的“幽灵”引导台试图将战机引向其他城市的话,反而会打消他的怀疑。所以,为了避免暴露真实的进攻意图,“幽灵”引导台只是发布一些不利飞行的天气预报等信息来迷惑敌人。

后来,“幽灵”电台又开始发送一些貌似毫无意义但却又让德军飞行员烦躁不安的信息。比如长时间通话测试:“1-2-3-4-5,5-4-3-2-1,星期一—星期二—星期三—星期四—星期五—星期六—星期日,测试——测试——测试。”这些无聊冗长的通话不仅让焦急等待地面引导命令的德军战斗机飞行员们抓狂,而且也严重干扰了其正常的通话测试活动。几周后,“幽灵”电台又开始播放歌德诗篇、哲学名句甚至希特勒的讲话录音,这样做的好处是即使干扰功率不足以淹没德军通信信号,也能多多少少分散飞行员的注意力。

1943年11月,不堪“幽灵”电台骚扰的德军开始用女性来广播空情态势和相关无线电指令,希望这样能让飞行员更容易辨别出该服从谁的命令。然而他们没有想到,皇家空军早就招募了一批擅长德语的妇女辅助队员,当她们从“幽灵”机台上摘起话筒的时候,德国空军的无线电指挥再度陷于混乱之中。

1943年3月,德国空军夜间战斗机开始使用工作在38~ 42兆赫兹频段的FuG16机载无线电。为了压制这个新出现的频段,皇家空军在第101中队的“兰开斯特”轰炸机上安装了代号为“空中雪茄”的干扰机,并增加了一名机组人员负责设备操作。“空中雪茄”探测到的每个信号都会在屏幕上形成一个小尖峰,当看到这些信号时,操作员首先会打开接收机,调整频率进行侦听,如果确认是德军的电台,就打开发射机将其淹没。“空中雪茄”参加了1943年10月后所有的重要轰炸行动,发挥了显著的作用。

除此之外,德国军用广播台“安妮—玛利亚”也受到了英军的强烈干扰。此前,通过大量的侦听,英国人发现“安妮—玛利亚”电台播放的节目与盟军的空袭存在一定规律性,当盟军轰炸机出现在慕尼黑时,播放的是华尔兹圆舞曲,当轰炸机飞抵柏林时,该电台播放爵士乐,诸如此类,教堂音乐暗示明斯特,莱茵曲意味着科隆,而当盟军轰炸机返航时,电台则播放老战友进行曲。当英国人识破这种隐晦的指挥手段时,立即使用一台代号为“镖靶”的大功率专用干扰机对“安妮—玛利亚”播放的音乐进行连续噪声干扰。

忍无可忍的德军不得不使出最后一招,开始用莫尔斯码来传递指令。莫尔斯码比话音更难被冒充或干扰,但德军夜间战斗机部队中训练有素的报务员很少,在激烈的空战中从容地拍发与抄收报文也绝非易事,这项新的反干扰措施并没有发挥出预想中的作用。英国很快启用了代号为“鼓槌”的干扰机,在德军通信频率上不断发射无意义的莫尔斯码进行干扰。

到1944年初,在英国多种干扰设备的联合攻势下,德军战斗机的地空通信联络遭到了极大程度地扰乱,加上雷达干扰的影响,对盟军轰炸机损失率的下降发挥了很大作用。然而,相对于这些有源干扰手段,一种全新的干扰样式更为有效地保护了大批盟军飞行员安全返航,它就是——箔条。

与复杂的有源干扰方式相比,在空中布撒大量金属物以杂乱反射雷达波的无源干扰方式显然更加简单。早在二战之前,英国专家就提出了用气球悬挂金属偶极子来干扰德军雷达的方案,所谓的偶极子,其实就是长度等于雷达发射波长二分之一的金属线。每条金属线可以产生相当于一架飞机的回波,将这些线悬挂在气球下,或者系在小型降落伞下由飞机抛洒,就可以在敌雷达屏幕上制造出大量回波信号。

1941年,英军正式展开了使用金属条进行雷达干扰的试验,代号为“窗口”。通过17次投放箔条的试验飞行,技术人员获得了初步成果。试验证明,一捆240条尺寸为22厘米×14厘米的锡箔纸可以产生1架“布伦海姆”轰炸机的回波,在3 000米高空投放时,“窗口”云的持续影响时间可达10分钟,在1.6千米纵深内投放10捆这样的箔条包就可以让雷达屏幕饱和。

试验是成功的,英国轰炸机司令部开始拟制使用箔条支援空袭行动的相关战术。箔条的生产商被要求在1942年5月前赶制出足够的产品,计划在千机轰炸科隆的行动中启用。一切都在紧锣密鼓地准备之中。

然而,就在这些箔条即将交付之时,一纸禁令将其投入作战的时间无限期推迟。

这种对抗措施如此简单,却能对雷达产生致命性影响,正因如此,英军担忧如果敌人拾获这些箔条后会迅速仿制用于干扰英军雷达,而英国对这种干扰方式同样没有任何反制之道。所以,“窗口”仍被列为高度机密,规定只有在影响战争全局的大规模行动或找到反干扰措施之后方可启用。

英国人并不知道,几乎在同一时期,多个国家都在不约而同地做着类似的研究。德国在柏林附近的杜培尔庄园开展了一系列箔条干扰试验,“杜培尔”也就成为了德国对金属箔条的秘密代号。1942年,德军在波罗的海上空进行了箔条的空投,试验同样证实了箔条对于雷达网的毁灭性干扰效果。戈林在看到相关报告后十分震惊,当即要求采取最严格的保密措施,不让英国人获知该项目的一丝信息。一切关于“杜培尔”的讨论与研究都被勒令停止,有关文件被销毁,后续的反干扰试验也一并取消。美国也在1942年7月进行了箔条试验,得出了同样震撼性的结果后,也立即冻结了该项试验。

在各国都对箔条的研究实行严格保密的政策时,日本海军成为了第一个吃螃蟹的人。1943年5月,在所罗门群岛战役后期,日本轰炸机在美军雷达探测范围内投放了大量以金属网主材,背面用纸衬垫的“欺瞒纸”,以此掩护夜间空袭行动。据日本海军报道,在使用该战术之后,自身损失大为减少。与此同时,德军的U型潜艇也开始装备代号为“蝴蝶”的雷达欺骗浮标,每套浮标由1只氢气球和3条长约5米的铝箔组成,其作用机理与英国的“窗口”没什么两样。

随着AMES-2型地面雷达、马克-10机载雷达的研制成功以及订购的美制SCR-720雷达陆续到货,英国人拥有了在箔条干扰环境下不会完全失效的雷达系统。同时,斯大林格勒战役也大大改变了东线战场的形势,德军在西线每晚最多只能派出15~20架次轰炸机,对英国的空防压力很小,西西里登陆计划也指日可待,“窗口”的启用时机已日渐成熟。自1942年后期开始,箔条的生产就已经全速启动,轰炸机指挥部每月可以接收超过400吨、约10亿根箔条,此时已拥有支援大规模空袭作战的足够储备。

1943年6月23日,英国首相丘吉尔亲自下令——“打开‘窗口’”。

7月24日夜,大批英军轰炸机携带着40吨“窗口”,向德国第二大城市、欧洲最大的港口——汉堡飞去。这些箔条被裁为长30厘米、宽1.5厘米的带状,为避免被探照灯照射时引起明显的反光,它们背衬黑纸,金属面也经过烟熏处理。每2 000根箔条为一捆,在空中散开后即可形成一架轰炸机大小的虚假回波,每架负责投放“窗口”的轰炸机自飞抵东经8.5度起,至返航时穿越东经8度止,每分钟都要投放一捆这样的箔条。

午夜时分,位于赫尔果兰岛上的一座代号为“蜂鸣”的德军雷达站发出了第一份空袭预警。然而,紧盯着雷达屏幕的德军操作员惊愕地发现,飞机的回波突然开始迅速“繁殖”,746架飞机的回波不一会儿就变成了上万架,任凭如何努力,也无法从中分辨出哪些是真目标。一时间,纳粹空军的通信频段中充斥着惊呼和求助声,夜间战斗机根本得不到有效的地面引导,只能围着信标台一圈圈盘旋。凌晨1时02分,英军第一攻击波110架“兰开斯特”轰炸机抵达汉堡上空时,惊讶地发现以往恐怖而精准的淡蓝色探照灯正漫无目的地在夜空中乱扫,德军的防空炮火也无法瞄准目标,只能向预估的来袭方向组织弹药消耗量巨大的拦阻射击。在“窗口”的保护下,此次大规模空袭只有12架轰炸机被击落,损失率1.5%,相比此前6%的平均值有了大幅下降。

在战争初期,任何一方在无线电对抗领域的领先都是暂时的,电子斗争形势此消彼长,各有胜负,但随着东线斯大林格勒战役的胜利和盟军西线西西里登陆的成功,战局已经发生了重要的转折,一场更大规模的登陆作战正在酝酿之中,而相应的无线电进攻计划也在高度机密的环境下紧锣密鼓地筹划准备。请关注下期文章——《“霸王”行动中的电子攻势》。

[编辑/何懿]

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