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NGJ干扰机

2016-03-25李浩

兵器 2016年2期
关键词:波束电磁频谱

李浩

2015年11月,美国海军完成了雷声公司研制的下一代干扰机(NGJ)的初步设计评审。NGJ是美国海军机载电子攻击系统(AEA)项目的核心部分,目前AEA的研制也进入了细节设计阶段。与美国海军的上一代干扰机——ALQ-99战术干扰吊舱系统相比,NGJ的主要变化,是装备更高功率的一体化干扰机,以对抗当今先进的综合防空系统以及敌方地面通信系统。

“电磁策略战”的产物

由于无人机、传感器和无线网的数量日益增多,电磁频谱也日益拥堵且复杂,美国海军正将重点大量集中于电子战方面,在保护美军频谱使用能力的同时,也一直在研发相关能力,以干扰对手的频谱使用。美国不断寻求利用自己在隐身、指控、精确打击领域的能力,还在寻求击败对手掌握的先进精确打击能力,其中,电子战将变得越来越重要。

2013年,美国海军提出了电磁策略战(EMMW)的概念,其目的是为海上舰队寻找到防御敌方攻击的战术手段,从而掌控海上电磁作战空间。在之后的这段时间内,美国海军积极推进多项装备发展计划。希望借助于各种先进机载和舰载电子设备的性能优势,首先令敌方的武器失效,而不是利用杀伤性武器摧毁对手。目前,美国海军的机载电磁对抗装备正在形成更加强大的作战能力。 E M M W并不是一个新概念,而是多种技术和战术的综合体现。目前,美国海军拥有一系列计划集中于EMMW的关键因素,包括网络战、电子监视、电子攻击、安全通信和网络化武器。其中电子攻击能力是EMMW的进攻端,旨在剥夺对手采用电磁频谱来全面实施电子干扰能力。根据美国海军官员们的说法,下一代干扰机NGJ设计用来拒止、降级或欺骗敌方对电磁频谱的利用,确保飞机可在日益复杂和更具对抗性的电磁环境中作战。雷声公司的下一代干扰机系统预计在2021年投入使用,将为EA-18G电子战飞机带来新的能力。

电子对抗最新技术的综合体

NGJ上采用的新技术主要包括:

(1)数字波束形成技术。NGJ上应用了宽带电子操控天线阵列技术的最新进展。通过控制有源电子扫描阵列(AESA)来产生敏捷、稳定和集中的干扰能量波束,提升了干扰的敏捷性和精确性。新的AESA天线经过合理排布,克服了电子扫描阵列的固有缺点(发射/接收机孔径不能覆盖大于180度的区域),可产生连续、扇形重叠、360度波束覆盖区域。

(2)氮化镓发射组件。这种发射组件可以提升AESA的干扰功率和效率。用氮化镓电子元器件取代老旧的砷化镓技术,将有助于在不影响其性能的前提下显著减少重量和功耗,并明显降低成本。

(3)采用波束敏捷干扰技术,增强抗干扰能力。该技术使得干扰机能够实现自动目标干扰,对目标威胁的程度进行优先级排序。其态势感知能力更强,干扰效果更好。

(4)采用全数字化接收机。其集成先进的通信技术、计算机技术和大规模数字集成电路技术,增强信号情报搜集能力和干扰敌方防空系统的能力。尤其在复杂的敌对环境下,数字化接收机将具有先进的探测、处理、区分并显示无线电频率信号的能力。

(5)采用开放式和可重新编程的体系结构,并采用模块化设计。开放式体系结构使用现有技术生产具有开放式设计经验和标准的模块化、交互式系统,使得该系统便于改进和升级,利于控制成本。同时使得传统系统转变成一体化的任务包,促进NGJ在多平台间的共用。

(6)新的供电方式,依靠自身携带的冲压式空气涡轮发电机(RAT)驱动设备来进行工作。RAT的好处是对接口要求不高,通用性高,拆装方便,容易做到各机型通用,尽量减少对载机的限制,大大扩展了各种吊舱的使用范围。

NGJ具备的新能力

与ALQ-99相比,NGJ不仅增强了传统电子吊舱的电子对抗能力,还因新技术的引入而具备了新的功能。它的主要新能力包括:

(1)电子对抗和信号情报等功能:NGJ将提供全频谱干扰能力,能让简易爆炸装置的遥控引爆失效,同时可以探测并干扰多种雷达和通信信号。基于情报设计理念的下一代干扰机将采用多个频段的子发射机,频段间交叠使用,更能满足作战使用要求。从发现到分析再到对抗敌方先进雷达和通信系统,需要NGJ发挥更强的信号情报搜集和电子对抗能力。

(2)网络作战能力:NGJ能在指挥网络中植入病毒。NGJ通过AESA辐射源生成远程数据流,这些数据波束含有专门的波形和算法,可以像钥匙那样去打开网络。由空中发动的网络攻击可以关闭工业系统以及核设施。这可以间接解释美国空军一直在伊朗周边秘密使用RQ-170无人机,而NGJ更是会显著拓展这一能力。

(3)智能干扰能力:准确地识别信号并确定其位置是干扰工作的关键。一旦锁定一个威胁,NGJ将能够接收其发出的各种信号,在频率和波形等方面对于反干扰的各种变化做出反应,无需依赖于EA-18G飞机自身的电子支援措施来控制。

(4)NGJ的最大特点是完全可编程,NGJ将利用美国政府科研机构、高校和工业界的技术成果。例如,它将采用高速数-模转换等软件驱动型数字式技术,可实现迅捷的重新编程。作战人员可根据目标特点,在数小时内设定关键的参数,对预定目标实施电子攻击。与前几代系统相比,其作战能力不再被硬件性能所固化,而更多地取决于软件的水平,从更深层次上说就是取决于软件编程人员的智慧。而随着电子信息系统越来越广泛地应用于各类作战装备,以软件形式固化的人类智慧将成为装备技战能力提升的主要驱动力。下一代干扰机将成为一系列电子战和电子攻击系统的基础,基于开放式结构的系统架构,在软件驱动下,实现更加灵活的远距离电子攻击。

(5)高可靠灵敏波束射频系统:一种软件可编程的无线电模拟装置,用软件控制多种功能, 能把网络战功能,自我保护功能,雷达的电子攻击功能和其它功能结合在一起,其设计是灵活的,可变化的。因此当威胁变化时,NGJ的系统也可以随之发生变化,但射频系统依然可以提供可控的功率输出,完成相应的系统功能。

边改进边部署

美国海军计划以“增量式”来部署NGJ干扰机。在第一阶段(增量1),投产和装备的NGJ主要针对中波段电子对抗能力,将在2021年部署,以使该干扰机实现初始作战能力。第二阶段(增量2)针对低波段进行改进,初步计划在2022年部署。第三阶段(增量3)的改进针对高波段电子对抗,初步计划在2024年部署。

通过互用性和扩展波段覆盖,NGJ将提供对付更大范围内各种射频发射机的能力。目前NGJ的部署平台均确定为EA-18G电子战飞机,该机典型的配置将是在机翼下共携带2个“增量1”干扰吊舱,在机腹中线携带1个“增量2”干扰吊舱。美国海军的官员们表示,未来还将把NGJ部署或集成到其他的有人机和无人机上。如目前正在研发的“舰载监视与打击无人机系统”。此外,海军陆战队的F-35B预计会是另一种载机平台。未来美军的计划是建立一支分布式空中电子攻击队伍,其电子战能力将远远超越现有的任何系统。当给EA-18G和其他飞机配备上新一代电子干扰机时,美军将会拥有一件具备更多功能的不只是发射导弹和炸弹的武器了——凡是现阶段在电磁频谱范围内工作的任何设备几乎都是NGJ可以干扰和攻击的目标。

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