曾是外軍絕密“影分身”技術,如今中國已突破,殲16率先採用

即使沒有今年的特殊情況導致央視315晚會延期,3月15日這個在國內往往被簡化理解成“打假日”的“國際消費者權益日”的關注度,近年來已有逐年下降之勢。

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▲要說假口罩這種直接關乎每個人日常生活的,大家顯然也不會等到今天再關注

造假的目的在於欺騙消費者讓自己獲利,而在軍事領域,從戰術到戰略層面上層出不窮的“造假”,其目的在於欺騙對手,同樣讓自己獲利。所以隨著這類“造假”手段的日益豐富,站在對手一方的角度上,針對性的“打假”熱度自然不降反升。

當然,這裡的“打假”指的是如何在戰場上識別並應對對手使用的假目標等手段,並不是真把這個“假”給打了。比如前兩年美國海軍的“超級大黃蜂”戰鬥機用其最先進的AIM-9X格鬥導彈對著敘利亞空軍的蘇-22開火,卻反被其紅外干擾彈誘騙開,美機只好補了一發AIM-120C“中彈近打”,才把這架毫無還手之力的老式戰機擊落,這種“打假”肯定是失敗了。

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▲看熱鬧固然有趣,但對於其他國家的空軍來說,連世界頭號強國都在大庭廣眾之下交了學費,那就得趕緊組織類似測試,看看自家的格鬥導彈會不會中招

其實別說是導彈小小的導引頭了,普遍天線直徑達700mm以上的現代戰鬥機雷達(包括光電雷達)遭受假目標干擾的情況那也是家常便飯,即使是雷達功率強大,有著“千里眼”之稱的空中預警機,有時也難免被“造假”弄花了眼。對於這一點,我軍是有切身體會的。

作為“995”工程中的一項“撒手鐧”,從上世紀90年代末期開始,國內研製了一套包括1型無源探測定位站、2型地面干擾站、以及與之配套的RKL165型假目標無人機系統在內的“預警機干擾系統”,後者主要工作在L/S波段和UHF波段,針對島內的E-2T/K預警機和地面預警雷達等製造機群假目標信號。根據幾次輪戰經驗顯示,當我方啟用這套“預警機干擾系統”時,對手出動批次數量均大幅增加,說明該系統具有效果。

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▲寶島上的6架E-2T/K於2006年全部成軍,2013年完成了統一標準升級

在根據實際應用效果研發換代產品的同時,部隊也將該型干擾系統用在當時剛剛起步不久的“紅劍”演習中,先後與剛剛服役的空警-2000和空警-200兩型預警機展開檢驗性對抗測試。雖然受限於功率等原因,這套系統尚難以騙過空警-2000這種級別的大型預警機,但對空警-200仍能產生一定欺騙效果。而第一代實用型預警機的這次“打假”經驗,也用在了正批量交付我軍的空警-500預警機的研製中。

在航空兵器領域的“打假”中,近年來經常討論的另一個話題就是外軍飛機常設,但在蘇/俄飛機上很少見的裝備——拖曳式主動雷達誘餌(TRAD)。拖曳誘餌的基本原理是利用機上的牽引裝置拖曳著誘餌,使這個誘餌既脫離飛機,又與飛機有相同的運動特性,不會像箔條那樣很快就會被現代導彈的主動雷達導引頭識別出來。

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▲載機釋放這種誘餌,等於形成一個虛擬的雙機編隊,通過機動讓拖曳誘餌這個“虛擬僚機”更靠近來襲導彈,並利用導引頭抓大放小的特性,抓住信號特徵更強的誘餌,實現“丟車保帥”

僅論拖曳裝置本身,其實跟航空武器試驗訓練領域的一位老朋友——航空拖靶非常相似,並不複雜;如果只是把靶標換成一個增大誘餌本身信號強度的角反射器,從技術上確實不難,但角反射器很難做到在多個角度上的“演真扮像”,容易被現代雷達導引頭識別出來,特別是面對來襲的導彈時,一個不會放干擾的“僚機”顯然欺騙性不足,除了拖累載機的機動性之外起不到太多作用。

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▲總不能是個套就往裡鑽

所以現在一般說拖曳誘餌,指的都是自帶干擾機的TRAD。其原理是通過載機與誘餌之間的拖曳線,將所需發射的干擾信號傳遞過去(干擾信號所需供電也由載機傳輸過去),誘餌上的發射機由此模擬出與載機類似並更強的、帶有干擾條件的雷達信號特徵,這樣TRAD就與同樣在釋放干擾的載機共同組成一對“虛擬僚機”。

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▲箭頭處F-35使用的ALE-70拖曳誘餌的收放開口,根據2017年賣給澳大利亞的報價,大概是五萬多美元一個

對於兼具隱身性能和強電子戰能力的F-35來說,TRAD是萬一“破功”之時備選的對抗手段;那麼對於大部分掛載TRAD的三代機來說,就要結合機上電子戰吊艙等對抗手段,才能充分發揮出誘餌的效能。比如在其計劃2023年到位的全新F-16V(Block 70)上,臺空軍原計劃將引入美國對外出口的最新款ALQ-131A吊艙與TRAD配套使用,結果前兩天美方通知這個型號不搞了......

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▲圖為對岸F-16機隊在翼下外側掛點外掛的ALE-50,於2001年引進

雖然TRAD並非萬能,但隨著它在外軍的廣泛鋪開裝備,要想真正做到在這方面“戰略上藐視敵人,戰術上重視敵人”,光靠理論研究而不進行實際研發測試是不夠的,就像在殲-20服役後,我們才能真正理解與現代隱身戰機的對抗那樣。雖然國產TRAD長期處於“神龍見首不見尾”的狀態,但其早期產品很早之前就在殲-8等型平臺上進行了掛飛、釋放與回收測試;還通過對現役靶機的改裝,讓航空兵部隊和地面防空兵部隊均獲得了使用現有裝備對抗TRAD的一定經驗。

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▲在大漠深處,殲-8和“飛豹”等平臺都進行過許多不為人知的配套外掛物試飛

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▲即使是一些亮相過的外掛物,具體細節仍然隱藏在迷霧中,比如殲-10B早期原型機翼下的兩根“長棍”,其作用就眾說紛紜

雖然受限於靶機的設備條件,在早期實彈靶試中的國產TRAD只能使用恆定功率體制,即始終以最大功率發射干擾信號,但仍然暴露出了現有不少裝備在對抗TRAD時的不足。如俄製R-27RE1空空導彈的單脈衝半主動雷達導引頭在對抗TRAD的轉發式干擾時,就屢屢“中招”,直接命中了誘餌而靶機毫髮無損。

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▲低成本靶機的生命週期往往很長,如改裝後可掛載不同載荷的長空-1系列靶機,仍廣泛用於對空武器的訓練與測試工作

在國內外的各種實彈靶試中也發現,雖然目標與誘餌之間運動姿態的相對一致性,使得即使是採用脈衝多普勒原理的導引頭在遠距離上也難以識別;但隨著導彈與目標/誘餌距離接近,導彈和目標的連線與導彈和誘餌的連線之間的角度越來越大,一些速度分辨能力較高,探測範圍較大的(保證導彈/誘餌均在“視場”內)的導引頭識別出誘餌的概率明顯增加。

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▲由圖可見,導彈尾追攻擊時,掩護區長度基本上與拖曳線長度相當;導彈側向攻擊時,掩護區長度與導彈進入角呈反比關係,進入角越大,掩護長度越短;導彈迎頭攻擊時,往往會出現掩護盲區,這也是對抗TRAD時應注意的戰術特點

但總體來說,還是探測跟蹤雷達功率更大,且主要系統固定於地面,容易測算的現代地空導彈系統在與TRAD的對抗中的辦法更多一些。比如當TRAD只干擾導彈導引頭,未對地導系統的地面雷達形成干擾的情況下,先進雷達可利用目標/誘餌、及導彈與地面雷達之間實時更新的距離數據,通過計算濾波提升中段制導精度,讓導彈直接依靠雷達提供的中段制導信息命中靶機。

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▲實現這樣的中段制導精度,不僅需要目標活動空域足夠“乾淨”,目標也得放近到足夠的距離才能打,這對地導系統本身也帶來了不小的風險

在實彈對抗中,另外一些仍保留指令制導技術的地空導彈系統則使用了另一套打法:在雷達系統的性能不如先進型號的情況下,通過指令控制,讓導彈以跟蹤誘餌干擾源模式、結合更改目標參數的前置法攻擊掛載TRAD的靶機。其邏輯是既然無法讓導彈導引頭識別出目標和誘餌,反正誘餌又不可能“拖”在飛機的前方,那麼根據現有TRAD的拖曳繩長度,以及目標/誘餌相對陣地的航向,在使用前置法的同時加一個“提前量”,理論上確能提升毀傷概率。

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▲但在無法確認敵機是否使用TRAD的情況下,這個邏輯是否成立就另當別論了

雖然聽上去容易,但要想在三維空間中打“提前量”,讓靶機“接導彈”並不容易,有限的擊落靶機的案例,也被認為與靶機相對真實敵機的抗毀性不足有關,在實戰中未必能取得毀傷敵機的戰果。但這種創新戰法,仍然給裝備新型導彈系統的部隊啟發,開展了應用前置點比例導引律,對抗使用TRAD目標的研究。

總之,通過這些初步“打假”的成果,不僅提升了我軍航空兵和地面防空兵應對強敵現代化空襲的能力和研究水平,也讓各方充分意識到了TRAD的高效費比和實用性。在此基礎上,國產新一代實用化TRAD已經投入試用階段,我們有望在殲-16等承擔對地打擊任務的新一代機型身上,看到它們的身影。

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