闲聊:“种花家”的制电磁权——于无声处有惊雷

千儿评军事 2023-03-02 01:17:12
梆子

俾斯麦,这位德意志帝国的传奇人物,曾在19世纪60年代的一次演讲中说过这样一段话:失败是坚忍的最后考验……真理只在大炮射程之内……对于不屈不挠的人来说,没有失败这回事。

于是乎,在随后的人类近代战争发展史中,“真理只在大炮射程之内”成为世界各国军事装备、政治诉求竞相追逐的目标与手段。所以,在随后爆发的惨绝人寰的近代战争中,每一次战役的“开启者”,永远是重炮的相互“肆虐”与炸弹漫天如“钢雨”般的不断倾泻……。

无论是19世纪90年代阿尔弗雷德·塞耶·马汉所著的《海权论》,还是20世纪20年代杜黑创立的《制空权》,实际上都是“真理只在大炮射程之内”的思想延伸……,即使到了20世纪六七十年,各类弹道导弹技术已经的蓬勃发展,也同样没能跳出“真理只在大炮射程之内”的这个定论。

但是,随着计算机技术、微电子技术、无线电与雷达、信息与数字化技术不断深入的发展,并与军事科技发展持续相融合,于是,一场涵盖整个军事指挥体系、军事装备体系,乃至与之相配套的战术打击体系的“革命”就此展开……

1991年爆发的第一次海湾战争彻底推翻了“重工业时代建立起来的军事战争定论”:“鹰酱”利用空中电子战设备对伊拉克上空的“电磁频谱”进行了不间断的猛烈“突袭”,在短短几个小时内,伊拉克军队的通讯、指挥、预警系统全部陷入瘫痪,不到24小时,伊拉克首都总统府、电讯电报大楼、空军防空指挥部被摧毁,伊拉克首都附近两大机场处于完全无法使用状态,并且有多达75个军事目标遭到致命的空中打击。就此,战争才刚刚开始,胜利的天平却已经被“电子战”展现出来的恐怖力量碾粉碎……

从此,以蒸汽机、内燃机为先驱的重工业时代巅峰为代表的《制海权》、《制空权》,在“电子战”面前轰然倒塌。一个崭新的词汇——制电磁权,成为新军事变革的标志,并且,在新军事变革中,“制电磁权”成为实现《制海权》与《制空权》的基础与依托。

制电磁权

制电磁权是指在某一特定时空区间内对电磁频谱操作拥有完全控制权,从而保障依托于电磁频谱为载体的信息(数据)能够安全的获取、传递和交互。保障自身的“制电磁权”的最终目标是夺取“制信息权”,从而在某一特定时空区间内,为己方建立起“信息单向透明”作战态势。

保障己方自由使用电磁频谱的权利不受到威胁,最佳的手段就是剥夺对方自由使用电磁频谱的权利,而电子战则成为遏制、摧毁对方有效使用电磁频谱权利的最有效手段。

电子战的“频谱攻击”

“频谱攻击”的目的是通过针对电磁频谱进行有效的干扰,从而实现阻断对手的电磁频谱使用权或者利用对方的电磁频谱传递假目标、假信息,实现对对手的战术欺诈。电磁频谱干扰分为压制式干扰、欺骗式干扰。

全频干扰是一种极端的压制式干扰,也称全频带阻塞,是利用大功率电磁信号激发设备,产生脉宽极其狭窄的高振幅(高能量)尖脉冲,这种脉宽极窄的高能量尖脉冲电磁信号,在频域上展开,其理论上的频带宽度是无限的,并且,每一个有效频点的信号振幅都具有极高的能量。这就如同,在一个房间内,有一个声音涵盖高、中、低各音色区间的高分贝音源,不停的在发出巨大音爆,从而让这个房间内的所有人都无法听清彼此的说话声音。

全频干扰是极具“暴力美学”的频谱攻击手段,也是在万般无奈的情况下采用的“频谱防御”手段。全频干扰是一种非常极端电子信号频带干扰手段,当自身的因对手的电磁干扰,已经无法掌握“电磁频谱”使用权,只能孤独一掷的将所有电磁频带全部进行强制干扰,从而使整个战场的交战各方在同一时空区间内,电子通讯、信息交互完全中断。以此达到“频谱攻击”的两败俱伤。

除全频干扰外,还有一种具备极强指向性的利用频谱与电子信号特征进行插值干扰手段。插值干扰是欺骗式干扰常用的频谱攻击手段。根据侦听得到的对方电磁频谱样本,分析其频谱带宽范围、频率捷变规律、电子信号波形构成特征,以此为蓝本利用电子信号激发设备模拟出与对方电磁频谱特征完全吻合的电磁频谱,再通过定向天线将模拟出来的多批次“假信号”发送给对方的预警设备、通讯设备。当对方雷达接收机接收到这些“假信号”时,就会在其雷达屏幕上出现大批量的真假难辨的目标,从而完成电子欺诈的战术目的。当对方的数据通讯、信息交互设备接收到大批量伪装的“假数据包信号”,信道接收端口会出现瞬间拥堵,甚至会因为超出计算机的运算处理能力,而造成核心计算机宕机、崩溃,从而完成通讯阻断的战术目的。

另外,频谱攻击过程中,通过侦听获取与掌握敌方电磁频谱特征,进一步破解其加密机制,甚至能够直接接入到对方的通讯与指挥系统通讯信道,通过释放假的信息、传输假的指挥命令,然后再通过全频干扰将所有电磁通讯手段完全阻断,强行造成某个时空区间内的完全电磁静默状态,静等敌方掉入己方早已“挖好的陷阱中”……

电子战的“频谱防御”

频谱防御常采用的手段大体上分为:双(多)基站体制、自适应定向天线传输技术、隐藏自身电磁频谱特征的“扩频技术”。

双(多)基站体制多用于预警雷达系统,将雷达的电磁信号激发设备与接收设备异步布置在不同地点,甚至布置多个“电磁信号激发设备”与多个“电磁信号接收设备”,从而起到躲避敌方针对性干扰的目的。

自适应定向天线传输技术多用于通讯系统,自适应定向天线能够根据自身电磁频谱辐射特性,始终将电磁能量最强的主瓣指向信号传输方向,一旦干扰信号袭来,迅速将主瓣中心点对准干扰源来袭方向,利用自身主瓣能量“烧穿”干扰源。

扩频技术也称为频谱平移技术,是利用数学信号运算与处理手段(信号调制),通过数学运算,将数字信号的原有频谱范围平移到其他频段,甚至伪装成具有噪声信号特征的波形进行传输,从而躲避对方的电子侦听与电子频谱识别,而接收端通过提前约定好的特征比对信号,利用频域相关算法,在噪声信号中寻找到“伪装的信号”,再通过频谱平移算法,还原数字信号的原貌。

国产军用DSP芯片、国产氮化镓半导体材料大功率射频AP

扩频技术对数字信号的运算能力要求非常高,必须通过高性能的DSP芯片来完成运算过程。因此,扩频技术应用能力的高低,也从另一个侧面反映出一个国家在微电子集成电路设计领域、高性能运算芯片制造水平高低。

“种花家”空中电子战装备体系化发展现状

“种花家”致力于探索空中电子信息装备起源于上世纪七十年代,被称之为“空警一号”项目。“空警一号”力求通过改装“毛熊”的图14轰战机,将“843”雷达安装在其机体上,打造第一代空中预警机。但受限于当时“种花家”薄弱的工业基础、材料与电子制造技术,以及国民经济困难,“空警一号”项目只进行一年多时间宣告终止。

但“种花家”并没有就此停止对电子战武器装备的研究。上世纪90年代,毕业于美国麻省理工学院的孙广生,先后发表了《真空短路器多次重燃过电压研究》、《大储能爆炸丝模拟实验方法与装置研究》、《电磁脉冲干扰弹可行性研究》三篇论文,分别被荣获国家电工技术学会优秀论文、中科院军工科技表彰和军方科技进步三等奖。由此可见,“种花家”在“非核电磁脉冲弹”的研究领域与“鹰酱”是同步的。

除了“非核电磁脉冲弹”,“种花家”对石墨炸弹的研究也很有心得。“种花家”第一代石墨炸弹是以250公斤级集束炸弹为载体,内含147枚碳纤维子弹药,其子弹药分散爆炸所散布出来的石墨纤维足以有效覆盖高达6000平方米的区域,能够效瘫痪核心电力供应系统。有相关报道称,“种花家”目前的石墨战斗部已经被安装到小当量灵巧炸弹中,并且,配备有石墨战斗部的长剑系列导弹已经装备部队。

“种花家”空中电子战家族谱

“种花家”的空中电子战系统是按照自卫干扰系统、随队干扰系统、防区外区域支援干扰系统三个大类进行体系化发展的。

1、自卫干扰系统

自卫干扰系统顾名思义是用于防止战机自身被敌方火控雷达跟踪与锁定,以及干扰来袭导弹自寻的引导头,造成来袭导弹脱锁的一种干扰吊舱。自卫干扰系统通常安装于战机两侧机翼的翼尖,通过交替、连续、间歇的针对X波段发出干扰信号,形成多批次假目标,造成自身目标在敌方雷达上不能形成连续、持续的测距与测角点,从而造成火控雷达无法锁定目标。

“种花家”自研的新型自卫干扰系统吊舱型号不详,其源自“毛熊”的L005电子干扰吊舱,但其发射天线已经升级为数字阵,并大力提升其信号处理的自动化能力,并且进行扩频,使其能够有效针对C波段、X波段、Ka波段进行欺骗式干扰。即使面对有源相控阵体制雷达跟踪,也能实现有效反制效果。“种花家”的新型自卫式干扰系统已经被歼16、歼15采用。

2、随队干扰系统

随队干扰系统是用于保护空中作战编队免受敌方防空雷达、炮瞄雷达进行跟踪、锁定的欺诈式干扰系统。当随队干扰吊舱发现敌方防空雷达开始扫描、锁定突防战机时,随队干扰吊舱会根据敌防空雷达信号主瓣频谱特征,向敌防空雷达天线接收机注入发射干扰波束,使敌雷达系统无法完成连续的精确测速与测距,从而造成敌防空雷达系统无法实现目标锁定,为对地攻击机群提供足够的突防时间与摧毁时间。随队干扰系统吊舱具有较大的干扰功率,在一个空中作战编队中会有多架战机携带该种干扰系统设备,能够通过实现多点干扰源,用以满足掩护进行空中突防作战任务的攻击机编队,实施空对地战术级摧毁。

根据公开的资料显示,“种花家”的随队干扰系统吊舱具有两种型号,分别是:K/RKL-700A、K/RKL-800。

K/RKL-700A电子干扰吊舱在功能上具备“随队干扰系统”特点,但受限于发射功率相对较小,其最大干扰半径在70公里以内,因此还不能称之为真正意义上的“随队干扰系统”。直接参与对地突防任务的的多用途战机、攻击机可挂载一具K/RKL-700A电子对抗吊舱通过多机协同干扰,构成足够的电磁干扰覆盖区域,为对地打击提供足够的时间与空间。充当电子对抗角色的战机,其机腹下可以挂载两具K/RKL-700A电子吊舱,再加挂一具用于对地目标指引的双向数据链吊舱,在压制敌防空雷达系统的同时,还可以为类似KD-88这种射程达250公里的空对地导弹进行数据链信息交互和完成中继引导任务。

K/RKL-700A(左) 用于对地攻击的双向数据量吊舱(右)

K/RKL-800是K/RKL-700A的改进型,体积更大(体长超过3米),拥有极强的干扰功率,一具K/RKL-800电子干扰吊舱其最大干扰半径可达110公里,是真正意义上的“随队干扰系统”。当一架战机携带两具K/RKL-800电子干扰吊舱同时工作时,除了完成“欺骗式”干扰以外,还能完成“压制式”干扰任务。

临时性小结:

仔细琢磨已经公开的“种花家”自用的随队干扰系统吊舱的编号命名,会发现很多有意思的细节。以“K/RKL”为例,K是汉语拼音“空”的声母,代表空军,R是英文雷达或无线电的首字母,而K、L很可能是指其涵盖的频率范围,表明干扰频段是从K波段直至L波段(K~L波段区间共包括:L、S、C、X、K波段 )。而在这个频率区间中,L、S、C频段常用于预警、跟踪、测距雷达,其中,S、C波段还能扮演中继引导雷达。某些军舰的防空系统中,C波段还被应用到雷达信标机上,用于修正防空导弹攻击精度。X常用于火控雷达,K波段常用于短波通讯,例如卫星通讯。由此可见,“种花家”的电子战干扰吊舱的频谱干扰范围是极其广泛,几乎可以称得上是无死角干扰。

因此也可以从另一个侧面印证:为何两具“K/RKL-800电子干扰吊舱”共同开启工作时,可以实现极具暴力的“全频带阻塞”式压制性干扰。因为,干扰“频带足够宽”,只要在同一时空区间内,相互叠加的干扰功率足够大,就能满足“全频带阻塞”式压制干扰的技术要求。

小编注:“种花家”以自研的自卫干扰系统、随队干扰系统为蓝本发展出三种外贸型号的空中电子对抗吊舱,分别是KG300G、KG600k、KG800。

3、防区外区域支援干扰系统

防区外区域支援干扰系统一般是用于监视、侦听、干扰敌方远程预警雷达、通讯信道电磁频谱,或者完成海面搜索、反潜、地形数字测绘等任务的大型、复合式电子侦查设备,均以大型运输机(民航客机)为载体。

“种花家”的“高新系列”电子侦察机是完成防区外区域支援干扰系统任务的中坚力量。“高新系列”电子侦察机主要完成八方面的功能,无线电频谱侦察、电子信号与通讯信道监听、电磁信号的捕获与定位、电子干扰、电子反制与电子欺诈、海上反潜作战、战场地形侦察、跟踪与识别地面固定(移动)目标并打击集群提供坐标指示。

高新4号是空中电子情报侦察飞机,外号为“腮腺炎”,外形上最大的特点是安装在机头后侧机身两边高高凸起大型电子扫描天线阵列天线罩,其作用是获取战场周围微弱的电子信号、记录电子信号频谱,通过频谱分析进行监听或直接为电子干扰机提供电子干扰策略,这种所谓的“微弱电子信号”主要指“通讯数据链”或者通信信道,因此,高新4号具备极强的电子情报侦察能力。

高新6号是“种花家”在国内外出镜率最高的电子战机型,外形最大的特点是安装在机尾长长的“磁性探测杆式阵列”。高新6号的主要任务是用于海上反潜作战,在功能上与“鹰酱”的P-3C猎户座极为相似。

高新8号是综合电子信息情报侦察机,具有极高的综合信息处理能力:

其电子支援与电子侦察系统,可实现无线电频谱的捕获与分析,并装备有大型合成孔径雷达,实现对地面的测绘与地面静态与动态目标成像与跟踪,为对地打击提供目标指示和引导。其机鼻、下颚、机腹下方均有大型电子扫描阵列,机身上有多个长条形电子扫描雷达天线阵列,高频、甚高频天线布满全身,并且在确认敌方的雷达信号源之后,通过发送具有阻塞性质的电子信号,达到干扰敌方通讯的目的。如有需要,该机还可制造假目标电子信号以欺骗和迷惑敌方雷达系统。高新8号甚至可以完成反潜巡逻任务。高新8号在战时与预警机一同出发,能够为进攻空中编队通过数据链直接提供敌我态势信息、敌方军事力量战术态势等实时信息。在非战时,通常出没于公海海域通过无线电监听或者记录无线频谱特征,通过情报数据的分析确定侦察区域的战术环境,同时将相关信息回传到战术指挥中心与情报指挥中心,为军事行动提供关键性的决策。假如预警飞机是空中战术打击群的指挥中心,那么,高新8号电子情报侦察机就是“听风者”、“看风者”、“捕风者”与“空穴来风”的编造者。“种花家”在“无声战事”对抗中的艰难历程

1993年,中国新型潜艇试航归来途中被“鹰酱”反潜机发现,于是调集战机、军舰进行围追堵截。“种花家”军舰、战机升空前往营救,最终导致“鹰酱”与“种花家”双方十余艘舰艇和数架战机在海上对峙,接近三昼夜。而当时刚刚购进的su-27SK因遭受强烈的电磁干扰,其雷达屏幕上满是“雪花飞舞”。该事件被“鹰酱”称之为:“冷战”之后东北亚最严重的的直接军事对峙事件。而该事件中的当事人——“种花家”,在此次与“鹰酱”的电子对抗当中——完败!

1996年,台海危机,有传言说,“种花家”要动武。于是,在某一天,处于东南沿海的大批预警、监视雷达受到强烈不明干扰无法正常工作,并且在有些地区还出现了通讯中断的情况。整个“失控”状态持续接近半个小时。而造成这一切的罪魁祸首却是“鹰酱”的EA-6B“徘徊者”电子战飞机。

2010年,“小越”喜得su-30,于是相约“种花家”进行了一次别开生面的空中对抗,并加入了电子对抗的内容。携带“种花家”自研新式电子对抗系统的战机,在干扰了“小越”的su-30战机的机载雷达的同时,还切断了su-30与地面指挥体系通讯的数据链。这件事情让“小越”惊出一身冷汗。2011年,“种花家”空某师歼10战机只携带自卫干扰吊舱,与“小越”的su-30再次进行了双机编队、四机编队的多批次对抗。结果,“小越”的su-30始终无法完成对歼10的锁定,反而被歼10多次锁定,“小越”的每架su-30平均被锁定超过两次以上。从此以后,“小越”的战机开始远离南海区域,尽量远离“种花家”战机南海训练的空域。

2017年,“种花家”三架H6K与一架H6G绕飞第一岛链,其中,轰6G挂载两具K/RKL-800电子干扰吊舱。驻扎在“小本”与“鹰酱”基地的预警雷达忽然发现有大批量不明目标逼近,紧急起飞三十余架战机迎战,结果,扑了一场空。更令“小本”与“鹰酱”郁闷的是,不但没有拍到一张“种花家”战机编队照片,而且始终没有搞清楚“种花家”底有多少架战机通过第一岛链。这是“种花家”卧薪尝胆二十多年,在电子战方面,首次面对“鹰酱”取得的优势战绩。

其实,“种花家”在空中电子对抗领域的快速发展,早就引起了“鹰酱”担忧。“鹰酱”国防部花费9.5万美元编制的《2016年度“种花家”军力报告》中称,“种花家”将电子战视为增强军力的重要手段,并且在爆发冲突时,可能会运用电子战为每一支战斗部队和战勤部队提供支持。“种花家”的电子战部队已经实施过多次干扰和抗干扰作战行动,检验了“种花家”对电子战武器系统、配套装备以及作战方式的有效程度,这无疑增强了“种花家”在电子战环境中实施实兵实装对抗作战的信息。

“鹰酱”在这份报告中还指出,“种花家”已经开发出针对多种通信系统、雷达系统以及全球定位系统的监听、监视和干扰设备。这些设备与“种花家”的“种岛计划”相得益彰,有效部署于这些“人工扩建造地区”,构成海基、空基、路基相融合的信息化联合平台,形成区域优势的电子战系统。

“鹰酱”在这份报告的最后提到,“种花家”已经拥有令我们肃然起敬的电子战作战能力,并且我们也在针对这种能力,进行有关训练……

最后的总结

有人认为“种花家”空中战电子战快速发展,源自81192忘我牺牲。小编个人认为,这种说法有一定道理,但并不是全部。

有一定道理是指:

81192的牺牲让我们有机会近距离了解“信号机频率、操作波段和通信频率”,进而了解“无线电调制器跟踪跳频的频谱变化”,并且,搞清了“机载天线组构成”、“新式数字加密跳频无线电台基础机构”,同时,理清了“最新型抗干扰超高频通信系统”。

更重要的是,就如同当时专家组的一位老专家所说:最关键的“不是差距有多大”的问题,即使差距再大,只要在“相同的方向上”,总有赶超的时候。……而是我们的“方向”走反了,还在抱着“模拟量”不撒手,真正的方向是“数字化”、“软件化”、“模块化”、“自动化”。从此,“种花家”在电子信息领域,完全摈弃“模拟量”,致力于发展信息数字化、软件处理的自动化、功能的模块化,最终实现跳跃式发展……

不是全部是指:

“种花家”能够体系化发展电子战系统所需的各类高精尖装备,实际上与“种花家”的基础科学、半导体材料科学、大规模集成电路制造技术、计算机技术、微电子技术以及工业精密制造技术的多领域协同发展紧密相关牢不可分的。正是由于“种花家”坚持不懈的以“五年为一个周期”的不间断的大力投入,无论是在资金注入方面,还是人才引进与培养方面都是不惜余力,卧薪尝胆二十年,终于迎来厚积薄发,甚至是“弯道超车”的机会……

电子战是“不战而屈人之兵”的最佳代言

孙子兵法谋攻篇有云:是故百战百胜,非善之善也;不战而屈人之兵,善之善者也。在冷兵器时代或者重工业大行其道的热兵器时代,想做到“不战而屈人之兵”是非常困难的。然而,进入信息化时代后,电子战所推动的新型战争模式,所能展现出来的一边倒的恐怖力量是难以置信的。因此,当人们充分解了电子战的恐怖威力后,在电子战面前完全没有还手之力的一方,最有只有选择“和解”这一条出路,否则只能“毫无意义的消耗国本与人民的生命”……

“种花家”的一位伟人曾经说过,落后就要挨打!这句话绝对是至理名言!无论是封建时代、重工业时代,还是当下的信息化时代,这句话都一直适用。因此,我们要不忘初心、牢记使命,为了民族复兴与国家的昌盛,奉献出自己的力量……

小编后记:

近期,“三哥”总在“种花家”篱笆墙里乱蹦跶,真不知道“三哥”是真的无知者无畏,还是“三哥”的那位友邦给其抹的“神油”太多了,造成过于“兴奋”状态。难不成,“三哥”真的不知道惹毛了“种花家”会面临何种恐怖的打击……

227空战时隔也就一年多,难道“三哥”就“好了伤疤忘了疼”?“小铁”的隼20电子战飞机使用的JN1101F通讯对抗系统只不过是“种花家”十几年前的产品,就能轻而易举的阻断“三哥”的空中数据链通讯,直接造成“三哥”的米格21-93、su-30MKI在茫然不知的情况下被双双击落。真要直面“种花家”的雷霆之怒,“三哥”还不顷刻间变成眼瞎、耳聋、哑巴,最终造成“我是谁”、“我在哪儿”的尴尬局面,这要多下不来台呀……

所以,小编在这里奉劝“三哥”:举头三尺有神明,人在做天在看,不要横行无忌,作恶多端,最终,多行不义必自毙!

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  • 2023-03-07 21:26

    知耻而后勇!!!

千儿评军事

简介:感谢大家的关注