军舰的守护者,对抗反舰弹的正真主力-舰载电子战系统

美国军工巨头诺斯罗普·格鲁曼公司对外宣称,被美国海军授予价值1亿美元的AN/SLQ-32(V)7 “水面电子战改进计划”批次3(SEWIP Block III)系统后续生产合同,该系统用于水面作战,利用非动能/电子攻击方法打击传统与新兴的反舰威胁。

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诺斯罗普·格鲁曼公司官网艺术渲染图显示SEWIP Block III消除导弹威胁

诺斯罗普·格鲁曼公司开发该系统的方法是以“软件定义、硬件启用”的开放架构为中心,可快速与其他作战系统集成,同时采用最新的电子攻击能力,确保系统演进始终保持在威胁之前,并支持美国海军的“分布式海上作战”(DMO)作战方案。

诺斯罗普·格鲁曼公司“水面电子战改进计划”演示动画(翻译&字幕 by 防务菌)

这份1亿美元的基础合同是AN/SLQ-32(V)7 SEWIP Block III电子战系统的第一批后续生产批次(总生产合同最高价值16.6亿美元)。该系统将最初安装在阿利伯克级驱逐舰上,并可扩展到其他船舶类。

SEWIP Block III是一系列增量升级中的第三个,该升级为AN/SLQ-32电子战(EW)系统增加了电子攻击(EA)能力,以防御舰艇对抗反舰导弹。该项目由美国海军项目执行办公室综合作战系统处(PEO IWS)管理。

据诺斯罗普·格鲁曼公司海洋/陆地系统与传感器业务副总裁兼总经理英格里德·沃恩(Ingrid Vaughan)介绍:“通过此次后续生产合同,诺斯罗普·格鲁曼公司将继续提供改变游戏的海上电子战能力,这将支撑未来舰队电磁机动作战行动。我们正在谱写AN/SLQ-32的进化新篇章,这将从根本上改变舰队在未来几年中如何赢得战斗。”

正如英格里德·沃恩所言,尽管没有高科技导弹、转管炮,甚至激光那样令人兴奋,但安装在美国海军舰艇上的电子战系统及其相关诱饵可以说是舰船上最重要的组成部分,特别是涉及到防御导弹攻击时,它们是船上最重要的组成部分。随着AN/SLQ-32(V)7 SEWIP Block III的生产及装备,美国海军舰载电子战武库的最大飞跃即将来临。

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SEWIP Block II

AN/SLQ-32(V)7 SEWIP Block III作为诺斯罗普·格鲁曼公司长期运行的AN/SLQ-32 SEWIP系列电子战系统的最新版本,旨在防御反舰导弹攻击,增强整个电磁频谱的态势感知能力,并在某些情况下执行其他电子战作战功能。其紧随SEWIP Block II的部署进行了开发。Block II大大增强了系统提供的态势感知能力,并简化了支撑系统的硬件和软件配置,而Block III将提供尖端的电子攻击能力,这种能力远比早期SEWIP迭代中存在的更具动态性,包括其附加*扰器干**,如Sidekick。

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阿利伯克级驱逐舰上AN/SLQ-32系列的早期变体

SEWIP Block III和Block II是美国海军“一体化上部结构”(InTop)的一部分,旨在减少和简化分散在水面作战舰艇甲板和上层建筑周围的众多阵列和天线,并将其集成到更无缝的架构中。诺斯罗普·格鲁曼公司正在不遗余力的开展科研攻关(详情可参见防务菌此前推送:【Signal Sharing】诺斯罗普·格鲁曼公司也在搞雷达-电子战-通信一体化)。

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部署在马里兰州切萨皮克海滩的InTop EW/IO/COMMS系统,作为“低阶资源分配管理器”(LLRAM)项目的测试平台

SEWIP的这些最新版本具有40多年的作战血统,对于能够战胜新兴威胁和利用已经成为各军种电子战复兴的手段至关重要。特别是美国海军,正致力于开发雄心勃勃的分布式概念,以控制电子作战空间,进而迷惑敌人。拥有下一代有源干扰技术的SEWIP Block III很可能是其中的一个重要组成部分,它将使多个舰艇群更好地协同工作,以电子方式战胜威胁。

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艺术渲染图显示杰拉尔德·福特号航母(CVN-78)、一艘阿利伯克级导弹驱逐舰、一艘朱姆沃尔特级驱逐舰(DDG-1000)和两艘滨海战斗舰的变体协同使用SEWIP对抗来袭导弹

目前还不清楚最终的SEWIP Block III配置会是什么样子,但诺斯罗普·格鲁曼公司在10月2日发布的文章中展示的在微波暗室进行测试的AN/SLQ-32(V)7 SEWIP Block III系统与其此前推出的艺术渲染图极为相似,特别是阵列和发射器的外壳,至少让我们对该生产系统将包含的内容有了部分的了解。

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在微波暗室进行测试的AN/SLQ-32(V)7 SEWIP Block III系统

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诺斯罗普·格鲁曼公司官网展示的SEWIP Block III艺术渲染图与微波暗室中的测试单元极为相似

作为美国海军各型舰艇的自卫对抗措施,SEWIP Block III与一个更为隐蔽的系统一起开发,该系统已经在太平洋地区投入使用,并已迁移到美国海军舰队的其他船只上。该系统被称为AN/SLQ-59,防务菌此前曾对其做过介绍(可参加此前推送:【New EW System】带上这几个“棺材盒”,美国海军第七舰队就可以继续横行台湾海峡?)。目前尚不清楚一旦SEWIP Block III投入使用,将与该系统产生何种关系。

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一艘位于日本的阿利伯克级驱逐舰上的AN/SLQ-59系统

虽然保护舰艇不受反舰导弹攻击和对其附近的威胁进行态势感知是SEWIP的主要任务,但Block III变体将具备更多的功能,包括干扰敌方通信、数据链路、无人机传输以及对敌方飞机和其他船只等资产装备实施直接电子攻击。未来可能还会承担起通信任务。该系统的后端软件和固有的适应性也将使其能够相对容易地进行改装,并利用新的电子监视和攻击能力。这些可能包括利用其他先进辐射源,例如强大的SPY-6 AESA雷达,可能会重新安装在较旧的Flight II级阿利伯克驱逐舰上,并将是新的Flight III级驱逐舰的标配。

按照美国海军的计划,SEWIP Block III将在明年的初始配置中首次亮相,它将搭载在一艘阿利伯克级驱逐舰上。一旦部署,它将为美国海军水面作战力量开创一个新的海军电子战时代。

半个世纪前,反舰导弹开始大量采用有源射频制导技术,这给舰船自卫带来了巨大的挑战。大部分国家的海军采取的应对方法是:研究软*伤杀**对抗措施,伪装成被保护平台,迷惑或诱偏射频寻的导引头。这是他们的舰船自卫*器武**库中的关键组成部分。

第二次世界大战期间,盟军从轰炸机上投放了一种称为“窗”的雷达反射金属丝,形成虚假的雷达回波来迷惑敌方的防空雷达。现在,同样的技术(称为“箔条”)被用来欺骗雷达制导反舰导弹。

首个进入服役的箔条诱饵是1960年代末针对前苏联P-15/SS-N-2(北约代号为“冥河”)导弹而设计的对抗措施。通过从固定多管迫击炮或火箭发射器上布撒箔条,能够迷惑(在搜索阶段)或诱偏(在末制导阶段)相对简易的“冥河”雷达导引头。

不过,直到1980年代,有效软*伤杀**防御的重要性才被提到一个较高的优先级。1982年英国皇家海军在南大西洋的痛苦遭遇、1984-88年波斯湾的“油轮战争”、1987年伊拉克导弹攻击美国的“斯塔克”号护卫舰,所有这些事例都显示出反舰导弹的威胁不断增大。

同时,西方情报机构还在继续窥探前苏联反舰*器武**的发展情况。这些威胁的发展刺激了反舰导弹对抗措施的发展:箔条系统进行了现代化改进,以包含大量的射频有效载荷;改进了火控算法;提高了自动化程度;限量引入快速自主架设角反射器装置;甚至直升机都在机腹下挂载了“干扰寻的”诱饵;开发了软件驱动的电子战指挥与控制模块,以更好地协调软*伤杀**响应措施;开始开发新一代一次性有源机外诱饵,以诱偏最先进的导引头,早期的想法是用长航时无人机携载或投掷这种对抗措施。

在自1980年代以来的30多年里,反舰射频导引头技术越来越先进和多样化,走在前沿的欧洲国家、俄罗斯等国的制造商寻求开发分辨能力更强、更不容易受电子对抗措施影响的末制导模块。而且,虽然传统上会优先选择工作在J波段的导引头(因其在海上环境中具有鲁棒、全天候等性能),但采用Ka波段毫米波雷达导引头的反舰导弹已经在波斯湾地区出现。

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一名海员正在美海军“自由”号濒海战斗舰上装填Mk 214箔条诱饵弹。

不过,这个阶段的舰载软*伤杀**技术并没有发展那么快。有源射频诱饵,如“海妖”和“纳尔卡”,只服役于少数国家的海军。无人机也还不具备前线软*伤杀**能力。大多数水面战舰仍然依赖箔条(主要从固定发射器发射)作为主要的射频对抗措施。

现阶段射频对抗措施的先进性已经具备,但开发工作实际上趋于相对谨慎、逐渐增长的境况。许多都属于改进舷内算法的技术(旨在计算最佳的诱饵部署模式和过程控制方法),而不是对对抗机理的改进。可训练的发射器也开始在一些先进的海军中发挥作用。

应该指出的是,防御科学界和工业界正在进行相关工作,以提高新技术和系统概念的成熟度,希望在这个十年末能够获得成果。有些计划使一些早前确定的软*伤杀**概念得以复苏,尽管是以一种非常现代化的方式。而且,很显然的是,一些传统的射频对抗措施将继续在未来一段时间里发挥重要作用。

角反射器

自主架设射频三面体角反射器装置的发展可以追溯到1940年代。不过,尽管角反射器吸引了众多海军和工业部门的兴趣,但这种电抗措施却直到1980年代才引入前线,当时英国的Outfit DLF(2)“复制品”漂浮式诱饵系统进入部队服役。

“复制品”部署在甲板边缘处的一个支架型发射器上。这种射频诱饵由多个角反射器组成,能够快速充气,对入射导引头呈现一种逼真的假目标。“复制品”的衍生型号随后销往多个北约国家和盟国的海军,包括美国海军,他们接收的型号是SLQ-49,通常称为“橡胶鸭”。

机载系统公司是OutfitDLF(2)原型系统的供应商,随后该公司继续为英国皇家海军开发改进的Outfit DLF(3)和Outfit DLF(3b)诱饵系统,以及用于出口的FDS-3衍生型号。这些改进型号的角反射器能够提供快速响应型诱饵,它们有诸多优点,包括:发射不会受到舰船速度/方向和风速/风向的影响;不管威胁的方向或方位如何,角反射器的雷达反射性能始终保持一致;在海面的滞留时间延长;不需要优先了解威胁;对导弹雷达的极化(水平或垂直)不敏感;雷达截面积(RCS)与舰船的相似,并以类似于舰船的方式在海面变化;多波段性能扩展至毫米波范围;能够对抗现代射频导引头使用的箔条鉴别器。

早期的“复制品”采用的是简易的机械发射装置进行诱饵部署,而FDS-3引入了固定的发射管,利用压缩空气来发射诱饵。一旦发射诱饵的内部气压系统被拉火索激活,角反射器就会在几秒钟内完成充气,产生超过50万平方米的雷达截面积。

2013年,FDS-3提供的快速响应能力被美国海军选中,机载系统公司获得了相关合同,为美国海军提供Mk 59 Mod 0诱饵发射系统(DLS),以满足近期的作战需求。新西兰也是FDS-3的用户,将用该系统对其“安扎克”级护卫舰进行升级。

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美国海军已经采购了Mk59 Mod 0诱饵发射系统,以满足近期的作战需求。

当前还在进行的一种研究是使用标准对抗措施弹舱从空中释放角反射器,来替代箔条或者作为箔条的辅助手段。这种方法还能够对抗箔条鉴别器,可通过产生有代表性的舰船闪烁、反光、水平/垂直极化、功率谱密度波动、距离和方位误差信号来实现。

少数国家的海军已经接受了该技术,如以色列海军引入了拉斐尔公司的“宽带速移雷达对抗诱饵”(WIZARD)系统。该系统在2007年作为MCG/8电子战试验的一部分向多个北约国家进行了演示。WIZARD诱饵弹可配置成部署一个或两个角反射器有效载荷,在有效载荷部署并展开后,诱饵缓慢延伸一段时间以生成逼真的射频目标并呈现给来袭导弹的雷达导引头。然后,角反射器在海面上连续产生大的雷达截面积。

法国海军在2004年引入了拉克鲁瓦(Lacroix)公司的“拉克鲁瓦专用先进电磁射频诱饵”(SEALEM),作为其“萨盖”-NG(SAGAIE-NG)诱饵设备的一部分。150mm的SEALEM 15-01火箭配置了四个角反射器。拉克鲁瓦公司还研制了更小型的SEALEM 08-01火箭,作为其出口型Sylena小型舰船诱饵系统的组成部分。

机载系统公司还在寻求将其角反射器有效载荷技术引入小型舰船市场领域。该公司正与一家合作商协作,准备在2016年初向市场推出一款相关产品。

有源诱饵发展

1990年代末,军方开始开发和部署组合了运载火箭和有源电子战有效载荷的新型舷外有源诱饵,这反映出军方对于使用箔条打击最先进的雷达导引头的能力不足的关注。

最成功的例子是已经交付1000多套的美国/澳大利亚的Mk 234“纳尔卡”有源导弹诱饵,它是由BAE系统澳大利亚公司和洛克希德·马丁公司联合研制的,前者负责飞行器、舰载电子系统和发射器,后者负责电子载荷。“纳尔卡”服役于澳大利亚、加拿大和美国海军,它采用盘旋火箭推进系统,以与威胁导弹导引头的射程和角跟踪一致的方式驶离被保护舰船,并采用宽带转发式载荷向威胁呈现一个更诱人的目标。

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Mk 234“纳尔卡”有源导弹诱饵正在澳大利亚、加拿大和美国海军服役。

“纳尔卡”还在继续进行改进。比如,2014年7月,澳大利亚政府批准进行“纳尔卡”先进发射子系统的开发计划,该计划是SEA 1397计划5B阶段的一部分。

根据“增强型纳尔卡有效载荷未来海上能力(FNC)”计划,美国海军已在寻求提高“纳尔卡”系统射频对抗有效载荷的频率范围和有效性的方法。FNC计划寻求开发一种经济可承受的、非常紧凑的射频有效载荷,该载荷具有电扫阵列发射机、紧凑的接收机和先进的隔离材料,并且采用海军研究办公室(ONR)和DARPA已经研制成熟的固态氮化镓(GaN)技术。

英国皇家海军也部署了舷外有源诱饵弹,名为Mk 251有源诱饵弹(ADR)。Mk 251 ADR由马可尼防御系统公司(现在的塞莱克斯ES公司)研制,这是一种由悬挂在翼伞下的多模式I/J波段干扰机组成的火箭发射式诱饵,是Outfit DLH诱饵设备的一部分。干扰机由舰载控制系统进行预编程,以实现对来袭威胁的最佳对抗响应。

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英法正在协作开发ACCOLADE技术演示器项目。

考虑到这个十年末要替代Mk 251 ADR,英国已联合法国进行为期四年、称为ACCOLADE的技术演示器项目(TDP),进行下一代舷外有源诱饵(OBAD)的研制。泰利斯英国公司与其姊妹公司泰利斯法国公司组成的研究团队获得了TDP合同,不仅要交付演示器,还要进行原型测试。关于ACCOLADE的细节鲜见有公开报道,不过有报道称,由蓝熊系统研究公司开发的TDP空中飞行器将具有机动能力,从而能够机动到干扰威胁导引头的最佳位置。

ACCOLADE项目分为三个不同的技术开发阶段,分别验证发射、飞行/滞空和集成电子战有效载荷三方面的能力。2013年7月已成功进行了一次OBAD弹道发射试验。ACCOLADE项目计划2015年初在法国的测试场进行一次完整的端到端OBAD系统水上演示,这将是该项目的终极目标。

美国海军计划进行名为“舰射持久综合电子对抗”(SPICE)的长航时自主舰载/舷外电子战能力项目。SPICE项目属于“先进舷外电子战”(AOEW)项目中的诱饵开发工作(DDE)的一部分。美国防部预算文件指出:“当前没有对抗现有威胁的措施;AOEW项目计划针对明确的电子战缺口,以响应来自舰队的紧急作战需求;该项目已经得到了海军作战部长的批准”。

AOEW项目的诱饵开发工作部分寻求开发、采购和部署舰船发射的长航时平台,该平台装备了有源或无源电子战有效载荷,与舰载电子战系统协同工作。海军研究办公室之前已完成了一种AOEW备选方案分析,目前还在管理一个名为“下一代对抗措施”(NGCM)的未来海上能力项目,该项目计划在无人机上集成电子战有效载荷,并开发指挥与控制链路演示器。

到目前为止,大家通常认为一次性有源诱饵因其成本高而没有广泛地进入服役。为了实现更简单且成本更低的方案,切姆林对抗公司在最近几年潜心研究有源反向诱饵,该诱饵由一系列紧凑型有源范-阿塔阵列组成。在其2010年的专利文件中,切姆林对抗公司声明:“阵元的阵列可配置成能够扫描一个或两个不同的正交平面。一种选项是,通过将单个阵元进行配置,使其只扫描一个平面。另一种选项是,将单个阵元包含的阵列配置成能够扫描两个正交平面(方位和仰角)。阵元可以很方便地用微带和/或带线电路进行制造,天线和传输线都是印刷电路。虽然诱饵通常返回与其接收到的波形同样放大的信号,但经配置后的电路可对返回的波形进行延迟、调制或修正,以提高诱饵的效率”。

箔条仍然是海上软*伤杀**的重要手段

对于大部分国家的海军来说,箔条仍然是对抗射频制导导弹威胁的主要软*伤杀**防御手段。实际上,尽管很早就在预测箔条会被替代,因为大部分的现代雷达导引头都使用处理逻辑电路来对抗箔条响应(通过时间或空间特性来进行识别),但在对抗战场上的绝大多数威胁(它们通常采用的是第一代和第二代雷达导引头)时,箔条仍然非常有效。而且,甚至最先进的射频导引头也需要处理箔条响应,以便为其它防御措施的实现争取时间。

因为坚信箔条仍将盛行数年时间,所以切姆林对抗公司已经开始开发一种代号为Mk 1的新一代射程可变的先进多载荷130mm射频诱饵弹。该诱饵弹可以连续发射6管箔条载荷,从而复制舰船信号,逐渐使来袭导弹导引头的瞄准点偏离目标舰船。

不过,切姆林对抗公司的观点是,只有当箔条在时间和空间上真正被部署到正确的地点,才能获得最佳性能。“要使当前和未来产品的能力最大化,以满足当前和未来的威胁场景,关键要依靠诱饵的精确瞄准”,切姆林对抗公司海上业务高级经理Steve Kerchey说,“这是因为现代导弹的距离波门很小,所以,不管诱饵多么逼真,只要它不在导弹能够‘看见’它的位置,它就无效。”

Kerchey还说:“固定发射器已经发展了很长时间,但它们有诸多限制:没有定位能力;覆盖范围小;需要舰船进行机动;无法完全利用诱饵弹的性能。”

“在先进对抗措施的研究与仿真中我们发现,需要更大的有效载荷定位精度才能提高对抗不断发展的导引头的效率”,Kerchey说。

切姆林对抗公司进行了市场调研,以确定一种可训练的发射器系统的研究方案。该系统能够同时定位方位和仰角,并与其130mm的诱饵弹相兼容。因为无法找到一种商业现货方案,所以切姆林对抗公司自主开发了“百夫长”(CENTURION)系统。这是一种稳定的发射器,具有12管垂直安装的130mm炮筒,在顶部安装了可旋转的方形底座,每个炮筒能够调整到需要的发射角。

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“百夫长”具有12管垂直安装的130mm炮筒,每个炮筒能够调整到需要的发射角。

“百夫长”系统从装填位置开始的响应时间少于3秒,角度精确度可通过舰船的移动来得到补偿。该系统与最新的射程可变诱饵弹组合,可使有效载荷的布置在三个轴上可控,从而提高它的舰船特征复制能力。

“百夫长”的工艺设计使其能够用于所有软*伤杀**弹。另一个设计优势是它可使*器武**在非常宽的仰角范围内进行发射。比如,较高的仰角(最多80度)能够对抗“俯冲式”攻击,而以较低的弹道仰角发射可使诱饵的飞行时间减少几秒钟。

“百夫长”项目还专注于最佳发射控制算法的相关开发需求以及新一代射程可变诱饵的集成。“发射算法将考虑舰船的航向、速度、方位和风向,以及威胁的方位和类型”,Kerchey说,“较宽的训练角解放了控制算法,不必考虑舰船行进过程中的变化,从而获得最佳的发射方案。”

Kerchey说:“重要的事情是进行精确的计算,这样才能在正确的距离、正确的时间、以正确的形式发射诱饵。至关重要的是要让导弹的导引头在逻辑上‘看到’逼真的假目标。”