美海军协同电子战能力建设发展脉络剖析

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导读:我国海军面临的电磁作战环境严峻。在此从基于先进电子战系统的协同电子战能力构建、EA-18G协同无人机电子战能力的提升与无人平台集群的智能化协同电子战能力建设三个方面对美海军协同电子战能力建设发展脉络进行剖析,以期为我国海军相关能力的建设与发展提供借鉴。

基于先进电子战系统的协同电子战能力构建

舰舰分布式协同电子战能力

“超越计划”(Project Overmatch)是美海军于2020年提出的计划之一,该计划旨在通过大数据系统构建跨域、跨兵种的海上军事物联网,实现“传感器”与“射手”融合一体化的智能杀伤链,并基于人工智能与机器学习工具的运用,实现作战平台的互联、互通、互操,构建美国海军的智能化分布式作战能力。

升级电子战系统技术,进一步发展多域海上网络,提升美海军的海上作战优势也是“超越计划”的研究重点之一。美国海军已经通过“水面电子战改进计划”(SEWIP) BlockⅠ、Block Ⅱ、Block Ⅲ与Block Ⅳ四个不同增量对AN/SLQ-32(V)系统进行了持续地阶段性升级,以大幅增强舰载电子监视与电子攻击能力,并使得AN/SLQ-32(V)成为现阶段的主要电子战系统。

诺斯罗普·格鲁曼公司也是美海军“超越计划”的合作伙伴之一,近年来持续对如何实现SEWIP系统与其他SEWIP系统的连接,或与其他空基或天基平台的连接,以在美海军的“超越计划”(Project Overmatch)中发挥关键作用方面展开深入研究。

图片基于“水面电子战改进计划”(SEWIP)发展的舰载电子战系统作战运用示意图

SEWIP BLOCK Ⅲ就是由诺斯罗普·格鲁曼公司负责设计与开发,其将具有开放的软件定义架构,可实现通信增强和信息操作,支持未来基于认知电子战和人工智能/机器学习等的升级,并以增加AN/SLQ-32(V)系统的电子攻击能力等为目标,将于2025年9月完成。

诺斯罗普·格鲁曼公司一方面为融入了SEWIP Block Ⅲ的AN/SLQ-32(V)7系统嵌入一个软杀伤协调器(SKCS),SKCS能够通过Link16数据链提供一种提示和控制主动舷外电子战主动任务有效载荷的方法,从而能够为舰载和非舰载软杀伤效应器提供指导与调度。

具备下一代有源相控阵技术的SEWIP Block Ⅲ与AN/SLQ-32(V)6所构建的AN/SLQ-32(V)7系统将具备一体化电子攻击能力,能够应对传统与新型的反舰导弹的威胁,能够干扰敌方通信、数据链路、无人机传输等,基于可拓展性设计还可快速升级,既能够装备“阿利·伯克”级导弹驱逐舰、航母与两栖攻击舰,乃至于新建平台,也具有装备小型舰船的小型化版本,并且能够为美国海军的所有舰艇提供电子支援能力与通用的电子攻击能力。

另一方面,诺斯罗普·格鲁曼公司则通过创建新软件,利用系统放置新的通信波形,并已于2020年12月创建了一组新的通信波形,还演示了使用SEWIP孔径进行波形传输。由此表明装备SEWIP系统的舰船未来具有实现通信,进行协同作战的可能性。未来在作战过程中:

美海军可将装备了部分AN/SLQ-32(V)7系统的舰船进行前沿的分布式部署,进行反舰导弹防御,以大幅增加敌方进行情报、侦察和监视的难度;

其他装备了该系统的舰船则被部署于对手的反舰导弹射程之外,若SEWIP系统之间实现了通信能力,将使多个装备该系统的舰艇编队实现协同电子战,以有效应对来自对手的射频威胁。

舰机协同电子战能力

美海军在升级舰载电子战系统,构建舰舰电子战协同能力的同时,还在致力于开发能够集成于MH-60R和MH-60S多用途直升机上的先进的舷外电子战系统,并致力于构建舰机协同电子战能力。

洛克希德·马丁公司早在2017年就被美海军授予开发AN/ALQ-248主动舷外电子战(AOEW)系统的合同,提升直升机的电子战侦察与攻击能力,同时扩展指挥官的电子战能力。

图片AN/ALQ-248吊舱

该型电子战系统相关性能参数等保密程度极高,洛克希德·马丁公司仅披露其能够同时容纳高灵敏度接收器和电子攻击子系统,可生成并发射复杂射频,拥有独立与协同两种运用模式,即既可独立运行,也可与广泛装备于美海军舰船的电子监视传感器 SEWIP Block Ⅱ进行协同,检测来袭导弹与评估导弹的去向,为舰队提供点防御和区域防御支持。未来该系统还将可能与融入了SEWIP Block Ⅲ的AN/SLQ-32(V)7系统产生关联,并实现协同。

在此假设AN/ALQ-248系统已经能够与AN/SLQ-32(V)7系统进行协同运用,对两个系统的运用模式进行推测。在协同模式下:

舰载AN/ALQ-32(V)系统对来袭的反舰导弹威胁进行探测,再利用软杀伤协调系统的功能通过Link16数据链指示和控制直升机所装备的AN/ALQ-248系统;

AN/ALQ-32(V)的软杀伤协调系统将在交战期间协调AN/ALQ-248系统与其他软杀伤射频对抗措施配合使用;

两者通过信息共享,实现舰-机协同电子战作战,为舰船提供分层的整体防护能力。

总上分析,未来AN/ALQ-248系统的装备将赋予MH-60直升机电子侦察/攻击能力,并与SEWIP Block II,乃至SEWIP Block Ⅲ共同被整合到宙斯盾系统中,基于Link 16数据链共享信息,实现舰机协同电子战,为舰船,乃至航母编队提供分层的整体防护能力。

图片AOEW系统作战运用构想示意图

AN/ALQ-248系统早在2019年初就通过了美国海军与MH-60直升机集成的初步设计审查,洛克希德·马丁公司原计划于2022年7月或8月向美海军交付第一批低速初始生产样机,但截至2022年11月尚未见相关信息披露。

EA-18G协同无人机电子战能力的提升

EA-18G“咆哮者”电子战机作为EA-6B的替代机型,基于F/A-18F发展而来,是现阶段最为先进、综合作战能力最强的电子战飞机。

赋予EA-18G管理无人僚机能力

早在2019年4月针对EA-18G的Block2升级中,美海军就开始对其机载传感器和电子攻击装备进行了升级,以为已有的AN/ALQ-218(V)2接收系统增加自适应和分布式处理能力,使该型电子战机具备管理无人僚机的能力作为升级重点,并计划于2025年完成升级,届时美海军将率先在EA-18G上部署认知电子战能力,大大提升其电子干扰和欺骗效能。

图片EA-18G“咆哮者”电子战机

美海军计划未来为EA-18G配备由诺斯罗普·格鲁曼公司研制的Dash-X抛射渗透无人机,该类轻型无人机可以容纳在集束炸弹的投放器内,由于体积小、速度慢且飞行高度低而容易躲过敌方防空火力、并深入敌方空域实施侦察。

这一概念与XQ-58A“忠诚僚机”项目主旨极其相似,若未来升级后的EA-18G的信息系统能够与XQ-58A无缝交联,EA-18G则能作为XQ-58A的指挥机,届时无论XQ-58A挂载反辐射导弹执行攻击任务,亦或是使用机载设备进行情报、监视和侦察或电子战,均能够显著拓展EA-18G的作战范围。

基于管理无人僚机与无人化飞行能力的有人-无人协同能力构建

此外,美海军还计划赋予EA-18G较为完善的无人化飞行能力,即仅需由飞行员对起飞和降落阶段以及需要进行复杂机动时进行控制,其余时间则能让飞行员也参与到电子战系统的操作之中。

而无人化飞行能力与管理无人僚机能力的结合将有望实现基于EA-18G的有人-无人编队协同。针对这一协同模式,美国海军早在2020年2月4日联合波音公司就在帕图森河海军航空站成功演示了EA-18G电子战飞机的有人-无人编队飞行能力。

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该次测试主要验证了有人-无人编队飞行的部分相关技术,有望使美海军在避免有人驾驶飞机遭到毁伤的同时扩大传感器覆盖范围,从而提升美海军的生存力和态势感知能力。

波音公司与美海军声称会对该次演示收集的数据进行分析,确定后续技术的投资方向,并希望能够对海军及其他军种研发的多种无人系统产生协同效应。虽然波音公司和美国海军并未就该次试验飞行透露关键信息,但这一飞行测试无疑透露了EA-18G将进一步向无人化实战运用发展,以及进行有人-无人协同电子战的信号。

未来,一旦实现无人化,EA-18G的电子战任务将有望被完全交由计算机控制,以确保机组成员能集中精神进行飞行操控,由此可保障该机型在高危作战环境下的生存能力;无人化还能确保信息网络内的多架EA-18G在机组之间进行交互操作,这不仅能减轻网络内担负较重份额任务的EA-18G机组成员的工作负担,而且能确保任务信息的及时互联互通,避免因机组成员专注于任务操作而错过重要信息。

总之,由于无人化能提升EA-18G执行高风险任务的能力,未来该机将很有可能被更多地用于压制先进防空系统、对抗高级分层防御系统或反介入/区域拒止作战等任务;与无人机协同作战将有望进一步拓展EA-18G的作战范围。

无人平台集群的智能化协同电子战能力建设

“对抗综合传感器的多元素信号特征网络仿真”(NEMESIS,复仇女神)项目是美海军近五年秘密开展的重点协同电子战项目,代表了美海军未来协同电子战模式的发展方向。

图片NEMESIS项目

该项目的研究重点在于实现多种作战场景下的协同电子战能力,以有效应对对手的传感器。

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美军对该项目的详情高度保密,尚且无从知晓“复仇女神”系统的确切构成,仅从涉及“复仇女神”的官方文件可以获悉空中/水面/水下电子战无人平台集群/诱饵群等将是该项目研究的三类作战平台。

调研可知,美国海军研究办公室一直在测试一种名为 Nomad 的小型低成本消耗型旋翼无人机,无需确保其返回母舰即可部署,其可以使用安装在各种平台上的二氧化碳喷射系统从管子发射,测试表明多架 Nomad 可在同一空域安全地运行并以协调的方式飞行。结合美海军公开的NEMESIS相关文件中将“分布式诱饵和干扰群 (DDJS)”作为该系统不可分割的一部分这一信息推测,Nomad与其他小型无人机群大概率是构成NEMESIS系统高度复杂和网络化电子战能力的关键组成之一。

总之,未来“复仇女神”系统将融合多种前沿电子战概念,将各种无人平台集群与诱饵集群,将其组网进行协同作战,以在指挥与控制环节干扰敌军能力,并针对战斗空间的敌方传感器实施欺骗,实现大规模网络化、智能化的联合电子战。

小结:开发/升级电子战系统技术,发展协同电子战能力是美军提升海上作战优势的关键所在,美海军已经围绕基于先进电子战系统的协同、先进电子战机与无人机协同、无人平台集群的智能化协同三个方面对协同电子战能力的建设展开多年研究。美海军正致力于实现对装备AN/SLQ-32(V)系统的舰船进行分布式部署,通过舰船编队的协同电子战,有效应对射频威胁;将舷外AN/ALQ-248系统与SEWIP Block II,乃至SEWIP Block Ⅲ整合到宙斯盾系统中,基于Link 16数据链共享信息,实现舰机协同电子战,为美海军舰船编队提供分层的整体防护能力;利用EA-18G与无人机协同,有效拓展EA-18G的作战范围,提升其执行压制先进防空系统、对抗高级分层防御系统或反介入/区域拒止作战等高风险任务的能力;基于 “复仇女神”项目融合多种前沿电子战概念,实现各种无人平台集群与诱饵集群的组网协同作战,体现了美海军实现大规模网络化、智能化联合电子战的发展方向。(北京蓝德信息科技有限公司)

主要参考文献

1 US Navy flies two autonomously controlled Boeing EA-18G Growlers.2021.

2 Distributed Kill Chains: Drawing Insights for Mosaic Warfare from the Immune System and from the Navy.2021.

3 Heliborne Electronic Warfare Pod Set for Delivery to Navy in Summer 2022.2021

4 Northrop Exploring How SEWIP Can Feed Into Project Overmatch.2021.

5 Navy Marine Expeditionary Ship Interdiction System (NMESIS),US.2021.