俄乌战场上的对敌防空压制系统(SEAD)

学术   2024-10-24 21:42   山东  

  

 

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俄乌战场上的对敌防空压制系统(SEAD)

本文摘自《现代电子战专题研究报告汇集(1-16)》| 专题译文

乌克兰持续不断的血腥冲突及时提醒了空中作战力量的从业人员,战斗机和作战支援飞机在当代防空制导武器(从单兵便携式防空系统到移动“弹出式”地对空导弹(SAM)系统,以及更复杂的多层综合防空系统(IADS))下的脆弱性。

在冲突过程中,俄罗斯和乌克兰双方都有大量飞机被损毁,两国都无法在冲突期间保持对空中环境的主导地位,这突显了对敌防空压制系统(SEAD,suppressionofenemyairdefenses)的重要性。当欧洲伙伴面临对敌防空压制能力和性能严重不足的问题时,北约也遇到了同样的问题。

此外,鉴于复杂的反介入/区域拒止(A2/AD)能力不断完善,整个北约都认识到,未来的SEAD行动将与过去的任务有本质的不同,而且会更为复杂。“单一飞机对抗单一地对空导弹系统的概念已经一去不复返,不适用于现代作战场景了,”德国空军部队司令部司令卡茨(GünterKatz)将军在今年5月举行的AOC欧洲2023会议上曾说到。“我们必须调整思维方式、研究方向和作战系统,采用新的作战概念,向一支高度一体化的网络部队过渡。”

北约现在已经在成员国内部启动了一项新计划,用以重新平衡和更新SEAD能力。预计未来的SEAD将采用一种整体的“系统之系统”方法,使用机载电子战平台和系统的全套装备,在所有领域达到多样化和协同的效果。此外,人们意识到,如果要在正确的时间和地点达到预期效果,那么作战行动中动态且日益增长的数据驱动性就需要借助先进的数字技术和工艺(如云计算和人工智能)来实现。

1.防御压制


     


SEAD是一个总括性的术语,用于描述削弱、禁用和/或摧毁敌方防空监视雷达、地对空导弹系统以及相关指挥、控制和通信网络的方法和手段,上述方法和手段能够帮助我方占据空中优势和实现行动自由。从广义上讲,压制可以通过以下两种方式实现。机载电子攻击(AEA),有时也被称为非动能SEAD,利用人为干扰阻止敌方监视,利用火控雷达破坏通信网络,从而在综合防控系统中打开一条或多条通道,帮助我方部队在有争议的空域开展入侵行动或完成快速撤退。动能SEAD是指使用反辐射导弹和/或精确武器打击来摧毁雷达站点、地对空导弹连和指控节点。(一些组织,如美国空军,也将SEAD中的致命元素称为“摧毁敌方的防空系统”[DEAD])。

几十年前,北约部队就已经开始部署SEAD能力,所有成员国都很清楚这一计划。今天,北约已经认识到,其目前的SEAD能力已经远远落后于平均水平,欧洲空军更是如此。英国皇家联合军种研究所(RUSI)的空中力量和技术高级研究员贾斯汀·布朗克(JustinBronk)教授在2023年2月发表RUSI报告《重建欧洲北约空军的作战信誉》中强调了上述情况。他在报告中指出,对SEAD/DEAD系统的操控“需要专业的机组人员、武器和传感器系统协同配合,但是欧洲空军目前还不具备专业机组人员的培训能力,也没有所需的武器系统规模。”

他补充说,这种短缺不是一夜之间发生的。“2011年,在针对利比亚的军事行动期间,即使利比亚的防空系统基本上是静态且老旧的,而且该行动由欧洲多国主导,但其他北约成员国也只有依赖美国,才能有效操控SEAD/DEAD系统。”“这样的挑战可能来自邻近国家(比如伊朗),如果在东欧和北欧对抗俄罗斯军队,情况将更为严重,因为俄罗斯的高机动系统能够提供分层的远程、中程、近程地对空导弹覆盖,该系统借助现代化的指控车辆和通信架构与一系列多静态和多频率雷达系统相连接。”

根据布朗克教授所说,通过不断完善SEAD/DEAD能力来对抗现代化的机动地对空导弹系统应该是北约各欧洲成员国空军的当务之急。他警告称,如果不这样做,欧洲的北约成员国“将没有办法在美国无法或不愿投入大量资源的情况下建立对空控制。这不仅仅是威慑俄罗斯军队的问题,也是维持对邻近国家做出何种军事选择的问题。”

布朗克教授的RUSI论文提倡在广泛的非动能和动能效应中开展投资。在前述情况下,机载电子攻击(AEA)——通过远距离平台、配备打击包的护航干扰机或小型化的替代诱饵/干扰机发动攻击——提供了一种高响应和高性价比的手段,可以使敌方的雷达系统降级,无法为地对空导弹系统提供态势感知和制导能力。

然而,在完全接受EA重要贡献的同时,布朗克教授认为干扰“不能在现代防空系统单独争夺的空域创造持久的空中进入条件,必须成为SEAD能力组成的一部分,才可以为关键打击行动提供临时进入机会。”

冷战结束后,北约的SEAD能力萎缩。ALARM反辐射导弹(图为龙卷风GR4)十年前从英国皇家空军退役

布朗克教授断言,只有摧毁相当一部分陆基地对空导弹威胁,“才能为西方国家空中力量提供所需的持续进入通道,使其大多数常规飞机获得空中控制权。”这将需要合适的远距离精确打击和反辐射导弹,“在飞机的整体库存和运载能力方面,足够数量的导弹可以快速实现对俄罗斯多层综合防空系统的饱和轰炸。”

2.威胁形势


     

     

北约空中平台生存能力社区面临的部分挑战传达出了一个信息,即尽管SEAD对任何进攻性空袭都至关重要,但冷战时期的工具和战术与当前威胁环境之间的关系将越来越小。潜在的对手,尤其是俄罗斯及其安全合作伙伴,已经开始将更多的精力放在日益复杂、协同和弹性的多层综合防空系统上,这些综合防空系统将在数百公里的范围内绘制出红色的“威胁气泡”,这一范围甚至远远超出了本国边界。

一些发展趋势是显而易见的,对飞机的生存能力将产生潜在的重大影响。例如,在常规雷达频率之外的极低频段运行的反隐身雷达系统已经削弱了低可观测飞机所拥有的优势。采用多个分布式传感节点的无源雷达系统,以及新一代软件定义雷达的数量都呈爆发式增长,这些雷达设计的初衷旨在快速适应和升级新的波形。

因此,北约的作战指挥人员和机组人员都认识到,未来的战争很可能发生在竞争激烈的空域,日益复杂和高弹性的综合防空系统的出现从根本上改变了作战指挥人员和分析人员心中原有的计算风险。

这种新的战略环境迫使北约面临了两个令人不安的事实:首先,由于过度依赖美国,现有的北约成员各国之间能力是失衡的;其次,亟需发展一种现代化、多元化且可靠的SEAD能力,用以达到多样化、同步的行动效果。

早在2014年,北约威尔士峰会就达成了一项国防规划方案,优先考虑空中作战,以便为国防投资提供信息,并提高北约成员各国的库存可用能力。2018年,北约成员国军备主任会议(CNAD)批准了AEA和SEAD的愿景文件,确定了四个重点领域:效果的多样性;可生存的运载系统;协同信息的获取和交换;以及效果的同步。随后,AEA和SEAD都制定了共用信息的概念,并于2020年获得批准。

卡茨将军表示,虽然北约已经将SEAD的有效投放重新提上了议程,但仍然存在一种误解,即SEAD是少数可以通过配备反辐射导弹的专业快速喷气式飞机执行的作战效果。他告诉AOC欧洲2023会议的观众,现代威胁环境的实际情况已经大不相同了。

“过去,威胁包括地对空导弹,主要采用模拟技术,以及大型电子对抗手段。由于前期技术的[局限性],人们总是强调预警和空中拦截,以减轻地对空导弹防御系统的弱点,该系统通常用于保护关键基础设施的地对空导弹集群。

“蓝军能够干扰预警系统,压制敌方的防空系统。因此,蓝军平台上的自我保护系统是足够的,并增加了生还的可能性。”

然而,现在技术的进步已经使这种假设不复存在了。卡茨将军称:“我们现在遇到了一个由新旧武器系统组成的高度冗余和网络化的系统。”“这意味着必须改变我们的思维方式,从纯粹的(一对一)‘决斗’转变为反介入/区域拒止。”

他强调,“如今,新威胁的特点是许多不同的现代化系统组件的[融合],[例如]近程/远程地对空导弹系统、雷达和通信哨所。正如北约的压制敌方防空部署这一概念所描述的,这种威胁是分层的、分散的、复杂的、频率多样化的、高度自动化和网络化的。”

这种以先进系统和高度互联为特征的新威胁形势意味着“传统”SEAD战术和技术效果已经不尽如人意。相反,卡茨将军说,北约需要对其能力进行资本重组和现代化。“要尽快实现远程传感器、远程武器、远程侦察/地理定位、现代化跨平台自我保护系统和现代化机载电子攻击能力。”

实现这一变化需要采用一种新的跨领域SEAD共用信息概念(CONEMP),将不一样但同步的影响融合在一起。“我们必须要对旧的教条主义说再见,同时调整心态,”卡茨将军说,“为了对付敌方网络,我们必须开发新的能力来拒止、削弱或破坏这些网络。为了打击新的威胁,我们需要专业的飞机、武器和技术,通过整合现代电子战的各个方面,对敌方的防空系统进行饱和轰炸。”

这就需要开发一个高度网络化的SEAD系统之系统能力,能够在所有领域和各个维度达到预期效果。同时,这些效果必须是灵活的,并针对任务进行量身定制。

空客防务与航天公司提出了一种对峙干扰机解决方案,以适应A400M阿特拉斯运输机,并作为德国luWES计划的潜在解决方案

德国的电磁频谱机载应用(luWES)计划将AEA的交付分为三个互补的部分。远距离干扰是由一个在“威胁气泡”外、安全距离内运行的大型非穿透性空中平台执行,旨在抑制较低频段运行的远程雷达和干扰综合防空系统通信网络,在综合防空系统中帮助我方部队“开辟一条通道”。

护航干扰将通过穿透配备的打击包进入防御空域的飞机来执行,以压制火控/导弹制导雷达系统,以便部队能够在进入导弹交战区后得以生存。近距离干扰——SEAD武器库中一个相对较新的概念——使用无人驾驶和一次性飞行器在受害者雷达附近投放EA有效载荷,以便在其接近武器释放区域时保护后续打击包。

卡茨将军说:“我们设想,[luWES]防区外和护航干扰机需要与无人机协同,以饱和轰炸、攻击和定位对手的威胁系统。”“此外,由于这些威胁系统的预期高机动性,大多数操作都需要具有时间紧迫性。”

3.推动力


     


如今面临的挑战是设计一个以集成和网络为基础的下一代SEAD体系化系统,使其能够在所有领域和各个维度提供量身定制的效果。这一未来能力的潜在推动力是协同电子支援措施行动(CESMO),这是北约采用的一种数字协议(根据STANAG4658编纂),允许所有作战参与单位(包含空中、陆地或海上)共享有关发射器的信息。

德国是北约CESMO的框架国之一,德国空军的龙卷风ECR是根据CESMO能力开发的。“CESMO可以使用所有数据网络,如Link11、Link16和Link22,并将从各个部队收集的信息提供给网络中的所有参与者,”卡茨将军解释道,“它允许每个部队在自己的传感器套件范围之外近乎实时地发现、修复和跟踪发射器,从而提高态势感知能力。”

CESMO不断向前演进,目前已经提出了CESMO++的概念,CESMO++已经在考虑对当前消息集进行扩展,以增加额外的功能——例如,报告双曲线和双曲面数据(混合地理定位);联合限制频带信息;以及恐吓、入侵和干扰情况。

空客防务与航天公司电子战军用航空系统负责人迪特马尔·泰伦(DietmarThelen)解释说:“目前,CESMO就像信号情报(SIGINT)飞机上的Link16链路。下一步是协调干扰、欺骗和伪装等非动能效应。从历史上看,之前我们是向干扰机提供[威胁]库数据。但是今天,我们需要更加动态地监测接收到的信号。我们看到实时变化的[射频]模式和调制——不能再依赖于经验发射器库。在CESMO++中,我们将实现这一过程。这对编排效果的传递至关重要。”

MBDA正在开发SPEAR-EW,以满足英国对替代干扰机的要求

另外两个推动因素被认为是实现SEAD系统体系愿景的关键。首先,部署某种形式的“战斗云”,以实现对SEAD指控效果的分散和分解。其次,引进先进的人工智能技术——不仅可用于超高速数据挖掘,而且在威胁切换到“战争模式”或发出不在电子战系统威胁库中的未知信号时提供即时反应。

4.NIAG学习小组


     


今年早些时候,北约在CNAD特许的情况下成立了北约工业咨询小组(NIAG),探索AEA/SEAD概念和技术,以满足北约2030年及以后的作战需求。NIAG学习小组286(SG-286)在5月举行了启动会议。该研究活动将持续大约18个月,对北约先期起草的AEA和SEADCONEMP进行能力审计。

北约AEA和SEAD能力领域协调员亚历克斯·德法齐奥(AlexDeFazio)在AOC欧洲2023会议上发表讲话时表示,能力审计过程旨在评估十年内哪种能力是可行的,并为北约防务规划过程提供相应的参考。他说,“根据2030年需求,(我们会问自己)现在有什么。”“然后我们将比较这些结果并进行差距分析,(然后)我们将弄清楚如何获得现在没有的东西。”

德法齐奥补充说,SG-286涉及来自12个国家的40多家公司,现在开始审计针对CONEMP的能力。“我们已经询问了相关行业专家,他们告诉我们到2030年可能实现的目标是什么,以及我们在CONEMP中错过了哪些可能与我们推进这一路线图相关的内容。

“我们希望他们就我们应该追求什么样的能力提出建议。然后,我们将采纳这些建议,试图影响北约防御规划的制定工作。”

SG-286将于2024年底完成审计工作。除了NIAG的研究外,一个成员主要来自北约空军军备集团的主题专家组正在为能力审计提供北约电子战对SEAD的支持(NEWS)。这项工作的一个关键内容是研究综合威胁环境,以及与平台类型、武器概念和干扰技术相关的不同技术选择。

意大利空军于2018年4月完成了龙卷风ECR的AGM-88EAARGM导弹的作战测试

“下一步将是差距分析,”德法齐奥说。“NEWS小组将参与其中,我们将使用美国提供的建模和模拟,试图帮助北约国防规划人员在对最低能力要求进行压力测试时,对之前的假设进行微调。我们还将寻求业界的帮助,以解决差距分析过程中所强调的领域内容。”

能力审计研究的结果还将为政策和理论的进一步更新提供信息。“这已经开始发生了,”德法齐奥说。“我们已经看到北约SEAD理论的变化,我们的政策也发生了变化,现在有了新的北约电磁频谱战略。所有这些都源自于CONEMP和愿景文件中所提出的问题。”




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