“爱国者”误击F-16？都是北约通用装备，怎会敌我不分？
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军事
2024-09-04 21:01
广西
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2024年8月26日，乌克兰空军的1架F-16战斗机坠毁，飞行员奥列克西·梅斯中校当场丧生。据报道，梅斯驾机在击落了俄罗斯发射的3枚巡航导弹和1架无人机之后，和地面失去了联系，随后被友军发现死在了坠地的飞机残骸里。这架战斗机来自西方援乌的F-16中的第一批，7月底抵乌克兰，还不到一个月就上了战损清单，这对于苦盼“决战兵器”已久的乌克兰来说无异于当头一棒，也引起了外界对其战损原因的诸多猜测，诸如“俄军导弹击落说”、“设备故障说”、“操作失误说”等，但综合各方信息，上述说法即使无法排除，也可能性甚小，相比之下“友军误击说”的可能性变得很大。![]()
■2024年8月30日，乌克兰军方为阵亡的F-16飞行员梅斯举行了葬礼。即使在和平时期的军事演习中，要确保空中战机和地面友军之间不发生误击都不是一件简单的事，更何况战时。所以原则上乌克兰的战斗机和地面防空部队各自划区执行防空任务：地面部队不在战斗机负责的区域里开火，战斗机则不进入地面部队负责的区域。然而，本次F-16坠毁事件发生的背景是俄军发动大规模空袭，战斗机和地面防空部队火力全开，在各自责任区的毗邻之处难免会发生划分原则执行不周，地空导弹误击友军战斗机的情况。如果此说为真，则可以解释两件事情。其一，飞行员梅斯为何没能成功弹射逃生？在被防空导弹命中的情况下，机体很有可能遭受重创，飞行员亦有可能当场阵亡；其二，为何乌克兰总统泽连斯基震怒到事发两天后立即将空军司令奥列修克撤职？在俄乌冲突中，乌军战斗机没少被击落过，如苏-27和米格-29，泽连斯基都没有对空军走马换将，因为那些均属正常战损。若“误击说”成立的话，情况就完全不同了。在乌军体系中，防空部队隶属空军，空军的地面单位击落了空军的战斗机，导致宝贵的空军资产蒙受重大损失，属于空军内部的敌我识别失败，空军司令当然难辞其咎。![]()
■乌克兰首架F-16损毁后，乌克兰空军司令奥列修克（右）被总统泽连斯基（左）解职。在飞机坠毁当天美军公布的一则关于F-16电子战系统升级的消息似乎也给“误击说”添加了注脚。美军第68电子战中队最近与丹麦和挪威同行合作，为援乌的F-16战斗机提供升级服务。为了有效地将该机型整合到乌克兰空军的作战体系中，其机载电子战子系统需要重新编程，以有效应对俄乌战场的电磁环境。此项工作相当具有挑战性，因为美国目前并没有即将交付的F-16战斗机的机载系统，并且F-16的一系列交付迫在眉睫，留给该电子战单位的升级时间不算宽裕，美军工程师承认面对自己并不熟悉的系统，如何对其进行重新编程的确是个令人手足无措的难题。他们需要在两周内熟悉援乌F-16的系统，并且依靠丹麦、挪威等国提供的数据，测试和验证乌克兰所需的独特元素，开发出“有史以来最好的任务数据文件”。按照此新闻，此次战损的F-16也应该经历了美军实施的系统升级。考虑到系统的陌生和时间的仓促，该机的敌我识别系统受到不利影响而致失灵的可能性相当大。![]()
■外媒关于美军电子战部队为援乌F-16升级电子战系统的报道。那么，军队各单位之间为避免自相残杀而倚为护身符的现代敌我识别系统缘于何时？又是如何工作的？敌我识别可以说是伴随战争出现而产生的问题，在古代战场上交战双方会通过不同服装和旗帜进行最基本的目视识别，而到了近代，随着战争形式的进化，敌我识别问题也变得愈加复杂。在二战时期，德军飞机曾经在收到地面友军信号后通过进行翻滚机动来表明身份，英军也尝试过在飞机上安装雷达反射器好让其在地面雷达屏幕上看起来与众不同。但这些敌我识别方案弊端多多，很快就遭到军方放弃。真正有使用价值的敌我识别系统的诞生还得仰仗雷达问询机制的引入。雷达问询系统由问询机和应答机两部分组成，分别在不同的频率上发送信息，实现二者之间的一问一答，从而确定敌我身份。![]()
■二战时期英国皇家空军部署在直布罗陀基地的“喷火”战斗机装有敌我识别系统天线（红色箭头处）。最早的现代敌我识别系统起源于英国，于1939年发明，主要是配合早期地面防空雷达系统使用，并在不列颠战役中得到实战运用，进而成为二战后北约组织军用识别系统的源头。在二战期间，通过英美两国技术人员的通力合作，敌我识别系统从最早的Mark I型发展到Mark V型，到战争结束后又在此基础上改进为Mark X型，于20世纪50年代初开始应用。其基本架构已经与今日使用的版本相当接近了。Mark X的特点是可以让飞行员选择应答机回复的内容，也被称为“选择识别装置”（Selective Identification Feature，SIF），该装置通过一个可以设置编码的控制盒来实现定制应答内容。![]()
■敌我识别应答器控制盒面板，旋转旋钮可以设置4位数字，从而构成应答内容。Mark X的问询机发送2个脉冲：当其间隔为3微秒时，应答机就会按照被定义为Mode 1的模式进行回复；当其间隔为5微秒时，应答机就按照Mode 2模式进行回复；当其间隔为8微秒时，应答机就按照Mode 3模式进行回复。![]()
■应答机回复的脉冲格式：F1和F2是一条回复的前后框架，期间的12个脉冲对应应答的具体内容。民用航空使用的身份识别系统基本照抄了军方系统的这套机制，只是在模式上有一些不同，如民航有Mode A和Mode C模式，此处不赘述。![]()
■民航地面雷达上根据Mode A和Mode C应答信息将空中每架客机的编号和海拔标识出来。Mark X的这套机制确实增加了敌我识别的效率，但是也有其不容忽视的bug。由于问询和应答各自所在的发射频率固定（分别是1030MHz和1090MHz），内容并不加密，则友军可以问询，敌军亦可以问询，有问必答的自动应答机对友军应答，对敌军亦会应答！基于这种担忧，美军飞机执行任务时一度需要关闭敌我识别系统，尤其在敌方空域执行攻击任务时。这个操作的弊端是，如果需要进行超视距空战，关闭敌我识别系统肯定大大增加误击友军的风险。值得一提的是，在越战期间，美军利用了Mark X系统的这个漏洞，开发了“战斗树”系统，用于克制越南空军米格战斗机的威胁。AN/APX-80“战斗树”电子战系统首先装备美国空军的主力战斗机麦道F-4D“鬼怪II”上。在实战中，巡航的“鬼怪”用该设备可以向视距外的越南米格战斗机发出询问，然后获得对方机载敌我识别器的自动应答，并由此提前掌握对方的存在和身份，而如果采用雷达搜索，米格机就有可能察觉到自己被美军战斗机跟踪，从而丧失突袭的优势。![]()
■装备“战斗树”系统的第555战术战斗机中队的F-4D “鬼怪II”，编号号65-0784。在“战斗树”系统部署之前，在越南上空作战的美军战斗机飞行员都被迫靠近越南空军的米格机，以便在攻击敌机之前对其进行目视识别，因为雷达只能确定前方天空中是否有其他飞机，而不知道其是敌是友。虽然美国的“鬼怪”在技术上更先进，但它们在近距离缠斗中的机动性对米格机而言并无优势，这导致美军战斗机的损失率一度高企。“战斗树”系统则极大地拓展了美国飞行员的安全边界，使他们能够在视距外早早获得敌机的身份识别，并且敌机对此还毫无察觉。针对Mark X系统有求必应式的应答机制缺陷，后续的Mark XII系统进行了纠正，并作为通用识别系统应用至今，同时支持军用和民用的身份识别。Mark XII与Mark X的最大区别是引入了新的Mode 4应答模式，在Mode 3的询问信号后增加了12个脉冲以构成4位数的秘钥，在每次任务开始前该秘钥会统一下发到所有的问询机和应答机，应答机只对秘钥一致的问询进行答复。并且，应答机通过自身的加密算法决定收到问询后延迟多久答复，这样就算敌军侥幸获得了答复，也不可能根据毫无规律的答复时延来定位应答机的准确位置。![]()
■BAE公司制造的舰艇用敌我识别设备，用于装备各型海军舰艇。在20世纪80年代，在民用航空领域引入了一种新的Mode S应答模式，可单独询问一架飞机，而每架适用此模式的飞机都有唯一的24位编码，这意味着全世界有1600万组编码可用。飞机进入管制空域后，会对收到的第一个问询进行回复，然后就对广播群发的问询不予回复，除非收到带有自己那组24位编码的问询。![]()
■一位美国空军的技术军士正在测试敌我识别系统的信号转发器。在Mode S基础上很快衍生出军用模式，即Mode 5模式，该模式与Mode 4类似，对问询和应答信号进行加密，以及随机生成问询和应答之间的时延。如果没有这个时延的随机生成，密集编队的一群飞机很可能会同时收到问询并同时应答，地面雷达系统就会收到互相干扰的信号，因而以往一个编队中只有长机才打开敌我识别器。在运用Mode 5模式后，不仅编队的全部飞机都能互不干扰地应答地面问询，还能让地面警告飞机“如你再不应答就会受到攻击”。和Mode 4一用一整天的秘钥不同，Mode 5的秘钥随时都在重新生成，极大增加了破解难度。Mode 4模式已在2020年6月30日被北约组织正式下线解密，所以目前北约国家的军用装备均采用Mode 5模式的敌我识别机制，运用该模式的系统则为Mark XIIA。根据乌军公布的照片，目前援乌F-16是经过“中期寿命升级”（MLU）的F-16AM/BM。这些早期型号可能接近退役或已经退役，但经过升级后综合性能应该接近美国空军现役的F-16 Block40/42。这批F-16有可能安装了BAE公司开发的AN/APX-125型Mode 5敌我识别器，或与之相近的其他型号。![]()
■泽连斯基在F-16战斗机接机仪式现场发表讲话，背景中F-16座舱前方的4片敌我识别天线清晰可见。AN/APX-125适用于F-16 Block15 A/B MLU、Block20 A/B、Block30/32、Block40、Block 50/52 C/D 和Block60，还可用于反潜战（ASW）和侦察直升机、日本F-2战斗机和其他外国飞机，甚至包括部分国家的米格-29战斗机。AN/APX-125提供波束成型功能，其探测距离大于180千米，可探测水平和垂直60度扇区内的目标。![]()
■BAE公司开发的AN/APX-125型Mode 5敌我识别器，注意其4片天线。但是，需要注意到，虽然Mode 5是北约敌我识别系统的通用模式，但是各国对此类设备的开发具有相当大的独立性，即便是美国各军种之间也存在各自为政的现象。在此情况下，不同国家不同厂家为不同军种生产的Mode 5设备之间能否实现无缝协作，则殊为可虑。美国国防部会组织各军种进行“联合作战测试方法”（Joint Operational Test Approach，JOTA)测试，目的是确保不同厂家生产的敌我识别系统在不同作战平台之间的互操作性。对于为战局所迫满世界拉军援的乌克兰来说，这一隐忧无疑会被自己那一大堆万国兵器愈发放大。仓促上阵的F-16和己方的S-300、“爱国者”等防空导弹之间的敌我识别系统有没有得到充分调试，地面友军向F-16发起的问询是否得到正确应答，这些问题都有待调查。![]()
■美军海军地勤人员正在调试F/A-18战斗机上的敌我识别应答机。如果F-16与“爱国者”之间的敌我识别系统未能有效运作，那么自摆乌龙的事情大概率难以避免。其实，防空导弹误射己方飞机的情况早有先例。2023年9月28日，俄军S-300防空系统就在托克马克附近击落了1架友军的苏-35战斗机。乌军手里的S-300系统会不会比俄军同行更智能一点，也很难说。不过，根据媒体报道，乌克兰议会国防委员会副主任点名乌军的“爱国者”导弹是打下己方F-16的真凶，所以目前看来这款美制防空武器的嫌疑应该是最大的。回顾以往的战例，“爱国者”喜欢冲友军下手确属前科累累。![]()
■美制“爱国者”防空系统的搜索雷达，背景中可见导弹发射器。在“伊拉克自由”行动期间，美军“爱国者3”防空导弹于2003年3月23日击落了1架完成任务后准备在科威特机场降落的英军“狂风”战斗机，造成2名飞行员死亡，事后美军辩解道“雷达屏幕上的英军飞机看上去就像1枚飞向雷达的反辐射导弹”，而且英军飞行员未按规定开启敌我识别器。4月2日，1架美国海军F/A-18“大黄蜂”战斗机的飞行员又成为“爱国者”的刀下冤魂，地面防空部队给出的解释仍然是“友军飞机看上去就像1枚伊拉克战术导弹”。“爱国者”系统的雷达经常不分青红皂白对海军和空军的飞机实施锁定操作，友军飞行员被突然大作的火控雷达告警惊得冷汗连连。由于陆军偏爱自动模式，“爱国者”雷达会自动跟踪飞机一段时间，如欲解锁还得切换到人工模式手动操作，流程体验很不友好。过于自动化的“爱国者”索敌模式直到2006年美国开始推广Mode 5敌我识别系统后方才有所改善。![]()
■在中东沙漠地区低空飞行的英国皇家空军“狂风”战斗机，在伊拉克战争中曾被美军“爱国者”系统误击击落。再回到上面那架折在科威特基地家门口的倒霉“狂风”。当天，英军2架“狂风”战斗机完成任务后返回位于科威特的基地，在进近阶段被部署在伊拉克南部的美军“爱国者”单位发现。后者向其发起多轮问询，但是始终没有得到应答，因为“狂风”编队未开启敌我识别器。在此情景下“爱国者”系统将“狂风”判为敌军目标并实施了攻击。“爱国者”系统的操作员虽然在岗，却未能及时发现和纠正导弹系统的好斗异动。虽然“爱国者”导弹本身的交战规则设置难言完善，但是多国部队之间的协调方面也有可检讨之处。如果驾驶“狂风”的是美军飞行员，返回基地时应该会沿着预先设定的安全走廊进入机场。如果飞行高度、线路、速度等参数和作战简报中的程序一致，就算没有获得正确的应答也可以判为友军。![]()
■一位“爱国者”防空系统的操作人员在观察监视屏幕，不难想象在面对大规模空袭时屏幕上的信号会有多混乱。参照这一案例，我们可以大致推测出乌军F-16遭误击损毁的场景。在8月26日当天，梅斯中校驾机升空，拦截俄军导弹和无人机，在追逐目标的过程中不慎进入“爱国者”系统的防空区，双方敌我识别系统开始互动，但因为某种原因F-16未能对“爱国者”系统的问询进行有效应答，导致系统判定为敌方目标，加之当时天空中俄军目标过多，地面操作人员高度紧张，难以做出进一步识别，便发射导弹。梅斯中校初次驾驶F-16参加实战，此前仅接受了速成训练，对于F-16的特情处置不够熟练，因此被导弹击中当场阵亡。![]()
■一位乌克兰“爱国者”系统的军官展示其战果记录，不知道会不会加上一架F-16。通过对乌军首架F-16损毁的原因分析，足以让我们认识到在现代战争中敌我识别系统的有效运作是保证部队战斗力发挥、避免误伤损失的重要一环，Mode 5问询应答机的性能固然如何强调也不为过，但显然还不是敌我识别工作的全部。在大力发展技术装备的同时，对作战流程的优化和组织协调的深化同样不能稍有放松。F-16的首次战损，无疑是武器来源五花八门的乌克兰军队缴纳的一笔令其刻骨铭心的学费。毋庸置疑，这是一篇干货满满的技术文。虽然不能百分之百肯定乌军首架F-16损毁的原因，但对其最大的可能性做了分析，同时对敌我识别系统的历史发展和运作特点进行了介绍。作者为此付出的努力相信各位也能从字里行间感受到，如果您觉得此文有所价值，就请多多转评赞，如若觉得有所不足，也请留言指正，感谢各位的支持！通信工科野生军迷，关注前沿军情（尤其美军），也在故纸堆中勾勒战史真相。爱好研究大国之间的纵横捭阖，也乐于了解各国军队最新科技。但作一渔樵，浊酒壶中鼓角闻，笑谈任平生。
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