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電子戰(zhàn)如何削弱宙斯盾艦反導(dǎo)能力？
摘 要：本文從宙斯盾艦BMD系統(tǒng)現(xiàn)狀出發(fā)，詳細(xì)闡述宙斯盾艦BMD系統(tǒng)的主要組成以及各組成單元的作用，分析宙斯盾BMD艦的本艦反導(dǎo)、遠(yuǎn)程發(fā)射、遠(yuǎn)程交戰(zhàn)三類反導(dǎo)模式及能力，并提出利用電子戰(zhàn)掩護(hù)彈道導(dǎo)彈突防的設(shè)想；同時，通過特定場景和相應(yīng)導(dǎo)彈模型分析宙斯盾BMD艦反導(dǎo)攔截區(qū)域，并闡述電子戰(zhàn)干擾BMD系統(tǒng)時對宙斯盾BMD艦遠(yuǎn)程發(fā)射/交戰(zhàn)及本艦反導(dǎo)模式的降效途徑和作用，分析了電子戰(zhàn)對雷達(dá)和反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的干擾難點(diǎn)，探討以宙斯盾BMD艦為目標(biāo)的電子戰(zhàn)未來發(fā)展，為聯(lián)合作戰(zhàn)提供借鑒。
關(guān)鍵詞: 電子戰(zhàn)；彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)；反導(dǎo)
引 言
為應(yīng)對不斷增強(qiáng)的彈道導(dǎo)彈打擊能力，美持續(xù)發(fā)展導(dǎo)彈防御體系。裝備有宙斯盾彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（Ballistic Missile Defense System，BMD)的驅(qū)逐艦是美軍導(dǎo)彈防御體系重要組成部分，也是目前美軍海上反導(dǎo)的中堅力量?！ ?/p>
BMD系統(tǒng)是在美海軍宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)上發(fā)展形成的反導(dǎo)系統(tǒng)。目前，宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)最新版本基線-9實(shí)現(xiàn)了防空能力和彈道導(dǎo)彈防御能力的整合，成為美海軍驅(qū)逐艦防空反導(dǎo)一體化作戰(zhàn)的核心系統(tǒng)，BMD系統(tǒng)也發(fā)展到5.1版本，具備了遠(yuǎn)程發(fā)射（LOR）、遠(yuǎn)程交戰(zhàn)（EOR）多種攔截能力[1]，極大增加了反導(dǎo)窗口和防御覆蓋范圍，如表1所示。導(dǎo)彈防御局局長喬恩?希爾上將曾表示:“遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式使導(dǎo)彈防御覆蓋面比宙斯盾BMD艦獨(dú)立攔截增加了7倍”。
同時，美導(dǎo)彈防御局為應(yīng)對未來更多的威脅和更大規(guī)模的襲擊，其BMD 6.0已在計劃之內(nèi)，并作為“阿利?伯克”級Flght. III型驅(qū)逐艦的標(biāo)配（首艦“杰克.盧卡斯”正在建設(shè)中，2021年交付），未來美軍海上反導(dǎo)能力將更上一個臺階。
表1 BMD 5.0以上版本狀況
據(jù)報道，2018年末已有38艘宙斯盾艦配備不同版本的BMD系統(tǒng)，計劃2021年增加到48艘，并螺旋式升級BMD系統(tǒng)版本。面對越來越強(qiáng)的宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力，本文將基于電子戰(zhàn)的多種攻擊手段，分析對其信息系統(tǒng)和反導(dǎo)能力的降效作用，并探討電子戰(zhàn)未來的發(fā)展，為聯(lián)合作戰(zhàn)提供參考。
1 宙斯盾艦BMD系統(tǒng)反導(dǎo)能力
1.1 BMD系統(tǒng)主要組成
目前，宙斯盾艦BMD系統(tǒng)主要由宙斯盾雷達(dá)、指揮與決策系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、垂直發(fā)射系統(tǒng)與攔截彈、通信系統(tǒng)等組成，如圖1所示。
圖1 BMD系統(tǒng)主要組成
(1)宙斯盾雷達(dá)宙斯盾雷達(dá)主要實(shí)現(xiàn)對來襲彈道導(dǎo)彈的快速搜索、跟蹤以及對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈的制導(dǎo)控制。美軍驅(qū)逐艦?zāi)壳爸饕b備有 AN/SPY-1B、AN/SPY-1D兩型用于彈道導(dǎo)彈防御，而最新型的AN/SPY-6雷達(dá)將裝備在最新的阿利伯克級驅(qū)逐艦上，雷達(dá)靈敏度提高了約30倍、精度提高1倍，于2023年生成能力。AN/SPY-1B/D雷達(dá)可通過控制脈沖和工作模式獲取最優(yōu)的探測跟蹤能力[2]，對彈道導(dǎo)彈助推器(RCS=1.0 m2)可達(dá)740 km，對彈頭(RCS=0.03 m2)可達(dá)310 km，同時可通過相控陣?yán)走_(dá)向攔截導(dǎo)彈發(fā)送軌跡修正指令，進(jìn)而調(diào)整攔截軌跡[3]。
(2)指揮與決策系統(tǒng)指揮和決策系統(tǒng)(C&D)由AN/UYK計算處理系統(tǒng)和AN/UYA顯示控制系統(tǒng)等組成，是全艦的指揮和控制中心，在反導(dǎo)作戰(zhàn)時C&D建立反導(dǎo)戰(zhàn)術(shù)，顯示并處理宙斯盾雷達(dá)探測跟蹤信息和外部跟蹤數(shù)據(jù)，對來襲彈道導(dǎo)彈進(jìn)行威脅判斷，指定防御目標(biāo)優(yōu)先順序和火力分配，協(xié)調(diào)和控制整個作戰(zhàn)系統(tǒng)的運(yùn)行。
(3)武器控制系統(tǒng)武器控制系統(tǒng)(WCS)主要用于規(guī)劃目標(biāo)、發(fā)出點(diǎn)火指令以及控制發(fā)射的導(dǎo)彈[4]，主要控制艦上垂直發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射攔截導(dǎo)彈。武器控制系統(tǒng)按照指揮和決策系統(tǒng)(C&D的作戰(zhàn)指令，根據(jù)目標(biāo)識別和跟蹤信息，對武器系統(tǒng)實(shí)施目標(biāo)分配、攔截計算、指令發(fā)射和導(dǎo)彈引導(dǎo)等功能，在反導(dǎo)作戰(zhàn)時，控制垂直發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。
(4)垂直發(fā)射系統(tǒng)與攔截彈MK41是驅(qū)逐艦發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈的主要垂直發(fā)射系統(tǒng)，能夠以每秒1發(fā)的速率發(fā)射裝填的攔截導(dǎo)彈，是應(yīng)對飽和打擊的有力發(fā)射系統(tǒng)。同時，MK41垂直發(fā)射系統(tǒng)兼容各種類型導(dǎo)彈，包括標(biāo)準(zhǔn)系列反導(dǎo)攔截彈SM-2 Block IV、SM-3 Block I/IA/1B/IIA. SM-6 Dual I/II等，其中SM-3系列導(dǎo)彈用于高空大氣層外中段攔截，SM-2、SM-6系列導(dǎo)彈用于大氣層內(nèi)末段攔截。
(5)通信系統(tǒng)宙斯盾艦通信系統(tǒng)較多，根據(jù)文獻(xiàn)[5-6]，構(gòu)成反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的主要有兩類通信系統(tǒng)—衛(wèi)星和數(shù)據(jù)鏈。其中衛(wèi)星通信是宙斯盾BMD艦與美國彈道導(dǎo)彈防御中樞指揮控制管理和通信系統(tǒng)(C2BMC)的主要通信手段，可用于獲取指揮控制命令和跟蹤數(shù)據(jù)，如AEHF衛(wèi)星能夠提供戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御服務(wù)[7]；同時，外部探測跟蹤平臺可通過數(shù)據(jù)鏈將導(dǎo)彈跟蹤數(shù)據(jù)直接傳遞或中繼至宙斯盾BMD艦，宙斯盾BMD艦可利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行火控解算并發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈攔截，如CEC系統(tǒng)可進(jìn)行雷達(dá)接收數(shù)據(jù)的直接傳輸[8]。
1.2 反導(dǎo)模式與能力
宙斯盾艦BMD系統(tǒng)主要具備三種反導(dǎo)模式，分別為本艦反導(dǎo)模式、遠(yuǎn)程發(fā)射模式(LOR)、遠(yuǎn)程攔截模式(EOR)，如圖2所示。
圖2 宙斯盾BMD艦反導(dǎo)模式
（1）本艦反導(dǎo)模式本艦反導(dǎo)模式是宙斯盾艦BMD系統(tǒng)依靠自身艦載雷達(dá)探測、跟蹤目標(biāo)，同時根據(jù)攔截條件和優(yōu)先級，發(fā)射SM-3和SM-2/6導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。該模式的攔截能力主要取決于自身雷達(dá)探測跟蹤能力、所處位置以及抗飽和打擊能力。因宙斯盾雷達(dá)探測距離有限，當(dāng)面對中、遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈的高彈道、高速度威脅時，本艦反導(dǎo)模式存在很大的探測盲區(qū)，待探測跟蹤上導(dǎo)彈后，所剩時間短，又難以形成攔截窗口，本艦反導(dǎo)模式很難有所作為。
?。?）遠(yuǎn)程發(fā)射模式美軍早在BMD系統(tǒng)3.6.1版本上發(fā)射SM-2 Block IV攔截彈進(jìn)行了遠(yuǎn)程發(fā)射模式攔截試驗(yàn)[9], 在BMD系統(tǒng)4.0.1 版本又改善了遠(yuǎn)程發(fā)射的能力。該模式下，通過反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)獲取外部傳感器提供的來襲導(dǎo)彈跟蹤數(shù)據(jù)，判斷來襲導(dǎo)彈在一定時間內(nèi)將進(jìn)入本艦雷達(dá)探測范圍內(nèi)時，允許宙斯盾艦在自身雷達(dá)不接觸目標(biāo)的情況下，依次閉合火控環(huán)路，提前直接發(fā)射SM-3導(dǎo)彈，當(dāng)本艦雷達(dá)捕獲跟蹤上來襲導(dǎo)彈后，通過制導(dǎo)鏈路為SM-3提供實(shí)時引導(dǎo)直到交戰(zhàn)結(jié)束。遠(yuǎn)程發(fā)射模式一定程度上擺脫了宙斯盾雷達(dá)探測能力對彈道導(dǎo)彈攔截距離的限制，可以推測，該模式的反導(dǎo)能力主要取決于外部跟蹤數(shù)據(jù)的精確性以及本艦雷達(dá)的探測能力，未來宙斯盾艦裝備AN/SPY-6雷達(dá)后，將形成更強(qiáng)的反導(dǎo)能力。
（3）遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式美軍BMD系統(tǒng)5.1版本為宙斯盾艦提供遠(yuǎn)程交戰(zhàn)能力，通過反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，將陸?？仗旎鶄鞲衅?、宙斯盾艦和C2BMC指控系統(tǒng)相聯(lián)接，形成有機(jī)超視距攔截整體。該模式是一種可完全利用外部傳感器獲取的目標(biāo)數(shù)據(jù)，對攔截目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤、火控制導(dǎo)的作戰(zhàn)模式，允許宙斯盾艦通過反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)獲得其他傳感器跟蹤數(shù)據(jù)，使閉合火控環(huán)路直接發(fā)射SM-3，并引導(dǎo)與目標(biāo)交戰(zhàn)。與遠(yuǎn)程發(fā)射模式不同的是，使用遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式的宙斯盾BMD艦，自身雷達(dá)從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到交戰(zhàn)結(jié)束都可以不接觸目標(biāo)。遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式完全擺脫了宙斯盾雷達(dá)探測能力對彈道導(dǎo)彈攔截距離的限制，充分發(fā)揮SM-3 Bock IIA 2500km的攔截能力?？梢酝茰y，該模式需要外部傳感器能夠進(jìn)行中末段制導(dǎo)，其反導(dǎo)能力取決于外部跟蹤數(shù)據(jù)的精確性、持續(xù)性和實(shí)時性。
通過上述分析，遠(yuǎn)程發(fā)射和遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式大幅提升了宙斯盾艦BMD系統(tǒng)反導(dǎo)能力，其共同點(diǎn)在于都需要高質(zhì)量的外部跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行火控解算來發(fā)射SM-3，甚至中、末端制導(dǎo)，高效、準(zhǔn)確的目標(biāo)信息傳輸是宙斯盾艦BMD系統(tǒng)大范圍反導(dǎo)能力形成的關(guān)鍵，也是其薄弱環(huán)節(jié)。
2 電子戰(zhàn)降效作用分析與探討
2.1 電子戰(zhàn)降效作用
美軍在實(shí)施反導(dǎo)的過程中，一般采取“盡早攔截”的策略，也就是越早攔截效果越好。假設(shè)宙斯盾BMD艦面臨1500km級別的彈道導(dǎo)彈襲擊，其實(shí)施攔截時，如果預(yù)警衛(wèi)星或前置傳感器已對該來襲彈道導(dǎo)彈進(jìn)行跟蹤，并通過反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)傳遞給宙斯盾BMD艦，那么其首先可采取EOR遠(yuǎn)程交戰(zhàn)模式發(fā)射SM-3 Block IIA進(jìn)行超視距反導(dǎo)。若其因誘餌、末端制導(dǎo)等因素使第一次反導(dǎo)失敗，則第二次可采取IOR遠(yuǎn)程發(fā)射模式發(fā)射SM-3 Block IA導(dǎo)彈，隨后本艦宙斯盾雷達(dá)再根據(jù)外部跟蹤數(shù)據(jù)快速完成跟蹤和制導(dǎo)，直至末端攔截打擊;若再次失敗，宙斯盾BMD艦僅能發(fā)射SM-2/6實(shí)施末端反導(dǎo)攔截。
所以，本文根據(jù)文獻(xiàn)[10]的模型分析計算三次碰撞點(diǎn)，如圖3所示。其中，攔截點(diǎn)1和2分別為遠(yuǎn)程交戰(zhàn)和遠(yuǎn)程發(fā)射模式攔截點(diǎn)，依賴外部力量的持續(xù)跟蹤和反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸；攔截點(diǎn)3為本艦?zāi)┒螖r截，依賴宙斯盾雷達(dá)的自身跟蹤和反應(yīng)能力。
圖3 宙斯盾BMD艦攔截1 500 km彈道導(dǎo)彈
因此，電子戰(zhàn)可對宙斯盾BMD艦所依賴的關(guān)鍵信息系統(tǒng)實(shí)施干擾，壓縮跟蹤區(qū)域、縮小攔截窗口，迫使其反導(dǎo)能力失效，途徑及效果如下：
(1)干擾外部傳感器和反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，限制宙斯盾BMD艦EOR/IOR模式宙斯盾BMD艦根據(jù)外部跟蹤信息可實(shí)施EOR或IOR模式進(jìn)行反導(dǎo)。在彈道導(dǎo)彈助推段，電子戰(zhàn)力量攻擊高軌預(yù)警衛(wèi)星等預(yù)警傳感器，可使美軍難以快速獲取彈道導(dǎo)彈軌跡，拖延宙斯盾BMD艦的攔截準(zhǔn)備;在彈道導(dǎo)彈自由飛行段，電子戰(zhàn)力量可攻擊前置傳感器，使傳感器難以有效跟蹤彈道導(dǎo)彈，同時可干擾反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，致使跟蹤信息難以傳遞至宙斯盾BMD艦，多手段聯(lián)合破壞宙斯盾BMD艦的遠(yuǎn)程交換EOR/遠(yuǎn)程發(fā)射IOR反導(dǎo)模式，僅能依靠自身攔截，如圖4所示。
圖4 電子戰(zhàn)多手段干擾下宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力
(2)干擾宙斯盾雷達(dá)，限制本艦跟蹤能力，使其反導(dǎo)時間不夠由于彈道導(dǎo)彈在進(jìn)入宙斯盾艦探測范圍內(nèi)時，宙斯盾艦的本艦反導(dǎo)模式僅具備1次中段攔截和1次末段攔截能力，攔截窗口僅有1~2 min，所以可采用噪聲與欺騙式相結(jié)合的方式干擾宙斯盾雷達(dá)[11]，僅需壓制一定的探測距離即可使其失去中段攔截窗口，若能進(jìn)一步達(dá)成“以假亂真”的擾亂干擾，宙斯盾艦同時將失去末段攔截能力，如圖5所示。對宙斯盾雷達(dá)的干擾效果在2014年的俄羅斯Su-24戰(zhàn)機(jī)攜帶“希比內(nèi)”電子戰(zhàn)設(shè)備對美“唐納德庫克”號宙斯盾驅(qū)逐艦的雷達(dá)進(jìn)行攻擊中已經(jīng)得到驗(yàn)證，宙斯盾在電子戰(zhàn)攻擊情況下出現(xiàn)雷達(dá)黑屏、導(dǎo)彈得不到目標(biāo)指示等“癥狀”，且宙斯盾系統(tǒng)失靈且長時間無法恢復(fù)，整個事件長達(dá)90min。
圖5 攻擊雷達(dá)時宙斯盾BMD艦失去攔截窗口
2.2 電子戰(zhàn)降效難點(diǎn)
雖然電子戰(zhàn)具備對宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力的降效作用，但仍存在一定難度:
(1)對傳感器干擾難點(diǎn)支撐宙斯盾BMD實(shí)施遠(yuǎn)程發(fā)射/交戰(zhàn)反導(dǎo)的傳感器包括低軌預(yù)警衛(wèi)星、AN/TPY-2、LRDR、AN/SPY-1/6等，探測跟蹤模式多樣，并且隨著彈道導(dǎo)彈飛行，傳感器跟蹤角度隨時變化，所以對于傳感器的干擾需要在副瓣進(jìn)行干擾，難度較大；同時彈道導(dǎo)彈打擊距離較遠(yuǎn)時，傳感器部署距離也可能較遠(yuǎn)，電子戰(zhàn)力量受到視距限制，需要前突，更加加大了干擾難度。
(2)對反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)干擾難點(diǎn)宙斯盾BMD艦反導(dǎo)時指揮控制、跟蹤數(shù)據(jù)等信息交互主要以衛(wèi)星、數(shù)據(jù)鏈為主，所構(gòu)成的反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，干擾時可能無法快速判斷所利用的反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，存在干擾效果不確定的問題；同時，衛(wèi)星、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)均具備一定的抗干擾性[7-8]，如CEC的DDS數(shù)據(jù)鏈定向性強(qiáng)、等效輻射功率高，干擾難度大；AEHF衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)波束指向性好，并采用自動調(diào)零、高速跳頻等技術(shù)，同樣存在干擾難度大的問題。
2.3 電子戰(zhàn)發(fā)展探討
通過電子戰(zhàn)對宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力的降效作用和難點(diǎn)分析，電子戰(zhàn)力量可進(jìn)一步向體系作戰(zhàn)、欺騙干擾、滲透攻擊發(fā)展，通過多手段聯(lián)合運(yùn)用，解決干擾難點(diǎn)，多管齊下降低BMD艦反導(dǎo)效能。
?。?）向體系作戰(zhàn)方向發(fā)展宙斯盾BMD艦EOR/IOR反導(dǎo)模式依托美軍反導(dǎo)體系的外部跟蹤數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，所以在掩護(hù)彈道導(dǎo)彈打擊過程中，電子戰(zhàn)不僅需要對宙斯盾BMD艦的宙斯盾雷達(dá)進(jìn)行干擾，也需要對其他傳感器和反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行干擾，體系化作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)對宙斯盾BMD艦EOR/IOR模式的破壞。未來可采取螺旋式發(fā)展策略，實(shí)現(xiàn)多平臺多手段的協(xié)同作戰(zhàn)能力。
?。?）向欺騙干擾方向發(fā)展欺騙干擾是電子戰(zhàn)發(fā)展歷程中逐步形成的重要手段[11-12]，在降效宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力過程中，能夠使宙斯盾BMD艦獲取虛假航跡、錯誤指控等信息，一方面使火控解算不準(zhǔn)，逐步加大標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈制導(dǎo)誤差，另一方面使作戰(zhàn)指揮人員受到假命令，延遲作戰(zhàn)反應(yīng)。電子戰(zhàn)的欺騙干擾能夠極大削弱宙斯盾BMD艦的反導(dǎo)能力。
（3）向滲透攻擊方向發(fā)展電子戰(zhàn)力量因受視距限制，無法在第一時間對超遠(yuǎn)距離的宙斯盾BMD艦發(fā)起攻擊，難以掩護(hù)遠(yuǎn)程/洲際彈道導(dǎo)彈的中末段突防。滲透攻擊，即信息戰(zhàn)[12],如果未來能夠通過反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的無線入口將病毒代碼注入至宙斯盾BMD艦內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，延遲、破壞甚至控制艦上指揮系統(tǒng)、火控系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子戰(zhàn)效能的無線延伸，能夠有力掩護(hù)彈道導(dǎo)彈遠(yuǎn)程突防。
結(jié) 語
美宙斯盾BMD艦通過持續(xù)的反導(dǎo)能力升級，具備完善的遠(yuǎn)程發(fā)射和遠(yuǎn)程交戰(zhàn)反導(dǎo)攔截能力。電子戰(zhàn)是降效宙斯盾BMD艦反導(dǎo)能力的有效手段，大力發(fā)展電子戰(zhàn)體系作戰(zhàn)、欺騙干擾、滲透攻擊能力，綜合運(yùn)用多種電子戰(zhàn)手段，能夠?yàn)閺椀缹?dǎo)彈突防開辟窗口，提高突防成功率，是戰(zhàn)斗力實(shí)質(zhì)性提升的高效途徑。
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