持久效应: 用于舰船自卫的长航时诱饵

cqukelly 2022-07-08 发布于北京

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舰载发射对抗措施，包括射频箔条、红外弹、射频角反和有源舷外诱饵，长期以来一直是反舰导弹防御(ASMD)系统的一部分。这些消耗性的软杀伤装置从防御舰发射到适当的距离和方位，旨在通过混淆瞄准解决方案（在反舰导弹导引头的搜索阶段分散其“注意力”，或在末段破坏其锁定），从而破坏对手的“杀伤链”。

然而，这些软杀伤系统都受到三大限制。首先，它们采用无源工作方式，这意味着在收到告警、系统编程/初始化、发射激活和射出以及有效载荷部署之间存在不可避免的延迟。其次，将诱饵有效载荷投放到正确的时间和空间点（以确保其在导引头视野内提供可靠的响应），存在着复杂性。第三，诱饵本身的效果持续时间相对较短：从几十秒到几分钟不等。

随着 ASMD 告警时间的进一步缩短（无论是通过速度、隐身还是场景的复杂性，以及持续齐射攻击的潜在增加），人们认识到有必要探索硬杀伤和软杀伤的替代策略，作为分层防御方法的一部分。其中一个关键部分是开发电子诱饵有效载荷，通过部署在长航时运载平台上来提供更持久的效果。

无人水面平台和飞行器的发展，加上恰当的电子战指挥和控制，现在提供了使这种战略成为可行的前景。现在的挑战是成熟的搭载平台和有效载荷技术，同时发展强大的指挥控制以及相关的战术/条令。

应当认识到，设计、开发和原型化长航时电子战有效载荷平台的工作实际上已经进行了多年。例如，美国海军研究实验室(NRL)的战术电子战分部在海军研究办公室(ONR)的赞助下，于20世纪90年代初开始研究和开发，以降低风险并展示潜在的技术解决方案。这些先进技术演示(ATD)项目中的第一个是 FLYRT (飞行雷达目标) ，一种折叠无人机(UAV) ，设计用一个小型火箭助推器从标准的Mk 36发射器发射。

FLYRT 号称是同类中第一款舰载电子战消耗型飞行器，在1991年至1993年间进行了测试。利用电力推进和包含NRL开发的光纤陀螺仪(提供高精度的角速率数据) ，FLYRT 诱饵首先在全交战诱饵模拟器中建模，该模拟器提供了导弹的详细模型，允许验证软杀伤策略。1993年9月，在NRL切萨皮克湾支队的测试中，诱饵的性能得到了充分展示。

紧随其后的是 Eager，这是一种可回收、电动系留旋翼飞行器，其RF中继器有效载荷由 NRL 在 1994 年至 1996 年的 ATD 中开发。作战概念设想在进入潜在的交战区之前部署 Eager，使其能够探测到来袭导弹发射的第一个雷达脉冲 (与反应式软杀伤诱饵不同，后者在探测到威胁之后才部署)。通过ATD 项目，Eager 飞行器在1997年中期演示了6个小时的连续自主飞行。而有效载荷的性能测试验证是在 1997 年下半年进行的。

随后，NRL继续在ONR的资助下开发并演示了一种基于DFRM的电子攻击（EA）有效载荷，该有效载荷适合安装在无人水面艇(USV)上。为了验证舰船自卫系统的实用性，NRL 与海军海上系统司令部的卡德罗克分部合作，将有效载荷集成到高速无人水面艇 (HS-USSV) 上，这是一种遥控的 11 米水翼艇 USV。

2006 年 8 月，开展了 HS-USSV 初步的 EA 试验，重点是 ASMD。利用岸基反舰导弹模拟器跟踪舰船目标，该试验验证了一系列的有效作战部署，破坏威胁雷达导引头对目标舰船的跟踪。根据 NRL 的说法，该试验表明，执行 EA 的无人水面平台可以使用通用干扰波形阻止雷达对目标船只的跟踪，随后测试验证了反侦察能力的性能。

超越AOEW

高级舷外电子战(AOEW)计划由美国海军于 2012 年发起，旨在提供一种新的长航时舷外对抗能力，用于协调电子战任务，以应当前和未来的反舰导弹威胁。在认真考虑使用无人有效载荷平台的同时， 2014 年，美国海军宣布将通过在 MH-60R 和 MH- 60S直升机上安装一个独立的电子战吊舱（安装有高灵敏度侦察子系统和EA子系统）来满足AOEW要求，洛克希德 · 马丁直升机任务系统公司根据与海军海上系统司令部 (NAVSEA) 的合同正在开发吊舱，该吊舱命名为 AN/ALQ-248。许多工程开发模型(EDMs)正在支持 AN/ALQ-248的测试和验证。2021年9月，NAVSEA 向洛克希德 · 马丁公司授予了第一个低速率初始生产合同。

尽管为 AOEW 选择了载人有效载荷平台，但美国海军仍考虑为 ASMD 寻找一种无人、自主的长航时电子战诱饵飞行器。追溯到2015年，NRL 公布了未来海军能力(FNC)的科技努力，旨在使快速反应的舰载长航时电子战诱饵(SEWEED) 成熟化。拟议的概念设想了一种火箭发射的消耗性飞行器，该飞行器将过渡到旋翼飞行，以便快速部署和定向。

SEWEED FNC将解决的关键技术包括表面处理和机身材料/几何结构，用于电子战电磁兼容的天线隔离、有效载荷热管理和先进控制算法。该项目还研究了动力和推进方面，如无斜盘旋翼和旋翼快速展开。

然而，SEWEED 的工作并没有在初步设计完成后取得进展。根据不断发展的任务和有效载荷技术，NRL 得出的结论是“有效载荷 SWAP（尺寸、重量和功率）和整体 SEWEED 尺寸可以大大减小”。

取而代之的是，作为 ONR 海军创新原型(INP)计划 NEMESIS (针对综合传感器的多要素特征网络化模拟)的一部分，NRL 飞行器研究中心继续开发和测试网络舷外微型有源诱饵(NOMAD)的低成本旋翼微型无人机。NEMESIS INP 着手开发一套系统体系，该系统能够在各种分布式平台上形成同步的电子战效果，以获得连贯一致的电子战响应，从而混淆敌方监视和瞄准系统。除了开发模块化和可重构的电子战有效载荷外，该项目还包括诱饵和无人驾驶的空中和水面平台，以及电子战功能和诱饵的实施，此外还有自主、联网和对抗协调技术。

LEAP后的偃旗息鼓

由 NRL 开发的管发射 NOMAD 飞行器可以作为单个单元部署，也可以通过其他诱饵的发射架部署，其特点是在纵向伸展的机体两端设置反向旋转的旋翼。

2016年中期，作为2016年环太平洋演习的一部分，美国平克尼号导弹驱逐舰首次在海上发射了NOMAD。在测试过程中，飞行器的飞行时间达到了30分钟，是预期续航时间的两倍，因此NOMAD可以与舰船保持超过 8 海里的距离，在20节的航速下飞行。

2017年8月，美国科罗纳多号濒海战斗舰对 NOMAD 进行了进一步测试。在这个系列中，多个 NOMAD 飞行器迅速相继发射，进行编队飞行作业，然后在船上相继回收。这标志着 NOMAD 多发射/回收技术首次在美国舰船上进行试验。

在这些演示之后，ONR 在 2019 年发布了一个'长航时先进舷外电子战平台'(LEAP)的特别计划公告，作为补充AN/ALQ-248吊舱后续能力的基础。关键目标要求包括：一个发射组件，该组件安装在DDG-51阿利伯克级驱逐舰为电子战上层组块设备设计分配的甲板空间内，并最大限度地增加可使用的诱饵数量；部署和过渡到稳定控制飞行的能力，同时提供与船舶的安全稳定分离；自主飞行控制能力，包括避免碰撞，能够在发射时接受来自船上控制站的航路点更新任务，并能够重新定位和调整以保持对威胁的关注；船舶相对导航，具有空中和海上平台态势，能够在GPS拒止的环境下运行；至少一小时的平台飞行时间；能够在主要射频和 EO/IR 区域使用模块化电子战有效载荷的能力；在海况5级（>20kt稳定风）以下的条件下运行；以及诱饵和控制站之间的安全双向通信。

随后，一些小规模的研究合同被授予给工业界，用于 LEAP 有效载荷概念开发（在 RF 和 EO/IR 频段）的候选。BAE 系统公司、雷声公司和洛克希德 · 马丁公司都获得了合同。

LEAP 的努力随后偃旗息鼓，但在2020年10月，美国海军透露了继续推进长航时电子诱饵(LEED)计划。根据美国海军2022财政年度的预算要求，LEED 将为 ASMD 提供一个可消耗的长航时自主舷外诱饵对抗系统，包括飞行器和模块化射频有效载荷。预算文件进一步指出，LEED 将与 AN/SLQ-32舰载电子战系统集成，“为舰队提供增强的电子战协调和能力，包括延长交战时间线和对抗异构导弹攻击的能力”。

其目的是在2022财政年度启动 LEED 对抗开发的第一阶段。这将包括作战级对抗原型的竞争性开发，以展示和验证关键能力，包括飞行性能和射频功能。

第二阶段将以第一阶段的关键技术为基础，开发具有生产代表性的工程开发模型。LEED 将与 ONR 的 LEAP 项目（现已更新名为长航时机载平台）一起开发，并将利用同样的努力开发和成熟科技技术。

另一个NOMAD

作为旨在重整加拿大皇家海军 EA 能力的多项举措之一，海军电子攻击重组-无人 (NEAR-U) 项目旨在实施和测试一种潜在解决方案，通过将电子战有效载荷纳入现有的 USV 平台来提高海军平台的生存能力。该系统也采用首字母缩写词 NOMAD（为Naval Off-Board anti-Missile Active Decoy 的缩写），目前正作为船舶和ASMD的舷外主动诱饵或干扰器进行测试和评估，并作为雷达测试和训练的电子战试验装置。

2019年5月，加拿大莱茵金属公司获得了一份价值450万加元的合同，来承包 NOMAD 项目。根据该合同，该公司将交付两个 NOMAD 系统，这些系统将电子战有效载荷集成到QinetiQ公司目标系统座头鲸USV（QinetiQ公司现有双髻鲨无人水面目标艇的一种变体，针对特定有效载荷应用进行了改进）。

2019年10月，以色列的 Elbit 系统公司被加拿大莱茵金属公司选中，为该计划提供基于 DRFM的电子战有效载荷。该系统能够产生一系列的 EA 技术(包括相干和非相干干扰、宽带噪声、噪声覆盖脉冲、距离门拖引和多假目标产生)。

USV 和 NOMAD 系统设计用于从较大的水面作战舰（如护卫舰）投放、回收和远程控制，在不小于 2000 m 的范围内从控制平台保持视线控制。在投放之前，NOMAD 系统的桅杆和桅杆安装组件将安装在 USV 上，回收时，配备 NOMAD 系统的 USV 一旦登上主舰，NOMAD 系统的桅杆和安装在桅杆上的部件将从 USV 上卸下并储存。

以色列的拉斐尔先进防御系统公司利用其数字化的 C-Pearl-DV ESM 和数字化的Shark EA 系统技术，开发了一种适用于无人驾驶飞行器的轻便、紧凑的电子战模块。借鉴这一技术解决方案，该公司致力于开发其Protector USV系统的专用电子战变体，该系统能够提供ASMD和区域防御能力。据该公司介绍，模块化电子战有效载荷包括一个宽带数字接收机子系统、一个基于DRFM技术的先进多通道技术产生器和提供高 ERP 的定向固态多波束阵列发射机。EA 子系统基于 GaN的AESA 技术，可进行相干和非相干干扰，并能够支持质心干扰和转移干扰模式。Rafael 声称拥有多目标的威胁对抗能力，并设计了有效载荷解决方案，提供180度或360度的空间覆盖。该公司补充说，它提供灵活的安装以支持顶部桅杆或综合桅杆设计。Protector EW通过数据链路远程控制，这也就允许任务和威胁库更新的上行链路，以及态势感知和干扰场景状态的下行链路。

计划中的 EWCM

英国国防部(MoD)和皇家海军(RN)目前正在海上电子战计划(MEWP)的框架下对 RN 的水面舰艇电子战能力进行重大重组。这项工作的第一阶段被称为海上电子战系统综合能力(MEWSIC) 增量1，包括交付新的宽带数字电子支援措施（ESM）系统和电子战指挥与控制（EWC2）子系统，用于电子战规划和实时协调。

MEWP 的第二阶段被称为电子战对抗措施(EWCM) ，计划引入一个可训练的诱饵发射系统和一套新的舷外对抗系统。目前正在考虑一些潜在的海上舷外主动诱饵技术，包括一次性运载平台、无人空中系统和电子有效载荷。

英国国防部国防科学与技术实验室(Dstl) 进行了广泛的作战分析以支持 EWCD，并开展了研究活动，以探索未来可回收的舷外诱饵系统。已探索的一个概念是一种快速反应的多旋翼无人运载平台，它可以将一个紧凑的电子战有效载荷滞空20-30分钟。Dstl研究的另一个概念是使用完全自主的USV（可能是对标准太平洋-24海船的改装），配置有电子战有效载荷。

Dstl 的研究得益于英国泰利斯公司完成的一项工作，该工作旨在展示一种适用于 USV 的舷外电子战有效载荷。这项自筹资金的活动在2019年末作为北约海军电磁作战(NEMO)试验的一部分在英格兰南部海岸进行了展示。

作为 NEMO 19试验的一部分，泰利斯公司展示了安装在该公司拥有的 USV 试验台 Halcyon 上的一个舷外有源射频有效载荷的使用。有源射频有效载荷最初由泰利斯公司为法国/英国勋章联合技术演示计划（TDP）开发，该计划于2016年2月完成。虽然勋章最初的机动消耗性航空运载工具概念尚未完全成熟，但 TDP 降低了未来反舰导弹防御对抗的一些使能技术的风险，包括一个小型化的射频有效载荷，其特点是采用来自泰利斯公司蝎子舰载干扰机衍生的先进技术产生器。

根据泰利斯公司的说法，NEMO 19试验允许对靠近海面的稳定性能和传播效应进行验证，还验证了舷外EA 设备自主控制的可行性。虽然勋章有效载荷封装已经有了自己的稳定装置，泰利斯公司还额外研制了一个方位定位器/稳定支架，安装在 Halcyon 的后甲板上。该装置又与 Halcyon 自身的稳定系统集成到一起。

在英吉利海峡对岸，法国Lacroix 集团公司于2020年公布了一系列研究和相关的降低风险工作，旨在证明使用无人机部署主动式舷外诱饵的可行性。这项名为 VESTA (vehicle Ejecté Support tactics d’autoprotection)的概念开发工作是在法国创新署发布的一项呼吁下得到资助的。该项目是与专业无人机公司航空设计公司合作进行的，旨在确定反应式软杀伤反舰导弹防御诱饵的可行性，该诱饵采用机动多旋翼无人机部署干扰机有效载荷。

据 Lacroix 公司介绍，VESTA 诱饵的目的是提供一个额外的补充层的船舶自我保护，在硬杀伤防空导弹的外壳内运作，但远远超过典型的软杀伤诱饵。目前项目的重点是在发射系统和多转子运载火箭的性能上: 电子战有效载荷本身不在项目范围之内。在 Lacroix 公司的概念中，一个火箭助推发动机被用来为 VESTA 提供动力。一旦部署到位，飞行器将展开六个旋翼臂，并过渡到受控飞行。电子战有效载荷位于飞行器机身的前部，然后开始发射合适的干扰调制信号。