运输机自保护是什么系统?该如何选取?

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利比亚急切期盼的地面武器当属最新型、最有效的便携式导弹(MPM)SA-18 Igla和SA-24 Igla-S。由于除了利比亚以外,恐怖组织和准军事组织擅自使用这些导弹,导致非法市场日益猖獗,因而在冲突结束后,这些导弹成为美军和北约部队救援行功对付的主要目标。利比亚危机是一系列冲突(始于巴尔干战争)中的最后一个,期间要求运输机能穿越于敌方领空和雷达/红外制导武器范围。因此,军用和民用飞机仍受到很大威胁。

从苏联时代后期开始,已经历了四代便携式导弹威胁:

-第一代包括俄罗斯SA-7A Strela-2和SA-7B Strela-2M、中国HN-5A、巴基斯坦Anza Mk1以及美国FIM-43“红眼”(带有气体致冷导引头的Block II定义为第一代和第二代之间),这些导弹装有非制冷导引头,用带有单探测元的旋转矩形视场来表征,这导致它们在接近目标或在尾追配置下精度下降,更不用说它们对抗曳光弹的弱点。

- FIM-92A “毒刺”基础型、Strela-2M/A、SA-14 Strela-3、中国HN-5B、QW-1和FN-6、巴基斯坦Anza Mk II以及伊朗Misagh-1都属于第二代武器,装有致冷探测器,采用圆锥扫描搜索技术,克服了上述精度不高的缺点。第二代武器功能全面,可对抗曳光弹,且单次杀伤概率相对提高。

- 第三代有美国FIM-92B/C/E Stinger Post/RMP/Block I、俄罗斯SA-16 Igla-S Igla-1、SA-18Igla和SA-24 Igla-S、波兰Grom-1/2、中国QW-11/18/2和FN-16、巴基斯坦Anza MkIII和伊朗Misagh-2(Matra Mistral 1和2系统综合体),这些导弹装有致冷型双通道红外或组合式红外/紫外探测器,采用玫瑰花形扫描以及极窄视场模式(又称作准成像),可全方位交战,有力对抗曳光弹,在不利条件下分辨能力高,单次命中概率高。

- 第四代包括日本Kin-SAM 91型和中国QW-4,装有全成像红外导引头,能完全对抗曳光弹和诱饵。瞄线指令和驾束导弹(如Blowpipe、Javelin和Starburst)属于不同种类。

图1  空客A400M战略运输机装备基本保护组件,包括Indra公司ALR400M雷达告警接收机/电子支援系统(RWR/ESM)、泰勒斯和Cassidian公司Miras导弹多色红外告警传感器和MBDA公司Saphir 400箔条和曳光弹发射系统。

直到二十世纪九十年代,为了防止低速战术和战略运输机产生大量热信号和雷达横截面。典型的电子战(ES)组件包括雷达告警接收器(RWR)、被动紫外导弹告警系统(MWS)和电子对抗(箔条/曳光弹)布撒系统(CMDS),尽管一些平台得到改进,以使特种部队、作战搜救、指挥/控制、心理和电子情报收集等各项任务顺利完成,但这些平台还装备了一个更加稳健的电子战组件。然而,新一代武器问世要求不断完善这些套件,除了固定和新型定向红外对抗(也就是现在的DIREM)以外,这些要求范围从先进导弹告警系统到新曳光弹和闪光模式。

曳光弹用作对抗措施已有半个世纪,它引诱便携式导弹远离其目标。这些曳光弹形状/尺寸各异,功能全面,所提供的红外特征比目标的更有吸引力。还可通过饱和处理或辨识电路来扰乱威胁。用化学能源(烟火或自然界自燃)提供所需的红外辐射。反应式烟火筒仍然采用传统的镁聚四氟乙烯氟橡胶(MTV)基诱饵。该诱饵首次服役于越南战争期间,但一直加强其性能与安全能力。

采用双光谱曳光弹则需要采用能分辨辐射强度的导弹导引头,因此,需要识别和拟制标准MTV基曳光弹。采用推进式曳光弹对抗以一种特殊方式作用的红外导弹导引头,该导引头能够将推进飞行时目标的相对均衡运动与标准的MTV曳光弹(从飞机上布撒时基本上是自由降落)区分开来。除了大面积(相对点源)和弹道改进诱饵外,变化的曳光弹为自燃(金属箔条暴露在空气中反应并燃烧)型。实际上,肉眼观察不到自燃现象,因而飞机不会泄露自己的位置,MTV曳光弹也是如此。缺点是,它们适用于先发制人的曳光作用,要求飞机额外携带曳光弹来完成保护。Alloy Surfaces等专业公司已开发出一系列动力推进的、光谱适用和空间分布式曳光弹,分布式装在飞机尾部,用AIK等公司提供的“智能”CMDS形成曳光模式来对抗第二代和第三代导引头。

先进的被动导弹告警系统可探测导弹尾焰发射的紫外和红外辐射。诺思罗普·格鲁曼和ATK公司分别为美空军、海军、陆军以及国际客户使用的固定翼平台提供AAR-54和AAR-47,尽管这两个公司很有名,但导弹告警系统主要供应商是Elisra电子系统、Cassidian和Saab电子防御系统公司。Elisra公司提供被动导弹逼近告警系统(Paws)红外焦平面阵列和装有双色红外告警系统的Paws 2,Cassidian公司提供AAR-60,Saab公司提供Maw-300紫外基导弹告警系统。

蒸蒸日上的定向红外对抗系统

能有效对抗曳光弹的新型成像红外导弹导引头的发展加快了迈向更有吸引力的激光基定向红外对抗(DIRCM)系统的步伐,DIRCM可对付所有熟知的和投射的红外制导导弹威胁。过去,定向红外对抗系统的成本、维护和可靠性限制了其应用,但随着激光器技术和小型化发展,DIRCM也得到发展,与此同时,威胁也变得愈加复杂,如今更大型运输机对和特殊平台即将装备定向红外对抗系统。

AAQ-24(V) Laircm(大型飞机红外对抗系统)是诺思罗普·格鲁曼公司早期老式AAQ-24“复仇女神”的改进型,截止2011年,该产品在美军和盟军累计飞行时间百万小时(多数是在部署和作战条件下),使用有效性达到99%。基于开放式系统、模块化和高度可靠的系列套件, Laircm系统由诺思罗普·格鲁曼公司AAR-54紫外导弹告警传感器包以及几个点跟踪器/干扰转塔等组成,利用激光发射组件单元、控制界面单元以及处理器来探测、跟踪、干扰和对抗来袭红外导弹。

每架飞机上传感器(最多6个)和转塔(最多3个)数量由飞机尺寸和特性确定。这些传感器和转塔最初在C-17上使用,后来扩展到C130、C5和新型C130J(包括AC/EC/MC-130J)。Laircm系统还被集成在美国海军C40A Clipper运输机上,或被选用在P8A 海神 ASW/ASuW 以及美空军KC46A加油机上,同时对老式“守护神” 配置KC135进行测试,但这些工作均基于独立的易拆卸吊舱,该吊舱携带所有电子系统以管理AAR-54 导弹告警传感器和单个激光发射组件转塔。Laircm还安装在皇家空军C17、Tristar以及后来的空客A330Voyageur加油机上,近期被皇家空军新型空客A400M运输机订购。按照政府之间对外军售(FMS)协议政策,澳大利亚和加拿大国防部将选用该系统装在C130、C17和B737 Wedgetail AEW&C平台上。它还装在北约E3B预警机上。

空军Laircm系统第一阶段始于2005年。其干扰头被称作小型激光发射组件(SLTA)。它采用Fibertek公司研发的无色人眼安全多波段Viper二极管泵浦固体激光器,可在热导引导弹红外波段所有三分段上工作。Laircm第二阶段项目推出更小更轻的干扰头,命名为“守护者”激光发射组件(GLTA),诺思罗普·格鲁曼公司于2008年后期将其交付给空军,同时交付新型导弹告警系统。Selex Galileo,即现在的Selex ES公司,为英国的“复仇女神”和Laircm项目提供了所有的点跟踪器干扰头,成为诺思罗普·格鲁曼公司的主要供应商。诺·格公司根据满足客户需求持续生产SLTA和GLTA,而美国空军正逐步在多个平台上(包括C-17)用GLTA取代SLTA。在新的特种部队MVC130J项目中,美国空军采用的配置包括平镶转塔、GLTA和新型导弹告警系统。2012年5月,军队授权全速生产新型双色红外导弹告警系统,以替代原有的紫外传感器基AAR-54。根据国防部文件,新型导弹告警系统具有实际导弹申报概率大、低虚警率和远距离探测能力。此外,利用定制软件,该告警系统通过在平台周围提供360º无障碍红外视野来增强机组的态势感知能力。

根据2007年签订的联合协议,Elbit系统公司与Elettronica公司合作并完成基于光纤激光技术的Music Dircm系列系统的综合开发,旨在保护旋翼/固定翼民用/军用飞机。2010年12月,Elettronica公司与意大利总军备局签订了一项价值为2540万欧元的3年合同,开发定制型双转塔ELT/572组件,该合同涉及系统开发、地面/飞行测试以及认证等工作。双转塔组件用来装备在役的战术运输机(C130J、C27J)和新型AW101作战搜救直升机,随后,用不同的系统配置来满足B767A加油机和政府运输机要求。

Elettronica公司已成功完成实验室测试,意大利空军将单转塔测试配置装在旋翼平台上来应对模拟和实际红外导引头热特征,已对系统进行了地面与飞行测试,并与Cassidian公司Milds (AAR-60)紫外导弹告警系统集成。这些系统早已在意大利武装部队运输机和旋翼平台上使用。2013年下半年检验最终双转塔/导弹告警系统配置的能力,年底完成系统认证。2015年开始首批五台双转塔套件的交付,并签订后续交付合同。

基于在不同红外波段工作并对目标热特征强度干扰的光纤激光器,每个ELT/572系统(包括干扰转塔、激光发生器和处理器单元)重45kg。据Elettronica公司声称,系统已“出口就绪”,因此,不受出口限制(ITAR规定)的影响,允许客户使用专用的激光干扰代码库。该系统已经引起欧洲和中东国家的兴趣,德国国防部已于2013年7月在WTD52测试设施上成功完成测试。

Elbit Elop子公司将销售市场集中在系列Music小型便携式光纤激光器基Dircm系统,并在以色列和国外取得成功销售,特别是印度国防部,将Dircm用于AgustaWestland AW101。除了用Music方案为直升机、中小型固定翼涡桨飞机提供保护外,Elbit公司还推出了J-Music和C-Music。用高动态反射镜转塔(代替Music多面体转塔),J-Music采用分布式配置,可保护大型飞机(如重型运输机、加油机和快速商业型喷气飞机),安装在单个或双转塔结构内,早已被巴西EmbraerKC-390战术飞机计划选用。C-Music系统总重160 kg,是一个完整的自我保护方案,基于航空动力吊舱(将ElbitPaw公司红外导弹告警系统和J-Music Dircm组合在一起)。针对民用和大型商务喷气机的特别设计,C-Music自然能满足商用飞机的认证标准,因而被以色列政府选中用于其空中机队。据Elbit公司声称,C-Music于2012年1月在B707上成功完成了一系列飞行测试,近期还有消息称,在Heyl Ha’Avir平台(未详细说明)上进行操作测试。这是针对2012年10月以色列空军飞越加沙地带受到SA-7Strela导弹攻击后所采取的行动。

十年前,西班牙Indra公司推出了Manta(Manpads威胁规避)计划,以对装有Dircm系统的军用传输机自保护组件进行补充。如今,Manta系统得到西班牙飞行权威机构认可,用于运输机上,经过挑战后,技术更完善,随时集成在广泛使用的Cassidian AAR-60 Mild系统上。 2011年9月在法国Cazaux 地区进行的SG2/NATO团组Embow试验中验证了其实力。与俄罗斯国防出口公司合作,多光谱多波段Manta采用了强有力的化学激光器,该系统具有闭环特性,可区分红外与非红外制导导弹,干扰成功概率高,这是因为常用光路可跟踪和干扰多重威胁,并能即时评估对抗有效性。在击败第一、第二代成像导引头后,Manta可以内置、吊装和装在机侧。由于该系统是为中型和大型平台设计的,因而Indra公司正致力于轻型平台小型化设计,但会保留原始设计版本,以保护如A400M的大型飞机。Manta系统将安装在西班牙A310VIP、C295和A400M飞机上,但预算削减导致计划推迟。

在高性能机载激光器、光电瞄准和稳定系统研发和生产投入资金经验积累基础上,Selex ES公司在2013年国际防务展览上推出了一种新型Dircm方案。

新一代系统Miysis(其名称源于古埃及狮头神战)是在公司Eclipse轻型、低成本IRCM瞄准/跟踪器和160型 IRCM二极管泵浦光纤激光源基础上开发的。该系统硬件和软件格式容易调出。2013年3月,英国国防部选择Eclipse和160型作为通用防御辅助组件技术演示计划的一部分,构建先进防御援助系统。Misys Dircm组件可集成到防御子系统或集成到一个独立的配置中,该独立配置或与其它部件组合,或作为一个吊舱。Misys Dircm系统包括两个传感头组件、一个包含5个传感头的导弹告警系统包、一个电子单元座舱显示器以及控制单元,总重量小于50 kg。Miysis组件电功率小于500瓦,适用于轻型飞机、无人机和大型运输机,其开放式结构可与一系列告警系统(包括Cassidian公司最新型Milds AAR60和Saab公司Maw300)集成。根据Selex公司文件,两个传感器头组件和导弹告警系统套件功能强大,足以保护如A400M这样的平台。除了与诺斯洛·普格鲁曼公司商讨可能参与Misys项目外,SelexES公司处于与新客户谈判前期阶段。

跨国空客A400M战术运输项目从一开始就意识到新一代便携式防空系统(manpad)的威胁,因此,合作团体中的国家和行业联手研究一套完整的基本保护组件,包括Indra 公司的ALR400M雷达告警接收机/电子支援系统、泰勒斯和Cassidian公司的Miras(多色红外告警传感器)导弹告警系统、MBDA的Saphir 400 对抗实施系统(CMDS)组件以及一个Dircm系统和一个套件管理器。基于宽波段数字接收技术,Indra 公司ALR400M是ALR400雷达告警接收机/电子支援系统系列中最先进的,而Miras提供了一个独特的具有波段减去算法的多色红外探测器(Fraunhofer IAF研发了核心传感器),可以远距离探测、短时反应和低虚警率对抗便携式导弹和空对空导弹,并通过专用信号处理器管理一个三传感器单元。MBDA Saphir 400根据集成套件,具有布撒大诱饵和完全可编程能力。法国和德国通过Cassidian、Thales、Sagem和DiehlBGT防御公司一起合作开发了Flash(飞行激光器自防御系统对抗高性能红外导引头导弹)演示项目,该项目基于实验验证的Dircm,可对威胁进行识别、认清、干扰以及攻击评估。2011年9月,两国要求欧洲联合军备合作组织(OCCAR)对项目风险降低阶段进行管理,以开发一种用于A400M和其他潜在飞机的Dircm。根据2009年底发布的OCCAR文件,激光器基闭环(Dircm-CL)方案计划于2014年推出,可对抗第一代到第三代便携式导弹,并具有对第四代便携式导弹和大型红外制导导弹致命一击的潜力。虽然风险降低阶段已完成,但两国家签订的由OCCAR开发、生产和综合项目管理的协议还未结束。与此同时,上述用于A400M的基础配置(无Dircm)由协议国家(马来西亚除外)商定。如今,对行业提供的防御辅助子系统进行了测试,已于2013年年底前获得资格,成为标准运输能力1(SOC 1)的一部分。空客军用公司(AirbusMilitary)证实,将在巴黎航展前为法国空军交付首架A400M。

虽然Dircm系统的应用正在扩大,但诱饵系统比Dircm更为便宜,因而将用诱饵继续大量装备运输机和特殊固定翼平台机组,可在多重威胁和变化的环境下提供更大的保护。但利比亚近来危机表明,需扩大对抗如雷达制导导弹的保护范围。

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