武装直升机与制导武器的电子对抗

2009年第4期HELICOPTERTECHNIQUENo.42009

　　文章编号:167321220(2009)042068203

武装直升机与制导武器的电子对抗

占瑾信,吕春雷,叶昌敬,严　军

(中国直升机设计研究所,景德镇,333001)

摘　要　由于武装直升机独特的作战效能和特殊的战场使用环境,使得其本身极易遭到敌方的制导武器攻击。为了提高武装直升机的生存力,本文为武装直升机在战场环境条件下针对不同的制导武器威胁实施不同的对抗手段提供技术借鉴。

关键词　雷达无源对抗;雷达有源对抗;光电无源对抗;光电有源对抗中图分类号:　V275.1　　　文献标识码:　B

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1　前言

为了提高21世纪战场直升机的生存能力,发达国家都在致力于研究将无源对抗与有源对抗两种对抗技术综合于一体,以对抗现代防空制导武器的威胁。本文就“雷达无源对抗”、“雷达有源对抗”、“光电无源对抗”、“光电有源对抗”和近年来国际上发展的先进隐身对抗技术以及“机载光电告警”等电子对抗技术的特点和性能做概要的技术分析。

在武装直升机上安装雷达无源干扰物发射系统,通过发射箔条弹在空中形成大面积箔条云和箔条干扰走廊,对雷达波产生强烈的反射使其无法辨

认真实的目标,同时使用机载“雷达警戒接收机”提供的数据来确定干扰弹的最佳发射时间、数量和连续发射的间隔时间,从而达到自卫目的。如果将箔条弹和红外干扰弹同时发射还可以同时对抗雷达制导和红外寻的两种制导武器的威胁。

2　雷达无源对抗

雷达无源对抗技术是在二次世界大战中发展起来的一种电子对抗技术。无源对抗设备自身并不发射电磁波,在军事上属隐身技术,在“越战”和“中东战争”中都得到广泛使用。雷达无源对抗主要是通过在空中抛撒反雷达干扰物如箔条弹来干扰敌方的制导雷达和炮瞄雷达,大量的箔条撒到空中形成箔条云,从而产生雷达反射截面较大的假目标干扰云团,对雷达波产生强烈的反射,使敌方雷达接收机饱和而无法在雷达显示屏上显示真实的目标。

3　雷达有源对抗

雷达有源对抗通常采用机载雷达干扰机来干扰威胁源。机载雷达干扰机通常是有针对性的在雷达工作波段上如S波段、L波段和C波段分别干扰雷达的探测和导弹制导信号(表1)。

为了对抗空中歼击机机载火控雷达的威胁,干扰机可设置X波段。也可以将几台干扰机综合起来使用,以获得对地、对空的干扰能力。我国的雷达有源对抗技术与发达国家相比还有很大的差别,用雷达干扰机有针对性干扰雷达的不同工作波段已不能满足日益出现的新的电磁威胁,因此要求机载电

表1　雷达波段和电子对抗波段对照表

雷达波段电子对抗波段

VHFA

BUHF

C

LD

E

S

F

G

C

H

XI

KeJ

k

kaK

Lmm

M

　　收稿日期:2009207215

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子干扰机具有自适应能力,可以根据威胁源的变化而自动调整干扰信号。由于武装直升机所处的战场环境独特,容易受到雷达制导武器的攻击,所以在武

装直升机上最好采用具有自适应能力的机载雷达干扰机。

4　光电对抗

武装直升机要提高自身的生存力,首先就要设法使敌方的光电探测设备无法有效工作,降低自身被发现的概率。光电干扰就是通过光电技术手段改

变目标的典型光电特征,干扰、欺骗并压制敌方的光电探测制导武器,使其无法正常工作或失效。

4.1　光电无源对抗

光电无源对抗是通过改变直升机的目标反射和辐射特性,降低目标和背景的光学特征差异,达到破坏或减弱光电制导武器的正常工作的目的。光电无源干扰以遮蔽技术、融合技术为核心,以隐身为目的,主要手段是以烟幕起到干扰和遮蔽作用。常见的隐身技术包括“可见光隐身”、“红外隐身”和“激光隐身”等,将几种隐身技术融合使用可以使直升机起到很好无源自卫能力。

1)可见光隐身

可见光隐身技术的重点是特殊的照明系统和机身蒙皮上的特殊涂料,也称“闪烁蒙皮”,其颜色变化由装在机身侧面的可见光传感器控制,特殊涂料可使机身反射的可见光和自身辐射的红外光产生闪烁,以此来干扰来袭导弹的寻的。可见光隐身的另一种技术是采用电控变色薄膜,将这种变色薄膜贴在机身表面,在不同的电压控制下会发出不同颜色的可见光,使机身的颜色与天空或战场背景颜色一致,起到可见光隐身效果,降低被发现几率。此种隐身技术能有效地对抗肩扛式地空导弹和炮瞄雷达。

2)红外隐身

红外隐身技术是采用非常规尾喷管外形、隔热与屏蔽、混合冷却等技术来抑制飞机尾喷管的红外特征信号。红外抑制器就是利用弯曲的混合管阻挡发动机尾喷的红外辐射,同时吸进大量的冷空气与热空气混合来降低排气温度。据测,美军“阿帕奇”武装直升机产生的600℃的热气经过红外抑制器排出时,其温度可降至150℃,使红外寻的导弹很难有效的跟踪目标。另外,还可通过使用红外吸热、红外迷彩材料来控制红外辐射,使自身的红外特征信号得到很好的抑制,降低被红外制导武器锁定和被非

制导武器发现的几率。

3)激光隐身

通过采用消除可产生角反射器效应的外形设计技术,结合吸收、透射及导光材料技术来降低目标的散射截面积及散射波强度,从而达到隐身目的。近年来激光隐身技术已发展到使用光致变色材料,使入射光波长穿透或反射后变成另一波长的激光,采用对激光产生最大散斑效应的相关涂料,使目标散射光之间相互干扰而在目标图像上产生一些亮暗相间、随机分布的光斑,致使图像的分辨率降低,从而隐蔽目标的细节特征。目前,国际上新的隐身材料也不断研制成功,如纳米隐身材料、多波段隐身材料、透波隐身材料以及变色龙隐身材料等,将这些新技术和新材料应用到武装直升机上将会极大的提高其自身的防卫能力。4.2　光电有源对抗

光电有源对抗技术是通过发射或转发光电干扰信号,对敌方光电探测设备实施压制或欺骗干扰。光电有源干扰分红外有源干扰和激光有源干扰。

1)红外有源干扰是通过干扰弹(也称诱饵弹)迅速燃烧或发射红外辐射,模拟飞机发动机部位的热辐射特征。红外干扰弹的工作波段主要在1～3μm、3～5μm和8～12μm,能在115s的时间内产生2000C°以上的高温,持续燃烧几十秒,使得导引头视场出现两个“热”目标,欺骗、干扰红外制导武器,诱使其偏离真实目标。另外也可以对红外制导武器实施定向红外干扰,采用紫外成像导弹告警传感器,探测360°范围内的来袭导弹并指示来袭方向,迅速锁定最大的威胁源,利用红外干扰光源对来袭的红外制导导弹进行定向干扰,使导弹寻的饱和失效从而偏离真实目标。

2)激光有源干扰的技术手段是采用激光有源干扰机、通过改变或模拟激光反射信号,使敌方激光测距机的测距结果出现偏差从而使激光制导武器不能准确命中目标。

5　机载光电告警系统

机载光电告警系统利用光电探测器,对光电武器设备所辐射或散射的光波进行探测、分析、截获以及识别,判断威胁源的性质和危险等级,确定导弹来袭方向,然后发出导弹告警信号并启动相关的干扰系统进行对抗,同时实施机动规避。

根据探测器探测的威胁源类型,光电告警分为

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直升机技术　　　　　　　　　　　　　　　　　总第160期　

三类,即红外告警、紫外告警和激光告警。

红外告警是利用机载红外警戒接收机连续搜索探测来袭的热寻的导弹,并能上传数据、向飞行员发

出告警信号、自动启动对抗系统。

紫外告警最大的优点是虚警率低,无需低温冷却、无扫描,已成为导弹逼近告警的首选装置之一。激光告警是光电告警系统发展的重点,主要告警1106μm、1154μm和1016μm范围的激光。按工作原理分为光谱识别型和相干识别型两种,光谱识别型又分为非成像型和成像型。目前的激光告警装置大多数为光谱识别型,采用直接探测方式。

激光半主动制导武器是利用地面激光照射器、机载激光照射器或其它飞机上的照射器测距并照射目标,引导导弹攻击。防范、对抗激光半主动制导导弹攻击的有效方法是利用机载激光警戒接收机,为武装直升机提供探测、定位和识别激光辐射威胁源,另再配置烟幕干扰弹投放器。除此之外机载激光警戒系统还要与机载雷达警戒系统交联,当导弹来袭时在驾驶舱多功能显示器上显示告警信号并伴有语音提示,提醒飞行员及时做机动规避并投放烟幕干扰弹。机动规避也是直升机对付激光半主动制导导弹攻击的一种有效手段,因为激光半主动制导导弹攻击目标时需要照射器全程照射,所以避开了照射也就避开了导弹攻击。

未来的激光告警装置的发展趋势将会是进一步扩展告警波长,提高测向精度、灵敏度和波长分辨能力,提高多波段告警能力和多目标处理能力,将激光、红外和雷达告警组合成综合告警系统。

6　电子对抗技术的应用战例分析

由于电子技术发展十分迅速,电子产品的改进以及产品的更新换代周期越来越短,机载电子自卫

技术总是处在被动的地位上,有时往往要付出血的代价。如中东战争期间,以军一次性出动48架战机偷袭埃及空军的前沿野战机场,当埃及空军的前沿野战机场轮廓出现在以军飞行员视线中、以军飞行员还以为埃及人在“睡大觉”时,机群中的战机就连连坠地或临空爆炸,48架战机只有一架逃回去报丧。原来埃及秘密购置了前苏联的雷达制导的“萨姆”地对空导弹。

在1982年的“贝卡谷地战役中”,以色列空军空袭了叙利亚部署在贝卡谷地的“萨姆6”地对空导弹阵地,整个空袭过程仅用了6分钟就摧毁了19个

“萨姆6”地对空导弹阵地,而自己却无一伤亡。而在叙以双方的空中格斗中,叙军80多架飞机被击落,以军战机也无一伤亡。原来战前以军在其参战的战机上装有针对叙军红外制导“环礁”空空导弹的无源干扰装置。在空战中,当叙军战机发射“环礁”导弹时,以军战机接收到告警信号立即发射红外干扰诱饵弹,诱使“环礁”导弹攻击假目标。

通过两次的战例对比看出,以军取胜的一个重要原因是事先派无人驾驶侦察机引诱“萨姆6”地对空导弹发射,其电子侦察机则趁此探测到了“萨姆6”导弹的雷达制导频率,以军在参战飞机上有针对性的装备“有源”和“无源”干扰系统。与偷袭埃及空军的前沿野战机场相比,以军在贝卡谷地战役取得的胜利是成功运用电子对抗技术的典型战例。

7　结论与建议

目前我国与制导武器的电子对抗技术与发达国家相比还有很大的差异,如美国为了对抗2000年之

后出现的雷达威胁,研制出了新一代先进的电子干扰机。系统的先进之处主要在于它有先进的信号分析,分选和功率管理单元。该系统运用多重信号分选技术、用脉冲重复频率分选重点的威胁信号。该系统先用欺骗干扰,迫使敌方雷达的自动跟踪系统进入人工跟踪状态,再用噪声干扰破坏和干扰敌方的人工跟踪。利用先进的功率管理系统可以在密集的电磁环境中同时干扰多个威胁源。

针对未来战场的特点,现代武装直升机除了在设计上采用抗制导武器的手段外,其机载雷达干扰机、光电告警系统也应该向自适应方向发展,可以根据威胁源的变化而自动调整干扰信号,通过改变机载设备的软件设置就可以对抗新出现的电磁威胁,做到一次性投入、长久使用。参考文献:

[1]　崔　屹.国外机载电子对抗设备手册.北京:航空工业

出版社,1989