當前位置：首頁?>?科技創(chuàng)新?>?智庫研究
電子戰(zhàn)如何削弱宙斯盾艦反導能力？
摘 要：本文從宙斯盾艦BMD系統(tǒng)現狀出發(fā)，詳細闡述宙斯盾艦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、遠程發(fā)射、遠程交戰(zhàn)三類反導模式及能力，并提出利用電子戰(zhàn)掩護彈道導彈突防的設想；同時，通過特定場景和相應導彈模型分析宙斯盾BMD艦反導攔截區(qū)域，并闡述電子戰(zhàn)干擾BMD系統(tǒng)時對宙斯盾BMD艦遠程發(fā)射/交戰(zhàn)及本艦反導模式的降效途徑和作用，分析了電子戰(zhàn)對雷達和反導網絡的干擾難點，探討以宙斯盾BMD艦為目標的電子戰(zhàn)未來發(fā)展，為聯合作戰(zhàn)提供借鑒。
關鍵詞: 電子戰(zhàn)；彈道導彈防御系統(tǒng)；反導
引 言
為應對不斷增強的彈道導彈打擊能力，美持續(xù)發(fā)展導彈防御體系。裝備有宙斯盾彈道導彈防御系統(tǒng)（Ballistic Missile Defense System，BMD)的驅逐艦是美軍導彈防御體系重要組成部分，也是目前美軍海上反導的中堅力量。
BMD系統(tǒng)是在美海軍宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)上發(fā)展形成的反導系統(tǒng)。目前，宙斯盾作戰(zhàn)系統(tǒng)最新版本基線-9實現了防空能力和彈道導彈防御能力的整合，成為美海軍驅逐艦防空反導一體化作戰(zhàn)的核心系統(tǒng)，BMD系統(tǒng)也發(fā)展到5.1版本，具備了遠程發(fā)射（LOR）、遠程交戰(zhàn)（EOR）多種攔截能力[1]，極大增加了反導窗口和防御覆蓋范圍，如表1所示。導彈防御局局長喬恩?希爾上將曾表示:“遠程交戰(zhàn)模式使導彈防御覆蓋面比宙斯盾BMD艦獨立攔截增加了7倍”。
同時，美導彈防御局為應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，并作為“阿利?伯克”級Flght. III型驅逐艦的標配（首艦“杰克.盧卡斯”正在建設中，2021年交付），未來美軍海上反導能力將更上一個臺階。
表1 BMD 5.0以上版本狀況
據報道，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。面對越來越強的宙斯盾BMD艦反導能力，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)和反導能力的降效作用，并探討電子戰(zhàn)未來的發(fā)展，為聯合作戰(zhàn)提供參考。?
1 宙斯盾艦BMD系統(tǒng)反導能力
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、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)宙斯盾雷達宙斯盾雷達主要實現對來襲彈道導彈的快速搜索、跟蹤以及對標準導彈的制導控制。美軍驅逐艦目前主要裝備有 AN/SPY-1B、AN/SPY-1D兩型用于彈道導彈防御，而最新型的AN/SPY-6雷達將裝備在最新的阿利伯克級驅逐艦上，雷達靈敏度提高了約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]，對彈道導彈助推器(RCS=1.0 m2)可達740 km，對彈頭(RCS=0.03 m2)可達310 km，同時可通過相控陣雷達向攔截導彈發(fā)送軌跡修正指令，進而調整攔截軌跡[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，在反導作戰(zhàn)時C&D建立反導戰(zhàn)術，顯示并處理宙斯盾雷達探測跟蹤信息和外部跟蹤數據，對來襲彈道導彈進行威脅判斷，指定防御目標優(yōu)先順序和火力分配，協調和控制整個作戰(zhàn)系統(tǒng)的運行。
(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、發(fā)出點火指令以及控制發(fā)射的導彈[4]，主要控制艦上垂直發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射攔截導彈。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，根據目標識別和跟蹤信息，對武器系統(tǒng)實施目標分配、攔截計算、指令發(fā)射和導彈引導等功能，在反導作戰(zhàn)時，控制垂直發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射標準導彈進行攔截。
(4)垂直發(fā)射系統(tǒng)與攔截彈MK41是驅逐艦發(fā)射標準導彈的主要垂直發(fā)射系統(tǒng)，能夠以每秒1發(fā)的速率發(fā)射裝填的攔截導彈，是應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)兼容各種類型導彈，包括標準系列反導攔截彈SM-2 Block IV、SM-3 Block I/IA/1B/IIA. SM-6 Dual I/II等，其中SM-3系列導彈用于高空大氣層外中段攔截，SM-2、SM-6系列導彈用于大氣層內末段攔截。
(5)通信系統(tǒng)宙斯盾艦通信系統(tǒng)較多，根據文獻[5-6]，構成反導網絡的主要有兩類通信系統(tǒng)—衛(wèi)星和數據鏈。其中衛(wèi)星通信是宙斯盾BMD艦與美國彈道導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據，如AEHF衛(wèi)星能夠提供戰(zhàn)區(qū)導彈防御服務[7]；同時，外部探測跟蹤平臺可通過數據鏈將導彈跟蹤數據直接傳遞或中繼至宙斯盾BMD艦，宙斯盾BMD艦可利用該數據進行火控解算并發(fā)射標準導彈攔截，如CEC系統(tǒng)可進行雷達接收數據的直接傳輸[8]。
1.2 反導模式與能力
宙斯盾艦BMD系統(tǒng)主要具備三種反導模式，分別為本艦反導模式、遠程發(fā)射模式(LOR)、遠程攔截模式(EOR)，如圖2所示。
?圖2 宙斯盾BMD艦反導模式
（1）本艦反導模式本艦反導模式是宙斯盾艦BMD系統(tǒng)依靠自身艦載雷達探測、跟蹤目標，同時根據攔截條件和優(yōu)先級，發(fā)射SM-3和SM-2/6導彈進行攔截。該模式的攔截能力主要取決于自身雷達探測跟蹤能力、所處位置以及抗飽和打擊能力。因宙斯盾雷達探測距離有限，當面對中、遠程彈道導彈的高彈道、高速度威脅時，本艦反導模式存在很大的探測盲區(qū)，待探測跟蹤上導彈后，所剩時間短，又難以形成攔截窗口，本艦反導模式很難有所作為。
（2）遠程發(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攔截彈進行了遠程發(fā)射模式攔截試驗[9], 在BMD系統(tǒng)4.0.1 版本又改善了遠程發(fā)射的能力。該模式下，通過反導網絡獲取外部傳感器提供的來襲導彈跟蹤數據，判斷來襲導彈在一定時間內將進入本艦雷達探測范圍內時，允許宙斯盾艦在自身雷達不接觸目標的情況下，依次閉合火控環(huán)路，提前直接發(fā)射SM-3導彈，當本艦雷達捕獲跟蹤上來襲導彈后，通過制導鏈路為SM-3提供實時引導直到交戰(zhàn)結束。遠程發(fā)射模式一定程度上擺脫了宙斯盾雷達探測能力對彈道導彈攔截距離的限制，可以推測，該模式的反導能力主要取決于外部跟蹤數據的精確性以及本艦雷達的探測能力，未來宙斯盾艦裝備AN/SPY-6雷達后，將形成更強的反導能力。
（3）遠程交戰(zhàn)模式美軍BMD系統(tǒng)5.1版本為宙斯盾艦提供遠程交戰(zhàn)能力，通過反導網絡，將陸海空天基傳感器、宙斯盾艦和C2BMC指控系統(tǒng)相聯接，形成有機超視距攔截整體。該模式是一種可完全利用外部傳感器獲取的目標數據，對攔截目標進行探測、跟蹤、火控制導的作戰(zhàn)模式，允許宙斯盾艦通過反導網絡獲得其他傳感器跟蹤數據，使閉合火控環(huán)路直接發(fā)射SM-3，并引導與目標交戰(zhàn)。與遠程發(fā)射模式不同的是，使用遠程交戰(zhàn)模式的宙斯盾BMD艦，自身雷達從發(fā)現目標到交戰(zhàn)結束都可以不接觸目標。遠程交戰(zhàn)模式完全擺脫了宙斯盾雷達探測能力對彈道導彈攔截距離的限制，充分發(fā)揮SM-3 Bock IIA 2500km的攔截能力。可以推測，該模式需要外部傳感器能夠進行中末段制導，其反導能力取決于外部跟蹤數據的精確性、持續(xù)性和實時性。
通過上述分析，遠程發(fā)射和遠程交戰(zhàn)模式大幅提升了宙斯盾艦BMD系統(tǒng)反導能力，其共同點在于都需要高質量的外部跟蹤數據進行火控解算來發(fā)射SM-3，甚至中、末端制導，高效、準確的目標信息傳輸是宙斯盾艦BMD系統(tǒng)大范圍反導能力形成的關鍵，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
美軍在實施反導的過程中，一般采取“盡早攔截”的策略，也就是越早攔截效果越好。假設宙斯盾BMD艦面臨1500km級別的彈道導彈襲擊，其實施攔截時，如果預警衛(wèi)星或前置傳感器已對該來襲彈道導彈進行跟蹤，并通過反導網絡傳遞給宙斯盾BMD艦，那么其首先可采取EOR遠程交戰(zhàn)模式發(fā)射SM-3 Block IIA進行超視距反導。若其因誘餌、末端制導等因素使第一次反導失敗，則第二次可采取IOR遠程發(fā)射模式發(fā)射SM-3 Block IA導彈，隨后本艦宙斯盾雷達再根據外部跟蹤數據快速完成跟蹤和制導，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實施末端反導攔截。
所以，本文根據文獻[10]的模型分析計算三次碰撞點，如圖3所示。其中，攔截點1和2分別為遠程交戰(zhàn)和遠程發(fā)射模式攔截點，依賴外部力量的持續(xù)跟蹤和反導網絡的信息傳輸；攔截點3為本艦末段攔截，依賴宙斯盾雷達的自身跟蹤和反應能力。
圖3 宙斯盾BMD艦攔截1 500 km彈道導彈
因此，電子戰(zhàn)可對宙斯盾BMD艦所依賴的關鍵信息系統(tǒng)實施干擾，壓縮跟蹤區(qū)域、縮小攔截窗口，迫使其反導能力失效，途徑及效果如下：
(1)干擾外部傳感器和反導網絡，限制宙斯盾BMD艦EOR/IOR模式宙斯盾BMD艦根據外部跟蹤信息可實施EOR或IOR模式進行反導。在彈道導彈助推段，電子戰(zhàn)力量攻擊高軌預警衛(wèi)星等預警傳感器，可使美軍難以快速獲取彈道導彈軌跡，拖延宙斯盾BMD艦的攔截準備;在彈道導彈自由飛行段，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彈，同時可干擾反導網絡，致使跟蹤信息難以傳遞至宙斯盾BMD艦，多手段聯合破壞宙斯盾BMD艦的遠程交換EOR/遠程發(fā)射IOR反導模式，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艦反導能力
(2)干擾宙斯盾雷達，限制本艦跟蹤能力，使其反導時間不夠由于彈道導彈在進入宙斯盾艦探測范圍內時，宙斯盾艦的本艦反導模式僅具備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合的方式干擾宙斯盾雷達[11]，僅需壓制一定的探測距離即可使其失去中段攔截窗口，若能進一步達成“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。對宙斯盾雷達的干擾效果在2014年的俄羅斯Su-24戰(zhàn)機攜帶“希比內”電子戰(zhàn)設備對美“唐納德庫克”號宙斯盾驅逐艦的雷達進行攻擊中已經得到驗證，宙斯盾在電子戰(zhàn)攻擊情況下出現雷達黑屏、導彈得不到目標指示等“癥狀”，且宙斯盾系統(tǒng)失靈且長時間無法恢復，整個事件長達90min。
圖5 攻擊雷達時宙斯盾BMD艦失去攔截窗口
2.2 電子戰(zhàn)降效難點
雖然電子戰(zhàn)具備對宙斯盾BMD艦反導能力的降效作用，但仍存在一定難度:
(1)對傳感器干擾難點支撐宙斯盾BMD實施遠程發(fā)射/交戰(zhàn)反導的傳感器包括低軌預警衛(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行干擾，難度較大；同時彈道導彈打擊距離較遠時，傳感器部署距離也可能較遠，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)對反導網絡干擾難點宙斯盾BMD艦反導時指揮控制、跟蹤數據等信息交互主要以衛(wèi)星、數據鏈為主，所構成的反導網絡復雜，干擾時可能無法快速判斷所利用的反導網絡，存在干擾效果不確定的問題；同時，衛(wèi)星、數據鏈網絡均具備一定的抗干擾性[7-8]，如CEC的DDS數據鏈定向性強、等效輻射功率高，干擾難度大；AEHF衛(wèi)星網絡波束指向性好，并采用自動調零、高速跳頻等技術，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艦反導能力的降效作用和難點分析，電子戰(zhàn)力量可進一步向體系作戰(zhàn)、欺騙干擾、滲透攻擊發(fā)展，通過多手段聯合運用，解決干擾難點，多管齊下降低BMD艦反導效能。
（1）向體系作戰(zhàn)方向發(fā)展宙斯盾BMD艦EOR/IOR反導模式依托美軍反導體系的外部跟蹤數據實現，所以在掩護彈道導彈打擊過程中，電子戰(zhàn)不僅需要對宙斯盾BMD艦的宙斯盾雷達進行干擾，也需要對其他傳感器和反導網絡進行干擾，體系化作戰(zhàn)實現對宙斯盾BMD艦EOR/IOR模式的破壞。未來可采取螺旋式發(fā)展策略，實現多平臺多手段的協同作戰(zhàn)能力。
（2）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，逐步加大標準導彈制導誤差，另一方面使作戰(zhàn)指揮人員受到假命令，延遲作戰(zhàn)反應。電子戰(zhàn)的欺騙干擾能夠極大削弱宙斯盾BMD艦的反導能力。
（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距離的宙斯盾BMD艦發(fā)起攻擊，難以掩護遠程/洲際彈道導彈的中末段突防。滲透攻擊，即信息戰(zhàn)[12],如果未來能夠通過反導網絡的無線入口將病毒代碼注入至宙斯盾BMD艦內部網絡，延遲、破壞甚至控制艦上指揮系統(tǒng)、火控系統(tǒng)對標準導彈垂直發(fā)射系統(tǒng)，實現電子戰(zhàn)效能的無線延伸，能夠有力掩護彈道導彈遠程突防。?
結 語
美宙斯盾BMD艦通過持續(xù)的反導能力升級，具備完善的遠程發(fā)射和遠程交戰(zhàn)反導攔截能力。電子戰(zhàn)是降效宙斯盾BMD艦反導能力的有效手段，大力發(fā)展電子戰(zhàn)體系作戰(zhàn)、欺騙干擾、滲透攻擊能力，綜合運用多種電子戰(zhàn)手段，能夠為彈道導彈突防開辟窗口，提高突防成功率，是戰(zhàn)斗力實質性提升的高效途徑。
【參考文獻】
[1] [全解析]宙斯盾彈道導彈防御系統(tǒng)（BMD）[EB/OL].[2018-02-10].http:// m.sohu.com/a/222126628_630241.
[2] 張海成、楊江平、王晗中.艦載SPY雷達對彈道導彈探測效能分析[J].現代雷達，2012,34（1）：1-4
[3] 王國田，王航宇，石章松.美軍艦空導彈協同制導技術及其能力分析[J].上海航天，2012（2）：28-30.
[4] 張純學.宙斯盾武器系統(tǒng)的控制與制導[J].飛航導彈，2001,8：42-45.
[5] 王虎，鄧大松.C2BMC系統(tǒng)的功能組成與作戰(zhàn)能力研究[J].戰(zhàn)術導彈技術，2019（4）：106-112.
[6]?姚勇，李智.基于網絡中心戰(zhàn)的C2BMC信息分發(fā)模型研究[J].現代防御技術，2011,39（3）：97-102.
[7]?楊海平，胡向暉，李毅.先進極高頻(AEHF)衛(wèi)星[J].數字通信世界，2008（6）：84-87
[8]?陳升來.協同交戰(zhàn)能力(CEC)組網技術[J].指揮信息系統(tǒng)與技術，2012,3(1)：29-32.
[9] 方有培，童櫟，汪立萍，等. 美海基“宙斯盾"技術發(fā)展分析[J].航天電子對抗，2015,31（5）：13-16.
[10] 高桂清，劉剛，郭錫監(jiān)，等.彈道導彈被動段雷達截面積仿真計算研究[J].系統(tǒng)仿真學報，2007（16）：3830-3833.
[11] 張忠磊，丁凡，曹陽.對“宙斯盾”相控陣雷達的干擾方法研究[J].艦船電子工程，2011,31（6）：97-100.
[12] 趙明，楊小牛，鄒少丞，等.電子戰(zhàn)技術與應用-通信對抗篇[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.
