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美軍最強電子戰機兵不血刃擊落F22,中國可參考研製隱形戰機剋星

【軍武次位面】作者:騎豬騎士

EA-18G“咆哮者”電子攻擊機(Boeing EA-18G Growler)是在美國海軍F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰鬥機的基礎之上發展研製而成的新一代電子戰飛機, 用於取代老舊的EA-6B"徘徊者"電子戰機。 EA-18G不僅擁有新一代電子對抗設備, 同時還保留了F/A-18E/F全部武器系統和優異的機動性能, 先進的設計使得其無論在航空母艦的飛行甲板上還是在陸地上都能較好地執行機載電子攻擊(AEA)任務。 有專家們評價說, “咆哮者”既是當今戰鬥力最強的電子干擾機, 又是電子干擾能力最強的戰鬥機。

▲擁有擊落一架F22戰鬥機“戰績”的“咆哮者”

在2009年的一次模擬空戰中, “咆哮者”電子戰機“擊落”了號稱全球最強的F-22“猛禽”戰鬥機, 打破了後者不可戰勝的神話。 而“咆哮者”的強大完全依賴於其配備的強大電子戰系統。

目前, “咆哮者”配備有AN/APG-79有源相控陣雷達、AN/ALQ-99戰術干擾吊艙(TJS)、AN/ALQ-218(V)2電子支援系統(ES)、ALQ -227(V)通信對抗系統、AN/ALE-47箔條曳光彈投放系統等對抗設備。

本文將從“咆哮者”的電子系統這一角度介紹。

▲“咆哮者”電子設備在全機的分佈

▲“咆哮者”的掛載示意圖

AN/APG-79 雷達是一種可執行空空和空地作戰任務的全數位化、全天候的多功能火控雷達, 還具有一定的電子對抗能力。 該雷達是AN/APG-73雷達的改進型, 是一種寬頻有源電掃陣列(AESA) 雷達, 採用八邊形平面陣列天線。 該雷達把一個先進的接收器/激勵器和現成的商用處理器結合在一起。 與AN/APG-73 雷達相比,AN/APG-79 雷達的作用距離更遠, 作用距離超過180km。 同時故障率更低平均無故障時間達到500小時, 為前者的五倍。

多目標跟蹤與高分辨力SAR 地形測繪能力更強, 可提供極高分辨力的地形測繪。 該雷達的波形掃描十分快捷, 這種快速掃描的特點,大大增強了雷達功能和可靠性, 並降低了成本且生存能力更強, 可同時跟蹤20個以上的目標, 顯示8個目標並對所跟蹤的目標自動建立跟蹤檔, 邊掃邊跟, 在採用交替技術基礎上可同時完成空空和空地功能。 飛行員不必再對雷達方式或掃描方式進行選擇。 即使某一個目標逃出了當前的掃描區域, 該雷達還可重新探測到該目標, 並使用一個單獨波束對其進行跟蹤。 AN/APG-79 雷達使用的TR 元件非常薄, 其厚度與25 美分的硬幣相仿。 設計時要求該陣列在10~20 年之內不需要維護。

▲AN/APG79有源相控陣雷達

AN/AIQ-99(V)戰術下擾系統(TJS )是美國海軍和海軍陸戰隊EA-6B “徘徊者”(Prowler) 電子戰飛機的主戰裝備, 用來對作戰目標進行電子攻擊。 該系統於1965 年年底開始研製, 是在AN/ALQ-76 人工控制的雜訊下擾吊艙的基礎上開發的, 後於1971年開始服役。 迄今為止,AN/ALQ-99(V)系統仍在使用, 且經歷過四次重大的性能改進。 其中,後三次改進都是在20 世紀70 年代中期以後進行。經過ICAP-II改進的AN/ALQ-99(V)系統,不僅裝備美國海軍和海軍陸戰隊的EA-6B ICAP-II電予戰飛機,還裝備了美國海軍新一代艦載電子戰飛機EA-18G“咆哮者”。

(SIR) 子系統,1部系統電腦和2 個操作員工作站。其發射機吊艙是一個4.7m*0.7m*0.5m的方艙,並配有硬背,頭部裝有衝壓渦輪發電機所需的螺旋槳。內部裝有一部前向發射機與一部後向發射機;一台安裝在頭部的27kVA 衝壓式空氣渦輪發電機(RAT);一個安裝在中間位置的通用激勵器裝置(UEU);一個吊艙控制裝置;兩個方向可控的高增益發射天線陣。在吊艙中,RAT 發電機在飛機的飛行速度達到185km/h 儀錶空速(IAS) 時,開始工作; 在IAS為356km/h時,向一部發射機供電,在IAS 為407km/h 時,可向兩部發射機供電。UEU 激勵器裝置是吊艙功能的核心,為一部數位控制的信號發生器,用來接收來自戰術干擾系統(TJS )電腦的威脅參數資料,並通過對射頻振盪器信號進行調製產生一個適當的回應。然後,該輸出由相應的發射機放大並發射出去。每部發射機都連接到一個可控向的、波束寬度為30° 的增益為13dB的天線,每台發射機的連續發射功率為1~2kW,峰值功率為100kW,干擾功率密度為1kW/MHz。

在吊艙中,RAT 發電機在飛機的飛行速度達到185km/h 儀錶空速(IAS) 時,開始工作; 在IAS為356km/h時,向一部發射機供電,在IAS 為407km/h 時,可向兩部發射機供電。UEU 激勵器裝置是吊艙功能的核心,為一部數位控制的信號發生器,用來接收來自戰術干擾系統(TJS )電腦的威脅參數資料,並通過對射頻振盪器信號進行調製產生一個適當的回應。然後,該輸出由相應的發射機放大並發射出去。每部發射機都連接到一個可控向的、波束寬度為30" 的高增益天線。

AN/ALQ-99(V}戰術系統採用外掛發射機吊艙。通過5 個吊艙的增減組合,可使電子戰飛機覆蓋相同或不同的頻段,因發射機組合的不同,吊艙重量在460kg~494kg。在其64MHz~40GHz 的干擾頻率範圍內,有針對性地完成特定的作戰任務,對預警雷達、地面引導截擊雷達以及地空導彈的探測雷達等實施有效十擾。具有全自動、半自動和手動三種工作模式。在全自動模式,系統電腦對接收到的信號進行分選,選樣合適的幹千擾回應,並啟動干擾。在半自動模式,由電腦識別威脅,給出威脅的優先等級,由系統操作員選擇特定威脅並啟用相應的干擾。在手動模式,每。操作員監控頻段,對威脅進行識別,並採取對應的干擾措施。千擾樣式多。系統可施放瞄準千擾、雙頻干擾、掃頻千擾和雜訊干擾等。

▲AN/ALQ-218回應式監視接收機的部分設備

“咆哮者”採用AN/ALQ-218回應式監視接收機代替原來的“徘徊者”裝備的SIR接收機。AN/ALQ-218接收機採用了利頓公司為LR-500精密測向系統(PDFS)研製的軟體以及長基線與短基線干涉儀天線陣。接收機重234kg,由10個武器可更換元件和12個天線單元組成,覆蓋64MHz~40GHz,功率要求為1.21kVA,平均無故障時間為620小時。天線陣的接收陣元安裝在“咆哮者”的頭部、翼尖和尾部。該系統可以實現360°覆蓋,測向精度為2°,測距精度為5%~10%,能夠對目標進行威脅識別、精確定位、控制干擾機。AN/ALQ-218接收機能夠讓“咆哮者”的干擾吊艙對特定威脅進行選擇性窄帶干擾,以其最有效的距離已知模式引導AGM-88“哈姆”防輻射導彈。

▲該圖體現了“咆哮者”的典型掛載

“咆哮者”採用AN/ALQ-227通信對抗系統取代“徘徊者”使用的AN/USQ-113(V) 通信對抗系統。該系統是一種用於攔截、處理和干擾信號的電子裝置,包括一個全寬頻接收系統和一個單獨的干擾機,可提供更大的頻率覆蓋範圍和更大的干擾功率。該設備的體積將比美軍現役的AN/USQ-113更小而功能更強大,並且可以進行擴展,它的發射功能可以由低波段AN/ALQ-99干擾吊艙完成。

AN/ALE-47 是一種威脅自我調整、軟體可程式設計的機載干擾物投放系統,能投放箔條、紅外曳光彈和有源一次性射頻誘餌,是“咆哮者”最後的自衛手段。其設計主要用於替代在役的美國海軍的AN/ALE-39系統和美國空軍的AN/ALE-40 千擾物投放系統。AN/ALE-47 系統為模組化結構,具有三種工作模式:

手動,提供6 種預程式設計投放程式,供機組人員選擇。

半自動,根據飛機上雷達告警機、其他感測器系統以及機載航電設備提供的資料自動生成最佳千擾物和投放程式,然後由機組人員用開關進行選擇。

全自動,對感測器和航電對感測器和航電設備輸入的資訊進行評價,選擇適當的回應措施,自動啟動投放程式,無需機組人員操作。

▲AN/ALE-47系統的設備

美國海軍原來計畫採購88架波音公司的EA-18G“咆哮者”電子戰飛機,目前的採購數量幾乎翻倍,達到了160架。美國海軍計畫對“咆哮者”電子戰飛機升級,使之服役到40年代。升級的核心是採用雷聲公司的下一代干擾機(NGJ),該干擾機已經在4月份通過了關鍵設計評審。同時,“咆哮者”中由諾斯羅普·格魯曼公司生產的ALQ-218雷達告警、電子支援和電子情報系統也會在升級過程中得到改進。

▲下一代干擾機(NGJ)

前不久,下一代干擾機(NGJ)進行了首次飛行試驗,該系統為吊艙形式,由自帶的風動發電機供電,採用能夠在0-100%占空比之間運行的高效率寬頻GaN T/R元件、極化分集的AESA,還有一個全數字、可擴展、可程式設計的軟體定義接收器和技術生成器。此次飛行驗證試驗是在以“灣流”飛機為載機平臺上開展的。主要進行發射和接收波形、AESA波束捷變和控制、AESA發射功率、發電機速度控制/電源管理以及針對真實目標技術產生器的“終端對終端”系統集成效果等試驗。

其中,後三次改進都是在20 世紀70 年代中期以後進行。經過ICAP-II改進的AN/ALQ-99(V)系統,不僅裝備美國海軍和海軍陸戰隊的EA-6B ICAP-II電予戰飛機,還裝備了美國海軍新一代艦載電子戰飛機EA-18G“咆哮者”。

(SIR) 子系統,1部系統電腦和2 個操作員工作站。其發射機吊艙是一個4.7m*0.7m*0.5m的方艙,並配有硬背,頭部裝有衝壓渦輪發電機所需的螺旋槳。內部裝有一部前向發射機與一部後向發射機;一台安裝在頭部的27kVA 衝壓式空氣渦輪發電機(RAT);一個安裝在中間位置的通用激勵器裝置(UEU);一個吊艙控制裝置;兩個方向可控的高增益發射天線陣。在吊艙中,RAT 發電機在飛機的飛行速度達到185km/h 儀錶空速(IAS) 時,開始工作; 在IAS為356km/h時,向一部發射機供電,在IAS 為407km/h 時,可向兩部發射機供電。UEU 激勵器裝置是吊艙功能的核心,為一部數位控制的信號發生器,用來接收來自戰術干擾系統(TJS )電腦的威脅參數資料,並通過對射頻振盪器信號進行調製產生一個適當的回應。然後,該輸出由相應的發射機放大並發射出去。每部發射機都連接到一個可控向的、波束寬度為30° 的增益為13dB的天線,每台發射機的連續發射功率為1~2kW,峰值功率為100kW,干擾功率密度為1kW/MHz。

在吊艙中,RAT 發電機在飛機的飛行速度達到185km/h 儀錶空速(IAS) 時,開始工作; 在IAS為356km/h時,向一部發射機供電,在IAS 為407km/h 時,可向兩部發射機供電。UEU 激勵器裝置是吊艙功能的核心,為一部數位控制的信號發生器,用來接收來自戰術干擾系統(TJS )電腦的威脅參數資料,並通過對射頻振盪器信號進行調製產生一個適當的回應。然後,該輸出由相應的發射機放大並發射出去。每部發射機都連接到一個可控向的、波束寬度為30" 的高增益天線。

AN/ALQ-99(V}戰術系統採用外掛發射機吊艙。通過5 個吊艙的增減組合,可使電子戰飛機覆蓋相同或不同的頻段,因發射機組合的不同,吊艙重量在460kg~494kg。在其64MHz~40GHz 的干擾頻率範圍內,有針對性地完成特定的作戰任務,對預警雷達、地面引導截擊雷達以及地空導彈的探測雷達等實施有效十擾。具有全自動、半自動和手動三種工作模式。在全自動模式,系統電腦對接收到的信號進行分選,選樣合適的幹千擾回應,並啟動干擾。在半自動模式,由電腦識別威脅,給出威脅的優先等級,由系統操作員選擇特定威脅並啟用相應的干擾。在手動模式,每。操作員監控頻段,對威脅進行識別,並採取對應的干擾措施。千擾樣式多。系統可施放瞄準千擾、雙頻干擾、掃頻千擾和雜訊干擾等。

▲AN/ALQ-218回應式監視接收機的部分設備

“咆哮者”採用AN/ALQ-218回應式監視接收機代替原來的“徘徊者”裝備的SIR接收機。AN/ALQ-218接收機採用了利頓公司為LR-500精密測向系統(PDFS)研製的軟體以及長基線與短基線干涉儀天線陣。接收機重234kg,由10個武器可更換元件和12個天線單元組成,覆蓋64MHz~40GHz,功率要求為1.21kVA,平均無故障時間為620小時。天線陣的接收陣元安裝在“咆哮者”的頭部、翼尖和尾部。該系統可以實現360°覆蓋,測向精度為2°,測距精度為5%~10%,能夠對目標進行威脅識別、精確定位、控制干擾機。AN/ALQ-218接收機能夠讓“咆哮者”的干擾吊艙對特定威脅進行選擇性窄帶干擾,以其最有效的距離已知模式引導AGM-88“哈姆”防輻射導彈。

▲該圖體現了“咆哮者”的典型掛載

“咆哮者”採用AN/ALQ-227通信對抗系統取代“徘徊者”使用的AN/USQ-113(V) 通信對抗系統。該系統是一種用於攔截、處理和干擾信號的電子裝置,包括一個全寬頻接收系統和一個單獨的干擾機,可提供更大的頻率覆蓋範圍和更大的干擾功率。該設備的體積將比美軍現役的AN/USQ-113更小而功能更強大,並且可以進行擴展,它的發射功能可以由低波段AN/ALQ-99干擾吊艙完成。

AN/ALE-47 是一種威脅自我調整、軟體可程式設計的機載干擾物投放系統,能投放箔條、紅外曳光彈和有源一次性射頻誘餌,是“咆哮者”最後的自衛手段。其設計主要用於替代在役的美國海軍的AN/ALE-39系統和美國空軍的AN/ALE-40 千擾物投放系統。AN/ALE-47 系統為模組化結構,具有三種工作模式:

手動,提供6 種預程式設計投放程式,供機組人員選擇。

半自動,根據飛機上雷達告警機、其他感測器系統以及機載航電設備提供的資料自動生成最佳千擾物和投放程式,然後由機組人員用開關進行選擇。

全自動,對感測器和航電對感測器和航電設備輸入的資訊進行評價,選擇適當的回應措施,自動啟動投放程式,無需機組人員操作。

▲AN/ALE-47系統的設備

美國海軍原來計畫採購88架波音公司的EA-18G“咆哮者”電子戰飛機,目前的採購數量幾乎翻倍,達到了160架。美國海軍計畫對“咆哮者”電子戰飛機升級,使之服役到40年代。升級的核心是採用雷聲公司的下一代干擾機(NGJ),該干擾機已經在4月份通過了關鍵設計評審。同時,“咆哮者”中由諾斯羅普·格魯曼公司生產的ALQ-218雷達告警、電子支援和電子情報系統也會在升級過程中得到改進。

▲下一代干擾機(NGJ)

前不久,下一代干擾機(NGJ)進行了首次飛行試驗,該系統為吊艙形式,由自帶的風動發電機供電,採用能夠在0-100%占空比之間運行的高效率寬頻GaN T/R元件、極化分集的AESA,還有一個全數字、可擴展、可程式設計的軟體定義接收器和技術生成器。此次飛行驗證試驗是在以“灣流”飛機為載機平臺上開展的。主要進行發射和接收波形、AESA波束捷變和控制、AESA發射功率、發電機速度控制/電源管理以及針對真實目標技術產生器的“終端對終端”系統集成效果等試驗。

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