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導讀
本文從通信終端、NIFC-CA系統、先進無人機載衛星數據鏈與超視距武器幾個方面對美國超視距作戰能力建設的新進展進行了梳理。可以得出,FAB-T「超視距通信終端」通過指揮所終端(CPT)實現地面哨所與E-4和E6之間的超視距通信,部隊要素終端(FET)使FAB-T能夠實現基於轟炸機與情報/監視/偵察機和CPTs交互作用的計劃能力;Comtech COMET是全球第一種可快速部署、具有極低功率的超視距微波對流層散射終端,並且具有高寬帶、低截獲概率與低探測概率等特點;NIFC-CA系統基於由空中傳感器、數據鏈網絡、主動雷達制導型飛彈和武器控制系統構成的海、陸、空三大殺傷鏈,通過融合不同平臺的傳感器數據,實現超視距態勢感知,並能與武器系統互聯,實現精確的超視距火力打擊;MQ-9無人攻擊機、RQ-4「全球鷹」無人偵察機以及MQ-4C無人偵察機等都通過裝備衛星通信數據鏈,配合多傳感器系統,大大增強了超視距偵察與打擊能力;AIM-120、在研的AIM-260與遠程交戰武器(LREW)計劃等則主要通過安裝先進的數據鏈與制導裝置,或升級版多脈衝火箭發動機等,提高飛彈的超視距打擊能力。由此可知,美國十分重視超視距作戰能力的提升,並主要從超視距通信終端、機載衛星數據鏈以及超視距武器等多個層面開展了相關的能力建設。
超視距通信終端
FAB-T「超視距通信終端」
美國太空部隊衛星安全通信部門於2020年6月在科羅拉多州的施裡弗空軍基地安裝了新的先進超視距通信終端系列FAB-T,第4太空作戰中隊將在該基地控制受保護的軍事通信衛星,未來該基地還將安裝更多的FAB-T終端。據空軍報告透露,美國戰略司令部也早在2019年6月獲得FAB-T的早期操作應用。
有關FAB-T的項目方案早在2002年就被提出,其主要研發目的在於隨著美國衛星,尤其軍事衛星系統的不斷發展,新的FAB-T系統能夠進一步支持總統和全國語音會議,綜合戰術預警攻擊評估,緊急行動消息傳播,衛星遙測、跟蹤和控制以及部隊報告後備功能,並且比其前身更便於使用和維護。在此將FAB-T項目的主要內容,研究目標等進行整理,如下表所示。
圖表:FAB-T項目主要內容與特點
其中,FET子計劃對FAB-T至關重要,能夠使FAB-T實現基於轟炸機與情報、監視、偵察機和CPTs交互作用的計劃能力。
未來一旦裝備到位,這些終端將使這些飛機上的飛行員能夠使用如下三套高度先進的衛星:先進的極高頻衛星、增強的極地系統衛星和傳統的米爾斯塔衛星。FAB-T終端還將允許對這三個星座進行命令和控制。
雷神公司高級視線外終端系列(FAB-T)的終端機測試圖
然而FAB-T目前的問題在於,由於軟體缺陷,其研究進度遠落後於最初計劃。據政府問責辦公室在2019年的一份報告中透露,由於FAB-T進度太慢,導致第一枚發射的AEHF衛星很有可能在FAB-T可用時已經接近其預計的14年使用壽命(首枚AEHF衛星於2010年發射)。第六枚AEHF衛星也於2020年3月發射。由於FAB-T項目的延遲,預計所有6顆AEHF衛星將在該系統就位之前進入軌道,從而導致如此昂貴的衛星能力無法被充分利用。
全球最小超視距微波對流層散射終端——Comtech COMET
據ASDnews網站2020年6月2日消息稱,位於佛羅裡達州奧蘭多的Comtech電信公司子公司Comtech系統公司在2020財年第三季度推出了一款全球最小超視距微波對流層散射終端——Comtech COMET。據稱該公司已經從ADS公司獲得了一份初始合同,將為美國特種作戰司令部生產該終端。
Comtech COMET被稱為緊湊型超視距移動遠徵終端,是全球第一種可快速部署、低功率、可裝載到航空託運箱中的超視距微波對流層散射終端。通常對流層散射技術都需要大型天線和大功率放大器,常用功率高達數千瓦,需由大型卡車進行運輸,而Comtech COMET已經從根本上改變了這種模式,能夠實現便捷運輸。
Comtech COMET終端基於CS67PLUS對流層散射無線電臺研製開發,而CS67PLUS是第一個軟體定義自適應對流層散射無線電臺(符合MIL-STD 461 EMI標準和MIL-STD 810G環境標準),具有如下關鍵特性:
可封裝在一個緊湊型IP66密封模塊中,能夠在惡劣氣候條件下全天候工作;
在瑞利衰落環境下,能夠使用分集合併接收機探測和恢復低於-100dBm的信號;
具有自適應編碼調製(ACM)和自動鏈路功率控制(ALPC)等關鍵特性,能夠進一步減少射頻信號特徵和提高吞吐量。
由此可知,Comtech COMET終端基於CS67PLUS研發,自然也應該具備上述特性,在此也將該終端的主要特點進行梳理,如下表所示。
圖表:Comtech COMET主要特點
由上表可以看出,Comtech COMET具有中程通信距離的高帶寬通信終端,不僅具有極低的功率要求與寬工作頻率,還能解決特種作戰司令部十分關注的有關低截獲概率和低探測概率(LPI/LPD)問題,將為美軍能夠提供高可靠性的關鍵任務超視距通信能力。
提高航母編隊超視距作戰能力的NIFC-CA系統
NIFC-CA系統的本質是基於先進的數據網絡,實現航母、主力戰艦、艦載機等重要作戰單元的無縫連結,構築一體化的「偵察-火力-打擊」體系,綜合運用偵察預警、火力攔截、電子對抗等多方面的作戰力量,提升航母編隊的超視距態勢感知和防空反導能力。
NIFC-CA系統對海打擊鏈組成示意圖
NIFC-CA系統的研發源於網絡中心戰戰略思想,基於海、陸、空多方協同的體系架構,發展分布式、網絡化、多層次的防空作戰體系。NIFC-CA最初被設計用於防空,隨著作戰概念的不斷拓展,也被用於反艦,其最大特點在於由海上殺傷鏈、空中殺傷鏈、陸上殺傷鏈三條殺傷鏈構成,並且三條殺傷鏈能夠進行交迭。
NIFC-CA系統超視距遠程攻擊示意圖
目前該系統的海上殺傷鏈主要由E-2D先進鷹眼預警機、聯合對地攻擊巡航飛彈防禦用網絡傳感器系統(JLENS)、CEC協同作戰系統、宙斯盾系統和標準-6飛彈五大部分組成。在此僅以NIFC-CA系統的海上打擊鏈為例對其組成以及超視距能力的構建進行簡單梳理。
圖表:NIFC-CA系統組成
由上表可以看出,在NIFC-CA系統的海上殺傷鏈中:
首先E-2D與多平臺協同,通過CEC提取並融合多傳感器的數據,為水面艦艇編隊提供實時的超視距預警,提高其防禦能力,並定位隱身目標,為防空反導兵力與武器提供火控數據;
JLENS則對來襲飛彈等進行360°遠程監視與跟蹤,並能夠為防空系統提供及時告警;
再結合SM-6飛彈、宙斯盾武器系統等,從而在擴展單艦防禦範圍的同時,實現編隊的協同作戰和超視距防空與殺傷力。
此外,儘管NIFC-CA系統的陸上、空中殺傷鏈的組成平臺會有些許不同,但也都包括空中傳感器、數據鏈網絡、主動雷達制導型飛彈和武器控制系統,關鍵在於這三類殺傷鏈能夠交迭進而擴展到整個作戰空域。
美海軍還對NIFC-CA系統用於反艦進行了成功測試,但是將該系統用於反艦時,現有的機載傳感器平臺E-2D進行海上目標探測的危險性較高,而且E-2D主要被用於艦隊防空和空戰指揮任務,加之NIFC-CA還欠缺用於識別海上目標的空中平臺。因此美海軍計劃將MQ-4C納入NIFC-CA,藉助MQ-4C搭載的MFAS雷達、MTS-B光電/紅外傳感器、ESM、AIS探測和識別海上目標,並利用CEC系統作為通信鏈路將目標數據回傳至「宙斯盾」艦,更為安全可靠地指示艦隊對海上目標開展超視距火力打擊。
當然,未來美軍還將加入更多的作戰要素,融合更為先進的裝備技術,以擴展NIFC-CA的應用範圍,由此大幅提高美海軍的防空反導能力與超視距攻擊能力。
先進無人機的超視距作戰能力
要在戰爭中佔據優勢,除了具備精準的打擊能力,能在視距外發現攻擊目標更是實現精確打擊的前提。而隨著戰爭模式的不斷改變,無人機的不斷發展,無人機未來必將是主戰力量之一,超視距偵察與攻擊能力也將成為無人作戰飛機最核心的能力。而隨著無人機技術的快速發展和任務載荷的不斷升級,傳統的視距測控系統已經無法滿足無人機廣域、全天候、高速率的信息傳輸需求,而衛星通信系統作為最有效的超視距測控和信息傳輸解決方案,則能夠進一步提高無人機的通信能力與整體作戰效率。因此,美軍為MQ-9無人攻擊機、RQ-4「全球鷹」無人偵察機以及MQ-4C無人偵察機等都裝備了衛星通信裝備,並正在為MQ-1C加裝衛星鏈路。
在此對幾種無人機的飛行性能參數以及超視距作戰能力進行梳理,如下表所示。
圖表:美幾款先進無人機的飛行性能參數與超視距作戰能力
其中:
「全球鷹」無人偵察機,一次飛行即可監測700萬平方公裡的範圍,在1.8萬米高空飛行也能識別海面上高爾夫球大小的物體,因此具備優異的超視距偵察與數據傳輸的能力,能夠實現低速遙控指令和遙測信息的超視距傳輸。
MQ-4C無人偵察機具備全天候進行視距內與超視距的情報、監視與偵察數據傳輸的能力。
MQ-1C能夠執行大範圍偵查、監視、目標探索以及精確打擊等作戰任務,增加了Ka波段通信能力的MQ-1C無人機將在2022年實現初始作戰能力,並在2027年實現全面作戰能力。
MQ-9無人攻擊機,通用原子公司已於2019年2月完成MQ-9的升級版——MQ-9B多用途察打一體無人機的自動化衛星通信演示驗證。該公司還宣稱已經成功地在地面上測試了空間雷射通信系統,並計劃將該系統用於MQ-9無人機,實現該無人機與衛星之間數據的安全傳輸。
超視距武器
AIM-120D空空飛彈
美國空軍AIM-120D空空飛彈長3.65米,彈體直徑1.778米,翼展0.5258米,發射重量150.75千克,彈頭22千克高爆穿透,採用固體雙脈衝火箭發動機,射程70~100公裡,戰鬥射程180公裡,飛行時速達4馬赫。AIM-120D還具有如下特點,如下表所示。
圖表:AIM-120D空空飛彈主要性能特點
由上表可知,AIM-120D的大角度離軸攻擊能力與電子反制性能將被進一步提升,並且由於加裝GPS導航,其導航精度也會有所提高,配合慣性導航,能夠更為充分地利用F-22和F-35的機載雷達。但只有配備GPS/INS制導裝置和雙向數據鏈的AIM-120D型號才能真正實現發射機雷達完全靜默的第三方制導。
此外,據稱AIM-120D還能夠較好地適應隱形戰機的隱蔽攻擊。
AIM-120D飛彈(上)與AIM-260(下)
然而,雖然AIM-120D配備了改進的大角度離軸發射以及雙向數據鏈路等,但依然無法充分利用過去30年發展的新技術。因此,美軍正在研發替代AIM-120飛彈的AIM-260「聯合先進戰術飛彈」(JATM)項目,該項目已經由美國空軍聯合陸軍、海軍和洛克希德·馬丁公司於2017年啟動,計劃於2021年開始進行飛行試驗,2022年形成初始作戰能力。由於該項目高度保密,只調研如下相關信息。
總之,AIM-260A是由美國空軍和海軍聯合快速研發的高度敏感的飛彈項目,未來將被用於對抗當前和潛在對手的飛機,並將能夠實現在任何戰場環境保持空中優勢。
LREW計劃
美國防部還在致力於開展一個能夠保證美國空中優勢的多任務和遠程攔截器的設計與工程評估項目——LREW項目,旨在開發下一代超視距空空飛彈。雷神公司的Peregrine中程空對空飛彈,就隸屬於屬美空軍遠程交戰武器(LREW)計劃。據稱該飛彈體積很小,彈長只有1.8米,重量約68千克,不及AIM-120的一半,從而能夠使F-22或F-35的載彈量倍增。
除此之外,該飛彈還將具備以下特點:
通過使用改進的高顆粒推進劑的多脈衝火箭發動機,大概率能在更小的封裝中執行從短程到超視距到超中程的一切作戰任務;
將採用AESA導引頭,除了採用更先進的彈頭裝藥技術外甚至可能完全取消彈頭裝藥,轉而採用物理撞擊目標以摧毀目標的彈頭設計;
配備了多模式自主尋道器,很可能將結合AIM-120的雷達歸位能力與AIM-9X的成像紅外探測儀;
採用與AIM-9X相同的推力矢量系統,具備極強的機動性;
將至少具備與AIM-120D相同的射程。
總之,該型飛彈將實現將先進的傳感器、制導和推進系統封裝在更小的彈體中,將是空對空飛彈發展過程中的一個重大進步。
NSM超視距反艦飛彈
2018年,美海軍就宣稱計劃為瀕海戰鬥艦加裝超視距反艦飛彈以增強器全面作戰能力,並最終選擇了NSM超視距反艦飛彈。
NSM彈體由大量複合材料製造,表面覆蓋了吸波塗料,還能夠通過掠海飛行、任務規劃路線、末端迂迴等措施降低被敵方艦艇發現的概率;飛彈頭部有稜形的窗口,供光電制導系統工作,彈體截面為六邊形,具有隱形射擊,彈體上方有進氣口,摺疊彈翼在發射後打開;尾部安裝了固體助推器;彈體內裝備了TRI渦輪噴氣發動機,能夠在啟動工作時保證該飛彈實現較遠的射程。
「加布裡埃爾-吉福德」瀕海戰鬥艦試射NSM超視距反艦飛彈
美國海軍「獨立」級瀕海戰鬥艦——「加布裡埃爾·吉福德」號瀕海戰鬥艦(LCS-10)已於2019年10月在關島海域成功發射了NSM。由於NSM飛彈射程在200公裡級別,因此配備NSM飛彈以後,「加布裡埃爾·吉福德」號首次具備了超視距打擊能力。加之採用了多項隱形設計,更大大增加了防守方的攔截難度。
美國海軍還計劃為每艘瀕海戰鬥艦(共有35艘)都配備兩組各四個NSM反艦飛彈發射箱。總之,NSM飛彈在瀕海戰鬥艦上的加裝,將極大提升其反艦作戰能力,並且能夠更為有效地執行威懾和遏制任務。
反坦克飛彈超視距作戰能力升級
雷神公司為「標槍」(FGM-148)反坦克飛彈研發的新型「輕量化指揮發射單元」(LWCLU)即將開發完成,有望於2022年展開量產,讓美軍輕步兵能在4.5公裡距離外,精準打擊敵軍戰車。
LWCLU是現今「標槍」反坦克飛彈改良重點之一,與現有Block1版本發射單元相比,體積縮小70%、重量減輕約40%,而電池的使用壽命增加50%。LWCLU還將更換長波紅外線感測器、更高解析度的高清顯示屏與整合式握把、新的雷射測距儀與標定器,對付遠距目標的衛星標定器,以及其他新的電子零件等。
升級後的「標槍」飛彈將首先配備給美軍特種部隊和陸軍步兵旅戰鬥隊(IBCT),隨後才會配備給其他部隊。
小結
美國十分重視超視距作戰能力的提升,將通過FAB-T、Comtech COMET等超視距通信終端為美軍提供高可靠性的關鍵任務超視距通信能力;為先進無人機裝備衛星通信數據鏈,提高其超視距態勢感知與通信能力;研發的多款空空飛彈、反艦飛彈等則在提高射程的同時,加強了機動性、隱身性等性能的研究;並不斷拓展NIFC-CA系統,以提高航母編隊的超視距防空反導與反艦作戰能力。美國基於超視距通信終端、無人機載衛星通信數據鏈、超視距武器,提升各平臺的超視距態勢感知、通信、火力打擊等能力,建立分布式、網絡化、多層次的作戰體系,其構建理念與先進技術的運用十分值得我國借鑑。
主要參考文獻
1 Space Force squadron gets new advanced terminal for secure communications.
2 With this upgrade,these aircraft will have anti-jamming comms.
3 Comtech Introduces the World’s Smallest Over-the-Horizon Microwave Troposcatter Terminal.
4 MQ-9B SkyGuardian: The Next Generation of Remotely Piloted Aircraft.
5 AIM-260 missile: the US Air Force and beyond-visual-range lethality.
6 Feature: OSINT – SAVAGE SKIES PART 2.
7 美國海軍一體化防空火控(NIFC-CA)系統淺析.
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