前言:电子战是现代战争中的重要组成部分,最近关于中国电子战水平的讨论非常激烈。有人认为中国的电子战能力让美国感到震惊,也有一些人认为这不过是中国自媒体的自我夸耀。作为在电子战领域非常重视的军队,美军在电子战装备和研发理念方面一直走在全球前列,几乎所有电子战实战的经典案例都出自美军。那么,美军如何看待中美之间在电子战技术上的差距呢?本文将参考美国EA-18G电子战机的原厂使用手册,详细揭示相关内容。
一:美国电子战机战例
美国是全球第二个发展电子战飞机的国家。在二战期间,英国通过雷达干扰机和箔条对德军雷达进行强力干扰,从而显著降低了夜间轰炸机的损失率。美国向来擅长借鉴他国技术,1956年,美军在B-66“毁灭者”轰炸机的基础上,去除了武器挂载,安装了25部电子干扰设备和两个箔条自动投放器,成为了世界上首款专用电子战飞机——EB-66。该机能干扰160300千米范围内3010750兆赫的雷达,并根据信号特征识别不同类型的防空雷达,很快便投入越南战争。
EB-66电子战机主要与战斗机一同飞行,为美军提供电子遮蔽掩护,干扰并压制越南军队的导弹火控雷达和高炮引导雷达,或者担任轰炸机群的引导机。然而,由于EB-66的电子干扰能力较为有限,干扰距离较短,它经常需要接近敌方防空火力的射程,因此每次出动时都需要两架战斗机提供保护,使用起来灵活性较差。美军随后在A-6A舰载攻击机的基础上,改进并发展了EA-6A电子战机,新增了5个独立的侦察、干扰和箔条投放吊舱,但这些吊舱的型号众多,操作起来颇为麻烦。
美军又发展了EA-6B“徘徊者”电子战机,该机加长了机身,将座位从2名增加至4名,并搭载了世界上干扰功率最大的电子干扰系统——ALQ-99。这一系统可自动、半自动及人工方式干扰4个频段的雷达,工作波段从64MHz到40GHz。EA-6B需要根据电子侦察到的敌方雷达频率来选择合适的外挂吊舱,吊舱内配备的干扰发射机功率达到1~2KW,每个频段的干扰功率超过1000W。
EA-6B电子战机于1972年投入越南战场,通常在攻击机群出动前5~10分钟抵达防空武器射程外的100千米范围进行电子干扰,特别是在“萨姆”-2防空导弹的“扇歌”雷达系统上施放干扰,使目标探测雷达显示一片空白。在“后卫”-2战役中,EA-6B电子战机的介入使美军战机的损失减少了3倍。在一次持续11天的任务中,B-52轰炸机出动了729架次,而搭配电子战机的任务则出动了2700架次,北越军发射了约800-1200枚“萨姆”-2防空导弹,最终仅击落15架B-52。
1972年,美空军还基于F-111A战斗轰炸机开发了EF-111A“渡鸦”电子战机。EF-111A体积更大,电子干扰设备更加充实,能够提供更强的干扰性能。5架EF-111A可以同时影响从波罗的海到亚得里亚海的绝大多数雷达。然而,EF-111A不携带武器,通常与装备反辐射导弹的F-4G战斗机协同作战。1985年,美军在“黄金峡谷”空袭中,4架EF-111A电子战机对利比亚进行了6分钟的干扰,使200千米内的雷达屏幕上充满了雪花,防空导弹无法发射,通信干扰也导致无线电耳机充满噪音。
在海湾战争期间,美国投入了100多架F-4G、EF-111A和EA-6B电子战机,执行了4000多次任务,成功对伊拉克的雷达、防空系统、指挥中心和通信设施进行全面探测、分类、定位、干扰和打击。在短短6天内,伊拉克防空雷达的开机量下降了90%。冷战后,F-4G和EF-111A电子战机逐渐退役,而124架EA-6B成为美军唯一的电子战机。然而,A-6攻击机设计于50年代,最大速度仅为920公里每小时,性能难以提升,无法与F-18E/F战斗机并肩工作,也缺乏空战能力。此外,EA-6B的干扰目标有限,执行任务时还会严重影响自身的通信功能,且已服役超过40年,机体寿命即将到期。
二:巅峰之作的EA-18G电子战机
为了提升电子战能力,美国海军决定开发新型电子战飞机。这款新型电子战机以F/A-18F战斗机为基础,2006年,EA-18G电子战机正式首飞,2007年进入小批量试生产,2008年开始部署到航母上进行作战评估,2009年正式服役。美国海军共采购了124架EA-18G,装备了十个航母舰载机中队和四个陆战队飞行中队,全项目的费用大约为400亿美元。EA-18G“咆哮者”电子战机沿用了F/A-18E/F战斗机的机体,两者的零部件互换率超过90%,使得这款电子战机能够与F/A-18F战斗机的飞行速度和操作高度相匹配,既能够实施防区外干扰,又能随队进行干扰。
为了节省开发费用,EA-18G的电子战系统与EA-6B电子战机的70%兼容。然而,EA-18G的座舱仅容纳一名飞行员和一名电子战军官,比EA-6B电子战机的座舱少了两名电子战军官,增加了飞行员的工作负担。飞行员不仅需要驾驶飞机,还需参与电子战任务,这使得工作量接近人类的极限。波音公司花费了近十年时间来验证这种单人和双人配合完成四人任务的可行性,最终决定让飞行员同时担任多重角色。
EA-18G电子战机比EA-6B电子战机增加了六个外挂点,除了可以搭载五个干扰吊舱外,还能携带反辐射导弹或对地精确打击武器。装备的APG-79有源电扫雷达,能够同时在空对空和空对地模式下工作,还能通过合成孔径模式生成地面图像,并分配部分T/R单元对敌方雷达进行干扰和压制。由于该雷达的天线孔径较大,功率较强,能够精确指向并同时干扰多部雷达。此外,EA-18G也能够搭载AIM-120C空空导弹,使其空战能力达到了F/A-18E/F战斗机的70%。
EA-18G的电子战系统包括翼尖携带的两部ALQ-218(V)2战术侦察告警接收机吊舱,这些吊舱能够在全频段内不间断地发现并快速识别雷达类型。通过分析跳频图谱,这些吊舱可以自动追踪雷达的发射频率,并在进行全频段干扰时不干扰电子监听。长基线干涉仪使其能够实施“跟踪-瞄准式干扰”,甚至能够干扰F-22战斗机与AIM-120空空导弹的数据链,令导弹脱靶。尽管EA-18G仍然使用基础设计已经相对过时的ALQ-99干扰吊舱,这些吊舱虽然经历了六次升级,但其基础设计仍旧属于上世纪60年代。
ALQ-99干扰吊舱长4.7米,每个吊舱内配备两个干扰机,持续功率为1千瓦,峰值功率可达20千瓦,干扰距离为160千米,能够为150千米半径范围提供安全走廊。吊舱能覆盖多个频段(64~150 MHz至7.5/7.75一40GHz),每个频段需要一个独立的干扰机,因此要覆盖10个频段需要5个吊舱。标准配置通常是3个发射吊舱、2枚反辐射导弹和2个副油箱,这样只能覆盖5到7个波段。
尽管可以通过部署两架飞机来覆盖所有频段,但EA-18G电子战机缺乏多平台协同作战的能力,改进后仍难以满足现代数字化作战的需求。因此,美军决定开发AN/ALQ-249(V)1“下一代干扰机”来满足反介入/区域拒止作战的需求,确保在未来的战争中保持电子战优势。AN/ALQ-249(V)1干扰机在ALQ-99的基础上逐步增加了能力,采用氮化镓有源相控阵天线,每个天线阵面有100至180个T/R模块,干扰信号的强度为ALQ-99的8至10倍,干扰距离增加了2至3倍。
这些吊舱包括低频、中频和高频三个版本。中频吊舱覆盖2GHz至6GHz,涵盖了S波段(2GHz~4GHz)和C波段(4GHz~8GHz),这是防空警戒雷达和搜索雷达的工作波段,因此中频吊舱的覆盖效果极为重要。低频吊舱覆盖100MHz至2GHz,专门针对米波雷达和L波段雷达。高频吊舱则覆盖6GHz至18GHz,涵盖了C波段的上半段、X波段和Ku波段。三个吊舱就能全面覆盖从100MHz到18GHz的频段,并与APG-79有源相控阵雷达协同工作,提高了电子干扰的利用效率。
EA-18G还能够使用高度机密的“舒特”系统,这是一种集网络战和电子战于一体的“网电战”系统。该系统不需要直接接触敌方的通信线路或插入病毒,而是通过发送数据流渗透敌方地面计算机,植入病毒控制敌方的传感器,发布错误信息,或者利用“木马”病毒瘫痪敌方防空雷达。在美军对利比亚实施的“奥德赛黎明”行动中,EA-18G电子战机使用“舒特”系统发射恶意电子脉冲信号,通过控制利比亚的网络,影响其防空系统。
三:中国早期的电子战机
在20世纪90年代,中国空军深刻认识到电子战的重要性,尤其是从美军EA-6B电子战机的实际作战中汲取了教训。因此,在引进苏-30MKK多用途战斗机时,中国空军特别选择了引进俄罗斯的APK-8型电子侦察吊舱和Kh-31P反辐射导弹,作为第一款搭载“野鼬鼠”电子战系统的战机。然而,这些设备技术较为过时,无法有效压制西方新一代防空系统的威胁。并且,苏-30MKK多用途战斗机数量有限,无法应对未来可能面临的复杂防空挑战。
因此,中国空军决定对双座舱设计的歼轰7A战斗轰炸机进行改装,将其转型为电子战机。歼轰7A的航程、载弹能力及挂载点与苏-30MKK相似,且服役数量较多,改装方案包括加装国产电子侦察吊舱和“鹰击”91型反辐射导弹。其电子侦察吊舱与美国F-16CJ战斗机使用的AN/ASQ-213电子侦察吊舱相似,能够提供相当的电子战侦察能力。与此同时,“鹰击”91型反辐射导弹对比Kh-31P导弹,在导引头方面有所简化,支持S波段、C波段和X波段的单一导引头覆盖,简化了技术和作战难度。
中国海军航空兵也开始为部分歼轰7A战斗轰炸机配备类似美军AN/ALQ-99电子干扰吊舱的K/RKL-900型电子侦察干扰吊舱。该干扰吊舱由电子侦察定位吊舱、中频电子干扰吊舱以及高频电子干扰吊舱组成,能够干扰S波段的美军“宙斯盾”舰上SPY-1系列雷达和X波段的俄罗斯S-300防空导弹的64N6E“大鸟”预警与搜索雷达。然而,由于携带副油箱时无法搭载反辐射导弹,这些改装后的歼轰7A只能执行电子侦察与干扰任务,无法同时进行反辐射攻击。
随着美军成功研制出EA-18G电子战机,中国空军迅速跟进,开始研制一种与EA-18G功能和用途相似的电子战机。中国空军选择了性能更佳、机动性更强、载弹能力更大、航程更远的歼16重型战斗机作为基础。歼16重型战斗机于2011年完成首飞,而歼16D电子战机的研制工作则始于2010年。2015年,首架原型机完成首飞并为外界所知,但随后该项目出现了沉默状态,外界未能得知后续进展。美国情报部门一度猜测,可能由于研制难度过大,中国无法按计划完成电子战机的研制和试验,因此不得不大幅推迟或甚至取消该项目。
四:歼-16D电子战机的性能
在第十三届中国国际航空航天博览会公开歼-16D电子战机后,美国才意识到这款电子战机已经进入量产,并装备到作战部队。之所以未被察觉,是因为中国在保密方面做得非常严格。此外,歼-16D与歼-16战斗机外观几乎相同,唯一的区别在于机炮和红外搜索/跟踪系统的存在。歼-16D的机头空间被压缩了20%以安装电子设备,因此雷达舱缩短了约三分之一,原本直径为1米的雷达天线也有所缩小。然而,得益于采用更先进的氮化镓T/R模块,雷达的探测性能和功能并未受到影响,其T/R模块数量也远超APG-79有源电扫雷达,后者的天线直径仅为0.75米。
歼-16D的翼尖安装了与美国ALQ-218(V)2全频段战术接收机类似的电子吊舱。吊舱上方配有四片大型刀形天线,长度比ALQ-218(V)2多了0.4米,直径和重量分别为0.3米和240千克,这表明该吊舱在技术上相当先进,具备全频段、全向高精度定位的能力,并且采用了短基线干涉仪原理。通过机身上大量的灰色蒙皮推测,歼-16D的前航电舱及机身两侧都装有大型辐射接收天线,而EA-18G电子战机由于空间不足,未能安装如此大型的天线,这也使得歼-16D在此方面占有明显优势。
歼-16D可携带4具RKZ930系列大型电子吊舱,每个吊舱长约5米,直径0.4米,重400千克,涵盖了RKZ930-22、RKZ930-10、RKZ930-31和RKZ930-32四种型号,能够覆盖不同的频段。吊舱的主体部分基本相同,前后均配有干扰发射天线,具备全向干扰能力。与AN/ALQ-249电子干扰吊舱设计相似,RKZ930系统比EA-18G的电子战机多挂一个吊舱,真正实现了对所有频段的有效干扰。
中国近年来在有源相控阵雷达技术领域取得了飞速进展,很多技术已达到世界领先水平。因此,歼-16D的干扰吊舱也同样采用了有源相控阵干扰天线、数字处理、自适应波束成形、智能分析以及射频管理等前沿技术,其干扰能力不逊色于AN/ALQ-249(V)1干扰系统。不同于EA-18G电子战机,歼-16D的干扰吊舱并未配备小型涡轮发电机,但其动力系统仍能保证吊舱的正常工作。相比之下,EA-18G电子战机的两台F414-GE-400发动机只能提供180千瓦电力,因此其AN/ALQ-99和AN/ALQ-249干扰吊舱必须配备小型涡轮发电机。
由于电力不足,EA-18G电子战机的干扰功率从10千瓦降至6千瓦,而带有涡轮发电机会增加飞行阻力,使得EA-18G的最大飞行速度仅为0.85马赫。相比之下,歼-16D的飞行速度更快,且吊舱的飞行阻力更小,这使其在与歼-16战斗机协同作战时更具优势。
与EA-18G电子战机类似,歼-16D电子战机也具备一定的空对空、空对地及空对海打击能力。全机共设有8个外挂点,挂载4个干扰吊舱的同时,还可挂载2枚“霹雳-15”中程空空导弹和2枚“鹰击-91”反辐射导弹,甚至可以选择挂载4枚“鹰击-91”反辐射导弹,增强反辐射能力。相比之下,EA-18G由于挂载点限制,无法实现这样的作战能力。歼-16D的服役标志着中国成为世界第二个能够研发高性能专用战术电子战机的国家,这一成就的意义堪比歼-20战斗机。
从歼-16D电子战机和EA-18G电子战机的研制周期来看,两者从开始研发到首飞均用了5年的时间,显示双方技术水平相当。然而,歼-16D的RKZ930干扰吊舱自2015年就完成了研发,而AN/ALQ-249干扰吊舱则于2013年开始研制,经过多次技术挑战,直到2024年9月才达到初始作战能力,比RKZ930整整慢了9年。由此可以看出中美电子战技术的攻守局势发生了显著变化。
五:结语
美国空军参谋长布朗上将在2023年7月获提名为美国参联会主席时指出,美军在电磁领域的防御与攻击能力由于几十年的衰退,已经大幅下降,这使得美军在未来的电子战中变得脆弱,对抗主要对手时,联合军队将面临巨大挑战。
然而,我们也不应过于自信,美军目前装备的电子战机数量接近400架,远远超过中国,其中EA-18G电子战机的数量是歼16D电子战机的好几倍,仍然存在着明显差距。尽管如此,考虑到美军需要进行全球作战,而中国军队主要集中在西太平洋,所需的装备数量只要足够使用即可,并不一定要超过美国的规模。
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