深度解析美空军防空压制作战:隐形战机将深入敌境

2016年11月25日 12:10 新浪军事 微博
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  美国空军使用战斗轰炸机对敌防空火力进行压制与摧毁的战术可以追溯到二战末期阶段,当时美国陆航的P-38、P-51和英国皇家空军的“台风”使用枪炮和火箭进行德国空军的高射炮阵地进行了攻击。在接下来的朝鲜战争中,虽然防空压制领域中的电磁压制并没有什么进步,但却导致了专用雷达杀伤反辐射导弹(ARM)概念的诞生。

  1963年,中国湖的美国海军武器中心把一套实验性的导引头、战斗部和引信安装在一枚AIM-7“麻雀”导弹上,创造出了史上第一枚反辐射导弹。到20世纪60年代中期,利用这个测试项目的研究成果,德州仪器公司研制出了AGM-45A“百舌鸟”反辐射导弹,并由斯佩里公司分包生产,悄然拉开了反辐射导弹家族发展的序幕。

AGM-45攻击雷达的动图

  SAM的威胁

  随着苏联雷达制导地空导弹(SAM)的完善,在越南战争中,北越开始将其作为主要的防空武器并大规模部署,严重影响了美军的空中突防战术。

北越SA-2导弹发射架

  1965年3月,一场针对北越地面目标的空中遮断战役——“滚雷行动”开始了。对此,北越开始加强他们的防空力量,并取得了一定的成效。1965年5月,北越上空的美军侦察机发现了第一座地空导弹(SAM)发射阵地,部署有苏制S-75“德维纳”导弹系统,也就是大名鼎鼎的SA-2“导线”导弹和配套的“扇歌”探测和定位雷达。

  1965年7月24日,北越SAM击落了一架美国空军的F-4C“鬼怪II”战斗机,第二天,一枚SA-2又击落了一架飞行在18000米高空的美国无人驾驶侦察机,空中作战的态势已经被不可逆转地改变了。

被SAM击中的一架F-4C

  美军向讨厌的SAM阵地发起报复性打击,但遭到了失败,因为北越布置了假导弹和假阵地来迷惑敌人,打击行动收效甚微。

  美军飞机在SA-2的直接或间接打击下,损失还在继续。为了逃避雷达制导SAM的威胁,攻击机群被迫低飞以避开导弹的性能包线,却又落入防空火炮(AAA)的射击范围内。北越导弹阵地在空域拒止方面发挥了重大作用,对于任何轰炸行动来说,飞机损失率必须保持在较低水平,3%是不可接受的,5%则是灾难性的。如果SAM同时发射足够多的数量就能产生恐怖后果。

一个完整的北越SAM阵地

  美军的机载干扰机只能解决部分问题,而且会损害飞机的有效载荷/航程能力,他们需要更有效的措施来应对SAM带来的致命威胁。

  因此,使用飞机直接攻击SAM阵地的雷达就成为了一种极具成本效益的战术,并在“滚雷行动”期间投入使用。美国空军战术空军司令部和美国海军都把注意力集中在摧毁北越SAM阵地的监视雷达和SAM瞄准雷达上,这两个军种都建立起沿用到今天的防空压制理念。海军在A-4和A-6舰载攻击机上挂了“百舌鸟”,空军则寻求专业化的防空压制飞机,一开始改装了屈指可数的几架F-100F双座机,并把它们称为“野鼬鼠I”。

  “野鼬鼠”的诞生

  1965年10月,十名经过甄选的美国空军飞行员聚集在佛罗里达州埃格林空军基地参加一个高度机密的项目,该项目名叫“野鼬鼠”,旨在研究应对北越SAM威胁的新装备和新战术。

  他们的座驾是几架经过改装的北美F-100F“超佩刀”战斗机,用于识别、标定、攻击北越的SAM发射场,尤其针对萨姆的引导雷达装置。应用技术公司(Applied Technology Inc。)做许多先期工作,这家公司以为U-2发展的电子对抗设备为基础研制出一套反SAM设备,在最后定型的系统中,F-100F装备了AN/APR-25雷达导航和告警接收机,可以探测出北越SA-2火控雷达的S波段信号以及改进型SA-2系统的C波段信号,并且还可以探测到北越战斗机机载截击雷达的X波段信号。座舱内安装了“威胁仪表板”,其中包括一个用于显示威胁信息的阴极射线管。AN/APR-26接收机专用于探测敌制导雷达在发射导弹时产生的功率变化,并在座舱仪表板以红色闪烁信号灯告警敌方已发射萨姆导弹。IR-133接收机具有比AN/APR-25导航和告警接收机更高的灵敏度并可以通过分析信号源指出威胁性质。

  经过改装的F-100F对雷达的攻击武器包括20毫米机炮以及两具LAU-3火箭巢,每具内装24枚火箭。伴随行动的普通F-100F战斗轰炸机则使用常规炸弹攻击目标。这项计划被称为“野鼬鼠”(Wild Weasel),因为这种凶猛的小型哺乳动物会进入猎物的洞穴中进行捕杀。

F-100F“野鼬鼠”,看上去与普通的F-100双座型并没有太多不同,但细细品味就能发现很多特别之处

  “野鼬鼠”们在加里·威拉德少校的领导下开始了匆忙的新任务训练,这种任务就是现在所谓的“防空压制”(SEAD,发音为seed)。一个月后,该小队就秘密前往战场,在1965年的感恩节抵达了呵叻泰国皇家空军基地。

呵叻基地的“野鼬鼠”小队与他们的F-100F

  于是,“野鼬鼠”和北越防空系统之间的猫捉老鼠游戏拉开了序幕。他们的第一个任务是在越南和老挝的边境地区飞行收集电子情报,旨在建立起对北越防空系统的态势感知(SA)。

  1965年12月22日,“野鼬鼠”飞行员拉姆上尉和电子战军官(EWO)多诺万上尉在一次任务中完成了史上首次SAM雷达猎杀。

  “野鼬鼠”们执行的SEAD任务很危险,他们需要飞行在攻击机群前方以吸引北越SAM阵地的注意力。这大大增加了“野鼬鼠”们暴露在敌方火力前的时间,他们需要把炸弹和火箭精确投射在SAM阵地上然后拼命逃跑。在SAM阵地被压制时,攻击机群就能从容轰炸然后安全返航了,“野鼬鼠”们会全程保持压制,因而赢得了“第一个进入,最后一个撤出”的座右铭。

  SEAD任务初见成效后,“野鼬鼠”们就把努力方向从“压制”转向了“摧毁”,也就是“防空摧毁”(DEAD,发音为deed)任务。DEAD任务也被称为“铁手”任务,通常4架F-105D/F伴随一架F-100F“野鼬鼠”出击,组成“猎人-杀手”编队。F-100F负责对目标进行识别和并使用机炮和火箭进行标记,F-105D负责轰炸。执行“铁手”任务的F-105F与F-105D不仅装备了火箭弹、炸弹与集束炸弹,而且有新型 AGM-45“百舌鸟”反雷达导弹。

描绘F-100F“野鼬鼠”和F-105D编队攻击SAM阵地的航空画“First In”,作者:基斯·菲利斯

  F-100的主要问题是航程有限,其作战在很大程度上受到了加油机部署的制约,而且只能依靠2.75英寸火箭弹、20mm机炮和炸弹在低空抵近“扇歌”雷达和SA-2阵地进行攻击。“雷公”是美国空军的新型主力对地攻击机,这种身躯庞大的战斗机速度和载弹量都比F-100提高不少。

  稍后,F-100F可以挂载AGM-45A“百舌鸟”反辐射导弹,具备了更强大的打击能力。百舌鸟导弹为被动制导,可以沿着敌方雷达波束一直追踪到发射机。1966年4月18日,F-100F在攻击北越雷达站时第一次使用了百舌鸟导弹。

执行“铁手”任务的F-105D,挂载了“百舌鸟”反辐射导弹

  “百舌鸟”与“标准”

  由于F-100F存在的缺点,1965年末美国空军决定用F-105F双座型来执行“野鼬鼠”任务。F-105F拉长了机身、加高了垂尾,保留了F-105D令人印象深刻低空高速飞行能力。F-105F“野鼬鼠”安装了利顿/Antekna AN/AYH-1雷达寻的与告警系统(RHAW),并升级了利顿记录仪。1966年5月,首批F-105F“野鼬鼠”抵达呵叻。当年7月,F-100F“野鼬鼠”执行了最后一次SEAD任务。

  F-105F“野鼬鼠”和其机组要面对严峻的挑战,到1966年8月,北越已经部署了超过100座SAM阵地。F-105F挂载AGM-45“百舌鸟”反辐射导弹,在较远距离发射导弹攻击SAM阵地的雷达天线,“野鼬鼠”们很快发展了新战术来提高“百舌鸟”的杀伤力。

挂载“百舌鸟”和“标准”反辐射导弹加力起飞的F-105F“野鼬鼠”

  稚嫩的“百舌鸟”导弹在战场上的表现并不好,虽然“百舌鸟”与之前的非制导武器相比给SAM阵地造成了更大的威胁,但其射程仍显不足——只相当于SA-2的约一半。而且斯佩里制造的早期批次导弹的引导头接收机灵敏度较低,导致EF-105F不得不先以无制导方式发射导弹,引导头抵近到一定范围之内才能锁定目标。由于引导头在导弹机动包线外锁定目标,导致许多导弹因此错失目标。为此中国湖调整了接收器的增益,之后出厂的“百舌鸟”导弹的引导头都被预调到针对特定类型的雷达。

  到1967年,游戏规则被再次改变。北越很快学会了看见“百舌鸟”发射就关闭雷达,来让导弹失去目标。美国海军的短期应对措施是发射5英寸火箭模拟发射“百舌鸟”,这样不管雷达开不开机都会遭受压制。

正在准备空中加油的F-105F“野鼬鼠”

  1966年美国海军在反辐射导弹的发展上迈出了一大步,海军武器中心和通用动力公司合作以RIM-66A舰载防空导弹为基础研制出了AGM-78“标准”反辐射导弹。这种导弹具有改进型火箭发动机和“百舌鸟”的引导头,射程和威力都比“百舌鸟”大得多,但它最棒的特点是可预编程制导,在这种模式下,载机的目标识别与获取系统会在发射前向导弹装订目标坐标,引导头的接收机只起到更新目标位置和提高精度的作用,即使引导头失去目标或雷达关机,“标准”仍会飞向目标,只是精度差点而已。

AGM-54与AGM-78的尺寸对比

  美国海军很快就给EA-6A电子战平台装上了“标准”,而战术空军司令部也把自己的F-105F升级成了F-105G“野鼬鼠”。F-105G的后座是专业电子战军官(被称为EWO或“熊”),机身内安装了数字化的ALR-46 RHAW和利顿APR-35接收系统。其中,利顿/达尔莫维克托ALR-46可以处理16个辐射源(如雷达),在排列出优先级后把数据传输给包括干扰机在内的其他子系统。F-105G的机身表面增加了众多的电介质面板,机腹两侧也多了两条长条形的整流罩。

F-105G机腹两侧多了两条长条形的整流罩

  尽管A型“标准”导弹的局限性很大,但能发射“百舌鸟”和“标准”的F-105G还是相当成功。1968年,安装了马克森电子公司引导头的AGM-78B问世。战术空军司令部仍需要新的“野鼬鼠”飞机来补充数量有限且持续减员的F-105G,他们选择了保留了诸多舰载机特点的麦道F-4C“鬼怪II”。F-4C的改装内容包括安装利顿ALR-53远程寻的接收器以及ALR-46,ALR-46用于威胁分类,ALR-53用于精确定位辐射源。改装后的飞机通常被称为EF-4C。

F-4C“野鼬鼠”是一种昙花一现的过渡机型

  在越南战争的下一阶段,随着北越扩大部署地空导弹和不断更新装备,“野鼬鼠”飞机的任务也更加繁重。SA-2后期型和SA-3地空导弹的雷达工作在高于导弹接收机的频率上,降低了“野鼬鼠”们的作战效率。尽管如此,美国空军在1972-1973年发动的“后卫II”战役还是打断了北越防空系统脊梁,“野鼬鼠”飞机掩护了大多数攻击机群飞向目标,并在他们撤出时提供保护。

  越战结束时,美国空军已经损失了几十架“野鼬鼠”飞机,42名机组乘员战死、失踪,或被俘。出现这么大的伤亡并不奇怪,因为“野鼬鼠”在每次任务中都要面对令人难以置信的危险。用美国空军退役中校艾伦·拉姆的话来说,他们就是“捉SAM的捕蝇纸”。据估算,“野鼬鼠”摧毁(或协助摧毁)了超过40座SAM阵地,但该数字并不足以说明“野鼬鼠”的真实战绩。当“野鼬鼠”在空中盘旋时,北越SAM雷达操作员往往会关闭雷达以求自保,这样就使美国攻击机群能在相对低威胁的环境中作战了。由此挽救的飞行员生命虽然无法统计,但对于攻击机群来说,“野鼬鼠”的确是上帝派来的天使。

  第一代“野鼬鼠”们证明了SEAD任务的效果,揭示出该任务在美国空军整体战略中不可或缺的地位。由于SEAD任务是如此重要,所以美国空军战后在内华达州内利斯空军基地的美国空军武器学校专门设置了SEAD课程。

  赎罪日战争与F-4G“先进野鼬鼠”

  越战结束后,战术空军司令部显然需要新的“野鼬鼠”飞机来取代F-105G和EF-4C。新系统必须能够应付欧洲战场的高威胁环境,F-4D的机体被认为是一个很好的设计起点,于是他们启动了先进“野鼬鼠”发展项目。

F-4D“野鼬鼠”只改装了两架,图中可以看到机鼻下方硕大的APR-38 RHAW的接收天线

  但赎罪日战争彻底改变改项目。在1973年以前,以色列人并不认为地空导弹和雷达指挥高炮是严重威胁,但在战争中以色列空军在埃及和叙利亚大规模部署的苏制防空网络的打击下损失惨重,其中最突出的武器是具有低空防御能力的SA-6无线电指令制导与末段半主动雷达制导地空导弹和ZSU-23-4P四管23毫米自行高炮。虽然以色列空军最终发展出对付这些系统的有效战术,但已经损失了100架战斗轰炸机,占以色列空军A-4和F-4E机队一大部分。事实上在战争首日下午,以色列空军在戈兰高地上空的行动就几乎止步不前了,直到采取了对抗高炮和地空导弹的紧急补救措施后局面才有所改观。以色列空军宣称的大约1%的总损失率的水分很大,他们在战争初期的损失率惊人,尤其是近距支援任务。

让以色列空军损失惨重的SA-6导弹

  能自行机动的SA-6是最先问世的苏联新一代防空导弹系统,其设计目的是清除战场上的执行近距空中支援和遮断任务的敌机。这类系统都能机动并且能跟上行军中的装甲车辆和机械化步兵,其中许多系统的雷达采用了更加难以干扰的连续波体制。在越战中,美国空军战术空军司令部击毁了大量北越坦克(超过700辆,许多是T-54)和重炮(超过250门130毫米火炮),这给苏联人敲响了警钟,发展出以地制空理论。显然,苏联雷达制导武器的密度正在增加,而且向着能承受重度干扰的复杂而带光学备份的频率捷变系统方向发展。

  这些情况表明,新的先进“野鼬鼠”必须能在低空灵活飞行,以躲避战斗机和地面防空系统的猎杀并提高对地攻击的精确性。该机的RHAW必须覆盖范围更广的雷达频率和脉冲参数,同时还能提供使用常规弹药执行“盲目”攻击时的准确性。该机的火控系统必须与RHAW高度集成,以便兼容研发中的新型弹药。

  美国空军在赎罪日战争后实施的第一步是尝试把F-4D改装成新“野鼬鼠”,一架F-4D被用作武器系统发展的测试平台。但用F-4E来改装显然更合适,不仅内油更大,J79-GE-17发动机的推力也更大,此外还具有新的APQ-120火控雷达和能大大提高转弯性能的前缘缝翼。于是美国空军决定把116架69财年的F-4E作为基准机身改装成新“野鼬鼠”,编号为EF-4E,但鉴于改装的幅度之大,编号在后来改为F-4G。第一架F-4G于1975年首飞,第一架作战飞机交付于1978年。

在爱德华兹空军基地试飞的YF-4G原型机

  把F-4E改装成F-4G涉及几处机身和众多的系统更改,其中安装APR-38 RHAW占了大头。该系统占据了F-4E的M-61A1 20毫米加特林机炮的空间,麦道公司的工程师们不得不重新设计颚部吊舱和机鼻内部结构的各个组件,以安装与RHAW相关的25个外场可更换单元以及颚部天线罩。RHAW共有52个天线,分布在颚部吊舱、座舱前方、机背、垂尾顶部。天线的放置位置经过了精心安排以提供近似球形的信号覆盖,能探测来自所有方向的威胁。F-4G的电子战军官后座舱增加了一组任务专用显示器,前座舱只有细微变化。

F-4G机鼻的AN/APR-38天线

  与RHAW无关的改装就比较少了,F-4G的中线硬点经过修改可挂F-15的2270升副油箱,油箱满载时,F-4G的过载限制为6g,油箱用光后,就可以用机身最大过载限制了。中线油箱还解放了机翼内侧和外侧的两个武器挂点。F-4G还重新布了线以挂载AIM-7F和新型AIM-9,前机身右侧的“麻雀”半埋挂架经常会挂一个自卫干扰吊舱。

  F-4G可挂载AGM-65A/B/D“小牛”导弹和Mk82 227千克通用炸弹,以及CBU-52集束炸弹。反辐射导弹除支持“百舌鸟”和“标准”外,还通过一个软件补丁和新挂架支持新的NWC/德州仪器AGM-88A高速反辐射导弹(HARM)。机身的另一个堪称重大但相对来说价格便宜的改进是换装J79-GE-17E无烟发动机,额定推力5384千克,加力推力8119千克,消除了其他型号F-4的著名尾烟。

  F-4G在作战中会在接近目标区域时下降到一个非常低的高度,用丘陵甚至树林掩藏身形,避免被目视或雷达探测到。在一次典型的“百舌鸟”攻击中,F-4G会悄悄接近目标,然后4.5g拉起,滚转倒飞,然后拉杆到5g并发射导弹,随后再次滚转到正飞姿态进入俯冲,逃离或进入轰炸航线。

  在1991年的“沙漠风暴”行动中,F-4G证明了自己的价值,遵循“野鼬鼠”“第一个进入,最后一个撤出”的座右铭,与其他飞机一起实现了现代战争史的最一边倒的空中行动之一。“野鼬鼠”任务已经成为空中作战获胜的关键。

在1991年的“沙漠风暴”行动中,F-4G证明了自己的价值

  F-16“野鼬鼠”

  尽管从越战起,美国空军就已建立并保持着名副其实的空中优势地位,但小国装备的综合防空系统(IADS)却带了确实存在的威胁。美国最近唯一的空战损失仅是“沙漠风暴”中的一架F/A-18“大黄蜂”,不过同时有更多的飞机被SAM和高炮击落。在现代空中作战中,考虑到技术进步和部署IADS的成本效益,来自地面的威胁正变得越来越严重。

  购买SAM系统永远比维持战斗机机队要便宜得多,所以从经济角度来看,购买并部署6套SAM系统来保卫自己的国家要比维持50架战斗机容易得多。在必要情况下,“野鼬鼠”要敲掉的就是这种防空网络。

早期F-16B“野鼬鼠”的研究,翼尖安装了两个RHAW吊舱

  随着F-4G在1996年的退役,一种新的“野鼬鼠”飞机开始服役,这就是洛克希德·马丁公司F-16C“战隼”的Block 50/52批次。Block 50/52之间的不同之处仅仅是发动机,Block 50安装通用电气的发动机,Block 52安装普惠发动机。这两种发动机的推力级别相同,所以Block 50/52批次的性能基本一致。

  F-16战斗机在“沙漠风暴”行动中也发射过HARM,但要依赖F-4G的引导。一开始,F-4G老飞行员们对这种小尺寸轻型战斗机的生存能力表示严重关切。这种单座飞机还没有成为一种成熟的武器系统,从F-4G的角度来看,额外的电子战专家不仅带来了额外的态势感知能力,还能确定电子战系统探测到了什么东西并帮助飞行员做出正确反应。在分秒必争的战争中,这也是新“野鼬鼠”平台获得任务胜利的关键。

由于航电的进步,F-16CJ已经无需配备额外的电子战专家了由于航电的进步,F-16CJ已经无需配备额外的电子战专家了

  F-16“野鼬鼠”的解决方案是先进航电,Block 50/52增加了一台HARM航电/发射界面计算机(ALIC),负责在发射前对AGM-88 HARM导弹进行目标方位和距离数据的预编程,使HARM可顺利飞到目标附近。

  该机的主要作战武器是AGM-88 HARM II和“百舌鸟”反辐射导弹,还可挂载TI公司的AN/ASQ-213 HARM瞄准系统吊舱(HTS)。吊舱挂载在进气口右侧,内部安装有超级灵敏的接收机,可对威胁信号进行探测、分类、测距,并将数据传送给HARM导弹和座舱显示器。该吊舱使Block 50/52具有HARM导弹的自主发射能力,这种SEAD能力扩展了“战隼”的任务清单,填补了F-4G退役后的空缺。在密集威胁环境下,Block 50/52也可以不依靠吊舱而是从RC-135“铆钉接头”飞机获得经过优先级排序的目标信息。

F-16CJ“野鼬鼠”的核心装备:AN/ASQ-213 HARM瞄准系统吊舱(HTS)

  Block 50/52现装备8个美国空军中队,其中一些部署在欧洲和太平洋地区的前沿基地。尽管这种飞机缺少了一名专职电子战军官,但通过其升级雷达和航电设备、JHMCS、先进瞄准吊舱和HARM瞄准系统(HTS),成为了令人难以置信的致命平台。与美国空军的其他F-16一样,“蝰蛇”是一种体型小、推力强大、超级灵活的战斗机,成为美国空军SEAD/DEAD任务的骨干力量。

  超级“野鼬鼠”已经诞生。

  对制空权最大的挑战仍来自防空系统,美国空军仍需要能深入敌境并解决特定威胁理的先进飞机。SEAD/DEAD任务永远不会消失,而且已经被规划为F-35的主要任务之一。(作者署名:空军之翼)

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