【RAND】美国空军基地防御报告——防御篇

2020年5月29日,美国兰德公司官网上发布了一份题为《Air Base Defense—Rethinking Army and Air Force Roles and Functions》的报告。报告认为:美国驻欧洲空军基地面临的巡航导弹和弹道导弹威胁越来越大,这促使美国驻欧洲空军总部(USAFE)重新评估近期和远期的防御方案。

为了支持这一重新评估,USAFE总部要求兰德公司探索USAFE获得自己的陆基导弹防御系统的可行性,并从作战和服务角色及功能的角度考虑这个问题。本报告主要关注与角色和功能相关的问题,包括空军基地地面防御的历史、角色和任务的权限,以及陆军和空军关于空军基地防御争议的案例研究。然后评估美国空军解决空军基地主动防御不足的七种替代行动方案,还具体讨论了操作方面的问题。我们着重分享报告中空军基地的威胁和空军基地防御方案两个方面的内容。
本文为报告重点内容之一——防御篇,昨天奉上的为威胁,感谢您的关注和支持!

文章仅供参考,观点不代表本机构立场。

空军基地防御报告

作者:ALAN J. VICK, SEAN M. ZEIGLER, JULIA BRACKUP, JOHN SPEED MEYERSALAN J. VICK, SEAN M. ZEIGLER, JULIA BRACKUP, JOHN SPEED MEYERS

编译:学术plus评论员  临风

网址:

https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR4368.html

接上篇:【RAND】美国空军基地防御报告——威胁篇

三、空军基地防御方案

保护机场的努力可以追溯到第一次世界大战的最初几个月,当时德国人引入了主动防御(如中型机枪)和被动防御(主要是电荷耦合器件)来保护机场。第二次世界大战期间,随着更加致命的主动防御、系统化的基地加固以及复杂的分散和电荷耦合器件计划的引入,技术水平有了很大的提高。冷战期间,北约和华沙条约组织都在空军基地周围部署了防空系统,为战斗机建造了数百个加固的飞机掩体和疏散场,并加大了开发土木工程技术和能力,以便快速从敌人的攻击中恢复过来。尽管威胁和防御技术在这几十年间有了很大的发展,但基本的防空基地防御概念(例如,点和面主动防御、强化、分散)基本保持不变。

在这一章中,我们讨论主动和被动方法的潜在效用,以抵御前一章中提出的威胁。主动防御选项包括射频干扰、定向能武器、枪支、地对空导弹和执行防御反空袭任务的战斗机。被动防御选项包括电荷耦合器件、将资产分布到一个基地、将资产分散到多个基地、强化设施和攻击后恢复能力。我们首先单独讨论每个武器系统或方法,然后评估它们在各种威胁中的潜在效用和多功能性。

(1)电子对抗

近年来,由于XX和俄罗斯作为主要安全威胁的崛起及其重要的电子战能力,电子战已成为国防部的一个优先事项。空军理论中将电子战定义为“涉及使用电磁的军事行动”,或以定向能量来控制电磁[电磁频谱]或攻击敌人。”电子战有三种类型:电子攻击、电子战支援和电子防护。在这三者中,环境影响评估是本次讨论中最突出的问题。

可以理解的是,美国空军电子侦察局致力于提高暴露在敌方雷达和防空武器(如地对空导弹、空对空导弹)下的友军飞机的生存能力。自冷战结束以来,对电子对抗能力的兴趣和投资有增无减,但正如新的电子战路线图所反映的那样,现在是空军领导层的优先事项。以前在空军基地防御中使用电子对抗得到的关注相对较少,尽管现在这种情况正在改变,即积极运用反无人机技术。

对于这份报告,我们感兴趣的是可能用来击败敌人武器或平台,并对友军空军基地进行进攻行动的电子侦察战术和技术(如干扰和定向能量)。作为综合空军基地防御的一部分,定向能系统形式的电子对抗能力可能会摧毁来袭的敌人武器系统或运载平台。干扰可以用来迷惑敌人的导航系统和传感器,或者干扰通信,例如商业无人机和它的操作者之间的通信。

第二次世界大战中的一个历史例子说明了电子对抗对敌人导航系统的使用。德国空军开发了无线电测向系统,这样他们的轰炸机可以更精确地导航到英国的目标。一旦英国人发现德国人在使用导航光束,英国科学家就采用各种干扰和欺骗技术来阻止德国轰炸机使用这种导航工具。在后来被称为“光束之战”的事件中,英国人不仅试图用噪音干扰德国信号,还试图扭曲德国信号,使轰炸机稍微偏离航线,足以错过目标,但不足以被机警的操作员发现。

电子攻击是一个庞大的技术性话题,远远超出了本分析的范围。尖端电子分析能力的细节在开放源代码中通常也不可用。也就是说,环境评估代表了平衡的空军基地防御的一个重要方面,因此,至少在概念上,应该包括在任何空军基地防御方案的评估中。在接下来的小节中,我们将考虑射频干扰和定向能武器,用来说明电子对抗对空军基地防御的潜在贡献。

1)射频干扰

飞行员长期以来一直使用机载电子战系统来干扰或欺骗敌人的雷达和通信。射频干扰在空军基地防御中也有潜在的作用。原则上,任何依赖射频链路进行控制、导航或武器引信的系统都有可能受到干扰。飞机和弹药上的目标雷达也容易受到干扰。如前所述,对敌方导航系统的射频干扰可追溯到第二次世界大战,这也同时对某些现代导航系统有效,如美国全球定位系统。

干扰和欺骗导航信号作为一种电子侦察的形式,在概念上类似于英国在第二次世界大战中破坏德国导航设备的那些操作。令人惊讶的是,全球导航卫星系统干扰在民用环境中比在战区更常见,个人和政府经常将其用于各种目的。例如,在美国,全球定位系统干扰器(在易趣上可以买到)虽然是非法的,但都曾被“试图逃避高速公路通行费的卡车司机、阻止老板跟踪他们的汽车的雇员、[和]在限制区域驾驶无人机的高中生”使用过。据报道,俄罗斯安全部队还曾使用全球导航卫星系统干扰来保护普京总统出行。最后,也是这一分析中最突出的一点,美国军方在伊拉克自由行动中曾经历了全球定位系统的干扰。在叙利亚最近的行动中,全球定位系统干扰也一直是一个大问题。

前一章分析了空军基地被几个导航系统攻击的可能性,包括飞机投送的炸弹、巡航导弹、弹道导弹、无人机和先进的迫击炮弹。阻止这些武器接收全球导航卫星系统信号可能会降低其准确性。有一点是清楚的:美国国防界非常重视全球定位系统的干扰和欺骗威胁,并越来越多地转向双模式搜索和抗干扰功能来对抗这种威胁。这表明,在某些情况下,干扰导航制导系统的末段(例如,来自位于空军基地的干扰器)是有效的。目前还不清楚全球导航卫星系统对当代和新兴的敌方军事系统的干扰是否足够有效或通用,也无法证明在设备、人员、训练等方面所需的投资是合理的,但这是电子对抗在空军基地防御中可能发挥的重要作用之一。

另一方面,商用无人机的全球导航卫星系统和射频干扰显然值得进行空军基地防御,至少作为一种临时解决方案要加以重视。它们的价值反映在,使用一种或两种干扰的反UAS系统的数量上。巴德学院无人机研究中心称,干扰无人机和操作员之间的射频链路和/或干扰其全球导航卫星系统链路是最常见的反UAS防御,出现在96个不同的系统中。只有18个系统使用最流行的方法,即用网络捕捉无人机。

海上防空综合系统是一种使用射频干扰来破坏UAS和操作者之间控制联系的武器。这似乎对当前这一代的商用无人机有效,但未来的自主无人机或通信抗干扰的无人机可能不太容易受到干扰。

安装在北极星MRZR飞行器上的轻型海上防空综合系统干扰机

射频干扰也可用于对付其他威胁,即使用近炸引信瞄准的弹药。例如,近炸引信使用小型雷达确定与目标的距离,并在撞击前引爆。这使得迫击炮、大炮和空投弹药能够在地面目标上进行空中爆炸(大大扩大了地面爆炸的致命影响范围),空空导弹能够在飞机附近引爆(而不是要求直接命中),从而增加了目标受损的可能性。近距离引信干扰在第二次世界大战期间被广泛推行,空军拥有干扰空对空导弹的优势,这种优势一直保持至最近。然而在现代,弹药的一些设计可以用来克服近炸引信干扰的特点,表明这种技术可能只对旧的或粗糙的系统有用。

2)激光器

固体激光作为未来的空军基地防御武器具有很大的吸引力。它们是准确的,可以迅速地从一个目标转移到另一个目标,可以有效地打击一系列目标,而且每次射击的成本比较低。它们的缺点包括:由于大气条件,射程有限,加热目标所需的停留时间过长,足以损坏目标,以及高功率和冷却要求。这些缺点对于固定地点的近程防空来说问题不大,因为固定地点的系统可以更大,而且对机动性的要求也不高。激光防御系统的典型目标包括无人机、巡航导弹、直升机、民用飞机、火箭和迫击炮。弹道导弹弹头的设计是为了抵抗与从轨道返回有关的极端温度,因此,这对激光来说是一个更具挑战性的目标。

2019年,美国海军宣布,美国海军“普雷布尔”号将是第一艘阿利伯克级驱逐舰,配备高能激光和集成光学眩光器以及监视系统(称为“赫利俄斯”)60千瓦激光,用于近距离防御无人机和水面舰艇。海军希望逐渐向更强大的激光武器推进,以击败反舰巡航导弹。这个2014年,奥斯汀级两栖战舰庞斯号(USS Ponce)在部署到波斯湾期间进行了30kw激光测试,随后宣布了这一消息。海军对该系统有足够的信心,即Ponce的指挥官有权根据需要,使用它来防御无人机、直升机和攻击小船。

对于空军基地的防御者来说,更为突出的是,海军陆战队在2019年将一种2-10千瓦级的机动反无人驾驶激光武器送至战场进行测试。小型激光武器系统将安装在联合轻型战术车辆上。美国陆军最近宣布,将挑选承包商,在史崔克装甲车上安装一台50千瓦的激光器。该系统旨在击落无人机,将于2022年投入使用。陆军和海军陆战队近期都可能在10-50千瓦的射程内部署激光器;这些或类似的空军开发系统可能成为综合空军基地防御系统的一部分。最大的悬而未决的问题是,300-600千瓦射程的激光是否适用于地面系统;300千瓦通常被认为是有效巡航导弹防御的最低要求。军方技术专家显然相信,在相对较短的时间内,300千瓦激光是可能的,他们终止了一项建造100千瓦激光的计划,转而建造一台可以在“250多千瓦”范围内制造激光的激光器。

3)高功率微波系统

美国空军研究实验室正在探索对抗无人机群的各种方案,其中可能包括数十个甚至数百个小型无人机。设计用于禁用或摧毁少量中大型无人机(例如,枪支或导弹)的系统不太适合于击溃一波又一波的小型无人机。实验室的战术高功率微波操作应答器(THOR)旨在填补这一能力缺口。THOR使用短脉冲高功率微波来使无人机失效。另一个空军系统(反电子大功率微波增程空军基地防空系统[CHIMERA])的设计目的是在中长期内击败目标范围。这些系统似乎是可行的短期防御措施,以防无人机蜂拥而至,也有对抗巡航导弹和其他空中威胁的潜力。

(2)防御对抗

空军一直主张空中优势是空军的基础。早期的空中力量理论家朱利奥·杜赫和威廉·比利·米切尔将军,最近退役的空军中将大卫·德普图拉和空军少将亚历克斯都有力地阐述了这一点。格林克维奇这场争论的实质被前空军参谋长罗纳德·福格曼将军简洁地抓住了,而美国前空军部长希拉·威德纳尔(Sheila Widnall)则观察到,空中优势使美军“免受攻击和攻击的自由”。正如前一章所讨论的,美军不能再指望不受攻击的自由,特别是不受敌人巡航还有弹道导弹的自由将十分难得。对空和DCA攻击能力的改进有助于减轻敌机、无人机或导弹的攻击威胁。

美国空军索尔高功率微波系统

当前空军控制空中的原则包括进攻和防御两种行动。防空框架包括对敌人空军基地、导弹基地和相关目标的攻击。空军条令将主动防御和全方位被动防御都归入防御司令部。出于本报告的目的,我们将把我们对DCA的讨论限制在使用战斗机或其他飞机对巡航导弹的空军基地进行终端防御。正如空军基地弹性分析中的典型情况一样,我们将被动防御与DCA分开处理。

在考虑机载航空资产对DCA的贡献时,我们重点关注机载预警和战斗管理飞机(例如,E-3机载预警和控制系统(预警机)以及战斗机(例如,F-15、F-16、F-22和F-35)。在一场重要的战争中,这些系统可能会在前方地区进行空中监视和战斗巡逻,战斗机会被分配到特定的航线上。这些前方作战空中巡逻(连同爱国者导弹)可吸引敌方战斗机、轰炸机(包括携带巡航导弹的轰炸机)和从敌方领土(地面或空中)或从海底或海上发射的巡航导弹。前方防空系统至关重要,但不能指望它能阻止所有威胁,尤其是低可见性系统。

因此,纵深防空是首选,用区域或点防御来支援前方航道。后者的一个例子是空中预警和战斗管理平台与战斗机的联合,以保护空军基地免受飞机或巡航导弹的攻击。理想的空军基地巡航导弹防御将包括陆基(例如,IFPClike系统)和空中要素。考虑到目前陆军固定设施点防御系统的短缺和IFPC陆军采购的延迟,空军的DCA资产可能会被调用来完成这项任务。预警机和第四代战斗机,如F-15和F-16,为这次任务提供了一个可行的近期选择。

将来,其他更具特点的选择可能变得可行。一种可能是“阿森纳飞机”的概念,其中一架具有很大续航能力和有效载荷的大型飞机,同时充当传感器和射手。或者,无人机可以携带空对空导弹或高能激光来防御无人机或巡航导弹。

(3)短程防空系统

SHORAD系统为敌人的攻击提供了最后的主动屏障。它们补充了前向空防,在理想情况下,前向空防可以探测和消耗大部分攻击力量。之前,我们讨论了EA系统对点对点防御的贡献。在这一部分,我们考虑更传统的动能武器,如AAA和SAMs。

1)高射炮

从第一次世界大战到20世纪50年代中期,SHORAD系统完全由机枪和加农炮组成,机场是其众多受保护的资产之一。因为最有能力的早期武器是火炮,这些系统被称为AAA。在这一小节中,我们使用AAA来专门代指发射炮弹的武器,无论是机枪还是各种类型的大炮。第二次世界大战期间,AAA与预警雷达、探照灯装置、弹幕气球和拦截飞机集成在防空网络中,迅速在所有战斗人员中扩散并提高了杀伤力。

即使在第二次世界大战结束后,美国防空协会部队仍然在美国提供大部分的点防空,一直到20世纪50年代,在城市、战略空军基地和其他重要设施周围部署了44个现役美国陆军防空协会营和22个国民警卫队营。直到1954年,美国陆军的一个AAA营继续为位于英国斯库特索普的美国空军基地提供唯一的点防空,配备40毫米火炮、一挺四点五零口径重机枪和烟雾发生器。然而,这些系统的局限性——只能在白天运行,目标低于3000英尺——越来越被认为无法接受苏联日益增长的威胁。美国在英国的其他空军基地由同样过时的AAA部队保卫。同样,美国的一些战略空军基地直到1956年还由陆军AAA部队(装备75毫米火炮)保护。CSAF副总统托马斯·怀特将军称这些部队“完全不足以应对威胁”,并呼吁军队将其撤走。尽管陆军正在迅速行动,用地对空导弹取代AAA部队,但其仍然表示反对,大概是为了保护部队结构。

尽管在前线和区域防守方面,美国陆军已经基本上被SAMS所取代,但在迄今为止的每一场主要战争中,美国陆军都发挥了作用;俄罗斯和XX空军的防空部队除了萨姆系统外,还保留着AAA。装备有20毫米火炮的M163火神防空系统是第一次海湾战争中使用的两个美国陆军SHORAD系统之一(与查帕拉尔红外[红外导弹]一起使用)。约克中士炮(旨在取代火神炮)的取消最终使陆军没有了全天候AAA系统。

沙漠盾牌行动中的M163火神防空系统

截至2020年初,美国陆军中唯一的AAA型火炮是C-RAM系统,该系统基于美国海军的方阵系统(基本上是美国海军版本的Vulcan),但C-RAM并非用于对付飞机或巡航导弹。相比之下,海军继续使用“方阵CIW”对包括飞机、反舰巡航导弹、无人机和小型舰艇在内的一系列威胁进行末端防御。CIWS在这个角色中是有效的,因为被防御的目标相对较小(与空军基地相比,舰船很小),海上舰船周围通常是清晰的火场,以及攻击武器的飞行剖面。

美国陆军反火箭、火炮和迫击炮系统

所有口径的步枪、机枪和大炮都被用于防空任务。美国的0.50口径和苏联的12.7毫米重机枪被证明是非常成功的多用途武器,几乎可以为任何部队、船只或设施(无论是运输卡车公司、商船或营地)提供某种程度的自我保护,以抵御敌机。然而,更大的口径系统被证明是最有效的,多年来形成了综合防空的基础。20毫米和40毫米的速射炮由长得多的射程炮补充,如75毫米、88毫米、90毫米、105毫米和120毫米。

在第二次世界大战期间,德国的飞机防御炮(缩写为高射炮)甚至比拦截机更致命,击落了5400架美国陆军航空兵(USAAF)飞机,而德国的战斗机击落了4300架,这仅仅是因为德国高级司令部投入了大量资金装备这支庞大的部队。将近2000个高射炮被分配到德国和西线,AAA在最近的战争中也被证明是相当致命的。在越南战争期间,大约2400个固定翼的损失中,89%是由炮火造成的。在1973年赎罪日战争期间,美国陆军的一项研究估计,以色列空军因ZSU 23毫米机枪损失了31架飞机,因雷达制导地对空导弹损失了40架,仅因SA-7便携式防空系统损失了4架。

尽管AAA炮在过去的冲突中是有效的,并继续对低空飞行的飞机构成威胁,但AAA炮对于区域防御小型机动目标(如巡航导弹或SUAS)相对无效。因此,专门的AAA部队对空军基地防御来说不是一个有吸引力的选择。一个可能的例外是C-RAM任务,它目前是使用火炮系统完成的。但激光武器技术的迅速发展表明,C-RAM任务将是最早从火炮转向激光的任务之一。

另一方面,在传感器、火控系统和现代枪支的集成方面取得的进展似乎赋予了通用武器(如30毫米火炮)良好的自卫能力。例如,一个装备了陆军反无人防御系统(AUSD)的史崔克排将能够保护自己(或一个小目标)免受单个无人机或巡航的攻击导弹与此类似,陆军和空军也在试验40毫米子弹(含网),以击败个别小型无人机。据报道,该系统在测试中被证明足够精确,可以在没有网的情况下动态杀死无人机。但为了保护一个空军基地免受巡航导弹和无人机的攻击,这些系统将不得不大量部署。总而言之,枪支不是防御区域目标免受机动巡航导弹或无人机海浪攻击的首选手段。

2)地空导弹

无论是远程系统还是短程系统,SAMs一直与空军基地防御系统联系在一起。短程导弹系统由于具有防御大型巡航导弹的潜力而重新受到关注。世界上第一个SAMs,美国陆军耐克阿贾克斯部署于1953年,以保护城市免受苏联轰炸机运送核重力炸弹的袭击。到1956年,四个耐克炮台也被分配到为SAC基地提供点防空,最初是在华盛顿的Fairchild空军基地。如表所示,美国和格陵兰共有12个SAC基地最终受到了Nike Ajax或更先进的Nike Hercules的保护。

美国陆军Nike Ajax导弹

分配给SAC基地的耐克炮台:1957-1966

尽管Nike Hercules被证明在战略防空方面很有用,但它需要建造昂贵而精密的设施,因此,它没有能力与现代军队一起行动,也没有能力迅速部署到战区的空军基地。美国陆军于1952年开始研制“Hawk”导弹系统,以满足对小型、可部署、更机动、更能对抗低空飞行飞机的需求。“Hawk”于1960年首次部署,取得了巨大的成功,并适应了许多不同的角色,包括前沿屏障防御(在欧洲)和空军基地的点防御。例如,随着美国在越南的军事集结开始,指挥官们害怕来自北越空军的攻击,要求部署防空部队。因此,美国陆军和海军陆战队Hawk营都被部署。到1965年底,海军陆战队Hawk营已到位,以保卫在岘港的海军陆战队,而陆军Hawk部队已部署保卫Tan Son Nhut和Cam Ranh Bay空军基地。Hawk主要部署在欧洲,作为北约前沿防空的一部分,而不是用于点防御。25年后,“Hawk”和“爱国者”导弹营作为“沙漠盾牌”行动的一部分部署到沙特阿拉伯,阿卜杜勒·阿齐兹国王基地是重点保护设施之一。

 

冷战期间,驻扎在德国的美国陆军防空兵第108防空炮兵旅为每个受保护的机场分配了一个SHORAD炮兵连。一个连由两个瓦肯30毫米炮排和两个查帕拉导弹排组成,共部署了八个瓦肯和八个查帕拉系统。首先部署于1970年的MIM-72 chaparral是一个装有响尾蛇红外导弹的跟踪SHORAD系统。炮手必须用视觉捕捉目标并用视觉瞄准镜发射导弹。尽管响尾蛇导弹是一种有效的导弹,但这种导弹的使用限制了查帕拉尔在白天和晴天的使用。查帕拉尔被复仇者号取代为陆军SHORAD系统,该系统包括八枚安装的“毒刺”红外制导导弹和一把0.50口径机枪。

 MIM-72查帕拉尔

美国陆军复仇者防空系统

对俄罗斯意图和军事能力的日益担忧,导致美国军队重新对防空,特别是保护机动部队所必需的移动短程系统产生兴趣。陆军现在正在采取短期措施,例如训练毒刺队,以及新系统,例如M-SHORAD,这是一个将毒刺和地狱火导弹和枪支集成在史崔克装甲车上的概念。

不幸的是,陆军SHORAD系统在容量和能力上都面临不足。例如,陆军国民警卫队只有7个复仇者营,不足以保卫陆军机动部队和固定设施,如空军基地。此外,“复仇者”的“毒刺”导弹“对现代巡航导弹威胁无效”。陆军IFPC项目旨在解决反巡航导弹和反无人机能力方面的这些不足。IFPC旨在为固定设施提供360度保护。基于哨兵雷达、多任务发射器和AIM-9XB2导弹,该系统有潜力对巡航导弹(单独或以波的形式)进行高效打击。但是,IFPC项目经历了各种技术问题,似乎比M-SHORAD和机动部队所需的其他防空改进更不受陆军领导的重视。

由于这种延迟,国会在2019年的国防授权法案中讨论了巡航导弹防御问题,特别提到了国防部长和陆军:陆军部长应部署以下能力:(A)不迟于2020年9月30日部署两组能力。(B) 应在2023年9月30日之前部署两个额外的炮台。

军方对这一指令做出回应,计划购买两个以色列制造的“铁穹”短程火箭防御系统炮台,这是唯一一个能够迅速投入战斗的系统。美国国会于2019年6月10日出台了购买该系统的立法,称为《美国-以色列间接防火法》;美国陆军于2019年8月8日宣布,已与雷神公司和拉斐尔公司签署了2020年交付前两个炮台的合同。该系统的功能还有待观察,最初设计用于拦截短程火箭,提供反巡航导弹的作用。

国防部未能有效防御现代巡航导弹,并不是无法克服的技术挑战的结果。至少一个已经部署的系统可以适应此角色。由美国和挪威联合开发的国家先进地对空导弹系统(NASAMS)使用哨兵雷达和AIM-120地面发射的先进中程空对空导弹,“为七个国家服务,是美国首都地区防空系统的一部分。”据报道,国家反弹道导弹系统可以同时攻击72个目标。相反,这个问题似乎是机构优先考虑的问题之一,也是军队在开发和获取复杂系统时面临的长期困难。

(4)被动防御

在第二次世界大战期间,飞行员了解到空军基地的设计和操作实践(例如,集中或分散飞机)是至关重要的重要。如果做得不好,这些做法会给对手造成可以利用的漏洞,1941年12月7日和8日,日本对夏威夷和菲律宾的美国机场发动了毁灭性的袭击。相比之下,一个设计精良的机场建筑群(如马耳他的皇家空军建筑群)融合了加固、分散、伪装和欺骗,而机场的恢复能力可以在猛烈攻击下长期维持作战。美军了解到,即便一个机场设计得很差(例如,日本建造了海军陆战队在瓜达尔卡纳尔捕获和使用的简易机场),分散的作战概念和机场维修能力也可以使飞机在遭受猛烈攻击时仍能生存和有效作战。

被动防御包括多种技术,使对手更难找到友军目标,如果一旦找到,就更难有效地攻击它们。被动防御包括加固、分散基地资产、电荷耦合器件和跨基地分布式作战。在下面的小节中,我们将简要考虑这些选项。

1)强化

强化是指为减少敌人攻击对机场基础设施和关键资源(飞机,人员)的影响而采取的措施,包括防御动力武器,网络武器和电子战武器。几乎所有的空军基地加固选项都需要一些专门的土木工程和建造技能,比如空军土木工程师中队的那些技能。如果有人员、设备和材料,远征选项可以在几天到几周的时间内完成。更永久的选择(例如,冷战风格的加固飞机掩体)可能需要几个月到几年的时间来建造。

然而,以下讨论将仅限于针对动力攻击的强化。在第一次世界大战期间,通过加固(如人员掩体)来保护空军基地的努力就开始了,但直到第二次世界大战,机场更加系统化的加固才变得普遍。强化选择通常包括地下(例如,掩埋燃料储罐)、增加保护屏障(例如,护岸、沙袋或赫斯科堡垒),或用钢筋混凝土加固地上结构(例如,强化的飞机掩体)。

  • 转入地下

无论是挖一个洞,还是在山腰挖一个隧道,都能提供最大的保护,防止动力攻击。地下结构从第一次世界大战和第二次世界大战期间用来保护机场人员的相对较浅的步兵型防空洞(通常用手挖,并用2×4木板、胶合板和沙袋覆盖)到巨大的地下设施,例如北美防空司令部和美国北方司令部共用的夏延山综合大楼的备用指挥中心。

瑞典、塞尔维亚等国家和地区的一些机场建在大山附近,这样飞机就可以在隧道中得到庇护,但这一选择仅限于少数地理和地质条件允许的地点,而这些地点与美国空军等远征空军并不特别相关。1961年,至少有一份兰德的报告考虑为通过电梯进入的SAC轰炸机建造地下避难所,但空军从未这样做过,大概是因为预期的保护效益并不能证明成本和复杂性的合理性。尽管文献中提到了飞机的地下掩体,我们不知道是什么情况在那里,电梯进入的庇护所被建造;地下总是意味着庇护所被水平地挖进了山腰。

空军基地防御最突出的地下选择包括用于指挥所或燃料储存的掩体。一般来说,这些建筑是先挖一个洞,然后在洞里建造某种硬化结构,然后用土和混凝土覆盖。硬化的深度和程度随预期威胁的变化而变化,但不必特别深,以提供对通用表面引爆武器的保护。尽管美国空军的一些基地,特别是在欧洲和韩国都有这样的设施,但由于成本和维护问题,这些设施的数量和规模通常是有限的。在某些情况下,可能有更便宜的替代品。例如,带有头顶盖的简单狭缝壕沟可能足以为飞行线上的维修人员提供容易到达的庇护所。

  • 增设防护栏

土壤、砖块、岩石、混凝土、木材和钢制成的防护屏障可单独或组合使用,为飞机或人员。期间第二次世界大战期间,飞机护岸通常被用来提供防扫射和轰炸的保护。

护岸在限制轰炸未遂事件和附近二次爆炸以及阻碍敌机扫射飞行造成的损害方面被证明是有价值的。土木工程师可以相对容易地建造护岸,并提供保护,防止敌人攻击和弹药或燃料事故。“受害者”飞机周围的护岸有助于控制爆炸、火灾和燃料泄漏(至少在一定程度上),而附近飞机周围的护岸有助于保护他们免受附近飞机攻击或事故的影响。由于这些原因,护岸已经(并且正在)被世界各地的空军广泛使用。也就是说,护岸无法提供保护来避免直接撞击或者朝向洞口的扫射。这些限制导致了坚固的飞机掩体的创建,我们将在下一小节中讨论。

防护屏障还用于保护人员和结构免受迫击炮、火箭、炸弹和直接射击武器的攻击。通过架空(例如,混凝土板),地上结构可以提供良好的保护,防止迫击炮或火箭的攻击。在伊拉克和阿富汗的空军基地,混凝土和HESCO堡垒型材料都被用来在迫击炮和火箭攻击中提供人员保护。这些避难所相对较小,通常容纳十几个或更少的人,但在基地周围扩散,因此从休息区、餐饮设施和工作区很容易到达避难所。

  • 加固结构

如前所述,护岸虽然很有价值,但远不能完全防止空袭。因此,建造了钢筋混凝土庇护所以提供额外的保护。首批加固的飞机掩体是由海军陆战队在瓦胡伊瓦菲尔德建造的。1941年12月7日,日本的攻击使埃瓦的陆上飞机遭受重创。为了应对这一弱点,海军陆战队于1942年开始为其战术飞机建造蛤壳式混凝土掩体。避难所有12到18英寸。覆盖着泥土的钢筋混凝土。这些庇护所在前面是开放的,但在其他方面提供了极好的保护,防止扫射或轰炸。这是美军在第二次世界大战期间建造的唯一坚固的飞机掩体。尽管海军陆战队、海军和USAAF在整个战争中都广泛使用了护岸,但当海军陆战队登岛跨越太平洋时,他们从未在任何地方停留足够长的时间来证明这种建造是合理的。

越战期间,坚固的防空洞再次出现。护岸被广泛用于防御迫击炮和火箭的攻击,但在1968年美国空军500架飞机被间接火力攻击损坏或摧毁后,空军领导人决定采取紧急行动。这导致了为期两年的避难所建设计划,最初只是在现有的护岸上盖屋顶。这些庇护所是由18英寸的波纹金属拱制成的。混凝土制,足以击败140毫米火箭攻击。开始1969年,美国空军基地也建造了类似的避难所(现在用的是硬化门)。几次反复的设计最终产生了在拉姆斯坦和欧洲其他空军基地发现的那种坚固的飞机掩体。

在美国空军在欧洲和亚洲的基地发现的战斗机加固的飞机掩体设计精良,能够击败飞机运送哑弹和战术导弹的未遂事故——这是冷战时期的主要威胁。然而,这些庇护所从未打算击败精确武器的直接打击,例如现代巡航导弹和激光或全球导航卫星系统制导炸弹。尽管如此,这些较旧的掩体还是有价值的,可以很好地防止未遂事故、小型子弹药、迫击炮、火箭、无人机、以及直接射击武器,如火箭榴弹和大口径狙击步枪。此外,随着他们的门和通风口关闭,这些庇护所是安全的,它们不会受到蜂拥而来的SUAS袭击,这个问题可能出现在未来的冲突。

还有更强大的设计是可能的,一些欧洲盟国,沙特,伊拉克人,和其他人已经在追求这样的设计。对于远征空军来说,他们是否有意义还不清楚,但他们仍然是选择这样做。较轻的弹道防护材料(例如,凯夫拉尔)可为可部署的掩体提供选择,这些掩体可提供对某些类别威胁的防护,提供可插入其远征战机的Kevlar面板机库。防护材料科学继续在轻型弹道防护方面取得重大进展,这对于可部署的掩体是可行的。

2)基地分散

在此基础上,资产分散有两个主要目的。首先,它力求减少任何一种武器都可能损坏或摧毁的资产数量。例如,如果主要威胁武器的有效半径为100米,则在基地上分散飞机需要确保飞机彼此之间的距离永远不在100米以内,从而迫使攻击者对每架受损或被毁的飞机使用至少一种武器。一项分析发现,如果战斗机之间的距离为440米,那么攻击者使用的导弹数量将是没有导弹的情况下的五倍多。分散的第二个目的是通过减少受保护资产的可视签名使攻击者的目标定位问题复杂化。建筑物、车辆和飞机的集群;大型燃料场;和其他资产相比,分散在基地周围的单个资产更容易被发现。在此基础上,分散通常与CCD工作结合使用,我们将在下一小节讨论。例如,分散的飞机在历史上曾被隐藏在树丛中或用网伪装;个别车辆可以停在建筑物旁边,使车辆更难被发现和攻击。

在第二次世界大战中,飞机在基地分散成了一种常见的做法,所有的战斗人员都将它用于该目的。20世纪50年代,当北约和美国军队试图将空军基地对核攻击的脆弱性降到最低时,它又得到了支持。尽管与过去几年相比,地面散布对防空基地防御的重要性总体上有所降低,但它仍然是一个重要的组成部分。

  • 伪装、隐藏和欺骗

CCD措施的目的是隐藏友军的资产和活动,不让敌人看到,并欺骗敌人关于友军的位置、能力和意图。CCD适用于陆、空、海和空间作战,包括进攻和防御。对于空军基地防御,CCD是对基地分散和分布式作战的补充。

作战空军通常使用CCD来隐藏飞机,甚至是飞机跑道,以躲避敌人,并通过使用诱饵机场和虚拟飞机(通常将损坏得无法飞行的飞机重新调整用途)来欺骗敌人。也许空军基地防御中最成功的欺骗是英国皇家空军在第二次世界大战期间使用诱饵机场,吸引了440次德国空军的攻击,相比之下,在英国有430次针对真实机场的攻击。

诱饵机场也用于进攻目的。在盟军入侵新几内亚莱城之前,USAAF需要在位于韦瓦克的日本基地范围内建造一个简易机场。为了把注意力从他们秘密建造的Tsili Tsili机场转移开,“盟军工程师在另一个内陆地点Bena Bena频繁活动。这招致了日本的空袭和偷偷摸摸的地面攻击。随着日本人对Bena Bena的关注,Tsili Tsili接受了它的第一支战斗机部队,并部署了一支强大的部队,“这条地带为日本对韦瓦克空军基地的重大空袭提供了关键的战斗机支持。

如前一小节所述,在第二次世界大战期间,分散的飞机通常被隐藏在树丛中或被伪装网覆盖,将分散、伪装和隐蔽结合在一起。大多数战斗人员使用的一种补充欺骗技术是沿树线或护岸放置受损飞机或诱饵,以使攻击远离作战飞机。诱饵飞机被用于其他冲突,包括朝鲜战争、越南战争和1971年的印巴战争。冷战期间,苏联使用充气假人飞机作为和平时期欺骗行动的一部分。

展望未来,卫星、飞机和无人机上越来越强大的遥感设备的使用给CCD带来了挑战,CCD现在必须致晕多光谱传感器,而不仅仅是人眼。如今,复杂的诱饵可以模拟飞机的视觉、红外和雷达信号,但它们将越来越多地成为集成多域CCD战略的一部分。

  • 分布式操作

分布式空中行动,有时被称为分散行动,寻求通过扩大行动地点来加强空中行动。99增加行动地点的数目有两个好处。第一,增加简易机场的数量,使敌人更难以通过攻击跑道和其他设施来阻止友军的空中行动。其次,将一个给定的力分散到多个位置会降低每个位置的飞机密度。例如,与从一个位置操作的战斗机机翼(大约72架飞机)不同,机翼的三个中队(在本例中,每个中队24架飞机)将从自己的跑道操作。因此,即使成功地攻击这三个机场中的一个,最多也可能损坏或摧毁24架飞机,而不是全部72架飞机。

分布式空中作战并非新鲜事。在第二次世界大战期间,战斗空军经常使用分散或辅助场来减少其脆弱性。例如,瓜达尔卡纳尔的亨德森机场有两个辅助战斗机跑道。苏联获得核武器后,分布式作战成为SAC的一大兴趣。由于担心突然袭击会摧毁美国战略轰炸机部队,美国空军委托兰德公司进行了多项研究,评估分布式轰炸机行动的成本效益。冷战期间,苏联和华沙条约建立了一个庞大的基地网络,包括218个一级基地和536个二级基地机场。同样到1980年,美国空军已经拥有23个机动基地、5个待命基地和72个协同作战基地。

分布式作战的一个有趣的转变是,不仅要分散兵力,而且要在基地之间移动兵力,这样一些基地在不同时间被占领,而另一些基地则空无一人。这增加了敌人对友军位置的不确定性。第一次世界大战中,德国人首先采用了这一战略。

(5)评估各种威胁下防御选择的多样性

在空军考虑改进空军基地防御系统的方案时,它很可能会尽量减少必须采购和维持的独立能力和系统的数量。理想情况下,空军可以通过部署一个单一的多用途防御系统,在广泛的威胁中获取重要的能力。在被动防御之外,似乎没有这样的系统。

下表广泛考虑了本章讨论的防御技术和方案的相对多功能性。评估是主观的,基于对适用的军事历史、技术和政策评估的回顾,如本章前面所述。绿色单元格表示有重大能力应对指定的威胁;黄色单元格表示当前的某些能力或近期未来部署的承诺;红色单元格表示几乎没有抵御威胁的能力。请注意,绿色并不意味着问题已经解决,只意味着特定的选择提供了很多。为了做出超出本报告范围的判断,有必要进行更多的技术参与和活动层面的分析。

对空军基地威胁的防御选择适用性

被动系统有很多优点。空军通常有完全的权力自行获得他们。它们往往相对简单和便宜,可以在几个月或几年内部署,而不是几十年。例如,在欧洲和亚洲的美国空军基地发现的典型的用于战斗机的加固飞机掩体有18英寸,钢筋混凝土保护,舱门和通风口关闭,提供保护,以防苏打、火箭、迫击炮、直射步兵武器、大多数子弹药和单一弹头的未遂射击。也就是说,被动防御不能保护飞机或人员在露天或防止对操作造成表面损害。尽管它们是一个很好的起点,被动防御必须辅之以主动系统,才能实现稳健防御。

如表所示,似乎需要与主动防御的组合,以便在各种威胁中提供良好的能力。射频干扰提供了一种有用的短期防御手段,可以对抗个体或成群的SUAS,但可能会被更自主的无人机击败。无人机原型高功率微波(HPM)系统(如THOR)对SUAS具有更大的杀伤力,对火箭、迫击炮、飞机和巡航导弹也可能有效。固体激光器在面对同样的威胁时也很有希望。由于其作战效能的不确定性,HPM系统和激光在大多数威胁中都被编码为黄色。这两种技术的能力都在迅速发展,但还不能被认为是技术成熟的。应该开发与盟国部队一起部署的专用AAA火炮,当迫击炮和火箭威胁受到关注时,美国陆军的C-RAM能力值得使用。也就是说,在新的AAA枪上的投资似乎是不值得的。短程导弹,正如在IFPC所设想的那样,或者部署在美国国家导弹防御系统中,对于空军基地防御来说是非常值得追求的。

远程导弹(如爱国者、萨德、SM-3、SM-6)是战区集成AMD的关键部分,但对巡航导弹和SUA有重大限制。巡航导弹防御的DCA巡逻可以与地面的SHORAD系统协同作战,但通常对导弹齐射的效果较差。

(6)结论

本章评估了各种防御技术、系统和概念在击败一些最令人担忧的机场威胁方面的作战效用。我们的评估仅限于技术和操作方面的考虑,而不考虑为特定任务或技术指定的服务。例如,美国陆军负责训练、组织和装备本国部队和后方设施的地面防空部队。因此,尽管短程导弹在防御巡航导弹方面具有巨大潜力,但空军认为它无权采购这些系统。正如我们将在接下来的两章中讨论的那样,固定设施的地面防空是陆军的一个低优先级;因此,没有任何陆军防空部队具有显著的反巡航导弹能力,也没有任何陆军防空部队专门用于空基防御。相比之下,空军负责被动机场防御的规划、规划和预算。尽管美国空军仍然必须建立国防部长办公室(OSD)和国会对此类计划的支持,但它有权制定计划并倡导这些计划。

总而言之,空军基地防御方案的相对性能只是一个考虑因素;空军领导人还必须考虑与那些需要新当局或改变其他组织优先权的方案相比,空军可以单方面采取哪些方案。

 

2020-06-10智邦网

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