美军超视距作战能力建设新进展

导读

本文从通信终端、NIFC-CA系统、先进无人机载卫星数据链与超视距武器几个方面对美国超视距作战能力建设的新进展进行了梳理。可以得出,FAB-T“超视距通信终端”通过指挥所终端(CPT)实现地面哨所与E-4和E6之间的超视距通信,部队要素终端(FET)使FAB-T能够实现基于轰炸机与情报/监视/侦察机和CPTs交互作用的计划能力;Comtech COMET是全球第一种可快速部署、具有极低功率的超视距微波对流层散射终端,并且具有高宽带、低截获概率与低探测概率等特点;NIFC-CA系统基于由空中传感器、数据链网络、主动雷达制导型导弹和武器控制系统构成的海、陆、空三大杀伤链,通过融合不同平台的传感器数据,实现超视距态势感知,并能与武器系统互联,实现精确的超视距火力打击;MQ-9无人攻击机、RQ-4“全球鹰”无人侦察机以及MQ-4C无人侦察机等都通过装备卫星通信数据链,配合多传感器系统,大大增强了超视距侦察与打击能力;AIM-120、在研的AIM-260与远程交战武器(LREW)计划等则主要通过安装先进的数据链与制导装置,或升级版多脉冲火箭发动机等,提高导弹的超视距打击能力。由此可知,美国十分重视超视距作战能力的提升,并主要从超视距通信终端、机载卫星数据链以及超视距武器等多个层面开展了相关的能力建设。

 
超视距通信终端
FAB-T“超视距通信终端”
美国太空部队卫星安全通信部门于2020年6月在科罗拉多州的施里弗空军基地安装了新的先进超视距通信终端系列FAB-T,第4太空作战中队将在该基地控制受保护的军事通信卫星,未来该基地还将安装更多的FAB-T终端。据空军报告透露,美国战略司令部也早在2019年6月获得FAB-T的早期操作应用。
有关FAB-T的项目方案早在2002年就被提出,其主要研发目的在于随着美国卫星,尤其军事卫星系统的不断发展,新的FAB-T系统能够进一步支持总统和全国语音会议,综合战术预警攻击评估,紧急行动消息传播,卫星遥测、跟踪和控制以及部队报告后备功能,并且比其前身更便于使用和维护。在此将FAB-T项目的主要内容,研究目标等进行整理,如下表所示。
图表:FAB-T项目主要内容与特点

其中,FET子计划对FAB-T至关重要,能够使FAB-T实现基于轰炸机与情报、监视、侦察机和CPTs交互作用的计划能力。
未来一旦装备到位,这些终端将使这些飞机上的飞行员能够使用如下三套高度先进的卫星:先进的极高频卫星、增强的极地系统卫星和传统的米尔斯塔卫星。FAB-T终端还将允许对这三个星座进行命令和控制。

雷神公司高级视线外终端系列(FAB-T)的终端机测试图

然而FAB-T目前的问题在于,由于软件缺陷,其研究进度远落后于最初计划。据政府问责办公室在2019年的一份报告中透露,由于FAB-T进度太慢,导致第一枚发射的AEHF卫星很有可能在FAB-T可用时已经接近其预计的14年使用寿命(首枚AEHF卫星于2010年发射)。第六枚AEHF卫星也于2020年3月发射。由于FAB-T项目的延迟,预计所有6颗AEHF卫星将在该系统就位之前进入轨道,从而导致如此昂贵的卫星能力无法被充分利用。
全球最小超视距微波对流层散射终端——Comtech COMET
据ASDnews网站2020年6月2日消息称,位于佛罗里达州奥兰多的Comtech电信公司子公司Comtech系统公司在2020财年第三季度推出了一款全球最小超视距微波对流层散射终端——Comtech COMET。据称该公司已经从ADS公司获得了一份初始合同,将为美国特种作战司令部生产该终端。
Comtech COMET被称为紧凑型超视距移动远征终端,是全球第一种可快速部署、低功率、可装载到航空托运箱中的超视距微波对流层散射终端。通常对流层散射技术都需要大型天线和大功率放大器,常用功率高达数千瓦,需由大型卡车进行运输,而Comtech COMET已经从根本上改变了这种模式,能够实现便捷运输。
Comtech COMET终端基于CS67PLUS对流层散射无线电台研制开发,而CS67PLUS是第一个软件定义自适应对流层散射无线电台(符合MIL-STD 461 EMI标准和MIL-STD 810G环境标准),具有如下关键特性:
  • 可封装在一个紧凑型IP66密封模块中,能够在恶劣气候条件下全天候工作;
  • 在瑞利衰落环境下,能够使用分集合并接收机探测和恢复低于-100dBm的信号;
  • 具有自适应编码调制(ACM)和自动链路功率控制(ALPC)等关键特性,能够进一步减少射频信号特征和提高吞吐量。
由此可知,Comtech COMET终端基于CS67PLUS研发,自然也应该具备上述特性,在此也将该终端的主要特点进行梳理,如下表所示。

图表:Comtech COMET主要特点

由上表可以看出,Comtech COMET具有中程通信距离的高带宽通信终端,不仅具有极低的功率要求与宽工作频率,还能解决特种作战司令部十分关注的有关低截获概率和低探测概率(LPI/LPD)问题,将为美军能够提供高可靠性的关键任务超视距通信能力。
提高航母编队超视距作战能力的NIFC-CA系统
NIFC-CA系统的本质是基于先进的数据网络,实现航母、主力战舰、舰载机等重要作战单元的无缝链接,构筑一体化的“侦察-火力-打击”体系,综合运用侦察预警、火力拦截、电子对抗等多方面的作战力量,提升航母编队的超视距态势感知和防空反导能力。

NIFC-CA系统对海打击链组成示意图
NIFC-CA系统的研发源于网络中心战战略思想,基于海、陆、空多方协同的体系架构,发展分布式、网络化、多层次的防空作战体系。NIFC-CA最初被设计用于防空,随着作战概念的不断拓展,也被用于反舰,其最大特点在于由海上杀伤链、空中杀伤链、陆上杀伤链三条杀伤链构成,并且三条杀伤链能够进行交迭。

NIFC-CA系统超视距远程攻击示意图
目前该系统的海上杀伤链主要由E-2D先进鹰眼预警机、联合对地攻击巡航导弹防御用网络传感器系统(JLENS)、CEC协同作战系统、宙斯盾系统和标准-6导弹五大部分组成。在此仅以NIFC-CA系统的海上打击链为例对其组成以及超视距能力的构建进行简单梳理。
图表:NIFC-CA系统组成

由上表可以看出,在NIFC-CA系统的海上杀伤链中:
  • 首先E-2D与多平台协同,通过CEC提取并融合多传感器的数据,为水面舰艇编队提供实时的超视距预警,提高其防御能力,并定位隐身目标,为防空反导兵力与武器提供火控数据;
  • JLENS则对来袭导弹等进行360°远程监视与跟踪,并能够为防空系统提供及时告警;
  • 再结合SM-6导弹、宙斯盾武器系统等,从而在扩展单舰防御范围的同时,实现编队的协同作战和超视距防空与杀伤力。
此外,尽管NIFC-CA系统的陆上、空中杀伤链的组成平台会有些许不同,但也都包括空中传感器、数据链网络、主动雷达制导型导弹和武器控制系统,关键在于这三类杀伤链能够交迭进而扩展到整个作战空域。
美海军还对NIFC-CA系统用于反舰进行了成功测试,但是将该系统用于反舰时,现有的机载传感器平台E-2D进行海上目标探测的危险性较高,而且E-2D主要被用于舰队防空和空战指挥任务,加之NIFC-CA还欠缺用于识别海上目标的空中平台。因此美海军计划将MQ-4C纳入NIFC-CA,借助MQ-4C搭载的MFAS雷达、MTS-B光电/红外传感器、ESM、AIS探测和识别海上目标,并利用CEC系统作为通信链路将目标数据回传至“宙斯盾”舰,更为安全可靠地指示舰队对海上目标开展超视距火力打击。
当然,未来美军还将加入更多的作战要素,融合更为先进的装备技术,以扩展NIFC-CA的应用范围,由此大幅提高美海军的防空反导能力与超视距攻击能力。
先进无人机的超视距作战能力
要在战争中占据优势,除了具备精准的打击能力,能在视距外发现攻击目标更是实现精确打击的前提。而随着战争模式的不断改变,无人机的不断发展,无人机未来必将是主战力量之一,超视距侦察与攻击能力也将成为无人作战飞机最核心的能力。而随着无人机技术的快速发展和任务载荷的不断升级,传统的视距测控系统已经无法满足无人机广域、全天候、高速率的信息传输需求,而卫星通信系统作为最有效的超视距测控和信息传输解决方案,则能够进一步提高无人机的通信能力与整体作战效率。因此,美军为MQ-9无人攻击机、RQ-4“全球鹰”无人侦察机以及MQ-4C无人侦察机等都装备了卫星通信装备,并正在为MQ-1C加装卫星链路。

在此对几种无人机的飞行性能参数以及超视距作战能力进行梳理,如下表所示。
图表:美几款先进无人机的飞行性能参数与超视距作战能力

其中:
  • “全球鹰”无人侦察机,一次飞行即可监测700万平方公里的范围,在1.8万米高空飞行也能识别海面上高尔夫球大小的物体,因此具备优异的超视距侦察与数据传输的能力,能够实现低速遥控指令和遥测信息的超视距传输。
  • MQ-4C无人侦察机具备全天候进行视距内与超视距的情报、监视与侦察数据传输的能力。
  • MQ-1C能够执行大范围侦查、监视、目标探索以及精确打击等作战任务,增加了Ka波段通信能力的MQ-1C无人机将在2022年实现初始作战能力,并在2027年实现全面作战能力。
  • MQ-9无人攻击机,通用原子公司已于2019年2月完成MQ-9的升级版——MQ-9B多用途察打一体无人机的自动化卫星通信演示验证。该公司还宣称已经成功地在地面上测试了空间激光通信系统,并计划将该系统用于MQ-9无人机,实现该无人机与卫星之间数据的安全传输。
超视距武器
AIM-120D空空导弹
美国空军AIM-120D空空导弹长3.65米,弹体直径1.778米,翼展0.5258米,发射重量150.75千克,弹头22千克高爆穿透,采用固体双脉冲火箭发动机,射程70~100公里,战斗射程180公里,飞行时速达4马赫。AIM-120D还具有如下特点,如下表所示。
图表:AIM-120D空空导弹主要性能特点

由上表可知,AIM-120D的大角度离轴攻击能力与电子反制性能将被进一步提升,并且由于加装GPS导航,其导航精度也会有所提高,配合惯性导航,能够更为充分地利用F-22和F-35的机载雷达。但只有配备GPS/INS制导装置和双向数据链的AIM-120D型号才能真正实现发射机雷达完全静默的第三方制导。
此外,据称AIM-120D还能够较好地适应隐形战机的隐蔽攻击。

 

AIM-120D导弹(上)与AIM-260(下)
然而,虽然AIM-120D配备了改进的大角度离轴发射以及双向数据链路等,但依然无法充分利用过去30年发展的新技术。因此,美军正在研发替代AIM-120导弹的AIM-260“联合先进战术导弹”(JATM)项目,该项目已经由美国空军联合陆军、海军和洛克希德·马丁公司于2017年启动,计划于2021年开始进行飞行试验,2022年形成初始作战能力。由于该项目高度保密,只调研如下相关信息。
  • AIM-260将不会采用冲压发动机,将采用红外\雷达\双向数据链复合制导;
  • 能够装进F-22、F/A-18与F-35的弹舱;
  • 射程将超过AIM-120中距空空导弹;
  • 由于AIM-260A是秘密项目,不能与传统弹药共用设施,必须设计和建设满足特殊操作要求和严苛的高保密等级设施。

总之,AIM-260A是由美国空军和海军联合快速研发的高度敏感的导弹项目,未来将被用于对抗当前和潜在对手的飞机,并将能够实现在任何战场环境保持空中优势。

LREW计划

美国防部还在致力于开展一个能够保证美国空中优势的多任务和远程拦截器的设计与工程评估项目——LREW项目,旨在开发下一代超视距空空导弹。雷神公司的Peregrine中程空对空导弹,就隶属于属美空军远程交战武器(LREW)计划。据称该导弹体积很小,弹长只有1.8米,重量约68千克,不及AIM-120的一半,从而能够使F-22或F-35的载弹量倍增。

除此之外,该导弹还将具备以下特点:
  • 通过使用改进的高颗粒推进剂的多脉冲火箭发动机,大概率能在更小的封装中执行从短程到超视距到超中程的一切作战任务;
  • 将采用AESA导引头,除了采用更先进的弹头装药技术外甚至可能完全取消弹头装药,转而采用物理撞击目标以摧毁目标的弹头设计;
  • 配备了多模式自主寻道器,很可能将结合AIM-120的雷达归位能力与AIM-9X的成像红外探测仪;
  • 采用与AIM-9X相同的推力矢量系统,具备极强的机动性;
  • 将至少具备与AIM-120D相同的射程。
总之,该型导弹将实现将先进的传感器、制导和推进系统封装在更小的弹体中,将是空对空导弹发展过程中的一个重大进步。
NSM超视距反舰导弹
 
2018年,美海军就宣称计划为濒海战斗舰加装超视距反舰导弹以增强器全面作战能力,并最终选择了NSM超视距反舰导弹。
NSM弹体由大量复合材料制造,表面覆盖了吸波涂料,还能够通过掠海飞行、任务规划路线、末端迂回等措施降低被敌方舰艇发现的概率;导弹头部有棱形的窗口,供光电制导系统工作,弹体截面为六边形,具有隐形射击,弹体上方有进气口,折叠弹翼在发射后打开;尾部安装了固体助推器;弹体内装备了TRI涡轮喷气发动机,能够在启动工作时保证该导弹实现较远的射程。

“加布里埃尔-吉福德”濒海战斗舰试射NSM超视距反舰导弹
美国海军“独立”级濒海战斗舰——“加布里埃尔·吉福德”号濒海战斗舰(LCS-10)已于2019年10月在关岛海域成功发射了NSM。由于NSM导弹射程在200公里级别,因此配备NSM导弹以后,“加布里埃尔·吉福德”号首次具备了超视距打击能力。加之采用了多项隐形设计,更大大增加了防守方的拦截难度。
美国海军还计划为每艘濒海战斗舰(共有35艘)都配备两组各四个NSM反舰导弹发射箱。总之,NSM导弹在濒海战斗舰上的加装,将极大提升其反舰作战能力,并且能够更为有效地执行威慑和遏制任务。
反坦克导弹超视距作战能力升级
雷神公司为“标枪”(FGM-148)反坦克导弹研发的新型“轻量化指挥发射单元”(LWCLU)即将开发完成,有望于2022年展开量产,让美军轻步兵能在4.5公里距离外,精准打击敌军战车。

LWCLU是现今“标枪”反坦克导弹改良重点之一,与现有Block1版本发射单元相比,体积缩小70%、重量减轻约40%,而电池的使用寿命增加50%。LWCLU还将更换长波红外线感测器、更高解析度的高清显示屏与整合式握把、新的雷射测距仪与标定器,对付远距目标的卫星标定器,以及其他新的电子零件等。

升级后的“标枪”导弹将首先配备给美军特种部队和陆军步兵旅战斗队(IBCT),随后才会配备给其他部队。
小结

美国十分重视超视距作战能力的提升,将通过FAB-T、Comtech COMET等超视距通信终端为美军提供高可靠性的关键任务超视距通信能力;为先进无人机装备卫星通信数据链,提高其超视距态势感知与通信能力;研发的多款空空导弹、反舰导弹等则在提高射程的同时,加强了机动性、隐身性等性能的研究;并不断拓展NIFC-CA系统,以提高航母编队的超视距防空反导与反舰作战能力。美国基于超视距通信终端、无人机载卫星通信数据链、超视距武器,提升各平台的超视距态势感知、通信、火力打击等能力,建立分布式、网络化、多层次的作战体系,其构建理念与先进技术的运用十分值得我国借鉴。

主要参考文献

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 美国海军一体化防空火控(NIFC-CA)系统浅析.
2020-11-9智邦网

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