反辐射导弹技术:雷达“克星”
在现代战争中,被人们誉为“千里眼”的雷达,已广泛应用于预警、侦察、防空、指挥、控制、制导、火控等系统。进攻性武器性能的改善,尤其是隐身技术的采用,促使雷达加速发展更新。在电磁环境日趋复杂的情况下,进攻性武器单靠电子干扰的软杀伤手段,已难以有效地摆脱雷达跟踪。因此,国外许多国家开始竞相发展摧毁雷达的反辐射导弹。
反辐射导弹与其他导弹有什么区别呢,同样是导弹,为何一个能摧毁雷达,一个反而会被雷达捕获?研究表明,区别主要在于导引系统,这个系统实际上是一部无源雷达,包括天线、制导舱两部分。在载机发射控制状态,导引头搜索、捕获目标雷达,并向载机提供目标与导弹轴线的角度偏差,以及目标的大致距离、判别目标并控制导弹发射;在导弹制导飞行状态时,导引头继续自动搜索、捕获目标雷达,并自动引导导弹攻击目标雷达——测出目标偏离导弹轴线的方位角,控制舵翼向减小方位角的方向飞行,准直飞向目标雷达,同时向无线电引信提供信息,以控制导弹引爆时机。
俄罗斯Kh-31P反辐射导弹
反辐射导弹引信有触发式和非触发式两种。触发式引信是依靠导弹与目标或其他物体直接碰撞产生的巨大冲击力引爆;非触发式引信亦称无线电引信,当导弹在目标旁通过,且电磁近炸引信天线接收的信号强度大于一定值时引爆。战斗部依填料不同而多种多样,主要有空心聚能穿甲型和爆破型两种,大多为后者。战斗部的作用主要是摧毁雷达天线和发射架上裸露的装备设施。动力装置由启动发动机和巡航发动机组成。启动发动机使导弹迅速加速,缩短起动时间。导弹发射数十秒钟后,转入第二级工作状态,巡航发动机单独工作,使导弹巡航飞行。
无论是空中、地面还是海上发射,反辐射导弹的发射控制过程都基本相同,大体上分4个阶段。以空中发射为例,分搜索引导、瞄准发射、导弹自由飞行和导弹控制飞行4个阶段。在搜索引导阶段,载机借助于侦察引导设备确定地面目标雷达类型、方位、大致距离后,飞行员操纵飞机临近目标,并使导弹导引头天线概略对准目标。导引头以最大波束角进行搜索,一旦截获目标,就把接收到的方位角信号送到载机,显示目标与载机(导弹)之间的相互关系;同时导引头给载机发送音响信号和波门展宽信号。驾驶员以此作为判别目标性质、距离的依据操纵载机,使机载导弹指向目标。
在导弹瞄准发射阶段,载机显示器的十字线正交在中心,表示导弹已对准目标。飞行员定出发射诸元(速度、高度、发射距离、发射角),则可按下准备发射按钮,接通弹上电源,完成弹上与载机供电转换。此时导引头根据雷达信号自行精确瞄准目标。在满足最终发射条件时,发射指令自动发出,发动机点火,导弹射出。在导弹自由飞行阶段,舵机的燃气伺服机构不工作,弹翼可自由摆动。直到导弹的飞行高度较低,距离目标较近时,燃气伺服机构才启动工作,导弹进入控制状态。
在导弹控制飞行阶段,当导引头搜索到目标并已转入跟踪状态,且导弹距目标较近时,燃气伺服机构控制弹翼转动。此时,导引头的角偏离信号控制舵机转动,直至角偏离信号为零,表示导弹已对准目标,弹翼停止转动。有的反辐射导弹在控制飞行阶段丢失了目标之后,可自动转为搜索状态,扩大视界角,直到重新捕获目标后,再转为跟踪目标的控制飞行,同时视界角缩小。
在1966年的越南战争中,美国空军使用了“百舌鸟AGM-45”第一代反辐射导弹,用它摧毁了敌军防空阵地的高炮雷达和防空导弹制导雷达,取得了很好效果。据统计,美国使用反辐射导弹之前即1965年,敌方平均发射10枚地空导弹,就可击落一架美军飞机;使用反辐射导弹之后即1966年底,敌方平均发射70枚导弹,才能击落一架美军飞机。在1973年的第四次中东战争中,埃及和以色列都曾使用反辐射导弹攻击对方雷达站。埃及使用苏联制造的AS-5反辐射导弹,击毁了以色列的AN/TPS-43三坐标雷达。以色列使用美制的“百舌鸟”反辐射导弹,攻击埃及的“萨姆-2”“萨姆-3”地空导弹系统,命中率较高。在1982年英国与阿根廷的马岛战争中,英国的“火神”轰炸机,装备了新购进的“百舌鸟”反辐射导弹。尽管驾驶员对这种导弹的操作还很不熟练,但仍然取得了显著的战绩。英军最初发射的几枚“百舌鸟”反辐射导弹,破坏了阿根廷的防空雷达天线,给其雷达操作人员在心理上造成很大压力。在“火神”飞机距雷达站160千米左右时,阿军的操作人员就被迫关掉雷达发射机,从而失去了应有的战术作用。在同年叙利亚和以色列贝卡谷地战争中,叙利亚军队在贝卡谷地部署了20个“萨姆-2”“萨姆-3”“萨姆-6”导弹营。为了扫除这些威胁,以色列先出动小型无人机诱骗目标雷达开动,而后出动大批“鬼怪F-4”式战斗机和“野鼬鼠F-4G”飞机,使用灵巧炸弹和“百舌鸟”反辐射导弹,仅用6分钟就摧毁了19个导弹营,取得了显赫的战果。在1991年的海湾战争中,多国部队共发射2100枚反辐射导弹,包括美国2000枚“哈姆AGM-88A”反辐射导弹和英国100枚“阿拉姆”反辐射导弹,命中概率达10%~15%。1991年1月17日夜,在多国部队对巴格达的袭击中,美国F-4G、F/A-18、A-7等飞机向巴格达南面的防空阵地雷达发射约200枚“哈姆”反辐射导弹,一举摧毁了巴格达绝大多数雷达。
反辐射导弹的发展方向主要是增大射程、提高飞行速度、拓宽频带、提高抗干扰能力和提高精确度。具体表现在:(1)一弹多用。同样的弹体,装载不同的导引头,就成为不同的导弹,执行不同任务。(2)综合制导。就导引头来说,由单一的被动制导方式,发展成结合末端主动雷达、红外、电视的综合制导方式。在频段上,可根据侦察情况随时更换导引头。据报道,在越南战场上,可供“百舌鸟”导弹更换的导引头有14种之多。(3)提高灵敏度。为保证远距离攻击,导弹需要远程搜索和捕获雷达信号;导弹还可以利用雷达站油机、车辆等工作时产生的辐射进行攻击。这些都以高灵敏度为基础,目前反辐射导弹的探测能力,当附加辐射功率为1瓦时,导引头探测距离可达4.8千米;10瓦时可达16千米;100瓦时可达48千米。(4)采用时差技术(即时间到达技术)。原来由反辐射导弹制导系统执行的对辐射源的探测任务,改由两架或多架协同工作飞机的机载系统完成。机载系统测量这些飞机间的距离和雷达信号到达飞机的时间差,便可以确定出雷达的位置。导弹发射后,弹上设备自动修正误差。在任何时间和气象条件下,即使雷达偶尔产生辐射信号,随后关机,也能对其定位和攻击。
美军的最新型先进反辐射导弹AGM-88E,设计采用“哈姆”导弹的弹体,以GPS/INS进行中段制导,末段采用由毫米波主动雷达和宽频带被动雷达组成的双模导引头,能自动探测、识别、跟踪目标并对目标定位测距,视场、灵敏度、频率、测向精度和处理能力均好于现有的“哈姆”导弹。其作战方式是:发射后导弹以完全隐蔽的高速曲线弹道飞行,宽频带被动雷达迅速测量敌方雷达的无线电参数和相对位置。毫米波雷达测量自身高度,确定敌雷达的垂直角,从而可确定敌雷达的附加坐标位置。在飞行末段毫米波雷达将利用自动目标识别算法,攻击敌方与天线有一段距离的导弹发射架、指挥控制中心、雷达电源车等目标。如果敌雷达关机,导弹先在GPS/INS引导下靠近目标,然后启动毫米波主动雷达导引头进行搜索,寻找雷达天线或者是导弹金属发射架的强回波以进行攻击。此外,该导弹还可作为自卫武器,当载机被敌雷达锁定时,能立即发射反击,而无须先收集目标数据,能在飞行中自动捕捉目标。它的研制是美国空中力量从对敌防空压制到对敌防空摧毁作战模式转变的重要标志,已与其他精确制导弹药日趋接近。