电磁蓝军斩沧海:055型驱逐舰电磁作战能力的搭建以及当前背景下的重新评估
电磁蓝军斩沧海:055型驱逐舰电磁作战能力的搭建以及当前背景下的重新评估
055型驱逐舰作为中国海军实现战略转型的标志性舰艇,其电磁作战能力备受关注。本文将从多个维度解析055型驱逐舰的电子/电磁作战能力,探讨其在现代海战中的重要作用。
055型驱逐舰是海军实现战略转型的标志性舰艇,也是走向深蓝实现远洋存在的关键性支撑。考虑到现代海战中的敌我对抗将在整个纵深展开,这艘万吨驱逐舰通常被认为是一个“六边形战士”:硬杀伤能力出色,电磁软对抗也不含糊。但前者是直观的,后者却比较抽象。
一般来说,055型的电子/电磁作战能力强大,不亚于其硬杀伤能力,但这种优势意味着什么却比较抽象,并不容易理解
1994年10月,美国海军第七舰队的“小鹰”号航母战斗群开进朝鲜西海岸的黄海海域执行对朝鲜的海上封锁行动,在10月27日起飞的舰载反潜机跟踪尾随我海军一艘结束训练返航的“汉”级攻击型核潜艇,并且对我海军核潜艇展开了模拟攻击,由此引发了解放军与美军在黄海海域的一次激烈的海空对峙事件,其间美军的电子战进攻能力令解放军印象深刻。这场对峙结束后,解放军明显将电子/电磁战能力建设提到了一个更重要的位置上。每一型新式武器装备定型前都必须经受严苛的电磁环境的考验,否则再先进的装备都无法胜任现代化实战任务。
当下,解放军非常重视电磁兼容和电磁干扰/抗干扰能力的建设。近年来,美国国防部在向国会提交的有关中国军事和安全能力发展的年度报告中也屡次声称,中国越来越重视电子战,其重要程度已经和包括海陆空在内的传统战争类型相当,“解放军将电子战视为增强军力的重要手段,并且在爆发冲突时,可能会运用电子战为每一支战斗部队和战勤部队提供支持。电子战系统会和其他用于攻守作战的海基和空基平台联合部署”。
时任美国第七舰队司令、海军中将约瑟夫·奥库安更是在2017年公开评价:“中国确实拥有令我们肃然起敬的电子战作战能力,并且我们也在针对这种能力进行有关训练。”奥库安披露,解放军电子战能力“包罗万象”,可以通过海基、陆基、空基等各类手段发动电子战。甚至解放军官方媒体也有报道,解放军海军“一支以新装备试验鉴定为主的科研部队,转变成组织主战舰艇训练的“电磁蓝军'”。海军“电磁蓝军”部队能够以各种各样的电磁频谱信号来对海军的舰艇、装备进行密集的“轰炸式”电子干扰,模拟强敌打造实战化环境。
显然,如果说未来作战是多维度的全域作战,那么在电子/电磁对抗这个作战维度上,解放军投入了可观的资源,也取得了显著的成效。
在这个大背景下,作为中国海军走入深蓝、实现远海存在的关键性主战舰艇平台,055型万吨驱逐舰的电子/电磁战能力如何十分重要,对其进行再审视也就很有必要了。
解放军海军正在将电磁频谱域作为与陆、海、空、天、赛博空间5个作战域相并列的第6作战域,认为和以往的“电子战”概念相比,电磁频谱战中发生的对抗行为将会向更宽泛的领域拓展,包括电子战、通信、传感器等多方面的斗争。所以,在解放军海军的相关军事学说中,电磁频谱战是指基于电磁频谱空间,使用电磁辐射控制电磁作战环境实施电磁频谱攻防,旨在夺取“制电磁权”的军事行动。这不可能不影响到055型万吨驱逐舰的设计理念和能力塑型。
大体来说,055型万吨驱逐舰在本质上是一个为远海环境优化的平台-武器-传感器组合,但要在远洋的物理域中进行有效机动作战,它首先要能在电磁域中进行自由机动。这就涉及055型的电磁作战能力。055型万吨驱逐舰搭载了世界首款“多波段”数字阵列,类似于346A、SPY-1D(V)这样的传统雷达,是将天线单元、T/R模块、信号处理和数据处理都集成到战斗系统内,能够独立使用,各自分工明确。而055型驱逐舰的多波段数字阵列则是将信号处理和数据处理进行了模块整合,最后兼并到战斗系统内。这样的设计搭配GaN基数字阵列,使得055型驱逐舰的电子战能力较传统舰艇有了成倍数的提升,而且数字阵列本身就是对传统有源相控阵雷达和电子干扰设备的“降维打击”。
事实上,从公开资料判断,055型万吨驱逐舰的电磁攻防对抗能力集信号侦察、电子攻击、电磁防护和频谱管控四大核心职能于一体,形成了较为完备的体系化侦攻防控能力,能够利用电磁空间独立实现特定作战目的,实现在电磁频谱空间中的自由机动。为此,需要将先进的电子攻防能力集成到综合一体化系统中,比如引入新型虚拟发射机、基于氮化镓(GaN)功放的有源电子扫描阵列、新型相关干扰技术等。与以往的组合式电子战系统在相对较窄的频率覆盖范围对抗已知威胁相比,这种新型攻击能力适应了新型反舰导弹导引头的作战需求,将频率覆盖范围扩展到毫米波段,还运用了新型“智能化”电子战的数字处理技术,能够对不在数据库中的未知威胁进行响应,甚至具备了一定的“自适应”对抗能力。
外媒认为,055型的电磁战模块采用20个双正弦接收单元的干涉仪虚拟天线,测频支路包括16~24个宽带(400兆赫)调谐器、数字接收机、1组窄带(32兆赫)滤波器和与之匹配的检波器。为缩短系统响应时间,测频支路通过预估频率中心并利用已知辐射源的频率参数进行全频扫描,检测通道的窄带特性也有效降低了电磁干扰,提高了系统的灵敏度。测向天线阵列由2个正交干涉仪构成,阵列包含14个接收单元,为减小多路径效应所引起的到达角误差,改进了多信号分类(MUSIC)算法,以实现高精度的测向。调谐器和接收单元在虚拟资源配置管理器(RAM)的控制下,能根据需要在测频和测向之间进行动态调整,可高效地截获频率调制连续波和相位调制连续波等低截获雷达信号,还可准确地分析提取雷达“指纹”特征和脉间调制特征,并根据获得的信息进行快速威胁分类与识别。
另外,这一模块在架构和接口上实现了与作战系统的完全集成,并通过数据链与其他平台的传感器相连,显著增强态势感知;显著优化了对时域重叠信号的处理和接收能力,即使在有干扰的情况下也能完成威胁辐射源的侦收;能适应2MPPS的信号密度,灵敏度在-65dBm和-75dBm之间,集成窄带接收机后优于-80dBm,在复杂电磁环境下的信号分选能力以及多目标同时对抗能力较为突出,具备远程和超视距雷达侦察功能。
同时,055型的电磁战模块还具备另两项关键功能:电子进攻支援和信息战支援。比如,与舰载有源相控阵雷达天线的结合,不仅可以提高干扰信号的等效辐射功率,生成更大的带宽,还能提供更灵活的波束控制和多波束能力,推动着电磁战实现由“末端被动防御”向“进攻性干扰”转变。不过,上述这些并不是真正关键性的看点··
055型万吨驱逐舰更为关键的看点,很可能是在认知电子/电磁战技术应用上的先行一步。有观点认为,055型的认知电子/电磁战能力一方面是通过机器学习、深度学习等人工智能关键技术,使其具有频谱感知、频谱推理、自适应对抗、评估反馈等能力;另一方面则是以“软件定义,硬件启用”的开放式架构为中心,能够在几个小时内用新的战场数据快速更新电子/电磁战系统,即通过综合重编程(Electronic Warfare Integrated Reprogramming,EWIR)技术框架的应用,来提高认知电子(电磁)战能力的敏捷性。电子战重编程的目的是提供软件、固件和任务数据可快速重编程,以应对不断演变的威胁。考虑到传统的电子战载荷模式是固定的,而使用通用架构的智能检测识别模型,既可以根据需要来很方便地加载与切换,又可以根据目标威胁的情况快速地学习与生成,这样就能通过重编程的自身变化来应对目标环境的变化。
简言之,在电磁斗争领域,新的用频技术或设备总是优先用于提升反侦察、抗干扰能力,随后才有可能出现与之抗衡的电子对抗手段。这种客观规律决定了电子对抗方相对频谱运用方的天然滞后性。在新兴电子信息技术推动下,通信、雷达、导航等用频设备的技术体制不断升级,已将现有电子侦察和攻击手段甩开数个身位。比如“低至零功率”设备、类噪声信号调制等先进技术,使电子/电磁对抗陷入“侦察无果”“干扰无效”的困局,导致一批传统侦扰设备面临淘汰。
先进电磁应用技术带来的技术鸿沟直接限制了电子/电磁对抗作战效能,对夺控战场制电磁权形成根本性影响。作为新一代大吨位主战舰艇的代表作,解放军海军的055型万吨驱逐舰在其设计规划阶段就力争迈入认知电子/电磁战的门槛是合理的。
值得注意的是,如果055型万吨驱逐舰的确在认知电子/电磁战技术应用上先行一步,其战术优势实际上还将涉及电磁战斗管理而不只是在电磁频谱作战领域。毕竟电磁态势是电子对抗的具体作战环境,更是需要通过电子/电磁对抗行动加以掌控和主动塑造的对象-这就需要有效的电磁战斗管理。
在整个电磁频谱作战中,指挥控制的活动就是电磁战、电磁频谱管理和信号情报。其中电磁战主要包括电磁攻击、电磁支援、电磁防护三大部分:电磁攻击涉及到使用电磁能(包括定向能或反辐射武器)攻击人员、设施或设备,其目的是削弱、压制或摧毁敌方的作战能力,典型的电磁攻击能力包括电磁干扰和电磁入侵;电磁支援涉及远海编队作战指挥员分配的行动或由作战指挥官直接控制的行动,对有意或无意的电磁辐射源进行搜索、截获、识别和定位,以便立即识别威胁、规避威胁,标定目标、制定规划和执行未来作战行动;电磁防护是指为保护人员、设施和装备免受己方、中立方、对手或敌方使用电磁频谱的任何影响,以及自然现象的影响导致己方战斗力被削弱、压制或破坏而采取的行动。
电磁频谱管理是指通过作战、工程和管理上的程序,规划、协调和管理电磁频谱的联合使用。信号情报是描述电磁作战环境的基础,包括与无线电、雷达、红外设备和定向能系统相关的那些频率。实际上,电磁支援和信号情报行动通常共享相同或相似的资产和资源,并且可能要同时收集满足两方要求的信息。所以,信号情报也要纳入电磁频谱作战的内容。
电磁战斗管理是指对电磁频谱作战的动态监控、评估、计划和指导,以支援远海编队作战指挥员的行动方案。电磁战斗管理提供联合电磁频谱作战方法,以确保对电磁作战环境的有效控制。
美国国防部的中国军事力量报告里直接把055型列为巡洋舰,而不是中国自我定位的驱逐舰。这至少说明了美军从一开始对055型就有异乎寻常的重视。但即便如此,美国海军很可能还是低估了055型的作战能力-比如对电磁频谱的作战能力。所以,如果“卡尔·文森”号航母第136电子战中队指挥官库尔特的被解职的确与中国海军的电磁战交手有关,那么我们对055型万吨驱逐舰的综合作战能力就必须有一个重新认识。
在“大国竞争”的背景下,中国海军越来越清醒地认识到,电子/电磁战是潜在的非常重要的关键赋能器,在支持战略情报搜集、战术态势感知、指示与告警、部队防御和平台自卫方面发挥着至关重要的作用。因此,近年来中国海军大力开展电子战装备技术项目的研发建设,并将其最新研发成果广泛应用于训练演练实践中,不断加快电子/电磁战能力建设的步伐。
另外,央视军事还在2022年8月21日刊文并配发视频,揭秘了解放军海军首支“电磁蓝军”部队。
根据央视军事当时披露,“···16年前,一支以新装备试验鉴定为主的科研部队,转变成组织主战舰艇训练的“电磁蓝军'···海军首支“电磁蓝军'部队系海军某试验训练区,该试训区从实战出发打磨建设蓝军力量,既要瞄准强敌的动态,还要跟上装备更新换代,专攻红军软肋打造逼真实战环境摔打磨炼部队···近年来,作为一线部队战斗力“孵化器',该试训区的作用日益突显。他们瞄准强敌谋打赢,着眼构建未来海战场,检验部队在复杂的电磁环境下装备运用能力、推进部队信息作战战法创新···海上网电专业蓝军的建设实际上是设了一道迈入现代海上战场的门槛,让红方感受到未来战场的严酷压力。如果我们的红军部队不经过海上网电复杂环境下的锤炼,它就进入不了未来海战,过不了电磁关、过不了网电关,就打不赢现代战争···”。
对此,当时有评论称,可以把中国海军的电磁作战部队理解为海军装备的鉴定中心、战法训练模拟中心。“新式武器装备定型前都必须经受严苛电磁环境的考验,否则再先进的装备都无法胜任现代化实战任务。海军“电磁蓝军'部队可以用各种各样的电磁频谱信号来对海军的舰艇、装备进行密集的“轰炸式'电子干扰,模拟强敌打造实战化环境”。在这样的磨砺中,055型万吨驱逐舰经历过什么,我们是可以大胆想象的。
