模拟军校


作者简介: 
  马献谋中校,中国台湾空军通校专科 69 年班,中国台湾空军通校事参班 36 期,美国电战班(民国 82 年),现任职中国台湾陆军炮兵飞弹学校中校主任教官。 

提  要 
一、经历次空战的统计,空中战机被所有防空武器击落的比率中,以空对空或地对空红外线追踪飞弹所占之比率最高。 
二、航空器所采取红外线飞弹反反制之措施不外乎:减低热辐射、抛射热源诱标、与主动侦测并加以反制。 
三、红外线诱标自火焰弹、冷热火焰弹、多角度抛射火焰弹、与主动红外线雷射干扰器等技术演进;而红外线寻标器则朝双色红外线感测器、高感度红外线感测器、与影像寻标器等方向改良。 
四、火焰弹必须具有可资运输、燃烧时间长、与高热度之基本特性,新式的火焰弹在弹体周围环绕可旋转之轮状镜片後,使得红外线飞弹极易被眩惑而无法锁定目标。 
五、红外线反制家族在运用高能红外线雷射干扰器以後,红外线飞弹在防空战场上的优势可能即将面临挑战,但红外线飞弹专家们也会在可预见的将来谋求对策,以使红外线飞弹永保「飞行员的最怕」之地位。 

前  言 
  在防空战役中,无人怀疑红外线导引飞弹是个天生杀手,自 1979 至 1985 年空中航空器被各式武器击落的总数是 160 架,其中 90% 是被红外线飞弹所击落。 1982 年在黎巴嫩贝卡山谷之役中,以色列空军使用 AIM-9G/L 空对空响尾蛇热追抭飞弹在一天当中击落 89 架叙利亚米格战机,该型飞弹为较先进的智慧型武器,可侦测出目标逃离之方向,再加以拦截为其特长。到了 1986 年春天,前苏联在阿富汗扫荡反抗军的军事行动中,因反抗军引进美国的刺针飞弹遂使战局逆转,刺针飞弹除了是一种人员携行的轻便机动高效能防空武器外,其终端导引阶段并有回避击中发动机排气口并转而攻击可造成更大伤害的机身部分之功能。 
  刺针飞弹亦使得直升机的价格高涨,虽然阿富汗反抗军声称其刺针飞弹计击落约 400 架苏联航空器,不过事实上此数据是稍微夸张了一点,然以一枚价格约 5 万美元的刺针飞弹去换取 1 架约 800 万美元(1986 年的价格)的苏联航空器,刺针飞弹在当时不得不被认为是高效能的防空武器系统。 
  另根据 1973 年至 1997 年美国洛克希德马汀公司的统计,在被各式武器系统总击落数 1,434 架航空器中,有 369 架(占 25.7%)是被防空火炮所击落;215 架(15%)是被雷达所导引的空对空或地对空飞弹所击落;有 112 架(7.8%)为其他或不明原因所摧毁;而占最大多数的 738 架(51.5%)是由空对空或地对空红外线飞弹所击落;连最近 1997 年 11 月 16 日斯里兰卡之「米—24」攻击直升机被击落事件中,据研判也是由坦米尔的红外线地对空飞弹所击落。 

红外线飞弹反制措施 
  由於红外线飞弹之极佳性能所造成的巨大威胁,使得相对应的反制措施变得相当棘手,而一般对付红外线飞弹大体有下列叁种方法: 
1. 减少红外线信号: 
  地球上的任何物质,只要其温度高於绝对温度零度(0°K 或 -273.16°C)以上均会辐射红外线,此乃一简单的物理性质。当温度增加时,若其属长波或远红外线,则其辐射频率将小於 1013 Hz;但若属短波,则其辐射频率将大於 1013 Hz。为便於参考起见,传统的运用是将远红外线设定於 30 至 100 微米之间;中红外线设定於 3 至 30 微米之间,或凯氏温度约 500° K;而近红外线则位於 0.8 至 3 微米之间(大约近 103 凯氏温度)。当然也有一些实用的系统采用另一种分类法:频段 1 属近红外线、频段 2 介於近红外线与中红外线间、而频段 4 之红外线波长则在 3 至 5 微米之范围。 
  要降低红外线信号可以采用交换式推进系统来达成,如可将喷射燃料操作在较火箭引擎还要低温的引擎中,将发动机排气降温的方法,一般大多将发动机排气与机身周围的冷空气混合,或将预期被侦测到的热排气予以遮蔽,亦是有效的减少热排气的方法。在最近的设计中,有将排气口置於机身上方(机背)的方法,以抑制来袭地对空飞弹使其无法十分有效且顺利的侦测到红外线信号,当然此举并不能完全解除威胁,因为事实上敌人的攻击方向是难以预测的,例如当敌机位於上方或敌人使用卫星侦测时,则仍难以隐藏该航空器之行踪。
2. 运用被动诱饵: 
  以产生另一个热源作为诱标或假目标,以诱骗来袭红外线飞弹之法即称运用被动诱饵。常用的方法是使用火焰弹将追热飞弹诱离其原先欲攻击的目标,此种诱标被美其名为「精神分散弹」或「魅力弹」,而且至今仍无人能否认其功效。当然用「被动」一词来定义此方法似乎仍有争议,因所谓被动技术乃指物质不辐射任何形式的能量而言,故感测器侦测红外线是一种被动的行为,就如同侦测无线电频率的接收机一样是一种被动的方式。然而一枚发热火焰弹由於有辐射热能,故不能算是被动,其「被动」之用语实乃因其非主动去攻击任何目标,而是被动等待红外线飞弹来攻击而名之。
3. 侦测并采取主动反制措施: 
  此法乃连续侦收来袭红外线飞弹之踪迹,以保护航空器本身,亦即感测来袭飞弹,加以分类,并选择适当的应变措施,此功能由预警装置与应变装置整合以後合力完成。预警装置包括使用可侦测出雷达所导引之飞弹的雷达预警接收机(RWR);可侦测并监视被动热追踪导引飞弹之红外线讯迹之设备;或使用电子光学仪器去凝视来袭之空中威胁。一旦该迫近之飞弹被侦测且识别以後,一适当之应变措施即被启动,这些应变措施涵括:抛射火焰弹、喷出可吸收红外线的烟雾、或以主动的方式发射出强力的雷射光束指向该飞弹的寻标器以眩惑其导引系统。目前已有数种整合式预警/应变系统可供采用或正在研发中,分叙如下: 
 (1) 被动空用预警系统(PAWS): 
  由以色列 Elisra 电子系统公司所开发,该系统可在高杂讯、与复杂战场景况中经由侦测与追踪飞弹之热排气以提供多重威胁预警,此外 PAWS 并可与 RWR 整合达成全方位防卫、显示、与管制之目的。
 (2) AN/AAQ-WR(V)判官(Nemesis)指向式红外线反制系统: 
  该系统由诺斯诺普格鲁曼与 GEC—马可尼两公司所合作生产,该项系统采用 AAR—54 飞弹预警器侦收可能来袭的飞弹,当判别其为真实威胁後,除了警告飞行员外,并启动高能弧光灯以反制之。
 (3) 飞弹侦测器(DDM): 
  由法国马特拉(Matra)与谢建(Sagem)两公司所合作生产,DDM 采用电子光感测器提供法国幻象 2000 战机之防护,该系统侦测敌飞弹的红外线讯号,并启动整合式频谱自卫系统。 另一由山德士公司所生产之先进战术红外线反制/通用飞弹预警系统(ATIRCM/CMWS),则是整合了 AN/AAR-57(V)飞弹预警器与 AN/ALQ-212(V)指向式红外线干扰器。
 (4) MWS-20 系列: 
  由法国达梭电子所设计的主动式飞弹迫近警告系统,可保护直升机、广体航空器、战斗机,并可改装以保护船舰。该系统可对抗任何型式的来袭飞弹,计算撞击时间并抛射适当的诱标或反制措施。 

红外线反制措施重点 
  红外线飞弹寻标器设计者与红外线反制措施研究人员,早已展开一场谍对谍或「胜兵先胜」的长期对峙,其实这也正是电子战策略演进的本质。在电子光学导引之飞弹未出现之前,早期的地对空飞弹均使用雷达以完成侦搜与追踪的功能,而且在终端导引与近发引信也是使用主动辐射,某些更复杂的飞弹则使用於??米波范围,而有些飞弹其导引则以接收指挥命令的型式由远处的控制站遥控指挥。上述的各种情况均有一个共同特性,那就是「主动」,亦即有信号辐射出去,而「RWR」(Radar Warning Receiver)即专为能对这些信号产生预警而发展出来的,因为 RWR 可识别这些威胁的特性并提供正确的预警。 
  可见光频谱边缘之红光以外仍有辐射信号的现象,是由英国天文学家威廉赫斯歇尔爵士於 1800 年所发现,然而直到 1970 年初期此型式的辐射能量(红外线)始被运用於被动导引技术中。当时曾有慢速固定翼运输机被早期苏联制的 SA-7 圣杯(Grail)式红外线地对空飞弹击落,而当时之反制措施与今天之水准比较真是有天壤之别,当时的应变措施是经飞行员目视发现有飞弹来袭时,由另一手脚俐落的机上组员用一改装的手枪对准飞弹方向打出一枚火焰弹。而以色列在当时也有另一种异曲同工的方法,那就是在战机的排气口後方再加装一条烟囱,如此一来使得发动机的热排气向机身後方退後了约 8 到 10 ??,此种设计虽然牺牲了空气动力的操控性,但却可避免机身百接被飞弹击中之危险。 
  1973 年 10 月 6~24 日中东爆发由以色列孤军对抗阿拉伯联盟之着名的「十月战争」中,双方的空中战机均遭受严重战损,该役中红外线导引之空对空与地对空飞弹均大展身手,其中以色列有 33 架战机被阿联的 SA-7 飞弹击落;反之,以色列使用美制 AIM-9 系列之响尾蛇与其自制之 Shafrir 飞弹,计击落阿拉伯联盟之战机 180 架。从此以後如何回避红外线飞弹攻击之红外线反制(IRCM)措施即进入紧锣密鼓的研发阶段。 第一代的反制措施是使用火焰弹(Flare),具有够大、够热、并方便包装之特点。一开始火焰弹仅装设於任务特殊、危险性高之航空载具上,即当其执行任务时,必须暴露於 SA-7 飞弹涵盖高度 15,000 范围内之情况,但是由於火焰弹也有体积及重量,因此机身上并不可能安置过多的火焰弹。因此下一步就是必须设法使有限的火焰弹作最有效的运用,亦即要使火焰弹在真的飞弹来袭之前的正确时间内射出。因此就有了飞弹进袭警告系统(MAWS)的设计,一开始的 MAWS 是运用主动雷达的技术,即利用都卜勒雷达善於侦测快速活动目标的特性以掌握敌飞弹之行踪,该系统除了提供飞行员威胁预警外,并可自动触发一反制措施。飞弹进袭警告系统亦可采用红外线或电子光学的被动技术去侦测敌飞弹自发射、加速、中途、或终端各阶段之行踪。     

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