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舰队防空作战中的舰载战斗机

Weave 2019-11-20 历史

B-1B 轰炸机与 EA-18G 电子战飞机。

舰队防空战斗机是远洋机动编队对空防御的第一道防线。在网络中心战时代到来之前,舰队防空战斗机的主要任务是在空舰导弹射程之外拦截反舰轰炸机 & 为其提供支持的电子战飞机,从而降低区域防空战舰所面对的空袭压力。随着网络化火控能力的逐渐成熟,舰队防空战斗机又增添了一项重要职责,那便是为舰空导弹提供超越发射平台水天线的目标指示,此时防空战舰实际上成为战斗机的虚拟武器库。


歼灭/驱逐反舰轰炸机 & 电子战飞机的收益是多方面的。

降低敌电子干扰水平,改善舰载预警机与防空战舰雷达的工作环境。电子战飞机是公认的兵力倍增器,所谓 '复杂电磁环境' 的主要肇因。将敌方的电子战飞机从 '棋盘' 上抹去对于防空作战的胜利具有至关重要的意义。减少抵达发射阵位的导弹载机数量。一架重型轰炸机往往能携带数枚甚至数十枚空舰导弹,消灭 '弓箭手' 显然比拦截已经射出的 '箭簇' 更加有利可图。不仅如此,每击落一架导弹载机,都将导致对方后续攻击的强度相应减弱。扰乱敌打击飞机之间的协调,延长其打击行动的持续时间,压低来袭导弹的峰值密度。换言之,通过迫使部分敌机提前/推迟发射导弹,舰队防空战斗机可将敌方精心策划的饱和攻击降级为添油式的非饱和攻击,令防空战舰得以更加从容地分批次展开拦截行动,舰空导弹的杀伤概率将得以大幅度提高。

不论是经典的远程拦截,还是更加新潮的舰空导弹目标指示任务,都要求舰队防空战斗机装备性能尽可能强悍的火控雷达。同样地,不论交战对象是雷达反射截面积天生较小的反舰导弹,还是具备强大电子对抗能力的重型轰炸机/电子战飞机,舰队防空战斗机使用的空空导弹都应配备功率孔径尽最大可能加大的寻的头,以确保复杂电磁环境下的杀伤概率。

以舰队防空为主要任务的舰载战斗机自 F-4 鬼怪 II 起便严格遵守上述基本原则。量产版鬼怪 II 的雷达孔径比原型机增大 1/3,从 24 英寸/61 厘米扩充至 32 英寸/81 厘米,使得 F-4 的机首部分出现了明显的肿胀。

其后美国海军研发的舰队防空战斗机,无论是胎死腹中的 F6D 导弹手 (亚音速武库机逻辑,完全不具备空战能力),半途而废的 F-111B,还是一代经典的 F-14,均秉承了大雷达 + 大导弹的基本设计逻辑。

大型雷达与重型空空导弹的组合必然导致载机平台的重型化。即便是完全不要求超音速能力,采用平直机翼的 F6D,正常起飞重量与满载起飞重量仍然分别达到 5 万磅/22.7 吨与 6 万磅/27.2 吨级。

苏军 MiG-31 截击机的作战环境与作战任务与美军舰队防空战斗机高度相似,采用的设计逻辑也如出一辙。

搜索雷达最大探测半径公式

跟踪雷达最大作用距离公式

复杂电磁环境/强烈干扰条件下,强行烧穿干扰源时的雷达作用距离公式

Rmax 为雷达最大作用距离,Pav 是雷达平均发射功率,t0 是照射时间,Gt 是发射天线增益 (与天线面积成正比),Ae 是接收天线有效面积 (对于多数雷达而言发射天线与接收天线是同一个东西),σ 是目标雷达反射面积,Bj 是干扰机带宽,Pj 是干扰机功率,Gj 是干扰机天线增益。

E/N0 是可靠检测必需的信号功率与单位带宽噪声功率的比值。T0Fn 是系统噪声。特定技术条件下上述两项可视为常量。

k 是波尔兹曼常数。

由上述公式可知,特定技术条件下,加大雷达功率孔径是提升雷达性能最为有效的途径。按照 F-15 与 F-16,Su-27 与 MiG-29 的重型机/中型机雷达天线面积 = 2 的历史经验计算,使用相同射频模块,每次扫描耗时相同的情况下,重型机雷达的搜索半径是中型机雷达的 1.41 倍 - 重型机也可以依托探测半径更大的优势,减低数据更新速率,延长扫描时间,从而增大搜索半径。照射时间相同时,重型机雷达的跟踪距离是中型机雷达的 1.68 倍,复杂电磁环境下烧穿干扰源的距离是中型机的 2 倍。

显然,越是在复杂电磁环境下对抗强敌,重型机雷达功率孔径优势带来的性能加成就越明显。

每架 B-1B 可在旋转挂弹架上搭载 24 枚 AGM-158C LRASM 远程反舰导弹,其射程据估计约为 300 海里,并可通过压缩弹头重量,增加燃料储备进一步延伸。B-1B 配备了强大的自卫电子对抗系统,并将伴随换装 SABR-GS (Scalable Agile Beam Radar – Global Strike) 有源电扫描阵列雷达获得更加难缠的 X 波段干扰能力 (SABR-GS 天线阵列的面积是 F-16AN/APG-83 Scalable Agile Beam RadarSABR 的三倍)。

有观点声称中型机依托现代化红外传感器,可获得不输重型机的态势感知能力。然而红外传感器长距离,窄视场模式下无法实施大空域快速搜索,必须依赖包括雷达,被动射频探测设备等传感器为其指示目标,且测距精度无法与雷达相提并论。更关键的问题是,红外传感器对大气环境的敏感度远较雷达为高。NASA 卫星多年观测的结果显示,多数时间内全球海洋上空存在云层覆盖 (图中颜色越白说明有云天气的百分比越高),热带辐合带 Intertropical Convergence Zone ITCZ 与副极地低压 (南北纬 60 度周边) 海域的云量尤其巨大。

著名的中途岛海战中,无处不在的云层对交战双方的目视搜索都造成了不少麻烦。

当然了,在某些企业的文宣部门及其媒体拥趸眼中,云这种令人烦恼的自然现象或许是不存在的罢......

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