上世纪50年代末至60年代初,几乎所有的军用飞机都没有装备电子自防御设备。

进人60年代中期后,美军战机在越南战场上受到了苏制雷达制导防空炮、“萨姆-2”地空导弹系统以及“米格-17”/“米格-21”拦截机的严重威胁,在没有装备任何电子自防御设备的情况下,损失了大量飞机。

越南战场上的F-100F 58-1226 野鼬鼠战机首开摧毁萨姆导弹之纪录
在越南战场上,美军共有89架战机被“米格”战斗机击落,197架飞机被地空导弹击落,2140架飞机被防空炮火击落。

此后,美军意识到飞机自防御系统的重要性,启动了紧急计划,开始研制并在其战术飞机上装备各种自防御系统,包括雷达导引与告警接收机、热焰弹与箔条投放装置等,取得了显著的效果。

越战后,美国海军进行了相关评估,结果表明,装备电子防御设备后,飞机因地空导弹的损失率降至装备前的1/5。

1966年~1972年11月,美国海军共有85架飞机被“萨姆-2”导弹击毁,而装备了电子对抗设备并对战术进行了调整后,约有340桨飞机避免了被地空导弹击毁的灾难。

另外,还有200桨飞机逃脱了被雷达制导防空火炮击毁的厄运。

这一切都证明了电子自防御设备对军用飞机的重要性。

“萨姆-2”导弹系统
AN/APR-25(V)雷达告警接收机的显示器 1970年开始出现第一个数字化的机载雷达告警
接收机AN/ALR-45
RF-4B 电子侦察机
越战后,髓着防空武器的快速发展,飞机的自防御系统面临着越来越大的挑战。

根据权威机构的数据统计,从1973年(中东战争)到2006年,世界各国在战争中共损失了1256架飞机(战斗机、直升机、运输机及无人机)。

其中,50%是被各种红外制导导弹击落的,23%是被防空火炮、加农炮或火箭弹击落的,13%是被雷达制导的面空或空空导弹击落的,14%毁于各种事故。

世界各国都对飞机面临的威胁进行了深入分析,不断研究能够有效应对威胁的自防御系统,以提高飞机的战场生存能力。

战场威胁:来自地面的防空火力
从1973年中东战争结束以来,仅有不到150架飞机在空战中被击落,其中大多数是在1982年的黎巴嫩冲突及第一次海湾战争的空战中损失的。

1992年以来,在战争中损失的飞机仅有12架是被战斗机击落的,其他大都是被各种地面防空武器击落的,飞机面临的主要威胁是来自地面的防空火力。

“萨姆-14”便携防空导弹
目前,世界各国的防空部队装备了数十万门防空火炮,5万多枚肩扛/便携式防空导弹,包括俄制“萨姆-14”、“萨姆-18”,美制“毒刺”以及法国的“西北风”导弹等。

这些不断改进的防空导弹,不仅能精确探测、跟踪目标,还会记住目标的外形特征,具有较强的抗干扰能力和初步的智能化特征,射程更远,作战效能更好。

此外,在世界各国军队服役的数以千计的俄制“萨姆-3”、“萨姆-6”防空导弹,法德联合研制的“罗兰德”,法国“响尾蛇”导弹,美国“霍克”中程导弹系统以及第三世界国家开发的地空导弹系统都对飞机构成了巨大威胁。

各国还在不断装备新型、功能完善的远程防空系统,如以色列的“箭”式、美国的“爱国者”、俄罗斯的S-300防空导弹以及欧洲的“紫菀”系列导弹。

这些先进的防空系统不仅能够拦截飞机,还能防御巡航导弹及弹道导弹的攻击。

电子自防御的基础:雷达导引与警告接收机
当前,几乎所有的战斗机、军用运输机和直升机都装备了雷达导引警告接收机,当飞机被对方搜索与跟踪雷达发现时,飞行员便能收到警报信息。

基本的雷达导引警告接收机系统包括若干接收天线、一个信号处理器和一个座舱显示器。

该系统可显示出敌方雷达的大致方位和型号等信息。

飞行员也可以从耳机中获得飞机被雷达探测、跟踪的警报声。

先进的雷达导引警告接收机系统可以识别多种威胁,对其分析后,按危险性高低排序。

目前较先进的报警装置能将目标源锁定在1°左右的范围内。

以美国空军的F-16C/D“战隼”战斗机为例。

F-16C/D装备的是诺斯罗普·格鲁曼公司研制的AN/ALR-69雷达告警接收机系统。

AN/ALR-69雷达告警接收机的探测天线显示攻击方位的雷达告警接收机座舱显示器
该系统包括一个能够显示攻击方位的座舱显示器、一个信号处理器以及四个探测天线。

嵌入到硬件中的威胁信号数据库能够自动识别威胁雷达的类型(搜索雷达、防空火炮制导雷达、导弹雷达、机载拦截雷达或是未知类型的雷达)。

方位显示器上的多种符号将告知飞行员威胁的类型、位置及距离。

如果敌方的雷达制导导弹即将发射或已经发射,
飞行员还会收到声音和图像警报。

AN/ALE-47箔条/热焰弹散布器
F-16战机施放热焰弹
在执行任务前,飞行员可选择若干雷达预警系统模式;方位显示器将会显示5个优先权最高的威胁,或显示25个以上的雷达信息。

F-16C/D的电子对抗设备还包括一个
AN/ALE-47箔条/热焰弹散布器,可手动启动也可由雷达警告系统启动。

被动防护系统:箔条与热焰弹
箔条和热焰弹是低成本、可大规模便用的被动型电子与红外对抗设备,能够有效保护战机免遭雷达制导或红外制导导弹的袭击。

箔条由细金属丝、玻璃纤维或铝制箔片(长度为雷达波长的1/2)组成。

飞机投放箔条后,在气流的作用下,箔条会快速形成云状,能够将信号反射回地面雷达。

箔条按照各种雷达波长切成若干不同的长度,从而能够有效应对多个波段的雷达。

由于箔条的大量使用,雷达将无法探测到目标的真正位置,或者只探测到若干假目标。

箔条可便飞机摆脱防空导弹的雷达跟踪,并且可使导弹的近炸引信在距离预定目标较远的地点引爆战斗部,从而使飞机免遭导弹的袭击。

尽管成本较低,而且容易制造,但箔条仍存在着一些固有的缺点。

战斗机上的布放装置一般只能携带数量有限的箔条,仅能起到自防御的作用而无法掩护其他飞机。

更为严重的是,在投放数秒后,箔条的速度减缓并开始扩散,因此,带有动目标显示和脉冲多普
勒滤波器的雷达系统便能从静止的或移动速度缓慢的箔条云中发现真正的目标。

在越南战争中,一些经验丰富的“萨姆-2”雷达操作人员就能够从箔条云中识别出真正的目标。

但是,箔条较高的初始速度还是能够迷惑火控系统、导弹雷达以及战斗部传感器等。

越战中,美军飞机利用布放装置投放了大量的箔条和箔条炸弹,成功地干扰了敌万的警
戒雷达以及“萨姆-2”跟踪雷达。

热焰弹是通过燃烧剂形成红外辐射,模拟飞机的红外特征,以强于真实目标的红外辐射干扰、诱骗导弹,达到保护飞机的目的。

目前,很多导弹的红外传感器都会被热焰弹欺骗,从而偏离飞机的红外信号(尾气等),因此,投放热焰弹是一种能够欺骗红外制导导弹的有效手段。

但是,热焰弹必须发出与飞机相同的或比飞机更强的红外信号,也必须在适当的时机,沿着能够引导导弹偏离飞机的轨道发射,才能有效地排除威胁。

在第一代热焰弹中,只有极少数能够与飞机尾气发出的红外信号实现精确匹配。

经过改进,现在很多国家都研制出了性能更好的热焰弹,这些热焰弹发出的信号与喷气式发动机尾气的光谱信号更为相似,能够欺骗带有滤波器的红外制导导弹。

但是,如果导弹带有多光谱制导的图像导引头或焦平面阵列,那么热焰弹的欺骗能力就要大打折扣了。

主动防护措施:红外对抗与电子干扰
在海湾战争及其以后的几场局部战争中,美国及其盟国损失的绝大多数飞机都是被
红外制导导弹击落的。

在早些时候的苏联入侵阿富汗战争中,红外制导导弹的威胁更为严重。

美制“毒刺”防空导弹击落了近300架苏联战机,直到战争结束,苏联也没能找到有效的应对措施。

这证实了发现红外制导导弹并对其进行有效干扰的重要性。

为应对红外制导导弹的袭击,最关键的是要装备先进的导弹逼近告警系统。

当有导弹来袭时,它可向飞行员报警,由飞行员采取措施或自动采取对抗措施。

目前的导弹逼近告警系统主要包括红外告警和紫外告警两种。

红外告警设备目前已发展到第三代,具有全方位的告警能力,可完成对大群目标的搜索、跟踪与定位,告警距离可达10~20千米。

与红外告警相比,紫外告警具有虚警率低、不需低温冷却、告警设备体积小重量轻等优点。

目前,紫外告警已发展成为装备量最大的导弹逼近告警系统之一。

AN/AAR-47导弹逼近告警传感器
目前,BAE系统公司的AN/AAR-47、诺斯罗普-格鲁曼公司的AN/AAR-54、雷声公司的AN/AAR-48以及桑德斯公司的AN/ALQ-156(V1)等导弹逼近告警传感器已与箔条和热焰弹投放器实现了成功结合,可一起安装在运输机和直升机上。

安装在直升机上的AN/AAR-54导弹逼近告警传感器
北约在科索沃战争的运输行动以及目前在伊拉克及阿富汗的行动中,上述系统的效能都已得到了证实。

美国国防部目前正在研发AN/AAR-57通用导弹告警系统。

使用紫外传感器的AN/AAR-57通用导弹告警系统
该系统使用紫外传感器以及先进的处理器,将克服早期的红外、光电及雷达警报接收器虚警率过高的缺点。

法国MBDA公司研制了“导弹发射探测器”(DDM)红外导弹告警系统,装备在“幻影2000”和“阵风”战斗机上。

俄罗斯战机,包括“苏-24”和“苏-35”在内,都安装了MAK/LO-82红外系统,对导弹攻击发出警报。