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命中率驟降91%,俄烏戰場現驚天逆轉?美先進武器遇前所未有挑戰

作者:戰情速遞

美國《防務新聞》(Defense News)網站刊文稱,五角大樓發現,烏軍在前線使用的美制先進武器正受到俄軍電子戰的嚴峻挑戰,包括M928 Excalibur“神劍”制導炮彈、GLSDB“陸射小直徑炸彈”和ATACMS“陸軍戰術飛彈”等衆多美制精确制飛彈藥的作戰效能都遭到嚴重削弱。該報道指出,M928 Excalibur“神劍”制導炮彈投入烏克蘭戰場之初,命中率高達70%,然而僅僅6周之後,由于俄軍采取了有效幹擾措施,命中率急轉直下到了6%,相當于驟降了91%,使用效果大打折扣。

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美國《動力》(The Drive)網站《戰區》(The War Zone)專欄報道稱,包括GLSDB陸射小直徑炸彈、M31衛星制導火箭彈、JDAM-ER增程型聯合制導攻擊武器在内的,使用GPS衛星制導的精确打擊彈藥,在俄軍的電子對抗措施面前,作戰效能持續下滑。2024年3月英國國防大臣格蘭特·沙普斯(Grant Shapps)的Falcon-900LX專機在前往波蘭奧爾日茲(Orzysz)的途中,在靠近俄羅斯飛地加裡甯格勒時,機上的GPS導航信号遭受了大約30分鐘的幹擾,迫使機組不得不采用其他方式導航。

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在電子戰領域,從蘇聯到俄羅斯,總是給人以“傻大黑粗”的刻闆印象。在國内軍迷群體中,不乏“電子管大法”、“倒卡神器”、“超大号烤箱”等戲谑。不過,從俄烏戰争的整體情況來看,雖然确實與當今的世界先進水準存在差距,但是俄制的電子戰武器的表現依然可圈可點。

俄軍如何幹擾衛星定位信号?

目前已經建成的4個全球衛星導航系統的通信信号均位于L波段。其中,美國的GPS系統的中心頻率是1176.45MHz、1227.60MHz和1575.42MHz;俄羅斯的ГЛОНАСС系統的中心頻率是1227.60MHz、1381.05MHz和1575.42HMz;歐空局Galileo系統的中心頻率是1176.45MHz、1207.14MHz、1278.75MHz和1575.42MHz;大陸的北鬥系統信号中心頻率是1561.098MHz、1207.14MHz和1268.52MHz。

GPS全球衛星定位系統發射的定位信号中,低精度的C/A碼為民用,高精度碼P碼為特定授權使用者使用,在P碼基礎上加密後的Y碼為軍用。GPS系統每個衛星的信号,都通過幅寬2.046MHz的PRN代碼進行了擴頻,以便于和其他信号區分,同時也增強了抗幹擾能力。而經常擔負戰場通信任務的Starlink“星鍊”系統的信号,主要位于Ku波段(12~18GHz)和Ka波段(27~40GHz),另外在V波段(50~75GHz)和E波段(71~86GHz)也有部分信道。

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現役GPS IIF衛星的太陽能帆闆的輸出功率為1900W,随着使用時間的延長,材料的老化還是使功率下降。再考慮到地磁本底和地形遮罩的影響,刻意去提高星地通信功率也沒法帶來多大的增益。是以,GPS導航衛星的天線發射功率并不高,在27W左右,傳遞到地面的信号強度僅有-160BW左右,換算成功率相當于<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>W左右。對此,蘇聯/俄羅斯遵循了一套非常簡單粗暴應對手段——制造比敵方通信信号強度高出30dB以上的幹擾信号進行阻塞——實戰證明這種壓制幹擾手段效果顯著。

除了采取阻塞式壓制幹擾外,另一種方式是欺騙式幹擾。具體又可分為通過模拟上行信号對衛星進行幹擾和通過建構假信号網絡對地面終端進行欺騙。俄烏戰場上,針對衛星通信的電子戰系統主要有Красуха-4С“克拉蘇哈-4S”、Р-340РП Поле-21“磁場-21”、Тирада-2С“提拉達-2S”、Палантин-К“披肩-K”、Р-330Ж Житель“居民”等型号,其中既有采用壓制式幹擾原理的,也有采用欺騙式幹擾原理。

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1РЛ257 Красуха-4С系統,針對的是X波段(8~12GHz)和Ku波段(12~18GHz)的低軌衛星通信與雷達成像、地面雷達、機載雷達和彈載制導雷達信号,工作原理是通過廣譜噪聲進行阻塞式幹擾。對衛星通信信号的作用半徑為150~300km,對雷達信号的作用半徑為10~40km。

Р-340РП Поле-21“磁場-21”電子戰系統工作在L波段(1~2GHz),采用與Красуха-4С相同的阻塞式幹擾原理,峰值功率0.3~2kW,專門針對以GPS為代表的衛星通信信号,有效作用半徑25km左右。

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Тирада-2С“提拉達-2S”電子戰系統工作在UHF(300~3000MHz)特高頻和SHF超高頻(3~30GHz),主要用于對衛星中繼通信鍊路的幹擾,也可兼顧對短波、超短波以及蜂窩和叢集無線電通信的幹擾。該系統的工作原理是,在偵測到敵方星地通信的信号後,生成定向幹擾信号,對敵方衛星實施瞄準幹擾,或者生成假信号實施欺騙幹擾。該系統對星地通信的有效作用半徑30~40km。

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Палантин-К“披肩-K”系統,用于電子偵察與幹擾,工作在短波(SW)和超短波(VHF)頻段,覆寫3~300MHz頻率,有效作用半徑20km以上,可對無人飛行器遙控信号、敵方指揮所的移動通信和網際網路信号源、“星鍊”中繼裝置的通信信号等實施壓制幹擾。全系統由22輛Камаз-7950越野卡車裝載,包括電子偵察裝置、幹擾系統、指揮所等單元,支援大間距分布式部署。

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Р-330Ж Житель“居民”系統主要用于幹擾星地通訊,同時兼顧超短波、短波和蜂窩與叢集通信。該系統的基本作戰單元由1部自動無線電幹擾站和1套無線電偵察天線組成。幹擾站內建在Урал-43203或者Камаз-43114越野卡車底盤上,偵察天線則安裝在拖車上。每個基本單元既可以獨立運作,也可以多站組網,通過Р-330КМА自動化電子戰指揮系統耦合運作。其頻譜監視範圍為100~2000MHz頻段,通過頻譜分析對目标實施瞄準式幹擾,重點針對GPS全球衛星定位系統、摩托羅拉“銥星”衛星通信系統、Intelsat海事衛星等。有效作用半徑20~30km。

如何評價俄軍的星地通信對抗?

毫無疑問,在目前的俄烏戰場上,在通信對抗領域,俄軍占據了上風。但與此同時,俄軍的電子戰系統本身,在戰鬥中也不可避免遭受過損失。因為大功率電子戰系統自身就是強輻射源,在戰場上不可避免的會暴露位置。而戰術電子戰系統,又因為作用距離的限制,必須進行前沿部署,是以很容易遭到敵方的反輻射打擊。

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實際上,在《防務新聞》刊載的文章後半段就出稱,美國陸軍已撥出巨資用于尖端電子戰裝置和防幹擾裝置,包括與BAE系統公司簽署了一項3.18億美元的GPS軍用加密M碼協定,以及向TRX系統公司采購新一代單兵攜帶的戰場定位和導航系統。此外,美國陸軍還要求開發一種新型幹擾機,它可以安裝到M1126 Stryker“斯特瑞克”輪式裝甲車族上,或者由單兵背負攜帶。

而在《動力》網站《戰區》闆塊的專欄文章稱,美國空軍正在采購旨在使JDAM-ER航彈能對抗GPS幹擾的附加導引頭。新型導引頭的加入将使JDAM-ER航彈具備鎖定GPS幹擾器的能力,有效地将受這種電子幹擾影響最大的武器變成對抗它的工具,類似AGM-88 HARM“哈姆”反輻射飛彈。

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前文提到的Красуха-4С“克拉蘇哈-4S”、Тирада-2С“提拉達-2S”和Р-330Ж Житель“居民”等,均已出現過戰損。誠然,電子戰系統屬于高價值目标,但戰術電子戰本身亦與坦克、火炮一樣,都是消耗品。就算出現一定的損失,隻要完成了既定目标,比如成功掩護己方兵力的敵前機動與集結,順利保障了沖擊發起前的炮火準備,都屬于成功的運用。

當然,既然已經是可以損失的消耗品了,戰術電子戰裝置就需要往小型化、便攜化的方向發展。不需要刻意追求過高的性能,而應當保持低廉的成本和便于生産的特性,友善大量配發和部署。畢竟,作為目标的衛星通信終端,單個裝置的WIFI信号最遠也隻能覆寫數百米半徑,也是需要通過多站組網運作的。是以,對于進攻方,單個高性能裝置與多個簡化裝置協同相比,後者的效能顯然更高。

相比于出現的戰鬥損失,俄羅斯電子戰系統的研制和發展存在的主要問題,還是設計原理相對落後,研發體系存在嚴重的組織管理問題,設計生産廠家過渡虛标性能等等。這些問題不僅嚴重限制了俄軍電子水準的進一步提高,即便是在目前的戰場環境下,現役和在研裝備的性能也不能覆寫前線部隊的全部需求。

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比如,以Красуха-4С“克拉蘇哈-4S”和Р-340РП Поле-21“磁場-21”為代表的大範圍對抗系統,采用的阻塞式幹擾原理,雖然屏蔽掉了GPS信号,但自家的ГЛОНАСС信号也沒了,因為兩者的軍碼都以1277.60MHz為中心頻率。如果有更強的信号處理能力,改用轉發式的欺騙幹擾,不僅能在破壞敵方通信的同時,不影響己方通信,還能降低靠前部署的密度,最大程度的減少己方損失。

又如,大功率阻塞式幹擾雖然簡單有效,但是不能适應所用情況。以在戰機上裝備為例,受制于供電功率,繼續采取堆功率的做法,就将嚴重削弱有效作用範圍和覆寫帶寬。對于艦艇,問題更大。在地面部署時,尚可通過多站組網、分時開機的方式躲避敵方偵測。而在艦艇上,幹擾源就在保護目标上,做不好射頻防護,就算躲過了衛星制導,也會招來反輻射打擊。這也是為什麼俄黑海艦隊的艦艇,頻頻在烏海軍無人艇的襲擊下遭受重大損失的原因之一。

再如,在電磁相容設計方面,俄軍的電子戰裝置依然在延續“專機專用”的整體架構,根據針對設計專門型号,導緻體系過于龐雜。由此帶來了裝備數量太多、制造成本高企且費時費力、無法成體系下沉配置的種種問題。而目前的國際主流是綜合射頻設計,采取的是按照頻譜劃分型号,大大的減少了裝置種類和數量,使得相關裝備能普及到更低的層級。

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總的來說,從俄烏戰場的實踐來看,在電子戰方面,俄羅斯依舊繼承了蘇聯時代在系統工程上的優點,但是在新技術的疊代面前顯得心有餘而力不足。雖然在整體層面上,俄軍不僅挽回了戰争初期的頹勢,還在逐漸的擴大優勢範圍,但是再一次的付出了許多不必要的代價。

我們可以從中學習什麼?

從俄烏戰争的經驗看,在未來的高技術戰争環境下,資訊對抗的重要性可以說已經上升到了首要位置。“打得着”的前提是“看得見”、“分得清”、“盯得住”、“叫得快”、“傳得準”。是以,加強資訊保障與對抗能力是當務之急。

就在今年,我軍對成立不到9年的戰略支援部隊進行改組,成立了新的資訊支援部隊,打造了全新的戰略性兵種。可見,在頂層設計上,我軍的判斷是未雨綢缪的。而在頂層設計之下,還有作戰組織、訓練和裝備三條主線。

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在作戰組織上,資訊對抗的領域早已拓展到海、陸、空、天、電、網六個次元,是缺一不可的。實際上從2015年軍改至今,在傳統的海、陸、空、天四大領域,我們與強敵的差距已經大大縮短,甚至在部分領域實作了反超。在新興的電磁和網絡領域,我們與強敵基本是在同一個起跑線上競争的。

在日常訓練上,我們是相對來講最放心的。在實戰化訓練方面,我們始終堅持料敵從寬、于己從嚴的原則,着眼未來與強敵的全面軍事鬥争。而強敵最大的問題,反而是長期的低水準實戰帶來的慣性,導緻應對高烈度全面戰争的訓練長期缺失。在兵力數量嚴重不足、老舊裝備繼續換代的當下,還要繼續維持全球部署,反過來進一步加劇了強敵訓練不足的窘境。是以,日常訓練與戰備水準反而是我們的優勢區間。

在裝備領域,我們可以保持謹慎的樂觀,但是也要正視與強敵的差距。最明顯的例子在航天裝備上。在這個領域,曆史儲備與繼承的影響要遠超其他。面對以Starship“星艦”和Starlink“星鍊”為代表的新質作戰力量,我們與強敵之間的差距難以在短期内彌合。而這種差距,在未來相當長的一個時期内,甚至還有繼續擴大的趨勢。如果我們不能實作颠覆性的創新,繼續在原有的賽道内追趕,就将處在極其危險的境地。這就要求我們必須要尋求新的賽道,比如以量子通信為代表的新興領域。