2021年,大国竞争更加激烈,作为对抗前沿,电磁频谱领域的斗争愈演愈烈,电子战装备发展、应用与战备力度显著增强。全球电子战在战略、组织、技术、装备、训练等各个方面都展示出众多新的发展动向,继续呈现强劲的发展态势。2021年外军电子战发展主要呈现以下特点:电子战在联合作战中的作用日益凸显;各军事强国不断加大对电子战的投入;重视人工智能的应用,大力发展认知电子战能力;电子战演训越来越普遍;电子战实战应用不断加强;电子战部队编制不断扩展;注重开发先进信号情报能力,为电子战提供支持;电磁频谱作战理论和体系更加完善,电磁频谱作战走向实战化;注重网络战-电磁战融合等。本文全面梳理和总结了美军2021年电子战(电磁战)的发展情况,并选取了其他军事强国几条有代表性的电子战发展动态,希望引起读者对相应领域的关注。
1 美军全面开启电磁频谱作战体系建设,助力全域作战
2020年7月,美国发布JP3-85《联合电磁频谱作战》条令,用“电磁战”替换了“电子战”,自那时起,美军“电子战”概念正式扩展至“电磁战”。2020年10月,美国国防部发布《电磁频谱优势战略》,明确指出其正在将电磁战与频谱管理融合为统一的电磁频谱作战。电磁频谱优势可确保持续频谱接入,是实现陆、海、空、天和网络空间优势的主要基础,对美军获得“全域作战”优势至关重要。“全域作战”是美国国防部为应对大国竞争从顶层设计的联合作战概念,美国国防部将其视为未来数十年最重要的作战概念。2021年,美国国防部加大对电磁频谱作战的投入,不仅仅是对各种装备和能力,还对包括规划、机构、人员、训练等在内的整个电磁频谱作战体系加大投入。美国防部从联合层面领导开展这项工作,各军种也在各自架构内加大对电磁频谱作战的投入。美军已全面开启电磁频谱作战体系建设,助力全域作战。全域作战为电磁战揭开了新的篇章,将极大激发电磁战的潜能。
1.1 战略规划方面:发布《电磁频谱优势战略》实施计划,促进《战略》落地
在战略规划上,美国国防部长签署《电磁频谱优势战略》实施计划,为落实《电磁频谱优势战略》提供具体行动指南。美军各军种在新战略指导下,加快制定并落实本军种的电磁频谱作战规划。
(1)美国防部发布《电磁频谱优势战略》实施计划,落实战略的实施
继2020年10月美国防部发布《电磁频谱优势战略》之后,2021年7月,美国防部长奥斯汀签署了《电磁频谱优势战略》实施计划。该实施计划为达成美军“在选定的时间、地点和参数上实现电磁频谱中的行动自由”的战略愿景提供了实施纲领。实施计划要求建立问责制和结果制,优先考虑加强监督,整合美国防部范围内的电磁频谱作战。根据该方案,美军电磁频谱战略的监管职责将由参联会副主席移交美国防部首席信息官,以确定维持电磁频谱优势所需的方法和关键事项。美参联会副主席主要负责作战,并无采购权限,美军能力建设由美国防部及各军种负责。此举表明,美军为电磁频谱战略的执行指定了顶层负责机构,并欲将电磁频谱能力作为基础信息能力来建设。此外,美国战略司令部将成立一个联合电磁频谱作战中心,作为美国防部电磁频谱体系作战的领导机构。该实施计划的出台确定了美军电磁频谱能力的建设方向,并建立相应程序为电磁频谱优势战略提供资金、跟踪和相关支持以确保美国防部在电磁频谱领域继续保持优势。
(2)美国陆军发布新版《网络空间行动与电磁战》条令,支撑多域作战概念发展
2021年8月,美国陆军发布了新版FM3-12《网络空间行动与电磁战》条令,取代了2017年版的条令,新版FM3-12为协调、整合和同步美国陆军网络空间行动与电磁战提供战术与流程,对统一的地面作战和联合作战提供支持。随着美军将战略中心从反恐转向大国竞争,美陆军迫切需要新的条令来指导与对等对手高端对抗中的网络空间行动与电磁战,新版FM3-12就是在此大背景下修订完成的。美国陆军在网络空间行动与电磁战方面的目标是应对新型作战环境与新威胁,并满足多域作战需求。新版FM3-12的发布展示出美陆军对网络空间作战和电磁战的高度重视,美国陆军期望通过实施网络空间行动和电磁战,支持多域作战,实现在所有作战域内的行动自由,在大国竞争中获得优势。
(3)美国空军发布该军种首部《电磁频谱优势战略》,指导电磁频谱行动
2021年4月,美国空军发布该军种首部《电磁频谱优势战略》,为美国空军和太空军电磁频谱相关行动提供指导,与美国防部电磁频谱优势战略保持一致。该战略旨在实现三个主要目标:1)建立电磁频谱作战组织机构,侧重于统一美空军范围内的电磁频谱体系活动,提高电磁频谱作战的地位,为电磁频谱体系提供情报支持等。2)快速开发并提供敏捷的电磁战/电磁频谱能力,包括采用开放式体系架构快速开发电磁战/电磁频谱能力,开发鲁棒的电磁战斗管理能力,改进电磁频谱作战试验和训练基础设施等。3)发展电磁战/电磁频谱优势力量。该战略反映出美国空军对电磁频谱作战的高度重视,2021年美国空军在电磁战中的一系列举措也与该战略的目标相一致。
1.2 组织编制方面:重构电磁频谱作战管理机构,成立首支频谱战联队
2021年,美军加快了电磁频谱作战的部署与实施,美国防部继续调整电磁频谱作战管理机构,在战略司令部成立联合电磁频谱作战中心,负责整个联合电磁频谱作战体系的管理。美国空军加强电磁战力量建设,成立首支频谱战联队,新联队是“美国空军有史以来第一支专注于电磁频谱能力的联队”,致力于“调整美国空军在电磁频谱领域的作战方式”。
(1)美国战略司令部成立联合电磁频谱作战中心,提升美军电磁频谱作战能力
2021年8月,美国防部根据新签署的《电磁频谱优势战略》实施计划,在战略司令部成立一个由两星少将领导的联合电磁频谱作战中心(JEC),用于评估、评价、确认美军的联合电磁频谱行动战备情况,发现联合部队能力缺陷,按照能力规划指南制定电磁频谱领域的投资顺序。该中心通过与联合部队及各军兵种协调,负责电磁频谱作战的专业军事教育、课程设置及认证,以及在整个美国防部范围内教育和推广电磁频谱作战知识等工作,以提升美军电磁频谱作战能力。目前美国防部首席信息官负责监督电磁频谱战略及执行情况,而联合电磁频谱作战中心将从作战的角度,向首席信息官提供电磁频谱企业资源优先排序、联合部队训练及教育等方面的建议。
(2)美国空军成立首支频谱战联队,以保持美军电磁频谱优势
2021年6月,美国空军第350频谱战联队正式成立。该联队隶属美空军空战司令部,是美空军首支频谱战联队。第350频谱战联队由第350和850两个频谱战大队组成,下辖7个电子战中队和1个F-35支援机构。该联队暂时位于埃格林空军基地,预计将于2022年春季确定永久基地位置。该联队的使命是提供先进的自适应电磁频谱能力,为作战人员提供战术和战略竞争优势以及攻击、机动和防御自由,该联队负责为美国及其盟国的69个电磁战系统提供电磁频谱能力,此外还负责电磁战的重新编程、建模、仿真和评估。第350频谱战联队将支撑、装备和优化正在部署的能力,向空战部队提供电子战维护、操作和技术方面的专业知识,为美国及其盟国在电磁频谱领域提供可持续的竞争优势。第350频谱战联队启动运行,是美空军为保持在电磁战中的竞争优势所采取的举措,是美国空军电磁战力量建设的标志性事件。第350频谱战联队的成立表明了美空军对巩固和现代化整个电磁频谱作战的重视。
1.3 装备建设方面:注重支持全域作战的电子战能力开发,各军种电子战装备建设侧重点不同
2021年,美国防部启动多项自动化频谱管理工具研发项目,加速推进电子战(电磁战)与频谱管理的融合。美军各军种都在电子战装备建设方面持续发力,除了延续以往重大项目的发展,还结合自身情况各有侧重地开展了电子战装备建设工作,有的意在锦上添花,有的意在弥补不足。美陆军和海军继续稳步推进各自电子战重点装备型号的研发部署,此外,美国陆军还开展了多域感知系统相关工作,以支持未来多域作战,美国海军则寻求借助电磁战与网络战技术增强全域电磁频谱作战能力。美国空军意识到其在认知电子战领域处于落后状态,2021年采取了一系列措施以图改变这种局面,谋求电子战软件化、智能化转型。美国太空军则欲统一空间电磁战管理,此外,还升级了陆基进攻性卫星通信对抗系统,同时寻求天基战术级电子战支援能力。美海军陆战队发布规划,计划未来五年斥巨资开发电磁战系统,并加快了对新型电子战装备的测试。
1.3.1美国防部:开发电磁频谱管理工具,以实现统一的电磁频谱作战
美军一直谋划将电子战(电磁战)与电磁频谱管理相结合,构建电磁频谱作战体系。为加速推进电子战与电磁频谱管理的融合,实现统一的电磁频谱作战,2021年,美国防部启动多项自动化频谱管理工具研发项目,为联合全域指挥控制(JADC2)概念提供支持。美国防信息系统局(DISA)则借助电磁作战管理(EMBM)项目寻求联合电磁频谱作战(JEMSO)规划和管理能力。美军大力推进电磁频谱管理工具的开发,朝着实现统一电磁频谱作战又迈进了一步。
(1)美国防部开发新型自动化频谱管理工具,用于JADC2战场
2021年10月,美国国防部授予Peraton实验室一份为期三年的合同,开展“作战频谱理解、分析及响应”(OSCAR)项目研究,并重点开发一种基于人工智能及机器学习的软件。借助人工智能/机器学习实现敏捷、自动化,可适应现代战争的复杂性和快节奏,突破人类认知不足。该软件可全自动检测敌友双方的各类干扰,将用户重新路由到新的开放信道,从而提高频谱利用率。OSCAR不仅包括软件算法,还包括一个图形用户界面。Peraton实验室表示,虽然OSCAR项目是在美海军的海上信息战中心开展,但其可应用于所有军兵种。Peraton已经与美陆军和空军展开合作,并参与到陆军“融合项目2021”和空军“先进作战管理系统”(ABMS)项目中。OSCAR的最终目标是开发一种自动化的近实时频谱管理能力,使美军各军种可将其用于JADC2活动。
美国国防部于2021年4月公布了OSCAR原型建议征询书,该项目是美国防部“频谱接入研发计划”的一部分,后者还包括“风险告知频谱接入”(RISA)项目和“多频段仪器化控制信道架构”(MICCA)项目。RISA研制并演示频谱接入规划、运营和管理工具,目标是在空间、时间和频率上消除频谱冲突,合同已授予Leidos公司;MICCA采用机器到机器的接口和协议,以实现近实时的指挥控制通信及灵活频谱接入,合同已授予共享频谱公司。这些原型能力将为作战人员提供在JADC2战场日益受限、拥挤和对抗的电磁频谱环境中作战所需的多种能力。美国防部认为,获得自动化电磁作战管理工具是优先事项,对实现JADC2这样的概念至关重要。
(2)DISA开发电磁作战管理(EMBM)系统,以满足联合电磁频谱作战(JEMSO)需求
2021年6月,美国防信息系统局(DISA)发布电磁作战管理(EMBM)项目征询白皮书,寻求满足联合电磁频谱作战(JEMSO)规划和管理能力的原型需求,增强电磁频谱态势感知能力。EMBM旨在显著提高电磁频谱系统的频谱规划能力、数据共享能力,实现JEMSO联合指挥控制,并提供电磁频谱机动能力。EMBM以全球电磁频谱信息系统(GEMSIS)为基础建设,DISA正在对GEMSIS的联合频谱数据库(JSDR)进行扩展,以便其能够支持增强的态势感知能力。基于云托管、面向服务架构的EMBM系统将提供一种至关重要的电磁频谱相关工具、服务和数据的集成套件,包括一个收集电磁频谱作战相关精确数据的集中式平台。EMBM的另一个重要方面是支持联合规划进程,DISA正在寻求将EMBM态势感知能力与联合规划工具相结合。EMBM系统的初始版本预计将于2022年春天推出。电磁频谱跨越联合全域指挥控制(JADC2)所有域,EMBM系统是关键的指挥控制工具,最终将支持JADC2,DISA将EMBM视为JADC2电磁频谱空间能力的提供者。
1.3.2美国陆军:加快多功能电子战装备研发部署,开发多域感知系统先进能力
2021年,美国陆军加快了多功能电子战装备研发部署,测试了“电子战规划与管理工具”(EWPMT)软件,推进“旅战斗队地面层系统”(TLS-BCT)进入第二阶段,并优化其“旅以上部队地面层系统”(TLS-EAB)。此外,美陆军还特别重视先进信号情报能力(现归入“电磁战”范畴)对多域作战的支持作用,在多域感知系统(MDSS)方面开展工作,推出高空情报系统,补充中空和地面系统电子战能力,并开发下一代机载信号情报系统,收集深度感知的情报。美陆军追求多域感知系统先进能力,旨在解决未来多域作战中对抗均势对手的需求。
(1)美陆军测试“电子战规划与管理工具”软件,该软件或将用于协调联合部队电磁频谱行动
2021年9月,美陆军第4步兵师第2旅战斗队在卡森堡军事基地测试了“电子战规划与管理工具”(EWPMT)软件。EWPMT是一个汇集了战场数据的指挥控制规划工具,使士兵能够规划其电磁频谱行动,进行电磁频谱战斗管理,并对战场上的电磁频谱传感器和射手进行重编程。通过收集各种数据集,频谱管理人员可以对特定的网络进行规划并消除频率冲突。该工具还使频谱管理人员能够处理联合频谱干扰报告。作战人员可利用该工具直观地看到电子战的无形威胁,也能利用该工具的建模与仿真能力,将电子战系统定位到战场最佳位置,向敌人施以非动能影响。EWPMT软件将实现电磁频谱的全面可视化,提升美军作战部队的战场态势感知与电子战任务规划能力,从而构建各军种的全方位电子战能力。美国国防部正计划将EMPMT软件作为联合部队协调电磁频谱行动的主要选择。该工具预计自2022年起推广应用。
(2)美陆军“旅战斗队地面层系统”项目进入第二阶段,该系统可提供关键态势感知能力
2021年9月,美国陆军旅战斗队地面层系统(TLS-BCT)项目在经过16个月的样机竞争后,开始进入第二阶段。美陆军授予洛克希德•马丁公司合同,对第一阶段的样机进行3个月的固定周期性能测试。地面层系统是美国陆军基于战术车辆的下一代系统,集成了信号情报、电子战及网络空间作战能力。列装后,该系统将部署至旅战斗队军事情报连(MICO)的多功能排及电子战排,通过检测、识别、定位、利用及破坏敌方信号,为作战人员提供关键态势感知能力。美国陆军计划后续生成概念验证车,开展额外的样机及集成工作。
(3)美陆军优化“旅以上部队地面层系统”(TLS‑EAB),以支持跨海域作战
2021年4月,美国陆军表示,他们正在优化即将推出的“旅以上部队地面层系统”(TLS‑EAB),以确保其能够支持部队跨越印度-太平洋地区广阔的海域进行作战。为了应对对手威胁,印度-太平洋地区是美国陆军高度优先考虑的地区。美国陆军在该区域组建了多域特遣部队,并将优先为其配备TLS‑EAB新型电子战系统,以在印度-太平洋战区打击海上目标。TLS-EAB将为旅级以上部队指挥官提供感知能力,提供改进的精确定位能力,进行非动态火力打击,并支持“旅战斗队地面层系统”(TLS-BCT)无法实现的广域目标动态瞄准。TLS‑EAB预计将在2022年实地使用。
TLS-EAB作战视图
(4)美国陆军计划开发高空电子战系统,补充中空和地面系统电子战能力
2021年8月,美陆军表示,希望开发一种可飞越敌方领土的高空情报、网络、电子战传感器,以提供情报数据及干扰能力。该系统名为高空远程长航时情报观测系统(HELEIOS),属于多域感知系统(MDSS)的一部分,是一种搭载在气球或太阳能滑翔机上的可消耗传感器,在60000英尺(18288米)或更高高度工作。美陆军寻求的概念及技术包括分布式电磁相干攻击,多种低功率发射机,可搭载在不同气球或滑翔机上并及时协调相位以便对单个目标形成叠加干扰的效应器。该系统将对中空系统(如大型无人机)和地面系统(包括TLS-EAB)电子战能力提供补充。美陆军希望在即将开展的“融合项目”演习中对该系统进行实验,并在2022财年完成技术验证。
(5)美陆军开发下一代机载信号情报系统,收集深度感知情报
2021年6月,美国陆军分别授予L3Harris公司和雷声公司合同,开展为期8个月的“高精度探测与利用系统”(HADES)第一阶段工作。HADES系统旨在为美陆军的下一代机载情报、监视与侦察(ISR)系统提供任务有效载荷,是美陆军多域感知系统(MDSS)的一部分。两公司将开发、研制并集成一个电子情报及通信情报传感器套件,整个项目预计投入4900万美元。目前美陆军尚未确定该系统的搭载平台,但设想的是“飞行高度、作战半径大于现有平台”的固定翼喷气式飞机。美陆军表示,HADES系统旨在满足与均势对手的多域作战需求,能够在防区外侦测、定位、识别、跟踪关键目标,提供深度感知的情报收集与预警等能力。
1.3.3美国海军:稳步推进重点装备型号研发部署,寻求增强全域电磁频谱作战能力
2021年,美军海军稳步推进重点装备型号研发部署,“下一代干扰机”中频段(NGJ-MB)吊舱完成研发测试,进入低速初始生产阶段。诺格公司向美海军交付了首套SEWIP Block 3工程与开发模型,用于开展陆基测试。此外,美海军为电磁频谱作战征寻电磁战与网络战技术与能力,希望为美军创建跨所有域的电磁频谱作战优势。
(1)美海军“下一代干扰机”中频段(NGJ-MB)达到里程碑C,进入低速初始生产阶段
下一代干扰机(NGJ)是美国海军的重要资产,是美国海军乃至联合作战部队最重要的空中电子攻击平台,将帮助美国确保全频谱电磁优势。NGJ由覆盖电磁频谱高、中、低三个部分的三型吊舱组成。2021年6月,美国海军宣布“下一代干扰机”中波段(NGJ-MB)吊舱经过145小时的飞行测试以及3100多小时的暗室测试,已完成研发测试,即项目达到里程碑C。里程碑C是NGJ-MB项目的关键节点,标志着NGJ-MB项目进入生产和部署阶段并即将开始低速初始生产(LRIP)。NGJ-MB是一个外挂吊舱,采用最新的数字化、软件化技术和有源电扫阵列技术来应对先进的新兴威胁。该系统还将提供增强的机载电子攻击能力,以干扰、拒止和降级敌防空系统和地面通信系统。2021年7月和12月,雷声公司分别获得NGJ-MB吊舱第一批次(3套)和第二批次(5套)生产合同。
(2)美海军“水面电子战改进计划”(SEWIP)Block 3结束工程制造开发阶段,将开始陆基测试
美国海军“水面电子战改进计划”(SEWIP)是一项渐进式采办项目,已开展了三个批次的升级。美海军致力于开发分布式概念,SEWIP Block 3将使多个舰艇群更好地协同工作,以电子方式战胜威胁。一旦部署,它将为美国海军水面作战力量开创一个新的海军电子战时代。2021年6月,诺格公司成功完成AN/SLQ-32(V)7 SEWIPBlock 3的系统集成和正式鉴定测试,并向美海军交付了SEWIP Block 3工程与开发模型(EDM)。美国海军海上系统司令部将在水面作战系统中心对该装备进行正式陆基测试。自此,SEWIP完成了从实验室向作战人员交付这一过程,该项目工程、制造与开发阶段已经结束。
(3)美海军征寻电磁战与网络战技术,旨在增强全域电磁频谱作战能力
2021年7月,美国海军海上系统司令部发布信息征寻书,为电磁频谱作战征寻电磁战与网络战技术与能力,希望为美军创建跨所有域的电磁频谱作战优势。重点关注的领域包括:电磁-网络作战一体化,实现同步的电磁攻击、电磁战支援、电磁保护和战役/战术欺骗;射频、网络和通信信号可视化;快速分析海量多源异构数据/信息,包括:自然语言处理、人工智能与机器学习、超级计算、并行处理及相关技术;为从战术层面到战略层面的作战决策提供技术支持;为行动方案制定、优化和优先级确定提供技术支持;能够呈现挑战性电磁频谱动态作战环境的技术。征集到的信息将帮助美军加快制定演示、实验和原型开发计划,增强其全域电磁频谱作战能力。
1.3.4美国空军:大力发展认知电子战能力,谋求电子战软件化、智能化转型
2021年,美空军电磁频谱优势局局长塔德•克拉克曾多次表示,美空军需要大力发展电磁频谱能力,通过采用并优化电磁频谱能力,在战场上给对手制造“混乱”,从而占据可持续的竞争优势。美空军认识到,在与实力相当对手的对抗中,必须通过采用认知、系统集成、人工智能和机器学习等新技术新能力,才能在对抗的电磁环境中有效应对新威胁,形成或保持美军的空中优势。为此,2021年,美空军大力发展认知电子战能力,力主采用开放式系统体系架构,谋求电子战软件化、智能化转型。
2021年,美国空军基本完成了现役老式战斗机的认知电子战升级布局,美国空军明确提出对F-15、F-16战斗机进行电子战改进,采用人工智能和机器学习算法赋予F-15战斗机“鹰”有源/无源告警与生存系统(EPAWSS)认知能力,同时为F-16提供新型AN/ALQ-131C电子战系统,使其电子战能力能与五代机媲美,并完成了F-16在飞行中的重编程试验。此外,美空军计划启动“怪兽”认知电子战项目,提升大飞机生存能力,从而提高美军整个空战体系的作战能力。2021年,美空军还开发了基于GHOST开放式系统体系架构的信号情报系统,其EC-37B新一代“罗盘呼叫”电子战飞机完成基于软件的电磁频谱能力测试并顺利完成首飞。以上都是美空军谋求电子战软件化智能化转型的例证。
(1)美空军寻求用人工智能/机器学习技术,赋予F-15战斗机认知电子战能力
2021年3月,波音公司向美国空军交付了首架装备“鹰”有源/无源预警生存系统(EPAWSS)的F-15EX战斗机。同时,美国空军生命周期管理中心发布公告,为F-15系列战斗机(包括F-15EX)寻求人工智能/机器学习能力,开发认知电子战技术并集成到EPAWSS系统中。美国空军十分关注可提供快速电子战重编程和学习能力的认知技术,目标是开发和构建一种至少达到技术成熟度4级(TRL-4)的认知电子战技术,并研究在射频背景噪声下发射机自适应性、敏捷性、模糊性和复杂性挑战。美空军希望在未来两年内将认知电子战技术运用到F-15战斗机机载电子战系统中,使F-15战斗机能在密集信号环境中更快速、更智能地应对新兴威胁。EPAWSS的列装以及认知电子战的加持,将极大提升F-15的战斗力。
(2)美空军测试F-16战斗机电子战系统飞行中重编程能力,完善认知电子战概念
2021年7月,美空军测试了F-16C“蝰蛇”战斗机在空中飞行时对其机载电子战系统软件进行升级的能力。测试期间,空军研究人员向F-16C搭载的AN/ALQ-213“电子战管理系统”发送更新任务数据文件,战斗机通过机载超视距卫星通信系统接收到新软件,成功完成软件升级。升级后的系统将帮助美空军更好地检测位置类型信号和新型威胁。美空军表示,其特别需要能在战术上快速更新的软件能力,尤其是任务数据文件,因为这关系着能否发现、识别、击败敌方威胁系统。此次测试属于美空军“先进战斗管理系统”(ABMS)计划的一部分,旨在发展更强的网络互联、远程目标定位及其他相关装置,助力美空军完善“认知电子战”概念。美空军下一步计划将高速互联网集成到F-16中,使飞行员能访问加密云数据。
(3)美空军拟启动“怪兽”(Kaiju)认知电子战项目,应对综合防空系统新威胁
2021年9月,美国空军宣布将于2022年1月启动“怪兽”(Kaiju)认知电子战项目,旨在应对大国对抗中敌方综合防空系统新威胁,提升大飞机生存能力,确保美军未来空中优势。该项目将使用开放式系统标准、敏捷的软件算法开发和过程验证工具,开发可移植到已列装系统的人工智能和机器学习技术。“怪兽”项目为期5年,研制周期从2022年到2026年,计划投资高达1.5亿美元,主要在9个方向开展研究:认知电子战大数据研究,软件无线电研究,多频谱威胁对抗,RAPTURE实验室,电子攻击演示,实时算法开发,用于下一个飞行任务数据重编程的射频电子战演示样机,先进威胁对抗及项目管理。美空军研究人员表示,“怪兽”项目将授出2份合同,一份用于开展上述9项任务,另一份用于开展额外工作,这两份合同的密级均为绝密。“怪兽”项目的开发不仅将全面提升美空军认知电子战能力水平,也便于对现役系统进行升级改进。
(4)美空军开发基于GHOST开放式系统体系架构的信号情报系统,谋求电子战智能化转型
2021年6月,根据全球高空开放式系统传感器技术(GHOST)项目要求,美国空军开始开发新一代基于开放式标准的机载信号情报传感器。GHOST信号情报系统通过综合使用高、低频段系统,可以尽可能多地覆盖电磁频谱。GHOST传感器软硬件组件具备开放式体系结构,便于适配不同类型的有人和无人飞机以及具体任务。开放式体系架构的核心要素是开放式的“模块”和“接口”,核心目标是“即插即用”。开放式系统体系架构是软件化的“物质基础”,软件化又是智能化的“物质基础”。GHOST是美国空军开放式系统体系架构典型项目,对于美国空军信号情报、电子战乃至整个电子信息领域实现全面软件化、智能化转型至关重要。可以看出,美空军正致力于以开放式系统体系架构为切入点,在信号情报、电子战等领域内快速跟上人工智能时代的发展步伐。开放式系统体系架构有望让信号情报、电子战领域发生革命性变化,从“以威胁为导向、以硬件为核心”向“以能力为导向、以软件为核心”方向发展。
(5)美空军新一代先进电子战飞机完成基于软件的电磁频谱能力测试,并顺利完成首飞
2021年8月,美国空军的EC-37B新一代“罗盘呼叫”电子战飞机顺利完成了首飞,并将于2022年交付。与美国空军当前所使用的EC-130H“罗盘呼叫”电子战飞机相比,EC-37B飞得更高更快,能够极大扩展其电子战系统的打击范围。美国空军在开发EC-37B“罗盘呼叫”电子战飞机的过程中明确了采用开放式系统体系架构。2021年4月,BAE系统公司和美国空军对一架EC-130H进行了11次飞行测试,成功试飞了小型自适应电子资源库(SABER)技术,为EC-37B“罗盘呼叫”电子战飞机的关键软件升级铺平了道路。SABER系统为美国空军及其“罗盘呼叫”武器系统提供了从硬件到软件的电磁频谱作战能力过渡。该系统建立在一套使用开放系统架构的软件定义无线电系统上,并将为EC-37B的电子战操作系统提供框架。SABER可以在不进行重大物理重构的情况下,灵活地更新系统,它还能适应新的应用程序以及现有应用程序的修改版。这项技术将使美国空军能够迅速、主动地应对新兴的敌对威胁系统。
1.3.5美太空军:欲统一空间电磁战管理,升级进攻能力并寻求支援能力
美军近期多次强调保持太空优势以赢得长期战略竞争的重要性。太空是多域作战的重要组成部分,美军希望开发各种韧性、可负担、致命的天基能力,为JADC2增加来自太空的作战支持。2021年,美军加大了天基电子战能力建设力度,美太空军首次提出要统一空间电磁战管理,并从进攻和支援能力多方面着手推动空间电磁战能力建设。美太空系统司令部发布公告,欲建“空间电磁战运行位置”(SEWOL)综合工作场所,全面指挥未来空间电磁战。美太空军采用灵活的开发、安全及运作(DevSecOps)方法升级CCS Block 10.2陆基进攻性卫星通信对抗系统。美国太空发展局寻求基于国防太空架构的天基战术级电子战支援能力。
(1)美太空系统司令部欲建“空间电磁战运行位置”指挥未来空间电磁战
2021年9月,美太空系统司令部发布“空间电磁战运行位置”(SEWOL)信息征询。SEWOL将是美国太空军规划、分配任务和执行空间电磁战的综合工作场所。SEWOL的初始基线包括:空间电磁战通用作战图(SEWCOP)、Meadowlands远程武器系统控制,以及远程模块化终端(RMT)远程武器系统控制。Meadowlands也称“反通信系统(CCS)Block 10.3”,RMT是一种“小型地基远程操作的空间控制电子战系统”。Meadowlands和RMT远程操作能力都将集成到SEWOL架构中。SEWOL将提供四项主要功能:空间电磁战通用作战图(SEWCOP),任务规划、执行和指挥控制基础设施和应用,基于云的远程空间电磁战基础设施,以及任务韧性和保证基础架构。SEWOL将在美国本土建立初始运行位置,然后逐步扩展到多个地理上分散的运行位置——这些站点可以互换或协同使用,以提高韧性和灵活性。SEWOL架构可扩展且灵活,支持未来空间电磁战系统。
(2)美国太空军升级陆基进攻性卫星通信对抗系统
2021年10月,美国太空系统司令部授予L3哈里斯公司一份合同,对部署在彼得森太空军基地、范登堡太空军基地、卡纳维拉尔角太空军基地以及美国本土外的秘密部署地点的16套反通信系统(CCS)Block 10.2进行升级。该系统是一种用于阻塞对手卫星传输的移动式陆基通信干扰机,是美国太空军第一个进攻性反太空武器,于2020年3月达到初始作战能力,可用于阻止敌方的卫星通信、预警及舆论宣传。美太空军表示,CCS Block 10.2代表了传统开发方法的落幕,其升级与改进将使用灵活的开发、安全及运作(DevSecOps)方法。根据此份合同,L3哈里斯公司将在2025年2月前完成相关升级工作。
(3)美国太空发展局寻求天基战术级电子战支援能力
2021年4月,美国太空发展局(SDA)表示,正在开发基于国防太空架构的卫星通信及组网系统,将为美军战术级电子战提供太空支持能力。美国国防部表示,国防太空架构开发可检测、识别、威慑潜在的地面及太空威胁能力,将给美军电子战带来机遇。此前美军在天基感知方面需要利用由情报界开发和使用的网络基础设施,并与其联合才能遂行战术级电子战支援。随着国防太空架构工作的开展,可使美太空军独自开展天基战术级电子战行动。在美国防太空架构中,天基反情报监视侦察将作为电子战能力的一部分,也将给电子战带来能力复兴。
1.3.6美海军陆战队:斥巨资开发电磁战系统,加快测试新型电子战装备
美海军陆战队已认识到电磁战的重要性,2021年,他们表示将在未来五年内投资约10亿美元开发电磁战系统,并加快了新型电子战装备的测试工作。美国海军陆战队新型“无畏虎II”电子战系统搭载在“鱼鹰”飞机上完成首飞,可背负式电子攻击模块(BEAM)搭载在“美洲狮”无人机上完成测试。
(1)美国海军陆战队将投入巨资开发电磁战系统
2021年4月,美国海军陆战队表示,他们已认识到电磁战的重要性,并将在未来五年内投资约10亿美元,从四个方面开发未来电磁战系统:一是能适应各种环境、与搭载平台无关,且能扩展到多个机载或地面系统的系统;二是开发能广泛分布和可扩展的系统,有单人便携、车载、手持等多种选项;三是能在敌人控制范围内或武器交战区作战,并按作战需求提供功能;四是系统能够联网并相互支持,具备远程控制能力,可以共享数据,提供更好的频谱态势感知能力。其目的是将其电子战和电磁频谱管理工具跨多个域和平台连接起来,以提高响应速度并减少对一些专为电子战任务构建的特定系统的依赖。
(2)美国海军陆战队新型“无畏虎II”电子战系统完成首飞
2021年6月,美海军陆战队最新的“无畏虎II”电子战系统首次搭载在MV-22B“鱼鹰”倾转旋翼机上完成试飞。这是美海军陆战队第一次将“无畏虎II”功能集成到“鱼鹰”飞机上,也是第一次将该功能集成到平台内部。“无畏虎II”是一种精确的、按需定制的电子战系统,具有强大干扰和情报收集能力,旨在为美海军陆战队固定翼和旋翼飞机提供一种建制、分布式和网络化机载电子战能力。该系统采用开放式架构设计,易扩展。据悉,在“鱼鹰”上集成后,“无畏虎II”团队还将进一步扩展设计,使其具备反雷达能力并搭载在KC-130J加油机上。预计“无畏虎II”将在2023财年开始交付,2024财年年底前实现初始作战能力。
(3)美海军陆战队测试无人机载且可背负式电子战系统
2021年10月,美国海军陆战队在“新奥尔良”号两栖运输舰上首次使用可背负式电子攻击模块(BEAM),该模块搭载在“美洲狮”无人机上,可对特定威胁(如无人机)的射频信号进行检测、定位及干扰。该电子战模块操作简单,且便于部署。搭载到无人机上的节点可以帮助美海军陆战队了解其在海上和陆地上的环境。每架搭载此电子战模块的无人机为一个节点,节点间可相互通信,创建、接收、存储信息,并形成由3个及以上节点组成的网络,以便更好地获取敌方信息。BEAM具备较好的灵活性,可根据探测到的威胁、任务的进度、发现高价值目标的位置等,调整自己的行为。据悉,BEAM技术尚不具备人工智能,但其计算机处理能力使其“相当智能”,美海军陆战队后续有意为其集成人工智能等技术。
1.4 训练演习方面:加大电子战训练演习力度,不断演练新战术,并开展多国联合演习
当前美国电子战发展主要聚焦于大国对抗,2021年,美国加大了电子战训练演习力度,并演练了大国对抗下的新电子战技战术。美军加紧试验电子战新装备,加大战备力度,并与其日本、澳大利亚等盟友开展了联合电子战演练。
(1)美军在“北方利刃”演习中演练电子战新战术
2021年5月3日至14日,美国印太司令部在阿拉斯加及周边地区举行了“北方利刃2021”联合演习。F-15首次在战术编队演习中使用“鹰”有源/无源预警生存系统(EPAWSS)进行战术演练,探索四代机与五代机联合作战的电子战新战术、技术和流程。在5月14日的演习中,美国空军装备EPAWSS的F-15战斗机与F-35战斗机组成战术编队,F-35关闭自身雷达,F-15利用EPAWSS电子战系统对敌方防空系统实施干扰,协助F-35快速突防,从而实现四代机和五代机的联合突防作战。
(2)“北方闪电”演习中展示下一代电子战与雷达互操作性
2021年9月,在“北方闪电”演习期间F-16战斗机搭载诺格公司下一代电子战(NGEW)系统首次试飞,该系统展示了与AN/APG-83可扩展敏捷波束雷达(SABR)在复杂对抗电磁频谱环境中的完全互操作能力。随着电磁频谱竞争日益激烈,这一关键能力将在未来多年内持续支持F-16战斗机。安装在测试飞机上的NGEW和SABR在对抗作战环境下展示了全脉冲对脉冲、多功能互操作性。在SABR与多个空中和地面目标对抗的同时,NGEW探测识别出一系列先进威胁,并在必要时采用可应对这些威胁的先进干扰技术。NGEW采用开放式系统、超宽带架构,具有应对新型威胁所需的瞬时带宽。据悉,F-16将于2022年夏搭载NGEW开展安全飞行认证。
(3)美军与日本、澳大利亚开展联合电子战演习
2021年5月27日,澳大利亚海军“安扎克”级“巴拉腊特”号护卫舰与美国海军VAQ-132中队的8架EA-18G电子战飞机进行了联合演练,EA-18G从澳舰上飞过实施干扰,而船上的船员则进行抗干扰演习。澳方称,演习为澳舰提供了逼真的高端作战训练机会,磨练了其空战作战技能,并对作战系统操作员进行了类似实战的训练。2021年6月5日,日本海上自卫队和美国海军在日本海举行了联合电子战演习。日本海上自卫队出动了DDG-177“爱宕”号宙斯盾驱逐舰与美国海军VAQ-132中队的2架EA-18G电子战飞机进行了联合演练,内容包括防空和电子战。日方称,演习目的是提高战术技能和日美互操作性,以加强日美同盟的威慑力和应对能力。在联合演习中,美军主要应用其强大的电子战能力参演,一方面为盟军提供“假想敌”训练,另一方面演练自己的电子攻击能力。
(4)美国战略司令部组织联合电磁频谱作战桌面演习
美国战略司令部于2021年6月29日至7月1日在弗吉尼亚州萨福克主办了一次联合电磁频谱作战(JEMSO)桌面演习(TTX),旨在进一步将JEMSO纳入到作战模拟结构中,并支持联合特遣部队态势感知、欺骗行动,在2030年冲突场景下,整合多域优势以应对近对等威胁。美国印太司令部、美国非洲司令部、美国欧洲司令部、美国中央司令部、美国太空司令部、美国特种作战司令部、美国国家侦察局、美海军陆战队指挥部和美海军舰队网络司令部等多个作战司令部和机构参加了此次桌面演习。美国战略司令部先进作战单元为这次桌面演习建立了框架。参与司令部和机构为桌面演习提供数据,帮助美国战略司令部了解在建模和作战模拟中能够更好反映JEMSO的优先事项及其基本需求。美国战略司令部通过JEMSO参与者和这次桌面演习能够抓取到在战区作战任务中需要考虑的JEMSO关键行动。
2 其他军事强国加快电子战部队建设,加强电子战装备研发,加大电子战应用力度
2021年,全球安全形势随着大国竞争的激烈日益白热化,除美国外的其他军事强国也不断加大对电子战的投入,大力推进电子战部队的组建,电子战新技术新装备持续涌现。鉴于天基电子战装备在太空争霸中的特殊地位和作用,天基电子战装备的研发也开展得如火如荼。此外,2021年各军事强国都加大了电子战实战应用和演习应用力度,俄罗斯年内开展了多次大规模军事演习,试验新型电子战装备,演练电子战战术。下面选取了2021年除美国外其他军事强国几条有代表性的电子战发展动态,希望引起各位读者的关注。
(1)日本正式启用“第301电子战中队”,构筑西南防线
2021年3月,日本陆上自卫队在九州岛熊本县正式启用了专门从事电子战的新部队“第301电子战中队”,以增强日本南部偏远岛屿的防御能力。该电子战中队约80名队员,隶属于西部陆上自卫队,配备最新型车载网络电子战系统(NEWS)。该系统由多种特殊装备的电子战车辆组成,可执行电子侦察任务并干扰敌方指挥控制通信网络。该电子战中队的主要任务之一是探测和识别敌方海空通信与雷达信号,干扰敌方雷达和导弹导引头,保护陆上自卫队通信链路免受其干扰。该电子战中队将联合日本海军两栖快速部署旅(ARDB),提高西南方南塞群岛的防御能力。日本陆上自卫队计划2022财年再建立6支电子战部队,驻地分别位于北海道、东京附近、长崎、鹿儿岛、冲绳(2处)。
这是日本继冷战时期组建首支电子战部队后组建的第二支电子战部队,时隔数十年组建新电子战部队,意义非凡。近年来,日本越来越重视电磁频谱,并将其视作军事力量的战略性关键领域,新版《防卫计划大纲》明确指出,电磁领域是“现在战斗状态下攻防的最前线”。基于对电子战战略重要性的认知,近年来日本在电子战方面投入巨资研发新装备、建设新部队,加速建立完备的电子战体系。“第301电子战中队”虽是新鲜登场,却是“早有预谋”,这支部队的出现只是日本大规模建设电子战部队的一个侧影,其相关动向值得关注。
(2)以色列推出“天蝎座”新型电子战系统,号称具有“革命性“电子战能力
2021年11月,以色列推出了名为“天蝎座”的一系列新型电子战系统,包括ELL-8256SB“天蝎座G”地面电子战系统、ELL-8256SB“天蝎座N”舰载电子战系统、ELL-8251SB“天蝎座SJ”机载防区外干扰机、ELL-8222SB“天蝎座SP”机载自卫吊舱和ELL-8257SB“天蝎座T”多威胁电子战模拟器。“天蝎座T”可同时模拟各种现代防空系统,支持五代机训练,并已在“蓝旗2021”演习中首次亮相。“天蝎座”利用有源电扫阵列(AESA)的多波束能力,可扫描周边整个空域,并发射窄波束干扰多种类型的威胁,包括无人机、舰船、导弹、通信链路、低截获概率雷达等,能有效拒止雷达、电子传感器、导航和数据通信系统的运行。“天蝎座”具有优异的接收机灵敏度和发射功率,可远距离同时探测和处理多种不同类型的威胁。以色列称该系统实现了电子战性能上的突破,能提供“革命性”的电子战能力,是世界上首个能真正探测多种目标,同时应对不同方向、不同频率、多个目标的系统。
(3)英国加快“海上电子战项目”(MEWP)研制,旨在实现海军电子战能力现代化
英国“海上电子战项目”(MEWP)始于2017年,旨在通过采用开放式架构实现英国皇家海军电子战能力的现代化,加强共享态势感知和协同作战能力。该项目包含“海上电子战系统集成能力”(MEWSIC)和“电子战对抗措施”(EWCM)两个子项目,项目经费超过6.68亿美元,英国皇家海军45型驱逐舰、“伊丽莎白”级航母以及未来的26型和31型护卫舰都将采用MEWP项目的装备。2021年,英国首次将MEWP列入年度重大项目清单,以加快项目进度。5月,英国国防部发布招标公告,寻求采购“炽狼”新型海上通信电子支援系统,以取代23型护卫舰上使用的“锤头”通信电子支援系统。9月,英国国防部授出价值1.336亿美元的MEWSIC增量1合同,用于采购由全数字全频谱“雷达电子支援措施”(RESM)和“电子战指挥控制”(EWC2)系统组成的海上电子战套件。英国在捉襟见肘的军费预算中拨出“巨款”进行电子战项目研发,由此可见英国大力发展电子战的决心,其寄望于MEWP项目在电子战领域处于领先地位。
(4)澳大利亚天基电子战项目采用人工智能技术,现已进入第三阶段
2021年6月,澳大利亚DEWC系统公司表示,其小型在轨电子战传感器系统(MOESS)项目已进入第三阶段。该项目旨在开发一种搭载射频传感器的低轨立方体卫星星座,并利用人工智能等技术对通信信号及雷达信号进行探测、测量和分类。在研发的第二阶段,射频概念验证样机已达到5级技术成熟度,完成了传感器软硬件测试,与地面监控站连接等工作。第三阶段的研发目标是将射频传感器的技术成熟度提升到8级,完成系统在轨演示,包括最终的子系统开发、平台集成与发射等。项目计划2022年底或2023年初至少发射2颗SP2立方体卫星,并测试这些卫星的相互通信与协同能力,其目标是星座内所有立方体卫星都能通过网状网自动发送信息,使其能将侦察到的数据通过卫星网络快速发送到地面,而无需等待到达地面站上空。
(5)俄罗斯开展多次大规模军事演习,试验装备演练战术
经过多年积累,俄罗斯电子战装备体系完善,电子战技战术成熟,电子战实战化应用程度高。2021年,俄罗斯电子战在叙利亚和乌克兰战场表现惊艳,有力打击了作战对手。此外,俄罗斯还多次举行大规模电子战训练演练,不断试验新型电子战装备,演练电子战战术。
2021年1月,俄罗斯海军北方舰队电子战中心在摩尔曼斯克地区开展了一场战术演习,首次大规模使用了“摩尔曼斯克-BN”短波通信干扰系统,该系统能在5000~8000千米的距离对敌方的短波信号进行无线电侦察、拦截与压制。此次演习中,俄军将“摩尔曼斯克-BN”部署在了深入北极圈100千米的区域。
2021年4月,俄罗斯进行了多次电子战演习。俄罗斯中央军区的电子战部队在西伯利亚地区进行了反无人机演习。500多名军人和约30台装备参加了演习,使用的电子战装备包括“鲍里索格列布斯克-2”和“居民”电子战系统。演习中,电子战情报专家收集并分析情报信息,电子战部队通过干扰GPS阻塞无人机控制和通信信道。此外,俄罗斯北方舰队电子战部队进行了演习,演习越野前进了100公里到达指定区域,部署了“摩尔曼斯克-BN”阵地,实施侦察和干扰,截获敌方数据,扰乱敌指挥和控制系统。
在2021年9月举行的“西方-2021”军演中,俄罗斯电子战部队展示新战术,可使敌方巡航导弹、无人机和其他“智能”武器失效,能最大限度对抗对手的导弹与火炮系统。新战术主要采取3个步骤:首先进行电子侦察,确定敌方无线电频率范围,然后干扰敌方通信频道运行,最后使敌方的“智能”武器不能接收目标坐标或无法定位。
3 结束语
2021年,美军从规划、机构、装备、技术、人员、训练等各个方面全面开启电磁频谱作战体系建设,助力全域作战。战略规划方面:发布《电磁频谱优势战略》实施计划,促进《战略》落地;组织编制方面:重构电磁频谱作战管理机构,成立首支频谱战联队;装备建设方面:美国防部开发电磁频谱管理工具,支持联合全域指挥控制,各军种注重支持全域作战的电子战能力开发,电子战装备建设侧重点不同,美陆军、海军寻求新技术装备支持未来多域/全域作战,美空军重点发展认知电子战,美太空军欲统一空间电磁战管理,美海军陆战队计划斥巨资开发电磁战系统;训练演习方面:加大电子战训练演习力度,不断演练新战术,并开展多国联合演习。2021年,除美国外的其他军事强国也不断加大对电子战的投入,电子战力量不断壮大,并涌现出一批新的电子战技术、装备,电子战训练演习越来越普遍。从2021年外军电子战的发展可以看出:作为大国竞争的前沿和中心,电磁频谱之争正愈演愈烈,全球电子战发展态势强劲,各军事强国不断加大对电子战的投入,不遗余力地发展电磁频谱作战能力,以期率先夺取电磁频谱优势,赢得战争主动权,外军电子战(电磁战)发展值得我们持续密切关注。
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