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技術(shù)派|“肥電”解鎖新能力,F(xiàn)-35展示攔截彈道導(dǎo)彈潛力

澎湃新聞特約撰稿 包曉
2017-12-15 16:51
來源:澎湃新聞
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據(jù)外媒日前報道,來自加利福尼亞州的共和黨參議院鄧肯·亨特11月份援引洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的信息分析指出,F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)能夠攔截朝鮮射向美國的彈道導(dǎo)彈。作為攔截彈道導(dǎo)彈的核心設(shè)備——F-35搭載的光電分布式合成孔徑系統(tǒng)(EODAS)的供應(yīng)商諾·格公司還邀請記者參觀了他們的辦公室,展示F-35如何借助光電分布式合成孔徑系統(tǒng)如何監(jiān)視彈道導(dǎo)彈的發(fā)射。

由于機(jī)身重量不斷增加,F(xiàn)-35“閃電”戰(zhàn)機(jī)有了“肥電”的綽號。

F-35能夠全程跟蹤火箭發(fā)射

F-35擁有可能是有史以來最強(qiáng)大的戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載態(tài)勢感知系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的核心是AN/APG-81有源相控陣?yán)走_(dá)和AA/ANQ-37光電分布式合成孔徑系統(tǒng)。

合成孔徑是一項成熟的光學(xué)/電信號放大技術(shù)。根據(jù)物理學(xué)規(guī)律,單個天線的尺寸與探測距離和分辨率成正比。探測遠(yuǎn)距離的目標(biāo),需要的天線口徑就越大。但天線的尺寸不可能無限放大。在現(xiàn)代探測技術(shù)中(使用數(shù)個較小尺寸的天線,將捕獲到的光學(xué)/無線電信號通過干涉原理放大,再經(jīng)過后臺信號處理,達(dá)到一面大尺寸的天線效果。

根據(jù)公開的資料,F(xiàn)-35在機(jī)身上安裝了六組小尺寸的光電傳感系統(tǒng),紅外線傳感器由諾·格公司研制,關(guān)鍵的“銻化銦焦平面陣列”由美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室研發(fā)。每個傳感器有90度的視角,六個傳感器組合共計540度,實(shí)現(xiàn)全向360度感知,因此F-35的EODAS的效果相當(dāng)于一面大尺寸高靈敏度的紅外波段望遠(yuǎn)鏡的效果。而且紅外波段不受天氣的影響。EODAS獲得信息會直接投射到飛行員頭盔顯示器系統(tǒng)。由于該傳感器工作在紅外波段,對于空中的熱信號的發(fā)現(xiàn)能力尤為強(qiáng)大(包括飛機(jī)、導(dǎo)彈的尾焰)。對于空中目標(biāo)的態(tài)勢感知能力,F(xiàn)-35已經(jīng)超過了F-22。2014年底,諾·格公司和美國國家導(dǎo)彈防御局測試了F-35的態(tài)勢感知能力,AA/ANQ-37光電合成孔徑系統(tǒng)在多次追蹤彈道導(dǎo)彈的測試中大放異彩。

2010年,一架編號BAC1-11的F-35測試機(jī)跟蹤了“獵鷹”-9火箭的首次發(fā)射。據(jù)視頻字幕顯示,這架F-35測試機(jī)在1300公里外的高空,全程跟蹤監(jiān)視并鎖定了火箭的發(fā)射、爬升、一級火箭脫落、二級火箭的關(guān)機(jī)和一級火箭的再入大氣層。出于保密需要,大量信息被隱藏。不過我們可以從Spacex公司公布的“獵鷹”-9火箭首飛的視頻來尋找線索,一級火箭是在發(fā)射后3分07秒左右關(guān)機(jī)并脫落,二級火箭發(fā)動機(jī)是在8分47秒左右關(guān)機(jī)。F-35對整個爬升過程都進(jìn)行了監(jiān)視,持續(xù)時間超過了10分鐘。

EODAS追蹤到的“獵鷹”-9火箭的一級火箭發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)。從視角看,F(xiàn)-35當(dāng)時的飛行高度應(yīng)該在平流層與對流層交接處。

諾·格公司發(fā)布的視頻還顯示,2013年11月,他們利用兩架飛機(jī)在美國東海岸進(jìn)行了追蹤了一次火箭發(fā)射。兩架裝備有EODAS系統(tǒng)的測試機(jī),分別在5534米和12495米的高度對一枚從Wallops發(fā)射基地發(fā)射的火箭進(jìn)行追蹤。兩套系統(tǒng)在捕捉到導(dǎo)彈的信息后,隨即通過計算得出了導(dǎo)彈彈道的3D模型,通過數(shù)據(jù)鏈反饋到蘭利的戰(zhàn)情中心。

兩架載有EODAS系統(tǒng)的空中平臺同時監(jiān)控一枚起飛的火箭,計算出彈道并回傳至作戰(zhàn)指揮中心。

第三段視頻則展示了F-35在空中監(jiān)控連續(xù)三枚火箭的發(fā)射(1分20秒左右的間隔連續(xù)發(fā)射三枚)和一級火箭的分離。這次F-35的EODAS對同一地點(diǎn)的多次火箭發(fā)射(相當(dāng)于彈道導(dǎo)彈的齊射)從飛行高度判斷,這架F-35的飛行高度應(yīng)該在1.5萬米左右。

F-35在跟蹤第一枚火箭爬升的同時(黃框),偵測到第二枚火箭發(fā)射(紫色圓圈)。

從公布的情況看,F(xiàn)-35的EODAS擁有出色的追蹤運(yùn)載火箭/彈道導(dǎo)彈的發(fā)射。利用EODAS的偵測能力和AN/APG-81有源相控陣,F(xiàn)-35能夠在極短地時間內(nèi)建立其彈道發(fā)射的彈道3D模擬,這些數(shù)據(jù)通過加密的Link16數(shù)據(jù)鏈回傳。由于具備隱身能力,F(xiàn)-35擁有比其他機(jī)載平臺更強(qiáng)的生存能力,F(xiàn)-35在執(zhí)行前沿部署時,已經(jīng)可以作為美軍偵測敵方彈道導(dǎo)彈活動的重要手段。

助推段攔截:看起來美、做起來很難

F-35的能力為美國在助推段攔截朝鮮的彈道導(dǎo)彈提供了可能。眾所周知,處于助推段的彈道導(dǎo)彈攔截的難度是最低的。助推段彈道的速度較慢,高度不高,攔截難度低,并且導(dǎo)彈被擊中后碎片和彈頭均落在敵方的境內(nèi)。但助推段攔截的難點(diǎn)也很明顯:需要在敵方的導(dǎo)彈發(fā)射的陣地附近維持一支空中打擊力量,代價太大。對于俄羅斯等幅員遼闊的核國家而言,助推段攔截的可能性很低,但朝鮮的領(lǐng)土縱深小,發(fā)射地點(diǎn)數(shù)量少,范圍相對集中,這給了美國實(shí)施助推段攔截的好機(jī)會。

在F-35的EODAS系統(tǒng)出現(xiàn)之前,美國的助推段攔截的主要方式是機(jī)載激光防御系統(tǒng)(ABL)。ABL以改裝的波音747-400E為平臺,能夠在600公里外對處于助推飛行的彈道導(dǎo)彈進(jìn)行多次攔截。從偵測到攔截,F(xiàn)-35需要跨越極高的技術(shù)難度。目前尚未有公開的試驗(yàn)證明F-35已經(jīng)擁有“攔截并摧毀助推段彈道導(dǎo)彈”的能力。筆者認(rèn)為,“看得見卻未必夠得著”。

目前美國空軍的武器庫里已經(jīng)沒有類似AIM-54“不死鳥”這樣的遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈。而對付助推段的彈道這樣路線固定、速度相對不快的目標(biāo),“射程遠(yuǎn)、速度高”的遠(yuǎn)程空對空導(dǎo)彈是最佳的選擇。F-35能夠攜帶的最強(qiáng)的空空導(dǎo)彈是AIM-120,該型導(dǎo)彈的最大射程大約在150公里以內(nèi),最高速度為4馬赫。由于缺乏朝鮮彈道導(dǎo)彈的數(shù)據(jù),我們還是借用“獵鷹”-9的數(shù)據(jù)來進(jìn)行評估?!矮C鷹”-9一級發(fā)動機(jī)在3分07秒左右關(guān)機(jī),此時火箭的飛行速度已經(jīng)超過10馬赫。如果F-35處在平流層底部(大約在20000米左右)發(fā)射AIM-120,留給攔截彈的窗口期也很難超過3分鐘。假設(shè)AIM-120以4馬赫的速度全速飛行2分鐘,最遠(yuǎn)能夠飛行86公里,也就是說,F(xiàn)-35的發(fā)射陣位已經(jīng)處在朝鮮領(lǐng)土。當(dāng)然,上述計算都是估算,實(shí)際操作中,受到更多復(fù)雜因素的影響,還需要扣除美軍決斷的時間。如果需要進(jìn)一步擴(kuò)展射擊窗口,F(xiàn)-35可能就必須在極限高度上巡航,并對目標(biāo)展開攻擊。

目前,美國正在研制新一代遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈,射程超過200公里,可裝備于F-35戰(zhàn)機(jī)。

從實(shí)戰(zhàn)的角度看,留給AIM-120擊毀敵方彈道導(dǎo)彈的時間不多,且時間窗口與導(dǎo)彈發(fā)射陣地的縱深成反比,朝鮮彈道導(dǎo)彈發(fā)射陣地的縱深越深,留給F-35的時間窗口就越小。但無論如何,按照現(xiàn)有的火箭數(shù)據(jù)和導(dǎo)彈參數(shù)分析,F(xiàn)-35執(zhí)行助推段反導(dǎo)的窗口期都會在一級發(fā)動機(jī)熄火時關(guān)閉。因此從客觀上說,使用F-35的機(jī)載武器攔截朝鮮的彈道導(dǎo)彈的難度是非常高的。除了攻擊窗口期短,F(xiàn)-35能夠在多短的時間內(nèi)抵達(dá)戰(zhàn)術(shù)位置也是問題?!盎鹦恰?15型和之前的彈道導(dǎo)彈試射都是在機(jī)動運(yùn)輸平臺上發(fā)射,且時間不固定。如果朝鮮發(fā)射導(dǎo)彈時,附近空域沒有F-35在場,助推段的攔截也只能放棄。

此時美國釋放出F-35具備攔截洲際彈道導(dǎo)彈能力的信息,展示了其清除朝鮮核能力的另外一種手段。朝鮮領(lǐng)土縱深很小,F(xiàn)-35在朝鮮以東進(jìn)行巡邏飛行,能夠迅速識別朝鮮的彈道導(dǎo)彈發(fā)射,并在極短的時間內(nèi)計算出其彈道,由后方的司令部計算出威脅程度。這將大大提高美國反導(dǎo)系統(tǒng)的預(yù)警時間,實(shí)現(xiàn)某種程度上的“絕對安全”。在高威脅的情況下,以F-35A的EODAS、“薩德”預(yù)警雷達(dá)和?;爸嫠苟堋崩走_(dá)和天基衛(wèi)星預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)Τr的彈道導(dǎo)彈活動“盡在掌握”。

筆者認(rèn)為,除了傳統(tǒng)的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星、陸基/?;走_(dá),美國又展示了一種偵測該地區(qū)彈道導(dǎo)彈活動的手段,披露F-35具備在東北亞地區(qū)的偵測甚至攔截彈道導(dǎo)彈的能力,除了給盟國打氣、炫耀F-35的能力之外,還有更深層次的考慮,即強(qiáng)化自身在該地區(qū)的戰(zhàn)略主動權(quán)。

目前,美國已經(jīng)開始在日本輪換部署F-35A,韓國的空軍基地也迎來了F-35A和F-22A隱身戰(zhàn)機(jī),在朝鮮半島,美國在態(tài)勢感知、情報監(jiān)測的優(yōu)勢得益進(jìn)一步強(qiáng)化。EODAS系統(tǒng)是F-35的標(biāo)配,因此無論是空軍的F-35A還是海軍的F-35B/C,都具備相當(dāng)強(qiáng)大的彈道導(dǎo)彈監(jiān)測能力。如果說,固定部署的“薩德”還存在一定政治和操作上的局限性,那么空中的F-35能夠無所顧及地搜集“它能看到的一切”,值得相關(guān)國家關(guān)注。

    校對:丁曉
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