F-35隐形皮肤内部的拖曳诱饵系统技术介绍

F-35隐形皮肤内部的拖曳诱饵系统技术介绍

首页战争策略空中防御战更新时间:2024-09-13

ALE-50自1990年美国开始使用,1999年首次证明了它在科索沃的价值。F-35最初设计时没有配备ALE-50,但一家英国国防制造商为F-35开发了专用的ALE-70,ALE-70可以装在F-35内部炸弹舱分开的隔舱内。美国空军已经订购了ALE-70,并且至少有一个外国F-35用户(澳大利亚)订购了它。虽然F-35确实具有隐身功能,但它不是隐形的。F-35发动机释放出大量可以探测到的热量,许多地基防空系统使用无源(无雷达信号)传感器,这些传感器实际上可以使用视觉或热传感器来发现F-35。虽然F-35也使用了很多被动传感器,但一旦被导弹发现并锁定目标,ALE-70就可以成为F-35的救命稻草。

可以提高战斗机生存能力的最不为人知但最强大的能力之一是部署拖曳诱饵的能力。他们通常被押注生命的机组人员称为“小伙伴”,它们以微型形式存在于F-16C / D,B-1B和F / A-18E / F等飞机以及外国战斗机上。但大多数人不会认为这样的系统会包含在从头开始设计以躲避敌方雷达的第5代战斗机中。事实并非如此。虽然它不是制造商或其运营商吹捧的东西,但F-35在其曲线和隐身的皮肤下隐藏了这种能力。

首先,您可能认为在F-35的设计中包含这样的系统是其隐身能力薄弱的迹象。也许它可以以这种方式构建,但这样做真的不符合主题正义,对 F-35 也不公平。

正如我们今天所知,隐形战斗机并没有经过高度优化,无法避开各种雷达类型。相反,它们经过优化,使用于实际打击目标的火控雷达以及在许多情况下探测目标的火控雷达处于非常艰难的时期。战斗机的经典附属物——机头、尾翼、排气喷嘴,甚至机翼——不适合宽带射频低可观测性,但它们有利于机动性和速度。因此,虽然像F-35这样的飞机可以有效地躲避最具威胁性的雷达类型,尤其是当这些传感器从某些方面观察时,额半球轮廓最优化,但它们不太擅长在雷达下工作在较低频率或从后角观察时。

来自分散在大范围内构成集成防空系统的多种类型的传感器的信息融合也降低了隐形飞机保持不被发现的能力,尽管关键是要记住,探测并不等于与依赖更高质量和持久遥测的武器交战的能力。因此,即使隐形飞机可能会被瞬间甚至相当持久地探测到,这并不意味着它可以被地对空或空对空导弹击中。缺乏宽带低可观测性,就像隐形亚音速飞翼设计所提供的那样,具有最小的较小附件和特征,也使隐形战斗机面临更大的风险。

没有飞机,即使是以宽带低可观测性为首要目标的飞机,雷达和其他传感器完全看不见。隐身意味着降低被发现和交战的可能性,而不是无敌。仔细的航线规划和对飞机附近威胁的高度态势感知对于隐形飞机的生存能力也至关重要,目标是在最短的时间内仅向威胁敌人的传感器视图提供飞机最不利(可检测)的方面。

因此,隐身不是什么单一的概念,它有许多变量和程度,最重要的是,它依赖于一系列措施,低可观测设计和雷达吸收涂层只是鸡尾酒中的一些成分,尽管非常重要。其他关键方面包括减少红外信号和严格控制飞机自身射频发射的能力,以免让敌人知道它的存在。低拦截概率 (LPI) 雷达和无线电可以减少被发现的机会,同时仍提供关键功能。他们使用高度定向的发射、跳频和波长调制以及其他秘密技术,使其行动不被敌人的监视设备发现。

所有这些功能都非常重要,但任何隐形战斗机成功的最基本因素之一是电子战。

电子战与低可观测性相结合,确实是现代战场上生存能力的神奇药水。隐形飞机在形状和涂层方面的任何弱点都可能在一定程度上被通过电子攻击对敌方雷达和通信系统造成严重破坏的能力所抵消。过去,像F-117夜鹰这样的飞机没有电子战能力,因为使这种系统的排放无法检测且不会弄巧成拙的技术非常有限。相反,这些飞机依靠其他飞机的干扰支援,如EF-111乌鸦和EA-6B徘徊者,在对峙范围内运行。实际上,F-117很少在没有强大干扰支持的情况下深入禁区。事实上,在二十年前的盟军行动中,它被击落了一次。

F-117脱离加油机。飞机将通过收回所有天线并关闭任何产生射频发射的东西来“清理”,然后再进入比赛领域。F-117基本上没有防御能力,对附近的威胁视而不见,严重依赖外部干扰支持。

另一方面,F-35设计有自己高度集成,高度先进的AN/ASQ-239电子战系统。它利用其有源电子扫描阵列(AESA)雷达以及埋在机翼边缘和控制表面以及皮肤下方的天线。这种能力使F-35能够“自我护送”到目标区域并返回,以电子方式对付敌方发射器,以至于它可能难以保持足够远的距离以完全逃避探测。同样的电子战套件和喷气式飞机的高度传感器融合使F-35飞行员能够在飞行中快速决定其生存能力。他们可以决定摧毁可能出现在他们面前的威胁发射器,并且正在开发新的武器来快速和相对较远的射程做到这一点,或者尽可能完全避免威胁,或者试图通过电子攻击使其失明和迷惑,让F-35毫发无损地潜入。

这种电子战能力使喷气式飞机具有更高的生存能力,并有助于抵消对其低可观测性设计的依赖,而这种设计确实有其弱点。除了经过优化以击败更高频率的火控雷达(例如在X波段及其周围运行的雷达)之外,F-35的后部还存在一些争议,因为它感知的雷达横截面比一些人想要的要大,可能使其容易受到探测甚至来自后方的交战。老实说,我还没有看到这真的有争议,但正如我们上面讨论的那样,飞机低可观测设计的弱点并不意味着它完全脆弱。虽然F-35在某些雷达的可探测性和某些方面可能存在缺点,但洛克希德公司及其合作伙伴似乎已经想出了帮助填补空白的新方法。

联合攻击战斗机的一个技巧在很大程度上一直处于阴影中,那就是包含一个内部拖曳诱饵系统——一个有“小伙伴”的系统,这些“小伙伴”很聪明。我们知道,F-35能够部署一种特殊制造的先进电子战牵引诱饵版本,称为ALE-70。

ALE-50和支持电子战的ALE-55目前在美国空军和美国海军服役。ALE-50拖曳诱饵的第一代变体在飞机后面展开,基本上为威胁防空系统提供了比主机本身更大,更具诱惑力的攻击目标。结果,导弹将瞄准诱饵并将其从电线上炸毁,而不是摧毁喷气式飞机本身。在包括2003年入侵伊拉克在内的各种行动中,该系统运行得非常好,显然挽救了许多生命和飞机。

从那以后,小伙伴们已经从诱饵目标变成了飞机自己的自我保护套件的高级电子战扩展。从超级大黄蜂腹部中心卷出的ALE-55能够干扰敌方发射器,以防止它们锁定在飞机上,或直接对已经锁定的发射器执行电子攻击,或者在攻击已经在进行时刺激导弹攻击它而不是飞机。

ALE-55系统。, BAE Systems (主图片)

有时,这些操作模式恰如其分地称为抑制、偏转和诱惑。这是通过一系列诱饵可以与喷气式飞机的自卫套件一起使用的欺骗性电子战程序来完成的。安装在飞机上的控制单元通过光纤线路将特定信号发送到诱饵。一旦到达诱饵,这些信号就会被转换为射频发射。ALE-50的电子系统是自给自足的消耗性诱饵本身,这使得它们的能力要差得多。

拖曳式光纤诱饵布置可实现对各种威胁的高度强大、完全可定制和快速可调的响应。例如,诱饵可以首先尝试干扰处于搜索模式的雷达,然后在锁定后尝试直接攻击它以打破其锁定。然后,如果导弹在飞行中锁定,诱饵可以立即变成多汁的目标,甚至是目标,使导弹偏离飞机。

拖着 ALE-50 的大黄蜂的概念图。

显然,这些“小伙伴”是恶毒的,但却是心爱的助手。内置“狗窝”以部署这些类型诱饵的飞机通常携带四到八个,具体取决于设计。其他飞机,如F-16,在他们的武器挂架中内置了狗窝。

ALE-50 外壳位于 Block 50 F-16 上。

ALQ-184电子战吊舱的一个版本还内置了拖曳诱饵,为保护其所连接的飞机提供了更广泛的战术。

ALQ-184 配备拖曳诱饵

在F-35上,它的ALE-70似乎是通过一个活板门展开的,活板门在其机身右侧下方,武器舱和红外对抗门的后部弹出。据推测,在下拉式外壳中一次至少可以携带四架 ALE-70。

拖曳式诱饵部署门位于双翻开红外对抗分配器门的后部

这张罕见的图像似乎显示拖曳的诱饵门打开

预算文件不仅证实了ALE-70的存在,而且还确认了它在F-35内部容纳的事实。美国空军2017年预算中的一个行项目指出:

“ALE-70拖曳诱饵是一种对抗分配器系统,旨在适应F-35联合攻击战斗机(JSF)飞机。ALE-70为飞机提供了针对雷达制导导弹的自我保护。

ALE-70也从同年开始被列入海军预算,以及飞机的其他对策。值得注意的是,各种耀斑和红外对抗措施以及ALE-70是飞机唯一列出的消耗性对策。用于致盲和迷惑敌方雷达的谷壳不包括在F-35的对抗套件中。这是有道理的,因为低可观测性,飞机高度先进和深度集成的电子战系统,以及ALE-70提供了增强的生存能力,以应对雷达和雷达制导的威胁。不过,有趣的是,谷壳确实被省略了。

预算文件内容如下:

“F-35对抗措施:包括为联合攻击战斗机(JSF)飞机提供自我保护的所有独特对策,特别是ALE-70,MJU-68,MJU-69和CCU-168。除了F-35独特的对抗措施外,MJU-61和MJU-64也用于F-35的自我保护。

从五角大楼的 70 年预算请求中获得了 ALE-2020 的最新单位成本,为 56,375 美元。不便宜,但与损失 100 亿美元的 F-35 及其飞行员相比,几乎不贵。

考虑到F-35已经强大的电子战能力,你可以想象喷气式飞机如何在战斗中使用先进的电子战能力拖曳诱饵。如果雷达系统威胁到飞机,并且无法通过改变航向或直接攻击来避免,那么卷出ALE-70可能会给F-35带来最好的生存机会,尤其是在已经检测到导弹发射的情况下。在减轻飞机后雷达横截面方面,诱饵也有助于减轻。当它逃离目标区域时,展开ALE-70肯定会给敌方雷达操作员带来更艰巨的任务,即成功瞄准飞机,更不用说将其击落了。

此外,当与外部商店以非隐身配置运行时,先进的拖曳诱饵将为 F-35 提供一种更好地防御弹出威胁的手段,例如公路机动地对空导弹系统甚至敌方战斗机。

最重要的是,拖曳诱饵在执行“野鼬鼠”角色时将非常重要 - 直接承担敌方防空系统的任务 - F-35应该已经非常擅长了。

一个精明的野鼬鼠F-35驾驶员可以与他或她的僚机合作,既充当猎人又充当猎物。ALE-70可以卷起,将一架隐形的F-35变成敌方空中防御者可以想象的最诱人的目标。与此同时,另一架以完全隐身模式运行的F-35将在敌人上钩后等待对敌人的雷达发射进行地理定位。届时,F-35将继续将威胁发射器或防空系统击死。

美国空军 F-16CJ 野鼬鼠飞行员是第一批让这个小伙伴工作的人之一,他们非常清楚它的能力以及如何与隐形机身配合使用,真正毁掉敌方雷达操作员的一天。这将使F-35能够更容易地为其他资产扫清道路,包括更老、更脆弱的第四代战斗机和非隐形轰炸机,其中许多也有自己的拖曳诱饵来监视它们的背部。

B-1B是最早获得拖曳诱饵的飞机之一

类似的战术可以在空对空领域使用,ALE-70可以吸吮敌方战斗机或使飞机的幻影编队出现在他们的雷达瞄准镜上。然后,一旦他们承诺交战,F-35就会卷入诱饵并消失,敌方战斗机发现自己被其他F-35包抄,导弹锁定并进入。

因此,您可以看到将其内置到隐形机身中的功能是多么棒。它提供了最大的战术灵活性,可以让敌人猜测,甚至会让他们完全脆弱,而他们不知道自己已经被拥有了,为时已晚。最重要的是,它为F-35提供了另一层保护,即使其隐形形状和雷达吸收涂层在未来几十年的战场上变得不那么有效,也能保持其生存能力。

现在悄悄地与隐形的F-35联合攻击战斗机相处。

尽管有了强大的电子战能力和隐身能力,但F-35仍然无法做到万无一失。在被敌人发现时,内部拖曳诱饵系统就会发挥重要作用。它可以将导弹的目标从飞机,转移到诱饵上来,从而保全飞机本身。这在2003年的伊拉克战争中,有许多成功案例,挽救了大量飞行员。所以F-35的设计者认为,虽然这款战机已经拥有了很强的隐身能力,但还是有必要装备拖曳式诱饵系统,即便这会在一定程度上破坏战机的隐身外形。毕竟未来几十年后,隐身技术可能会变得不那么有效,到那时拖曳式诱饵却依然能够发挥作用,牺牲自己,保护飞行员和战机。

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