雷达系统战场生存环境之变迁
前两天,1978年诞生的S300导弹系统终于在40年后迎来了自己的首战,一方面,S-300对固定翼飞机和地对地导弹的效果得到了体现:阿塞拜疆的S-300PMU2击落了一架亚美尼亚的苏25强击机,而亚美尼亚的S-300P击落了阿塞拜疆发射的以色列制造的短程地对地导弹;但另一方面,S-300巨大的相控阵雷达又使得它难以快速机动和撤离,在阿塞拜疆使用无人机的攻势下,已经有至少2部亚美尼亚的S-300P的制导雷达遭遇破坏。



历史上,对雷达的攻击一直是瘫痪对方防空网的最有利的手段。那么我们就来看看,历史上是如何保护雷达系统不被炸毁的。

早期的实践——CH和CHL雷达系统
在第二次世界大战时,英国和德国首先将雷达用于对空预警和海上军舰火控瞄准,同时也在开发反制雷达的手段。在1940年不列颠之战中,英军部署了大量的代号为CH(chain home)和CHL(chain home low)的远程预警雷达系统,它们能够提前150公里察觉到德国人从法国起飞的飞机,为英国皇家空军做好起飞迎战争取到了15分钟时间,最终为英国在不列颠之战中取胜立下了汗马功勋。

早期的CH雷达看起来完全不像如今的雷达,倒是有些像无线电发射塔。这种雷达采用了发射/接收机和天线分离的设计,发射机和控制机房设置在坚固的混凝土地堡中, 通过导线将电磁波输送到高塔型的天线上辐射出去,遇上德国人的飞机便反射回来,就可以测定德国机群的大致位置,并传令拦截机起飞作战。

由于该雷达让英国空军得以提前戒备,德国人将其视之为眼中钉,肉中刺,恨不得除之而后快。在1940年8月开始的“eagle attack”(鹰击)攻击中,德国人将雷达站和飞机场一并列入最高优先级目标展开狂轰滥炸,但是出乎德国人意料的是,当他们花费大力气把巨大的天线炸倒之后,几天后整个雷达站居然又恢复运转了。德国人百思不得其解,加上天线塔相当坚固,德国人不得不放弃了对雷达站的突击,转而直扑伦敦目标,但由于雷达仍然在有效工作,英国人每次都有机会集合大批的战斗机前往拦截德国机群,使得德国人损失居高不下,不得不放弃了不列颠攻势。
让CH雷达如此高生存力的优势,就在于它的发射机和天线分离的设计。天线虽然巨大,但是本体上只是用钢条焊接起来的框架,其核心的电子器件都位于坚固的塔底地堡之中,除非地堡被钻地炸弹直接击中,就很难彻底瘫痪这座雷达站。

冷战时的发展——掩蔽物、伪装网和机动雷达

时间一晃就到了越南战争的时代。由于美国高空轰炸机屡次遭遇S-75(中国仿制型为HQ-1和HQ-2,北约代号SA-2)的拦截,美军决定干掉这些可恶的导弹的指挥雷达。


1965年的“滚雷行动”初期,美军还未大量配备“百舌鸟”反辐射导弹,这时候攻击雷达站是一种非常危险的苦差事。为了以较低的成本干掉雷达,美国采用了“人力诱饵”飞机战术,以搭载雷达报警机的F-100D超级佩刀作为诱饵,后面跟着挂载大量炸弹的F-105雷公轰炸机去进攻敌方的雷达设施。
https://nationalinterest.org/blog/the-buzz/how-the-us-military-went-war-against-vietnams-radar-air-25034
Captain John E. Donovan, an electronic warfare officer, monitored the equipment in his F-100F Super Sabre fighter. It was December 22, 1965, and his plane was part of a strike mission searching out enemy antiaircraft sites. Two days earlier, a similar mission had gone badly, resulting in the loss of a plane and its crew. As the F-100F in which he was flying raced through the skies over North Vietnam, Donovan detected a signal from enemy radar known as a Fan Song. He notified the pilot, Captain Allen T. Lamb, who began maneuvering the plane to help locate the radar. Lamb took the plane down until the signal disappeared and then ascended until they picked it up again, using the mountains and valleys to help them avoid becoming a target themselves. The two men were flying over the southwestern section of the Red River Valley, which was situated northwest of Hanoi.
Streaking around a hill, Lamb took the F-100F up to 4,500 feet and began looking for the radar and its attendant SA-2 surface-to-air missiles (SAMs). He saw the SAM deployed in the middle of what looked like a village. He noted the tips of three missiles bristling out from beneath a thatched hut, which afforded the missile battery good camouflage. Wasting no time, Lamb radioed the accompanying F-105D Thunderchief fighter bombers to follow his lead. The F-100 swooped down on the enemy position and fired rockets to mark the target for the bombing runs. The F-105 strike succeeded in knocking out the battery. Debris from the destroyed SAM site flew 400 feet into the air amid a column of smoke.
根据这篇文章,美军的F-100诱饵飞机由专业的电子战专家驾驶,首先故意爬高,吸引S-75雷达的注意力,然后突然压低高度避免被S-75导弹拦截;接着,这些飞机会率领F-105凭借山地丘陵的地面盲区快速接近敌方雷达,然后末端突然拉高,确认雷达信号后,对其进行目视确认,并发射火箭弹标记敌人,接着F-105冲过去用炸弹将其炸毁。这种战术非常危险,稍有迟疑诱饵飞机就被击落了。后来,美军开发出AGM-45百舌鸟导弹,及利用RIM-66标准1导弹改成AGM-78标准反辐射导弹,即可在稍远一些距离去打击敌方雷达。
在遭遇到百舌鸟一类武器打击后,雷达开始变得越来越“猥琐”,指挥车,发电车等载有昂贵电子系统的设备被隐蔽在掩蔽网和坚固的工事中,雷达车也被放置在得到保护的地方,一旦遭遇攻击,就可以快速关闭雷达以避免遭遇敌人的打击。同时,机动化雷达也开始出现了。



机动化的雷达出现,使得雷达系统面对敌方突然袭击有了一定逃跑的机会。在百舌鸟一类的早期反辐射导弹中,由于早期反辐射导弹一个导引头只有单一波段,且缺乏其他复合制导模式,因此只要雷达觉察到情况不对,立即关机,再发动车辆逃走就可以有效规避打击。
此外,掩体技术也在抗击空袭中取得了成果。在1982年,阿根廷的雷达系统也在英国火神轰炸机的多次打击下得以幸存,就是凭借有效的地面混凝土掩体保卫雷达设备的核心机构,只暴露出自己的雷达天线进行搜索,察觉到敌方攻击后就立即关机,而导弹对网状雷达天线的破坏是比较容易修复的。


相控阵雷达之困——软防御能力增强,硬防御能力减弱
随着时代进入1980年,高性能相控阵雷达(无源相控阵和有源相控阵雷达)日趋成为主流。具备频率捷变能力,波束快速指向能力的先进相控阵雷达能够有效对付AGM-45等第一代反辐射导弹,但是雷达本体也随着功率增大日趋变大。







大功率的相控阵雷达确实是带来了同时跟踪目标增多,抗干扰提升,反隐形能力提升的综合优势,但是相控阵雷达——尤其是有源相控阵雷达的发射接收(TR)单元和天线阵列一体化的设计,使得它无法像早期抛物面雷达那样把发射机构和天线分离开来;同时,由于相控阵雷达需要高度精密布置的雷达天线结构,配合各个单元发射的相位不同的雷达波形成不同指向的电子扫描波束,对于相控阵雷达的表面加工技术有着严格的误差要求。因此,相控阵雷达几乎只能够作为一个整体随着载车机动,难以在遭遇打击时采用“弃车保帅”的手段。
所以,当前雷达系统主要都采用软杀伤和地面高炮拦截系统作为组合。


在现实的部署中,中国和俄罗斯都采用低空防空导弹和速射炮组合来保卫昂贵的远程防空系统不被敌方攻击,这种组合面对传统的JDAM,AGM-88,战斧导弹等打击手段是有不错的防护能力的,但是在2020年,土耳其TB-2无人机先后在利比亚摧毁铠甲S-1,和在亚美尼亚摧毁S-300P雷达系统,给我们相当的警示。


在纳卡冲突爆发之前,绝大多数军事观察家和军队人士都不认为慢速的查打一体无人机适合作为主权国家之间战争的武器。但是,在性能普通的TB-2先后摧毁以对抗“低慢小”出名的铠甲S-1弹炮合一系统,和大型现代防空系统的S-300的指挥雷达后,各国都开始转变这个思维习惯。其实,并不是这种低成本无人机有什么超越F-117的隐形绝技,也不是有什么XB-70飞越高空的速度,它的价值就在于“不怕死”。由于当代相控阵雷达、高性能自行高射炮、伴随防空系统造价远高于这种低成本无人机,它们为了不暴露自己的真实身份,往往会避免对这样的目标展开射击。但是这种查打一体无人机具备很长的高空巡逻时间,如果不击落,它会在高空源源不断将己方重要的军事调动情报转告敌方部队,所以有时候也必须冒风险将其击毁。但是,一旦导弹发射,那么就意味着雷达站和导弹发射系统暴露在敌方视野之内,而此时无人机要不在自己被击毁前发射导弹回击,要不就是由相邻的无人机、远程炮兵或空中待命的其他飞机展开还击,这样“1机换1雷达”,对于缺乏武器的弱小国家,这样的交换比完全是无法承受的,就算是中美俄等大型国家,付出一两部高性能相控阵雷达也是相当大损失,并且有可能短时间暴露出防空缺口给敌人机会。
除了这样的无人机外,另一种武器也给机动不便的大型相控阵雷达带来了危机,这就是巡飞弹。



巡飞弹可以视为一种自杀式无人机,其工作原理结合了“人在回路中”的电视制导导弹和无人机自动飞行技术,虽然成本远高于小型侦查无人机和传统反坦克导弹,但是由于它采用高性能抗干扰通道控制(如中国红箭10采用光纤制导,而部分远程巡飞弹采用卫星定向天线操作),一般的电子干扰对付这样的导弹没有什么用处。凭借着现代先进的计算机控制系统,可以一起发射大量的巡飞弹,,而巡飞弹飞在天上时,就可以像无人机一样快速扫描大量目标,如果捕捉到有价值的目标——如机动中的装甲纵队,以及发射导弹后正在组织撤离的敌方防空导弹系统,就可以转为人工控制,直接撞击将其炸毁。纳卡冲突的多个视频表明,有不少亚美尼亚的防空系统在发射后暴露了自己的位置,便被无人机或者巡飞弹当场摧毁,而被摧毁的S-300车队则可能是试图转移阵地时遭遇打击而被摧毁。
更为甚者的是,原先机动式雷达“打了就跑”的战术(也包括机动式火炮和地对地导弹)可能面对巡飞弹反而是一种反效果。由于巡飞弹通常使用光学和红外传感器,其对于辐射的雷达波信号并不敏感,对于静止在原地有伪装的目标也不敏感,但是一旦目标放弃伪装开始机动,明暗对比会立即变化(如同大多数猛兽看到静止的人不会感到很清楚,但是它们的动态视力会让它们得以追上疯狂逃跑的动物),反而给光学系统区分出真假目标的机会予以攻击。所以当巡飞弹配合反辐射导弹合并攻击防空导弹时,对方不躲会被配备惯性导航的反辐射导弹击中,跑会被巡飞弹锁定,总之跑和不跑都成了问题。加上目前相控阵雷达体积巨大,过于精密,一旦被击中后难以现场维修,因此很容易在目前混合打击下迅速崩盘。

因此,在当代导弹向着远射程、复合制导、双向数据链、查打一体化发展时,防空导弹雷达也不能安于现状,必须迅速找到自己的生存空间。

结语 攻击者必然“先发制人”,而防御者必须“生存下来”才能够“后发居上”
攻击和防御就是矛与盾的对抗。矛尖窄小,锐利而容易折断,寓意着攻击必须“快而狠”,一击致命;盾则是宽,厚而笨重,寓意着防守者必须能拖延时间,在持久战中获得胜利。所以,在当今的环境下,作为防守一方必须投入更多的资源,能够承受敌人先发制人打击的损失下,将战斗拖入到对攻击者不利的消耗战,才能够取得胜利。防空导弹也是一样,如果想要凭借防空削弱敌方空中打击能力,那么就得比对方更加擅长生存,擅长消耗,才能够让对方有限的攻击力量逐渐在防空网中消耗,进而改变攻守态势。