前段时间,我们的“胖妞”运-20因为连续几天以大编队的形式前往塞尔维亚送货,成为了出镜率很高的“网红”,被国内外军迷以及航空爱好者所关注。大家除了热议运-20的性能和战略投送能力,另一个关注点就是首次显露在外的干扰弹发射装置,也就是起落架鼓包上的红块块、黄块块和绿块块。
咱们今天就来聊聊现代军机上普遍装备的机载干扰弹。
作为一种有效的对抗技术手段,机载干扰弹自问世以来,就以使用方便、效费比高等优点成为军机被动防御系统的标准配置。机载干扰弹通常有两种,一种是红外干扰弹,用来诱骗敌方红外制导武器脱离真目标;一种是箔条干扰弹,用于干扰雷达制导武器。
红外干扰弹
众所周知,目前用于红外成像制导技术的导弹绝大多数是被动式的,是通过探测目标的热辐射发现、识别和跟踪目标。与其它武器系统一样,红外成像导弹在一定的条件下会受到干扰,从而失去作用。特别是当目标和背景的辐射特性被改变,两者之间的对比度减少,或者大幅度地衰减进入导引头红外成像传感器系统的辐射强度,就可以让导引头分辨不出真正的目标,进而失的,达到保护飞机的目的。
那要如何制造假的辐射信号呢?最简单的办法就是燃烧放热,产生特定光谱范围内的强红外辐射。所以红外干扰弹的内部装药通常由镁粉、硝化棉和聚四氟乙烯的混合物组成,被发射出去后剧烈燃烧,产生强烈的红外辐射信号,达到隐藏飞机自身红外辐射的目的。
美军使用的红外干扰弹
实战中,飞行员看到光电(红外或紫外)告警系统的信号后,会按一定的间隔大量投放红外干扰弹,在形成绚丽景象的同时让周边的红外辐射强度超越本身,从而降低对红外导引头的吸引力,确保自身安全。
另外,在高威胁环境起降时,飞行员没有收到告警信号也会发射红外干扰弹进行防御性驾驶,以免遭到肩扛式防空导弹的偷袭。去年美军撤离阿富汗时,很多运输机在起飞时就大量发射干扰弹,相信不少人都看过类似视频。
不过,假的真不了,干扰弹的光谱特性与飞机还是存在差异的,并不能实现百分百的干扰、诱骗。随着红外导引头技术的进步,比如从点源探测到红外成像,从单色扫描成像到双色凝视成像,从单波段到多波段,导引头的抗干扰能力不断提升,让干扰弹的成功率越来越低。但红外干扰弹仍是目前最简单、最经济的被动防御手段,况且干扰弹的技术也在升级,二者的对抗会以螺旋上升的趋势继续下去。
箔条干扰弹
箔条干扰弹比红外干扰弹出现的更早,雷达问世之后,科学家就发现往空中抛洒长度为雷达波长一半或整倍数的金属箔片,就会在雷达显示器上产生大片回波亮点,从而达到掩盖目标信号、破坏雷达正常工作的目的。最早的实战应用发生在1943年盟军对汉堡的大空袭中,当时盟军通过飞机一次性抛洒了数千万根铝制金属箔片,导致德军的雷达接收机上一片闪光,根本分不清机群动向。
不过,随着雷达技术的进步,这种通过人工或降落伞抛洒金属箔片的方式就显得有些粗糙了,一是散布性不好,抛洒不够均匀;二是纯金属的箔片重量较大,留空性不好,抛洒特征比较明显。有经验的雷达操纵员可以轻易识别出真正目标和箔片引起的干扰,一些先进的雷达甚至可以直接将其过滤掉。而且使用成本太高了,一撒就是几千万片,也就世界大战才用得起,战后各国很快开始研制新材料和更高效的抛洒方式。
箔条干扰弹内部装填的金属纤维丝
经过大量试验,研究人员发现箔条最重要的是长度,宽度反而越窄越好,再加上为提高探测距离和精度,雷达的频率越来越高,波长自然越来越短,所以干扰箔条的尺寸也只能越做越小,于是就采用玻璃纤维或尼龙丝作为底衬,然后在上面镀一层金属涂层来取代金属箔条。不仅大大降低了成本,而且纤维的弹性好,重量轻,在空中的扩散速度快,留空时间也长,可以形成一团“干扰云”。
箔条的投放方式也变成了模块化弹药,早期多为类似于榴弹的圆柱形弹药,现在则基本都是长条状。工作时从飞机上发射出去,弹体在引信作用下炸开,抛出箔条块。箔条块撒开后,呈云状散布,对敌方雷达信号产生大量的散射信号,使其不能分辨出需要的回波,对目标起到遮掩作用。
由于火控雷达具有跟踪质心点(即能量中心)的特性,如果箔条“干扰云”和飞机能够同处于火控雷达天线波束的同一分辨单元内,火控雷达天线就会指向飞机和箔条“干扰云”间的能量中心。然后飞机通过机动使火控雷达的天线指向逐步转移到箔条“干扰云”,从而摆脱被跟踪的状态。
箔条干扰弹装填发火帽
通用发射、混合投放
随着被动防御技术的发展,干扰弹投放装置也有了很大的发展,一是从专用型向通用型转变,以前各型飞机的投放器大小形状各异,现在则趋向于统一,基本上都是统一的方形发射箱,只是在各个飞机上的安装数量和安装位置不同;二是投放系统多用途化,既能投放箔条,也能投放红外弹。
早期干扰弹发射装置多为圆型,上图为P-3C的,下图为AV-8B的
现在基本都是方形的通用化发射装置
萨博公司为鹰狮战斗机研制的翼尖雷达干扰吊舱。吊舱的后半部分是可更换的箔条干扰弹发射装置,这个属于特殊位置使用的
一般来说,因为红外干扰弹也有叫热焰弹的,因为内部装填有发火材料,比较危险,所以通常采用红色这样的警示色;箔条干扰弹一般则以白色居多,此次运-20上用的是黄色。另外大家注意到,运-20上还有一块绿色的发射装置,这个应该是红外/微波复合诱饵,是针对复合制导而采用的一种新型干扰方式,可以同时进行红外干扰和射频干扰。这种干扰弹里面装填有具有金属涂层的缓燃纤维,被抛洒到空中后,纤维表面的金属涂层可以对雷达产生干扰,但同时其还在燃烧,又可以产生高温辐射对红外探测器进行干扰。
投放系统通常由一个程序器和多个发射装置组成,程序器包含投放程序及其它系统功能的预编程操作程序,可根据实际需改变发射参数,包括载荷级别、投放数量和投放间隔等,简单来说就是飞机越大,红外或雷达特征越大,一次性投放的干扰弹数量就越多,间隔则与飞行速度有关。投放时,既可以人工选择操作,也可以自动进行,系统会根据雷达告警装备或飞行数据自动选择投放程序。
运-20上安装了齐全的干扰弹发射装置,绿色的就是红外/微波复合诱饵