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《兵器知识》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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[“坎大哈怪兽”的“楚门世界”] 美国RQ-170缘何坠落?(一)

2013-02-27 22:08:43

/李文盛

2011124日,伊朗宣布“击落”一架美国最先进的无人隐身侦察机。虽然美国立即予以否认,但伊朗电视台紧接着公布了相关画面,美国不得不随后承认有一架RQ-170在伊朗失踪,并要求伊朗归还。美军方人士坚称RQ-170并非被击落,可能是事故导致失控。伊朗则宣称通过先进的电子干扰手段俘获了这架无人机。一时间,“击落”、“劫持”、“失控”等种种传言四起。那么,事件的真相究竟是什么呢?

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事件回顾

RQ-170被“击落”可以说是美国近年来对伊朗的种种军事挑衅行动的最大挫折。虽然原因至今扑朔迷离,但近乎完整的美军最先进隐身无人机在伊朗人手中是无可争辩的事实。

“击落”亦或“俘获” 在2011124日伊朗宣布“击落”美RQ-170后,直到1213日美国政府才首次公开承认无人机掌握在伊朗手中。但美国强调,该机并未入侵伊朗领空,而是在阿富汗西部执行侦察任务时因“故障”失控,飞入伊朗境内后坠落。至此,美国无人机被“击落”成为不争的事实。伊朗电视台称这架无人机是在飞入伊朗东部城镇卡什马尔时被监测到并被“击落”的,该地距伊朗与阿富汗交界处约225千米。

伊朗伊斯兰革命卫队指挥官哈吉扎德就“捕获”美无人机的情况作了介绍:“我们收集的情报和精确的电子监控显示,这架无人机打算执行侦察任务进入我国领空。但该机落入了空军提前设置的陷阱,飞机以最小的损毁程度被击落在伊朗境内。”这番话被外界解读为,“地面部队通过‘网络攻击’方式在本国领空击落这架无人机。”也有媒体认为RQ-170是在伊军装备的俄制“汽车场”电子战系统干扰下被“迫降”的。来自伊朗内部的消息则称,伊朗使用GPS干扰技术,使RQ-170错误判断坐标并降落伊朗国土。虽然伊朗“捕获”美无人机的原因众说纷纭、莫衷一是,但从现代电子干扰技术的发展现状和伊朗的技术能力,可以看出此次事件的一些端倪。

“坎大哈怪兽”亦或“哨兵” 这里的RQ-170实际上就是指美国的RQ-170“哨兵”无人隐身侦察机。外界首次知晓这种飞机是在2007年。当时有人在坎大哈国际机场见到了这款新型无人机,奇特的外形让人们给了它“坎大哈怪兽”(Beast ofKandahar)的绰号。200912月,面对公众对“坎大哈怪兽”的猜测,美军终于承认“出现在坎大哈机场的灰色飞翼无人机的模糊照片”与RQ-170“ 哨兵”有关。此后又有人目击了RQ-170“哨兵”在阿富汗地区出没。该机是一种翼展达20米的亚音速、高空无人侦察机,装备有先进的照相机和传感器。

2009年底,韩国媒体报道,该机在韩国已完成长期测试,并在次年部署于韩国,以取代在乌山空军基地服役的U-2侦察机。外界认为在阿富汗和韩国部署具有高度隐身能力的RQ-170,主要是为了在巴基斯坦和朝鲜,甚至中国西部边境地区完成纵深侦察任务。2011年在美国海军“海豹”突击队突袭本·拉登住所的军事行动中,至少有一架RQ-170“哨兵”对这一区域实施了监控,并为奥巴马及其高级国家安全顾问提供了连续的视频信号。RQ-170同时也监控了巴基斯坦军队的无线电广播,以预警巴军对此次军事行动的反应。这应该是RQ-170首次参加实战。RQ-170此次在伊朗的失利说明这种飞机还长期用于对伊朗境内纵深目标的侦察。

“汽车场”电子对抗系统这次事件的另一主角是俄罗斯的“汽车场”电子对抗系统。该系统由电子压制设备和被动侦察设备构成,主要包括:1个营自动化指挥所、3个连自动化指挥所、3个无线电技术侦察站、27 个干扰站及1个检测维修站。

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▶俄罗斯“汽车场”电子对抗系统

 

“汽车场”主要用于被动地搜寻各种电磁辐射目标,可在全自动模式下对各波段的辐射信号实施探测,并能在短时间内确定辐射源的坐标、参数和型号,然后通过电子干扰,在100×100平方千米范围内向对方发起“电子”攻击。它主要用于保护地面目标免遭敌机轰炸或导弹进攻,最多可以同时压制来自任意方向、飞行高度在30米到3万米之间的50架飞机和直升机的侧视雷达、引导雷达、低空飞行保障雷达及空对地火控雷达,甚至空对地武器上制导雷达设备产生的电磁辐射。

20111025日,俄罗斯联邦军事技术合作署副署长比留林通过俄新社宣布,俄方曾在军事技术合作框架内向伊朗出售了“汽车场”电子对抗系统,并正在就新一批供货进行谈判。该系统能够保障伊朗对进入本国领空乃至在整个波斯湾及里海上空飞行的敌机和导弹进行识别,并做出反应。美国和以色列虽然提出强烈抗议,但这种设备属于防御性质,并不违犯任何条约,因此两国对此无能为力。伊朗虽然没有公布该系统在“俘获”美国无人机中的作用,但从RQ-170等大部分无人机的导航原理就可发现该系统很容易对无人机构成威胁。

RQ-170 的导航原理

RQ-170的飞行导航控制与其它无人机大同小异,这成为其折戟伊朗的重要原因。

数据链控制大多数无人机基本都是接受地面控制站的控制。像“捕食者”这样的远程无人机,由于地球曲率对信号传播的影响,无法通过地面微波系统通信,也都是通过卫星数据链进行通信控制。例如,“捕食者”头部的隆起中装有一台向上仰起的卫星天线,在伺服系统控制下跟踪卫星转发器方向进行通信。通过机载传感器和微波或卫星数据链,控制者可以在数十千米之外,甚至大洋彼岸的己方本土对无人机进行控制。外界估计,RQ-170机头虽然没有空间容纳像“捕食者”那样的传统锅状卫星天线,但可能采用了更先进的平板相控阵天线。国外航空专家根据公开的图像判断,RQ-170配备有光电/红外传感器,机身腹部的整流罩内可能安装有主动电子扫描阵列(AESA)雷达,机身顶部或翼身结合部的两个凸起整流罩内可能装备有平板相控阵卫星天线。利用这种卫星数据链,可由美国本土发出指令,卫星中继,用无线电控制来实现RQ-170的飞行导航控制。这种方式的关键是,数据链既要传送飞机拍摄的实时侦察影像和飞行高度、速度、航向、坐标等飞行状态信息,同时还要将地面控制信号回传到飞机控制系统中。

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▶2007 年出现在阿富汗坎大哈国际机场的RQ-170

 

自主导航自主导航是大多数无人机必须具备的功能,因为数据链对无人机的控制可能受到人为或自然干扰而短时中断,再就是大量数据的长时间传送势必使数据链辐射大量电磁信号,从而暴露其意图和飞机位置。为了解决这一问题,无人机通常装有与导弹类似的陀螺惯性导航(INS)装置。这种系统不依赖外部信息,几乎不受任何干扰,可以实现自主导航,但是最大的缺点就是存在累积误差,导航精度随着时间的增加而下降。INS的精度一般以每小时偏移的角度来表示,在完全依靠INS系统导引的情况下,其偏移率越小,导引的精度就越高。当INS的偏移率为每小时1度时,对近程短时间飞行的武器(如“杰达姆”)来说,其影响可忽略不计。但对飞行时间超过1小时的远程无人机来说,INS系统这样的偏移率将有可能造成几十千米的偏移距离。这就需要GPS进行修正,但GPS信号却较易受到干扰。这可能就是伊朗人所说的美国系统的“软肋”,也就是外界所说的RQ-170的“阿喀琉斯之踵”。这种导航方式和数据链控制应该是自动切换的。通常无人机侦察飞行的路线、高度等信息事先可以通过航迹规划系统结合需要侦察的目标情况,完成其任务规划,可在无人机起飞前装定上机,也可以通过数据链系统远程临时更改。一旦数据链信号不佳,即可切换到自动导航模式。

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▶美国的“捕食者”和“死神”无人机的“大脑袋”里都装有锅状卫星天线,可以通过卫星数据链进行通信

 

需要注意的是,这种模式切换可能是在突然情况下发生的。按照设计,系统应该首先检测GPS信号,以确定自身的空间位置,然后校对惯导系统,纠正目前位置与机载的飞行航迹规划图上位置的误差。也就是说,在此后的导航过程中,卫星导航与惯性导航这两种控制方式是以卫星导航为优先的,这实际降低了惯导的自主性,成为RQ-170真正的软肋。

应急导航控制这种控制方式是建立在自主导航基础之上的。RQ-170失踪后,美军证实了这种控制方式的存在。这种方式实际就是“自动返航”设计,就是当飞机与地面失去联系后,在一定时间内,自动转入返航模式。它可以按照飞机记录的此次飞行航迹,或按照坐标位置取捷径直接返回出发地,主要是为了保证飞机失控后,可以最终自主返回机场。






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