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烏克蘭的電磁戰(zhàn)

點(diǎn)擊：  作者：托馬斯·威辛頓    來源：戰(zhàn)略前沿技術(shù)微信號  發(fā)布時間:2024-05-03 11:45:55

 

 

3月13 日，英國國防部長格蘭特-沙普斯（Grant Shapps）在訪問完駐扎在波蘭的北約部隊后，乘坐這架飛機(jī)返回倫敦。在飛行途中，沙普斯的飛機(jī)據(jù)稱遭到了俄羅斯的定位、導(dǎo)航和授時（PNT）信號干擾。英國國防部（MOD）稱，“獵鷹 ”的全球?qū)Ш叫l(wèi)星信號（GNSS）系統(tǒng)在波羅的海南岸俄羅斯加里寧格勒附近飛行時受到干擾。

 

沒有跡象表明 “獵鷹 ”飛機(jī)在飛行過程中侵犯了俄羅斯領(lǐng)空。也沒有任何跡象表明 PNT 干擾是故意針對這架飛機(jī)的。加里寧格勒對俄羅斯具有重要的戰(zhàn)略意義，是俄羅斯波羅的海艦隊的所在地，該艦隊擁有數(shù)十艘驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、輕型護(hù)衛(wèi)艦和核潛艇。俄羅斯空天部隊（VKS）在加里寧格勒永久部署了兩個師的作戰(zhàn)飛機(jī)和直升機(jī)。陸基防空（GBAD）資產(chǎn)包括 S-400遠(yuǎn)程高空地對空導(dǎo)彈（SAM）連。包括第 18 近衛(wèi)摩托化步兵師在內(nèi)的一個軍團(tuán)部署在加里寧格勒。

 

 

鑒于飛機(jī)使用多種導(dǎo)航系統(tǒng)來減少僅依賴一種參考源所帶來的潛在災(zāi)難性后果，沙普斯的飛機(jī)從未遇到過任何危險。事實上，近年來波羅的海地區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的 PNT 干擾事件，這些干擾歸咎于駐扎在加里寧格勒的俄羅斯軍隊。

 

罪魁禍?zhǔn)妆徽J(rèn)為是部署在該地區(qū)的 14TS227 Tobol 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾系統(tǒng)。Tobol 是一個固定系統(tǒng)，可提供覆蓋加里寧格勒及其周邊地區(qū)的干擾大范圍。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾是防御性的，目的是保護(hù)俄羅斯軍事目標(biāo)免受衛(wèi)星制導(dǎo)武器的攻擊。

 

有關(guān) “獵鷹 ”號遭遇全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾的報道引起了英國媒體的極大興趣，因為記者們認(rèn)識到，北約與弗拉基米爾-普京政權(quán)之間的地域政治緊張局勢正在電磁頻譜中上演，就像在烏克蘭戰(zhàn)場、領(lǐng)空和黑海上演的一樣。事實上，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾是俄羅斯陸軍保護(hù)的關(guān)鍵部分。2023 年 6 月，美國國防部（DOD）泄露的文件稱，俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾系統(tǒng)降低了援助給烏克蘭的聯(lián)合直接攻擊彈藥 GPS 制導(dǎo)套件的性能。

 

對 PNT 信號的干擾被歸咎于俄羅斯陸軍部署的 Pole-21 等戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)和部署在師一級的 R-330Z Zhitel 等其他能力。公開資料顯示，這些系統(tǒng)可以干擾 100 MHz至 2 GHz頻段的信號。PNT 信號通常使用 1.1 至 1.6 GHz的頻率。

 

在 2008 年啟動所謂的 “新面貌 ”國防改革之后，俄羅斯軍隊的電子戰(zhàn)態(tài)勢發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。那一年，俄羅斯與格魯吉亞發(fā)生戰(zhàn)爭，前者損失了六架飛機(jī)。其中一些損失被歸咎于格魯吉亞的 GBAD 以及俄羅斯缺乏針對敵方雷達(dá)的 EW 能力。

 

作為回應(yīng)，“新面貌 ”計劃重新啟動了冷戰(zhàn)結(jié)束后停滯的若干預(yù)警機(jī)項目。此外，還訂購了幾套新系統(tǒng)。俄羅斯陸軍、空降部隊和海軍步兵是主要的受益者。用于 VKS 的新系統(tǒng)，如 L-175V 希比內(nèi) EW 系統(tǒng)，也加快了研制進(jìn)度。L-175V 已在瓦克薩斯蘇-34M（后衛(wèi)）轟炸機(jī)上服役。同樣，R-330Zh “日特爾 ”可能是一種經(jīng)過改進(jìn)的傳統(tǒng)設(shè)計，已于 2008 年進(jìn)入俄羅斯陸軍服役。

 

反無人機(jī)作戰(zhàn)

 

俄羅斯陸軍 EW 條令最初要求 R-330Zh 和其他 GNSS 干擾機(jī)（如 Aviaconversia）以靜態(tài)方式使用，以保護(hù)點(diǎn)目標(biāo)免受 GNSS 制導(dǎo)武器的攻擊。然而，在烏克蘭正進(jìn)行的戰(zhàn)爭很快表明，衛(wèi)星制導(dǎo)武器并不是唯一的問題。直升機(jī)標(biāo)志著美國參與越南戰(zhàn)爭，反艦導(dǎo)彈成為 1982 年福克蘭群島/馬爾維納斯群島沖突的象征，而無人機(jī) (UAV) 則成為烏克蘭戰(zhàn)爭的特征。雙方都在廣泛使用所謂的 “第一人稱視角”（FPV）無人機(jī)來支持戰(zhàn)術(shù)偵察，并向戰(zhàn)場目標(biāo)投擲彈藥。

 

例如，“神風(fēng)特攻隊 ”單向攻擊（OWA）無人機(jī)，如伊朗提供的沙赫德-136，已被俄羅斯用來打擊烏克蘭關(guān)鍵的國家基礎(chǔ)設(shè)施。2022 年 10 月，被俄羅斯軍方命名為 Geran-2 的 Shahed-136 型無人機(jī)襲擊了烏克蘭的民用基礎(chǔ)設(shè)施，包括電網(wǎng)。

 

 

烏克蘭也使用無人機(jī)攻擊俄羅斯境內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施。3 月中旬，無人機(jī)成功襲擊了位于莫斯科東部下諾夫哥羅德附近的盧克石油公司 NORSI 煉油廠。

 

所謂 “無人機(jī)戰(zhàn)爭 ”的規(guī)模可以從報告的損失數(shù)字中看出。2023 年 5 月，總部設(shè)在倫敦的英國皇家聯(lián)合服務(wù)研究所（RUSI）稱，烏克蘭每月?lián)p失約 10 000 架無人機(jī)。RUSI 的同一份報告確定，這些飛機(jī)中的大部分都是被俄羅斯的電磁波擊落。在烏克蘭東部和南部前線，電磁頻譜控制權(quán)的爭奪可以說是最激烈的。俄羅斯陸軍在前線每隔 1-2 公里就會部署一個 EW 系統(tǒng)。

 

一位密切參與該國頻譜爭奪戰(zhàn)的烏克蘭消息人士稱，在戰(zhàn)術(shù)層面為支持陸地機(jī)動而進(jìn)行的電子戰(zhàn)中有 90% 都集中在無人機(jī)上。盡管如此，烏克蘭無人機(jī)飛手仍然可以利用俄羅斯戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)覆蓋范圍的漏洞執(zhí)行任務(wù)。一位不愿透露姓名的烏克蘭電子戰(zhàn)專家表示，覆蓋密度 “可能因前線地區(qū)而異，但我們認(rèn)為有足夠的漏洞供我們的無人機(jī)飛手執(zhí)行任務(wù)”。

 

 

根據(jù)俄羅斯陸軍戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)使用的軍事手冊，俄羅斯陸軍部署了至少 14 種不同的戰(zhàn)術(shù)反無人機(jī)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)利用連接飛機(jī)和飛手的射頻鏈路檢測無人機(jī)。一旦檢測到，無人機(jī)很可能會受到定向干擾，從而啟動失效保護(hù)機(jī)制，導(dǎo)致無人機(jī)原地著陸或返回原點(diǎn)。后者尤為危險，因為無人機(jī)的飛手也可能在飛機(jī)的起飛點(diǎn)，使其容易受到小型武器或火炮的地理定位和瞄準(zhǔn)。

 

如果某些 C-UAV 系統(tǒng)與飛行員的位置有合適的視線距離，它們還可以利用射頻發(fā)射確定飛手的位置。然后，飛手的坐標(biāo)就會被共享給俄羅斯炮兵，而俄羅斯炮兵往往會對飛手的位置進(jìn)行攻擊，從而造成致命后果。

 

創(chuàng)新求生存

 

盡管如此，創(chuàng)新在戰(zhàn)爭中很少是一成不變的，事實證明，烏克蘭工程師善于規(guī)避俄羅斯干擾其無人機(jī)的企圖。一種簡單而有效的方法是使用與俄羅斯同類無人機(jī)相同的頻率來操控FPV 無人機(jī)。這就意味著，俄羅斯反無人機(jī)人員無法在特定地點(diǎn)使用干擾手段而不干擾自己的無人機(jī)。

 

 

另一種方法是為無人機(jī)配備無線電接收器，使用分布在多個頻率范圍內(nèi)的多個頻道。俄羅斯的反無人機(jī)系統(tǒng)通常覆蓋約 100MHz至 6 GHz的頻率，可能難以干擾該頻帶范圍以外的射頻通信。舉例來說，假設(shè)烏克蘭無人機(jī)可以在一個較大的頻率內(nèi)容納十幾個射頻控制信道。俄羅斯的反無人機(jī)系統(tǒng)可能能夠在任何時候干擾其中的部分頻率，但不能干擾全部頻率。要做到這一點(diǎn)，就需要在無人機(jī)飛行地點(diǎn)的前沿部署更多的干擾系統(tǒng)。

 

此外，雖然俄羅斯陸軍在戰(zhàn)術(shù)邊緣部署的反無人機(jī)系統(tǒng)數(shù)量眾多，但也是有限的。如果要在一個地區(qū)部署多套反無人機(jī)系統(tǒng)，以覆蓋敵方無人機(jī)使用的所有頻率，就必須從其他地方重新部署這些系統(tǒng)。或者，您需要從俄羅斯工業(yè)界獲得更多的干擾系統(tǒng)，而將這些系統(tǒng)部署到戰(zhàn)區(qū)需要時間、資金和獲得無人機(jī)組件的途徑。

 

 

截至 2024 年初，俄羅斯國防工業(yè)已進(jìn)入戰(zhàn)爭狀態(tài)，最大限度地生產(chǎn)物資。但與其他系統(tǒng)一樣，反無人機(jī)裝備也使用先進(jìn)的微電子技術(shù)。俄羅斯目前正受到美國和歐盟的禁運(yùn)，目的是阻止其獲得用于電磁戰(zhàn)系統(tǒng)的尖端半導(dǎo)體。公開消息來源指出，俄羅斯在規(guī)避這些限制方面取得了一些成功，但對計算機(jī)芯片進(jìn)口的限制還是產(chǎn)生了影響。反無人機(jī)制造商還將與同樣渴望獲得這些供應(yīng)品的其他俄羅斯軍事電子供應(yīng)商展開競爭。

 

無人武器系統(tǒng)也是海上戰(zhàn)斗的特征。自 2022 年 2 月以來，俄羅斯黑海艦隊已損失 24 艘水面艦艇和一艘潛艇。烏克蘭最喜歡的攻擊方法是使用裝有 320 公斤炸藥的 Magura-V5 型無人水面艇。這些無人艇在俄羅斯船只附近機(jī)動，然后引爆。同樣，烏克蘭海軍使用的 Luch R-360 海王星反艦導(dǎo)彈也被證明是有效的。這些導(dǎo)彈被認(rèn)為是 2022 年 4 月?lián)舫凉鈽s級巡洋艦“莫斯科”號的原因。俄羅斯海軍的損失使人們對其艦隊以動能和電子方式防御威脅的能力產(chǎn)生了嚴(yán)重質(zhì)疑。

 

戰(zhàn)術(shù)重點(diǎn)

 

烏克蘭電子戰(zhàn)公司Infozahyst的首席執(zhí)行官雅羅斯拉夫·加里寧指出，們對陸地戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)的關(guān)注度越來越高。俄羅斯在 2022 年 2 月進(jìn)入烏克蘭時部署了作戰(zhàn)級陸基電磁戰(zhàn)系統(tǒng)。俄羅斯的五個軍區(qū)（圣彼得堡、莫斯科、南部、中部和東部）通常各有兩到五個聯(lián)合軍（CAA）。聯(lián)合軍是全兵種、軍團(tuán)規(guī)模的部隊。每個軍區(qū)至少有一個電子戰(zhàn)旅，提供 3MHz至 3 GHz頻段的通信情報 (COMINT) 和通信干擾 (COMJAM)。大型靜態(tài)系統(tǒng)，如 摩爾曼斯克-BN，在 3 至 30 MHz的頻率上執(zhí)行高頻 COMINT/COMJAM。電子戰(zhàn)旅通常還包括一個 RB-341V Leer-3 系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用 Orlan-10 無人機(jī)進(jìn)行 COMINT 和 COMJAM。Leer-3 的目標(biāo)包括甚高頻/超高頻通信。

 

1L269 Krasukha-2.0 和 1RL257 Krasukha-C4 系統(tǒng)的目標(biāo)是敵方雷達(dá)。單部 1L267 Moskva-1 無源雷達(dá)利用 30MHz -18GHz 頻率，通過射頻發(fā)射探測空中目標(biāo)。莫斯科-1 收集的目標(biāo)數(shù)據(jù)與軍區(qū)下屬的 GBAD 單位共享。

 

 

加里寧表示，許多旅級系統(tǒng)已從烏克蘭戰(zhàn)區(qū)移回俄羅斯。這是因為它們極易受到先進(jìn)探測方法的攻擊，從而限制了這些系統(tǒng)的戰(zhàn)略用途。像 “摩爾曼斯克-BN ”這樣的能力是昂貴的資產(chǎn)，需要幾個月才能建成，而且不容易更換。俄羅斯軍方面臨的另一個問題是，對這些平臺的攻擊可能導(dǎo)致俄羅斯電子戰(zhàn)人員死亡或重傷。與他們操作的系統(tǒng)一樣，這些專業(yè)人員也不容易被取代。

 

俄羅斯陸軍面臨的另一個挑戰(zhàn)是戰(zhàn)術(shù)級電子戰(zhàn)能力缺乏統(tǒng)一性。一些戰(zhàn)術(shù)電子戰(zhàn)系統(tǒng)是由高技能的部隊部署的，而另一些則不是。一位不愿透露姓名的烏克蘭電子戰(zhàn)專家指出，這可能造成戰(zhàn)術(shù)邊緣電子戰(zhàn)覆蓋效果的差異。盡管如此，與人們普遍認(rèn)為俄羅斯軍隊一味遵守條令的看法不同，烏克蘭人經(jīng)常發(fā)現(xiàn)俄羅斯軍隊學(xué)習(xí)能力很快：“一般來說，俄羅斯人非常善于從自己的錯誤中吸取教訓(xùn)。如果一支電子戰(zhàn)部隊由受過技術(shù)教育的專家組成，那就更是如此了”。

 

這位電子戰(zhàn)專家還警告說，“西方國家極大低估了俄羅斯軍隊尋求解決問題的能力。”

 

 

制空和制電磁

 

俄羅斯軍方與其 GBAD 資產(chǎn)一起部署的地面對空偵察和火控/地面控制攔截雷達(dá)無法重新部署回俄羅斯。這樣做有可能會導(dǎo)致防空部隊失去重要的目標(biāo)數(shù)據(jù)。相反，俄羅斯防空部隊已做出巨大努力，用電子誘餌保護(hù)自己的系統(tǒng)。這些誘餌發(fā)射的波形與它們要保護(hù)的雷達(dá)相似，目的是欺騙反輻射導(dǎo)彈（ARM）。2022 年 8 月，有消息稱美國政府向烏克蘭空軍提供了大量 AGM-88B 高速反輻射導(dǎo)彈（HARM）。隨后，HARM 被集成到烏克蘭米格-29（支點(diǎn)）系列戰(zhàn)機(jī)上。

 

AGM-88B HARM 的部署以及俄羅斯對反ARM 誘餌的使用，顯示了與頻譜密不可分的另一種戰(zhàn)爭現(xiàn)實。烏克蘭和俄羅斯都無法贏得和維持空中優(yōu)勢，更不用說空中主宰了（前者是后者的基本前提）。根據(jù)美國空軍的定義，空中優(yōu)勢是指紅軍只能零星挑戰(zhàn)藍(lán)軍的制空權(quán)。空中主宰是指紅軍不再能夠?qū)λ{(lán)軍的制空權(quán)進(jìn)行有意義的挑戰(zhàn)。

 

烏克蘭戰(zhàn)爭的現(xiàn)實情況是，除非雙方至少獲得并維持空中優(yōu)勢，否則很可能雙方都無法贏得沖突 --而取得空中優(yōu)勢可以說取決于贏得頻譜控制權(quán)。提供 AGM-88B 是朝著支持烏克蘭進(jìn)攻性防空（OCA）努力的正確方向邁出的一步。美國空軍將 OCA 行動定義為尋求 “控制敵方空域并阻止威脅發(fā)射，從而獲得更大的攻擊自由和更多的行動自由”。壓制和/或摧毀敵方防空系統(tǒng)（SEAD/DEAD）任務(wù)是 OCA 作戰(zhàn)的關(guān)鍵部分。

 

雖然 HARM 已在攻擊俄羅斯雷達(dá)方面顯示出其效用，但仍有許多工作要做。根據(jù)計算，俄羅斯陸軍可能擁有超過 2100 部雷達(dá)，用于支持地面防空。烏克蘭軍方迄今為止已摧毀了其中的一小部分。被摧毀的雷達(dá)可以比較容易地從俄羅斯的庫存中得到替換。對烏克蘭來說，最理想的情況是烏克蘭軍方對部署在戰(zhàn)區(qū)的俄羅斯 GBAD 雷達(dá)造成一定程度的消耗，以至于莫斯科不愿替換損失的雷達(dá)。軍區(qū)旅級 EW 物資似乎就是這種情況。

 

 

一名烏克蘭飛行員從 MiG-29 上發(fā)射了 AGM-88B HARM

 

為此，烏克蘭空軍乃至整個烏克蘭軍隊都需要大幅提高他們在 OCA 作戰(zhàn)中的作戰(zhàn)能力。GBAD 雷達(dá)不僅容易受到 ARMs 的攻擊。炮彈、空投彈藥、“神風(fēng)特攻隊 ”無人機(jī)和電子干擾都能發(fā)揮作用。據(jù)《基輔獨(dú)立報》2 月報道，烏克蘭每月需要約 20 萬枚 155 毫米炮彈。歐盟國家的供貨量目前才開始接近這一水平。價值約 600 億美元的美國軍事援助計劃因政治爭論而在美國國會停滯不前，如果能促成該計劃，也將有所幫助。

 

向烏克蘭空軍提供 MBDA “金牛座 ”空對地防區(qū)外導(dǎo)彈將對俄羅斯的 GBAD 雷達(dá)構(gòu)成威脅。德國擔(dān)心烏克蘭是否會使用 “金牛座 ”導(dǎo)彈攻擊俄羅斯境內(nèi)的戰(zhàn)略目標(biāo)，這導(dǎo)致交付被推遲。英國和法國曾以 MBDA 的 SCALP/Storm Shadow 導(dǎo)彈的形式提供過類似的對地武器。然而，這種武器已不再生產(chǎn)，庫存有限。即使重新啟動SCALP/“風(fēng)暴陰影 ”生產(chǎn)線，使其達(dá)到高生產(chǎn)水平也需要時間。

 

盟軍支持

 

削弱俄羅斯在烏克蘭的軍事力量不僅僅是確保基輔盟友不間斷的物資供應(yīng)的問題。增強(qiáng)烏克蘭國防工業(yè)的能力，使其能夠提供烏克蘭軍隊所需的物資，這一點(diǎn)在電磁領(lǐng)域和動能領(lǐng)域同樣重要。莫斯科最初進(jìn)入烏克蘭是在 2014 年，期間俄羅斯占領(lǐng)了烏克蘭南部的克里米亞地區(qū)和東部頓巴斯地區(qū)的部分地區(qū)。十年的沖突磨礪并深化了烏克蘭電磁工業(yè)的專業(yè)知識。快速的創(chuàng)新造就了像 Himera Tech Himera-G1 戰(zhàn)術(shù)無線電這樣的烏克蘭系統(tǒng)。這款手持系統(tǒng)于 2023 年 10 月亮相，旨在抵御俄羅斯的戰(zhàn)術(shù) COMJAM。

 

對于 Infozahyst 這樣的公司來說，隨時從國際社會獲得組件和技術(shù)對于支持本地制造活動至關(guān)重要。“加里寧強(qiáng)調(diào)說：”我們需要幫助，以便在本地快速設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)系統(tǒng)。本地化生產(chǎn)有助于避免國際社會延誤烏克蘭軍隊所需的能力。

 

總之，烏克蘭和俄羅斯繼續(xù)在電磁頻譜上進(jìn)行一場苦戰(zhàn)，任何一方都無法對這一重要且競爭激烈的環(huán)境實施決定性控制。這種情況反映了整個沖突的情況，截至 2024 年 3 月，沖突在很大程度上處于靜止?fàn)顟B(tài)。

 

俄羅斯在人員數(shù)量、產(chǎn)量以及來自朝鮮和伊朗等盟國的供應(yīng)方面都占有優(yōu)勢。這并不意味著基輔輸?shù)袅藨?zhàn)爭。如果烏克蘭能轉(zhuǎn)向快速、機(jī)動的作戰(zhàn)，就有可能取得勝利。這種戰(zhàn)役必須打擊俄羅斯的重心，同時遲滯俄羅斯作戰(zhàn)和戰(zhàn)術(shù)決策的速度和質(zhì)量。

 

要實現(xiàn)這些目標(biāo)，烏克蘭軍隊必須以俄羅斯為代價贏得并維持對電磁頻譜的控制。套用伯納德-蒙哥馬利元帥在第二次世界大戰(zhàn)期間對空中力量的看法，如果烏克蘭輸?shù)袅祟l譜戰(zhàn)，那么她就會輸?shù)魬?zhàn)爭，而且輸?shù)煤芸臁?span lang="EN-US">

 

作者：托馬斯·威辛頓；來源：電波之矛