目前,各方正致力于进一步开发 “台风” 战斗机的电子战(EW)和自卫能力。其中一个重要方面是考虑现有的 “百夫长” 防御辅助子系统(DASS)套件如何演进,以应对能力日益增强且适应性更强的射频(RF)威胁。上图为 2024 年 7 月,德国空军 “欧洲战斗机台风” 在埃尔门多夫 - 理查森联合基地举行的 “北极防御 24” 演习期间飞越阿拉斯加。
过去 18 个月,四国联合研制的 “欧洲战斗机台风” 多用途战斗机迎来了某种复兴。三个 “核心” 合作伙伴(德国、意大利和西班牙)已承诺新生产订单总计超过 100 架;四个 “母国” 空军正在为重要的能力升级提供资金 —— 最值得注意的是根据欧洲通用雷达系统(ECRS)计划采购的新型多模式有源电子扫描阵列(AESA)雷达 —— 同时在波兰、沙特阿拉伯和土耳其寻求重大出口机会。“台风” 战斗机也在行动中发挥了重要作用,体现了其作为高效 “4.5 代” 多用途战斗机的实用性。德国空军、意大利空军、西班牙空军和英国皇家空军(RAF)都为北约空中警戒任务(在波罗的海、冰岛、亚得里亚海东部和西巴尔干地区以及与俄罗斯相邻的东部侧翼附近执行任务)部署了该型飞机。
英国皇家空军还从塞浦路斯的阿克罗蒂里基地部署 “台风” 战斗机,以履行对 “Shader 行动” 的承诺(英国对打击叙利亚和伊拉克境内达伊沙组织的联盟行动的贡献)。2024 年期间,从阿克罗蒂里基地起飞的英国皇家空军 “台风” 战斗机参与了对也门胡塞武装目标的打击,并在 4 月 13 日夜间参与了应对伊朗对以色列发动的史无前例的无人机和导弹袭击的行动。
但是,负责 “台风” 战斗机开发、制造、支持和升级的工业联盟 —— 由空中客车国防与航天公司、英国宇航系统公司和莱昂纳多公司组成的欧洲战斗机有限公司 —— 并未满足于现有成就。事实上,去年已为升级奠定了基础,旨在确保 “台风” 战斗机在 2060 年代仍能保持作战效能。
2024 年 6 月,欧洲战斗机公司和北约 “欧洲战斗机与龙卷风管理机构”(NETMA)达成了一项系统定义合同,以开发第 4 阶段增强(P4E)升级包。P4E 包含一系列新开发内容,包括适用于所有 “台风” 战斗机雷达的自动化传感器管理能力(允许用户利用 AESA 雷达的多功能能力,同时减轻飞行员的工作负担)、改进的驾驶舱界面、增强的射频(RF)互操作性,以及为所有客户提供的防御辅助子系统(DASS)升级。
在进一步的发展中,NETMA 和欧洲战斗机公司于去年 12 月签订了长期演进(LTE)技术成熟阶段第 1 部分的合同。作为未来核心国家和出口生产飞机交付的关键推动因素,LTE 计划旨在通过开发现代化驾驶舱和大幅提升计算能力,释放飞机武器系统的额外增长能力。
正是在这样的背景下,进一步开发 “台风” 战斗机的电子战(EW)和自卫能力的工作正在进行中。其中很大一部分是考虑现有的 “百夫长” DASS 套件 —— 由莱昂纳多公司(牵头)、ELT 集团、因陀罗公司和亨索尔特公司组成的 EuroDASS 联盟提供 —— 如何在近期和 2030 年后应对能力日益增强且适应性更强的射频威胁。与此同时,AESA 雷达的引入 —— 尤其是为英国开发的 ECRS Mk 2 系统 —— 除了传统雷达模式外,还引入了强大的宽带电子攻击(EA)功能。此外,正在开发一种电子战版本的 “台风” 战斗机,以满足德国空军压制敌方防空 / 摧毁敌方防空(SEAD/DEAD)的特定需求。
下一代路线图
首先需要认识到,“台风” 战斗机电子战和自卫能力的改进不应孤立看待。前英国皇家空军快速喷气式飞机飞行员、现任英国宇航系统公司 “台风” 战略负责人保罗・“穆夫提”・史密斯表示,这些改进是更广泛的发展路线图 —— 被称为 “台风下一代”—— 的一部分,该路线图旨在使飞机在 2030 年后更具能力、更具生存能力和更具互联性。他解释说:“目标是利用技术发展,使‘台风’战斗机在延长至 2060 年代的使用寿命内保持能力。这转化为更以数据为中心的架构、数字敏捷性、增强的态势感知和联合全域互操作性。”
“台风下一代” 愿景基于两项关键升级。第一项是所谓的统一任务计算机,英国宇航系统公司声称其数据处理速度至少是当前技术的 200 倍。第二项是 12×22 英寸触摸屏大尺寸显示器,旨在显著改善驾驶舱内的人机界面。
但史密斯表示,增强的电子战能力也是这一愿景的重要组成部分。“这意味着改进传感能力以促进态势感知,升级防御辅助系统以提高飞机生存能力。我们必须始终记住任务数据在所有这一切中的关键作用。”
“台风” 战斗机目前的 “百夫长” DASS 是该机先进多用途能力的核心,为飞机提供态势感知和针对空空和地空威胁的综合自我保护。英国宇航系统公司代表欧洲战斗机联盟,担任设备设计负责人(EDR),负责整个 DASS 装置的提供和安装性能。这包括 “百夫长” 的全部内容,包括集成在翼尖吊舱中的电子支援和对抗(ESCM)设备;提供导弹威胁告警的有源导弹预警系统;两个安装在机翼下的萨博 BOL-510 集成箔条分配器(位于武器挂架中);以及安装在机翼下方作动器整流罩中的伊顿(前身为科巴姆)集成照明弹分配器。每个翼尖吊舱装有八个电子支援措施(ESM)接收天线。左翼翼尖吊舱还包含前后固态电子对抗(ECM)相控阵发射机,以及一个单脉冲转向单元。
右翼尖吊舱的后部还装有两个拖曳式雷达诱饵(TRD)分配器,每个分配器包含一个飞行体、拖缆以及展开和制动机构。TRD 使用一根 100 米长的凯夫拉电缆部署,电缆包含光纤链路和独立的超高压配电线路。
整个 DASS 系统通过专用且完全可编程的防御辅助计算机(DAC)进行控制。DAC 通过防御辅助总线与所有 DASS 子系统接口,并通过 STANAG 3910 光纤数据总线接入 “台风” 航空电子系统。DAC 的功能提供了分析和应对多种威胁的全自动化能力,确保平台级的传感器互操作性,优先和协调适当的对抗措施响应,并授权特定的干扰技术。
“百夫长” 系统的每个翼尖吊舱均配备八部电子支援措施(ESM)接收天线。其中,左翼翼尖吊舱还集成了前后固态电子对抗(ECM)相控阵发射机及单脉冲转向单元;右翼尖吊舱后部则搭载了一对拖曳式雷达诱饵(TRD)。
事实上,四个核心国家目前部署的 DASS 标准存在差异。史密斯表示:“在‘台风’战斗机的大部分生命周期中,英国国防部实际上在防御辅助系统方面进行了大部分投资,并比其欧洲合作伙伴更早地部署了 DASS 的迭代升级。目前,英国皇家空军在软件、固件和硬件方面领先一步。但这些升级始终会回滚或提供给其他国家。例如,意大利空军正在其飞机上集成相同标准的 DASS。”
史密斯进一步解释说:“原因归结为核心出口计划之上的国家升级计划的差异,以及各国在投资优先级方面的后勤原因。”
“最后一个方面是数据基础设施,” 史密斯说。“我指的是英国的 JEWOSC(联合电子战作战支持中心)、德国的 Zentrums Elektronischer Kampf,以及在这些数据和分析中心的投资水平和深度,以及与之相关的情报利用。由于所有这些原因,情况相当复杂。”
他说:“因此,各国的经验有所不同。但值得注意的是,所有国家正在共同资助下一次重大的 DASS 升级,并期望同时部署。也就是说,DASS 的优点在于它不一定与核心计划挂钩。各国过去根据自己的意愿,在国家层面资助了升级。这是因为 DAC 为我们提供了与航空电子系统其他部分的相对‘缓冲’。”
连贯能力
“台风” 战斗机电子战解决方案的现代化工作是在日益复杂的战场环境中改善整体传感套件的更广泛努力的一部分。史密斯解释说:“我们希望从更广泛的角度看待‘台风’战斗机,以提供连贯的下一代能力。它主要侧重于电子战元素,但也侧重于以数据为中心的架构,涉及我们如何改善态势感知,以及如何以更快的速度摄取和利用数据。这既涉及平台上的元素,也涉及平台外的元素。我们如何在整个战场共享信息,以及如何加速任务数据更新。”
ECRS 雷达的引入是另一个关键因素。史密斯说:“这些电子扫描雷达如何与 DASS 互动,并确保它们具有绝对连贯的能力,这一点非常重要。射频互操作性在‘台风’战斗机诞生之初就被考虑到,我们通过在役使用以及收集 Captor 机械扫描雷达与先前 DASS 标准之间的互动经验,使这一点成熟起来。新 AESA 雷达的出现,尤其是具有非常宽射频带宽能力的 ECRS Mk 2 多功能阵列,推动了对更高水平射频互操作性的需求。”
莱昂纳多公司电子战业务能力副总裁 / 首席技术官、前英国皇家空军 “台风” 战斗机飞行员斯蒂芬・威廉姆斯表示,目前的 “百夫长” DASS 在 “台风” 战斗机当前所处的复杂作战环境中仍然能够发挥作用。“它为前线操作员提供了(频谱中的)广泛态势感知,我认为可以公平地说,它仍然是一个值得信赖、可靠且高度适应性强的解决方案,” 他说。“但威胁空间正在变化。‘红方’现在更具互联性、更具弹性,并在其空空和空地威胁系统中采用软件驱动和数字方法。这使它们在任务间具有很大的适应性。”
威廉姆斯解释说:“显然,像‘台风’这样的飞机仍然必须能够跟踪、识别,然后在需要时进行攻击。因此,我们需要能够评估日益拥挤和竞争激烈的频谱的更广泛部分。这也推动了对更先进技术的需求,以便在威胁出现我们以前从未见过的情况时能够实施这些技术。”
事实上,“百夫长” 的传统架构 —— 其核心设计可追溯至 20 世纪 80 年代末 / 90 年代初 —— 限制了进一步扩展和能力插入的范围,并为长期可持续性带来了挑战。为解决这些问题,2019 年 6 月,EuroDASS 被英国宇航系统公司(代表欧洲战斗机公司)授予了一份为期 18 个月的 LTE 合同,以描述威胁环境、确定未来 DASS 需求、识别增强 “台风” 战斗机生存能力的技术和方法,并为长期技术解决方案和使能器提供选项,这些将在未来维持平台的发展路径。
另外,EuroDASS 合作伙伴一段时间以来一直在自行投资定义和成熟一种演进的防御辅助架构,称为 “百夫长演进”(eVo)。据 EuroDASS 称,“百夫长演进” 研究活动着眼于更灵活的软件驱动数字架构;扩展的频率覆盖范围;改进的传感器保真度,以促进更广泛的态势感知图像;更好地利用和融合机载传感器;增强机载和非机载对抗措施;更大的敏捷性以应对战场的动态性质;以及实施现代 “高可靠性” 制造和装配技术及零部件。
威廉姆斯说:“我们必须支持当前能力,最大限度地提高用户对它的可用性,并确保在面临威胁时它处于最佳性能状态。与此同时,我们正在努力了解未来的 [DASS] 路线图,理想情况下,通过一些投资,提出一个价值主张,为各国提供一些可信的选择。”
未来 DASS
“台风” 战斗机的下一代电子战能力将受益于全新的以数据为中心的架构,该架构使用高速、高带宽基础设施将原始信号数据传输到先进的中央处理枢纽。这旨在使飞行员能够同时识别多个复杂威胁并确定其优先级,并扩大范围。它还将支持使用基于人工智能的认知电子战技术,以应对新出现的前所未见的威胁。
史密斯说:“我们正在与莱昂纳多公司以及 SRC UK 等中小企业合作,研究如何利用人工智能和机器学习进行更快的数据处理和快速数据分类。这最初是在平台外进行的,但后来希望将其引入武器系统本身。”
威廉姆斯就数据的重要性和人工智能的作用与史密斯达成了一致。“如果不小心,你会被淹没,” 他说。“关键是能够利用这些数据,并将其转化为信息,既为驾驶舱内的飞行员,也理想地为更广泛战场的决策者。因此,我们正试图通过进行大量处理来利用这些数据来领先一步。除此之外,加上基于人工智能的选项来智能地利用这些数据,并将其与非机载能力的任务数据管理联系起来。”
威廉姆斯解释说:“在体系层面看待这一点很重要。‘台风’战斗机将作为更广泛系统的一部分运行,交换和利用来自其他实体的信息。”
EuroDASS 内部的术语现在已从 “百夫长演进” 转向 “未来 DASS”,以与英国宇航系统公司的 “台风下一代” 路线图保持一致。威廉姆斯解释说:“我们现在正在将 [未来 DASS 概念] 提升到系统定义的下一个层次,并进一步成熟技术地位,记住我们必须与‘台风’计划的更广泛规划保持一致。我们不能与合作伙伴公司、欧洲战斗机公司和 NETMA 层面正在发生的事情隔离开来,但系统定义的更详细内容确实开始使工作说明和成本提案能够可信地生成。”
威廉姆斯继续说:“我们一直在密切研究系统架构变化的关键原则,这些变化需要使 [DASS] 在本世纪中叶及以后具有可持续性。同时,我们必须承认螺旋上升的能力 —— 当然是在软件和数据层面 —— 以实现快速和有效的适应。因此,我们对架构应该是什么样子有很高的成熟度。当我们寻求迈出 DASS 演进的下一步时,我们得到了 NETMA 国家的良好支持。分析表明,威胁在演变 —— 我们必须与之一起演变。”
“台风” 战斗机将需要在数字化、以数据为中心的网络化环境中运行。
“双子座” 试验
在 “未来防御辅助子系统”(Future DASS)部署前,提升现有 “百夫长” 防御辅助套件的工作仍在持续。作为其中一部分,德国 / 英国近期根据双方达成的《防御辅助系统能力交换计划》(DCEP)开展了联合开发与演示工作,旨在验证由德国国防部资助、亨索尔特公司开发的新型集成数字接收机(iDRX)模块的潜在作战效益。
根据《防御辅助系统能力交换计划》(DCEP),两国同意各自开发关键防御辅助系统项目,目标是先进行双边能力交换,再将相关能力纳入核心项目,供所有核心合作伙伴广泛使用。2024 年底,两国人员部署至英国皇家空军康宁斯比基地的第 41 测试评估中队,开展 “双子座” 试验(Trial Gemini),该试验分为空空和地空两个飞行阶段。试验的主要目标是对比安装 iDRX 模块后的防御辅助系统性能与当前模拟系统的性能,但由于需要将 iDRX 正式认证为更大规模的第 4 阶段增强(P4E)工作包的一部分,EuroDASS 联盟还计划利用试验收集的数据,在未来几年开发 P4E 产品。
莱昂纳多公司的 “亮云 55”(BriteCloud 55)一次性有源诱饵于 2019 年通过认证,可在 “台风” 战斗机上部署。
史密斯表示:“‘双子座’试验的成果、其他一些渐进式改进和小型硬件变更,将在未来一年左右纳入下一次重大的防御辅助系统核心升级。除此之外,我们认为‘未来防御辅助系统’是‘台风下一代’计划的有效延续。因此,它将与‘长期演进’(LTE)计划的早期内容同步交付,尽管不一定与之绑定。”
改进消耗性诱饵分配器的工作也在进行中。作为武器系统集成商,英国宇航系统公司于 2018 年授予萨博公司一份阶段设计合同,为 “台风” 战斗机开发新型曳光弹智能分配系统(SDS),以增强已安装的 BOL-510 机电对抗分配器的能力。SDS 是萨博公司 BOP 系列曳光弹对抗分配器的最新型号。
史密斯解释称:“SDS 最初由英国国防部资助开发,旨在为(飞机)提供更多诱饵(包括北约标准的 1x1x8 和 2x1x8 弹药筒)。它还引入了前向发射分配能力,以及符合北约 STANAG 4781 标准的智能存储通信接口,可与消耗性诱饵(包括曳光诱饵、箔条和一次性有源诱饵)通信。”
当前计划将 SDS 纳入 P4E 项目。史密斯指出:“实际上,该项目由德国国防部牵头,这在核心项目中很常见,即由特定的主导国家推动能力在所有合作伙伴中的流转。目前该项目尚未签订合同,因此我无法提供具体日期。但我可以说,分配器本身现已相当成熟,我们对其集成方式以及如何利用它已有清晰的规划。”
与此同时,英国皇家空军的 “台风” 战斗机已通过莱昂纳多公司的 “亮云55”(BriteCloud 55)有源一次性诱饵这一先进射频对抗措施的认证。“亮云55” 采用与标准 55 毫米照明弹弹药筒兼容的圆柱形外形,配备微型数字储频干扰机(DRFM),为高速战斗机提供针对射频制导威胁的 “最终” 保护。
“亮云55” 最初于 2018 年 4 月在英国皇家空军与快速能力办公室共同执行的加速认证和部署计划 ——“ARMA 项目” 下投入作战使用,最初用于保护现已退役的 “龙卷风 GR.4” 战斗机,2019 年也通过了在 “台风” 战斗机上的部署认证。
为德国空军开发的 “台风” EK 改型
随着“龙卷风 ECR” 战斗机接近使用寿命终点,德国空军正推进以 “台风” EK电子战改型的形式引入继任的压制敌方防空 / 摧毁敌方防空(SEAD/DEAD)能力的计划。在空客国防与航天公司牵头的团队下,共有 15 架现有飞机将接受 EK 第 1 阶段改装套件的翻新。第 1 阶段将引入新的辐射源定位系统,并集成诺斯罗普・格鲁曼公司的 AGM-88E2 先进反辐射导弹(AARGM)。
德国联邦国防军装备、信息技术和现役支持办公室(BAAINBw)于 2023 年 6 月宣布,已选择萨博公司的 Arexis 系统来满足 “台风” EK 的电子战 / 辐射源定位需求。此前,BAAINBw 开展了市场调研活动,评估了一系列欧洲和国际电子战供应商提供的解决方案。萨博公司于 2024 年 3 月与空客国防与航天公司正式签订合同。据萨博公司介绍,Arexis 解决方案集成了干涉仪阵列、氮化镓有源电子扫描阵列(AESA)和强大的处理能力,能够实现 “具有全球面(4pi)覆盖和无缝频谱监测能力的高效无源电子支援 / 辐射源定位系统”。
“台风” EK 的 Arexis 系统还将利用人工智能合作伙伴 Helsing 提供的高端人工智能(AI)平台。萨博公司官员表示:“人工智能是我们的对手必然会利用的发展方向,这就是为什么我们必须保持领先,以在战场上保持优势。在我们的研究和开发中,我们可以看到在信号处理、雷达意图识别、增强决策能力和大数据处理等多个不同领域的能力提升。” 该公司补充称:“Arexis 的设计目标是实现快速软件更新,以检测和击败当前及新出现的威胁。这一要求导致了模块化架构的采用,该架构允许轻松集成新功能,即使在任务之间,Arexis 也可以快速更新。”
AGM-88E2 AARGM 导弹的库存是根据 2019 年签署的对外军售协议采购的。AARGM 将首先装备 “龙卷风 ECR” 战斗机(作为 “龙卷风 ASSTA-4.2” 升级的一部分),然后迁移至替代的 “台风” EK 战斗机。
空客国防与航天公司正与 BAAINBw、德国空军和联邦国防军航空办公室合作,开展与更广泛的 P4E 升级计划一致的项目实施工作。“台风” EK 计划于 2030 年前通过北约认证。
潜在的后续 “台风” EK 第 2 阶段仍在研究中。第 2 阶段最初计划集成随队干扰吊舱,但现在也在审查其他解决方案,如与 “可损耗” 伴随干扰无人机的有人 / 无人协同。考虑到护航干扰吊舱相关的额外电力和布线要求,第 2 阶段似乎可能在新制造的机身中实现。
在频谱中掀起风暴
与许多第四代战斗机一样,“台风” 战斗机(从数量上看)将继续成为许多空军机队的支柱。这一现实使得这些正在进行的电子战和雷达升级计划对驾驶 “台风” 战斗机的国家至关重要。
许多装备 “台风” 战斗机的国家也在采购 F-35 战斗机,这使得开发利用第四代和第五代战斗机各自优势的创新战斗机战术成为可能。美国空军已开始在其 “战斗机集成” 概念下探索第四代和第五代战斗机的潜在协同效应。英国皇家空军对这一概念有自己的称呼:“暴徒与刺客”。“台风” 战斗机的新能力将使这种协同效应在未来几十年更加有效。
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