誤擊F-16?都是北約通用裝備,怎會敵我不分? |
送交者: 三把刀 2024年09月06日16:54:42 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
編者按:自從上周一烏軍首架F-16戰損以來,關於墜機原因眾說紛紜,我們也針對此事連續發文跟蹤(參見本號文章《烏軍資深飛行員殞命,暗示烏軍F-16首例損毀,俄軍如何鎖定目標?》《烏克蘭損失首架F-16已有三種可能原因,另外我們對粉絲也有話說》《Walker大人的小碉堡:今天聊聊紅軍村,戰隼戰損跡可循》),綜合各方信息,普遍認為“友軍誤擊”的可能性最大,有網友留言提出,F-16和“愛國者”同為北約裝備,它們之間還能敵我不分嗎?今天我們就從敵我識別這個角度來分析一下。 2024年8月26日,烏克蘭空軍的1架F-16戰鬥機墜毀,飛行員奧列克西·梅斯中校當場喪生。據報道,梅斯駕機在擊落了俄羅斯發射的3枚巡航導彈和1架無人機之後,和地面失去了聯繫,隨後被友軍發現死在了墜地的飛機殘骸里。 友軍誤擊嫌疑最大 這架戰鬥機來自西方援烏的F-16中的第一批,7月底抵烏克蘭,還不到一個月就上了戰損清單,這對於苦盼“決戰兵器”已久的烏克蘭來說無異於當頭一棒,也引起了外界對其戰損原因的諸多猜測,諸如“俄軍導彈擊落說”、“設備故障說”、“操作失誤說”等,但綜合各方信息,上述說法即使無法排除,也可能性甚小,相比之下“友軍誤擊說”的可能性變得很大。 ■2024年8月30日,烏克蘭軍方為陣亡的F-16飛行員梅斯舉行了葬禮。 即使在和平時期的軍事演習中,要確保空中戰機和地面友軍之間不發生誤擊都不是一件簡單的事,更何況戰時。所以原則上烏克蘭的戰鬥機和地面防空部隊各自劃區執行防空任務:地面部隊不在戰鬥機負責的區域裡開火,戰鬥機則不進入地面部隊負責的區域。然而,本次F-16墜毀事件發生的背景是俄軍發動大規模空襲,戰鬥機和地面防空部隊火力全開,在各自責任區的毗鄰之處難免會發生劃分原則執行不周,地空導彈誤擊友軍戰鬥機的情況。 如果此說為真,則可以解釋兩件事情。其一,飛行員梅斯為何沒能成功彈射逃生?在被防空導彈命中的情況下,機體很有可能遭受重創,飛行員亦有可能當場陣亡;其二,為何烏克蘭總統澤連斯基震怒到事發兩天后立即將空軍司令奧列修克撤職?在俄烏衝突中,烏軍戰鬥機沒少被擊落過,如蘇-27和米格-29.澤連斯基都沒有對空軍走馬換將,因為那些均屬正常戰損。若“誤擊說”成立的話,情況就完全不同了。在烏軍體系中,防空部隊隸屬空軍,空軍的地面單位擊落了空軍的戰鬥機,導致寶貴的空軍資產蒙受重大損失,屬於空軍內部的敵我識別失敗,空軍司令當然難辭其咎。 ■烏克蘭首架F-16損毀後,烏克蘭空軍司令奧列修克(右)被總統澤連斯基(左)解職。 在飛機墜毀當天美軍公布的一則關於F-16電子戰系統升級的消息似乎也給“誤擊說”添加了註腳。美軍第68電子戰中隊最近與丹麥和挪威同行合作,為援烏的F-16戰鬥機提供升級服務。為了有效地將該機型整合到烏克蘭空軍的作戰體系中,其機載電子戰子系統需要重新編程,以有效應對俄烏戰場的電磁環境。此項工作相當具有挑戰性,因為美國目前並沒有即將交付的F-16戰鬥機的機載系統,並且F-16的一系列交付迫在眉睫,留給該電子戰單位的升級時間不算寬裕,美軍工程師承認面對自己並不熟悉的系統,如何對其進行重新編程的確是個令人手足無措的難題。他們需要在兩周內熟悉援烏F-16的系統,並且依靠丹麥、挪威等國提供的數據,測試和驗證烏克蘭所需的獨特元素,開發出“有史以來最好的任務數據文件”。按照此新聞,此次戰損的F-16也應該經歷了美軍實施的系統升級。考慮到系統的陌生和時間的倉促,該機的敵我識別系統受到不利影響而致失靈的可能性相當大。 ■外媒關於美軍電子戰部隊為援烏F-16升級電子戰系統的報道。 源自二戰持續迭代 那麼,軍隊各單位之間為避免自相殘殺而倚為護身符的現代敵我識別系統緣於何時?又是如何工作的?敵我識別可以說是伴隨戰爭出現而產生的問題,在古代戰場上交戰雙方會通過不同服裝和旗幟進行最基本的目視識別,而到了近代,隨着戰爭形式的進化,敵我識別問題也變得愈加複雜。在二戰時期,德軍飛機曾經在收到地面友軍信號後通過進行翻滾機動來表明身份,英軍也嘗試過在飛機上安裝雷達反射器好讓其在地面雷達屏幕上看起來與眾不同。但這些敵我識別方案弊端多多,很快就遭到軍方放棄。真正有使用價值的敵我識別系統的誕生還得仰仗雷達問詢機制的引入。雷達問詢系統由問詢機和應答機兩部分組成,分別在不同的頻率上發送信息,實現二者之間的一問一答,從而確定敵我身份。 ■二戰時期英國皇家空軍部署在直布羅陀基地的“噴火”戰鬥機裝有敵我識別系統天線(紅色箭頭處)。 最早的現代敵我識別系統起源於英國,於1939年發明,主要是配合早期地面防空雷達系統使用,並在不列顛戰役中得到實戰運用,進而成為二戰後北約組織軍用識別系統的源頭。在二戰期間,通過英美兩國技術人員的通力合作,敵我識別系統從最早的Mark I型發展到Mark V型,到戰爭結束後又在此基礎上改進為Mark X型,於20世紀50年代初開始應用。其基本架構已經與今日使用的版本相當接近了。Mark X的特點是可以讓飛行員選擇應答機回復的內容,也被稱為“選擇識別裝置”(Selective Identification Feature,SIF),該裝置通過一個可以設置編碼的控制盒來實現定製應答內容。 ■敵我識別應答器控制盒面板,旋轉旋鈕可以設置4位數字,從而構成應答內容。 Mark X的問詢機發送2個脈衝:當其間隔為3微秒時,應答機就會按照被定義為Mode 1的模式進行回復;當其間隔為5微秒時,應答機就按照Mode 2模式進行回復;當其間隔為8微秒時,應答機就按照Mode 3模式進行回復。 ■應答機回復的脈衝格式:F1和F2是一條回復的前後框架,期間的12個脈衝對應應答的具體內容。 民用航空使用的身份識別系統基本照抄了軍方系統的這套機制,只是在模式上有一些不同,如民航有Mode A和Mode C模式,此處不贅述。 ■民航地面雷達上根據Mode A和Mode C應答信息將空中每架客機的編號和海拔標識出來。 Mark X的這套機制確實增加了敵我識別的效率,但是也有其不容忽視的bug。由於問詢和應答各自所在的發射頻率固定(分別是1030MHz和1090MHz),內容並不加密,則友軍可以問詢,敵軍亦可以問詢,有問必答的自動應答機對友軍應答,對敵軍亦會應答!基於這種擔憂,美軍飛機執行任務時一度需要關閉敵我識別系統,尤其在敵方空域執行攻擊任務時。這個操作的弊端是,如果需要進行超視距空戰,關閉敵我識別系統肯定大大增加誤擊友軍的風險。 值得一提的是,在越戰期間,美軍利用了Mark X系統的這個漏洞,開發了“戰鬥樹”系統,用於克制越南空軍米格戰鬥機的威脅。AN/APX-80“戰鬥樹”電子戰系統首先裝備美國空軍的主力戰鬥機麥道F-4D“鬼怪II”上。在實戰中,巡航的“鬼怪”用該設備可以向視距外的越南米格戰鬥機發出詢問,然後獲得對方機載敵我識別器的自動應答,並由此提前掌握對方的存在和身份,而如果採用雷達搜索,米格機就有可能察覺到自己被美軍戰鬥機跟蹤,從而喪失突襲的優勢。 ■裝備“戰鬥樹”系統的第555戰術戰鬥機中隊的F-4D “鬼怪II”,編號號65-0784. 在“戰鬥樹”系統部署之前,在越南上空作戰的美軍戰鬥機飛行員都被迫靠近越南空軍的米格機,以便在攻擊敵機之前對其進行目視識別,因為雷達只能確定前方天空中是否有其他飛機,而不知道其是敵是友。雖然美國的“鬼怪”在技術上更先進,但它們在近距離纏鬥中的機動性對米格機而言並無優勢,這導致美軍戰鬥機的損失率一度高企。“戰鬥樹”系統則極大地拓展了美國飛行員的安全邊界,使他們能夠在視距外早早獲得敵機的身份識別,並且敵機對此還毫無察覺。 針對Mark X系統有求必應式的應答機制缺陷,後續的Mark XII系統進行了糾正,並作為通用識別系統應用至今,同時支持軍用和民用的身份識別。Mark XII與Mark X的最大區別是引入了新的Mode 4應答模式,在Mode 3的詢問信號後增加了12個脈衝以構成4位數的秘鑰,在每次任務開始前該秘鑰會統一下發到所有的問詢機和應答機,應答機只對秘鑰一致的問詢進行答覆。並且,應答機通過自身的加密算法決定收到問詢後延遲多久答覆,這樣就算敵軍僥倖獲得了答覆,也不可能根據毫無規律的答覆時延來定位應答機的準確位置。 ■BAE公司製造的艦艇用敵我識別設備,用於裝備各型海軍艦艇。 在20世紀80年代,在民用航空領域引入了一種新的Mode S應答模式,可單獨詢問一架飛機,而每架適用此模式的飛機都有唯一的24位編碼,這意味着全世界有1600萬組編碼可用。飛機進入管制空域後,會對收到的第一個問詢進行回復,然後就對廣播群發的問詢不予回復,除非收到帶有自己那組24位編碼的問詢。 ■一位美國空軍的技術軍士正在測試敵我識別系統的信號轉發器。 在Mode S基礎上很快衍生出軍用模式,即Mode 5模式,該模式與Mode 4類似,對問詢和應答信號進行加密,以及隨機生成問詢和應答之間的時延。如果沒有這個時延的隨機生成,密集編隊的一群飛機很可能會同時收到問詢並同時應答,地面雷達系統就會收到互相干擾的信號,因而以往一個編隊中只有長機才打開敵我識別器。在運用Mode 5模式後,不僅編隊的全部飛機都能互不干擾地應答地面問詢,還能讓地面警告飛機“如你再不應答就會受到攻擊”。和Mode 4一用一整天的秘鑰不同,Mode 5的秘鑰隨時都在重新生成,極大增加了破解難度。Mode 4模式已在2020年6月30日被北約組織正式下線解密,所以目前北約國家的軍用裝備均採用Mode 5模式的敵我識別機制,運用該模式的系統則為Mark XIIA。 北約同款未必通用 根據烏軍公布的照片,目前援烏F-16是經過“中期壽命升級”(MLU)的F-16AM/BM。這些早期型號可能接近退役或已經退役,但經過升級後綜合性能應該接近美國空軍現役的F-16 Block40/42.這批F-16有可能安裝了BAE公司開發的AN/APX-125型Mode 5敵我識別器,或與之相近的其他型號。 ■澤連斯基在F-16戰鬥機接機儀式現場發表講話,背景中F-16座艙前方的4片敵我識別天線清晰可見。 AN/APX-125適用於F-16 Block15 A/B MLU、Block20 A/B、Block30/32、Block40、Block 50/52 C/D 和Block60.還可用於反潛戰(ASW)和偵察直升機、日本F-2戰鬥機和其他外國飛機,甚至包括部分國家的米格-29戰鬥機。AN/APX-125提供波束成型功能,其探測距離大於180千米,可探測水平和垂直60度扇區內的目標。 ■BAE公司開發的AN/APX-125型Mode 5敵我識別器,注意其4片天線。 但是,需要注意到,雖然Mode 5是北約敵我識別系統的通用模式,但是各國對此類設備的開發具有相當大的獨立性,即便是美國各軍種之間也存在各自為政的現象。在此情況下,不同國家不同廠家為不同軍種生產的Mode 5設備之間能否實現無縫協作,則殊為可慮。美國國防部會組織各軍種進行“聯合作戰測試方法”(Joint Operational Test Approach,JOTA)測試,目的是確保不同廠家生產的敵我識別系統在不同作戰平台之間的互操作性。對於為戰局所迫滿世界拉軍援的烏克蘭來說,這一隱憂無疑會被自己那一大堆萬國兵器愈發放大。倉促上陣的F-16和己方的S-300、“愛國者”等防空導彈之間的敵我識別系統有沒有得到充分調試,地面友軍向F-16發起的問詢是否得到正確應答,這些問題都有待調查。 ■美軍海軍地勤人員正在調試F/A-18戰鬥機上的敵我識別應答機。 防空導彈來背黑鍋 如果F-16與“愛國者”之間的敵我識別系統未能有效運作,那麼自擺烏龍的事情大概率難以避免。其實,防空導彈誤射己方飛機的情況早有先例。2023年9月28日,俄軍S-300防空系統就在托克馬克附近擊落了1架友軍的蘇-35戰鬥機。烏軍手裡的S-300系統會不會比俄軍同行更智能一點,也很難說。不過,根據媒體報道,烏克蘭議會國防委員會副主任點名烏軍的“愛國者”導彈是打下己方F-16的真兇,所以目前看來這款美制防空武器的嫌疑應該是最大的。回顧以往的戰例,“愛國者”喜歡沖友軍下手確屬前科累累。 ■美制“愛國者”防空系統的搜索雷達,背景中可見導彈發射器。 在“伊拉克自由”行動期間,美軍“愛國者3”防空導彈於2003年3月23日擊落了1架完成任務後準備在科威特機場降落的英軍“狂風”戰鬥機,造成2名飛行員死亡,事後美軍辯解道“雷達屏幕上的英軍飛機看上去就像1枚飛向雷達的反輻射導彈”,而且英軍飛行員未按規定開啟敵我識別器。4月2日,1架美國海軍F/A-18“大黃蜂”戰鬥機的飛行員又成為“愛國者”的刀下冤魂,地面防空部隊給出的解釋仍然是“友軍飛機看上去就像1枚伊拉克戰術導彈”。“愛國者”系統的雷達經常不分青紅皂白對海軍和空軍的飛機實施鎖定操作,友軍飛行員被突然大作的火控雷達告警驚得冷汗連連。由於陸軍偏愛自動模式,“愛國者”雷達會自動跟蹤飛機一段時間,如欲解鎖還得切換到人工模式手動操作,流程體驗很不友好。過於自動化的“愛國者”索敵模式直到2006年美國開始推廣Mode 5敵我識別系統後方才有所改善。 ■在中東沙漠地區低空飛行的英國皇家空軍“狂風”戰鬥機,在伊拉克戰爭中曾被美軍“愛國者”系統誤擊擊落。 再回到上面那架折在科威特基地家門口的倒霉“狂風”。當天,英軍2架“狂風”戰鬥機完成任務後返回位於科威特的基地,在進近階段被部署在伊拉克南部的美軍“愛國者”單位發現。後者向其發起多輪問詢,但是始終沒有得到應答,因為“狂風”編隊未開啟敵我識別器。在此情景下“愛國者”系統將“狂風”判為敵軍目標並實施了攻擊。“愛國者”系統的操作員雖然在崗,卻未能及時發現和糾正導彈系統的好鬥異動。雖然“愛國者”導彈本身的交戰規則設置難言完善,但是多國部隊之間的協調方面也有可檢討之處。如果駕駛“狂風”的是美軍飛行員,返回基地時應該會沿着預先設定的安全走廊進入機場。如果飛行高度、線路、速度等參數和作戰簡報中的程序一致,就算沒有獲得正確的應答也可以判為友軍。 ■一位“愛國者”防空系統的操作人員在觀察監視屏幕,不難想象在面對大規模空襲時屏幕上的信號會有多混亂。 參照這一案例,我們可以大致推測出烏軍F-16遭誤擊損毀的場景。在8月26日當天,梅斯中校駕機升空,攔截俄軍導彈和無人機,在追逐目標的過程中不慎進入“愛國者”系統的防空區,雙方敵我識別系統開始互動,但因為某種原因F-16未能對“愛國者”系統的問詢進行有效應答,導致系統判定為敵方目標,加之當時天空中俄軍目標過多,地面操作人員高度緊張,難以做出進一步識別,便發射導彈。梅斯中校初次駕駛F-16參加實戰,此前僅接受了速成訓練,對於F-16的特情處置不夠熟練,因此被導彈擊中當場陣亡。 ■一位烏克蘭“愛國者”系統的軍官展示其戰果記錄,不知道會不會加上一架F-16. 結語 通過對烏軍首架F-16損毀的原因分析,足以讓我們認識到在現代戰爭中敵我識別系統的有效運作是保證部隊戰鬥力發揮、避免誤傷損失的重要一環,Mode 5問詢應答機的性能固然如何強調也不為過,但顯然還不是敵我識別工作的全部。在大力發展技術裝備的同時,對作戰流程的優化和組織協調的深化同樣不能稍有放鬆。F-16的首次戰損,無疑是武器來源五花八門的烏克蘭軍隊繳納的一筆令其刻骨銘心的學費。 |
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