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[军事] 《出鞘》2020-01-16:纵使相逢应不识:从客机误击谈敌我识别设备的发展

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发表于 2020-1-16 12:34 PM |显示全部楼层








本帖最后由 源济 于 2020-1-16 12:34 PM 编辑

纵使相逢应不识:从客机误击谈敌我识别设备的发展
新浪军事  2020年01月16日


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在过去一周,伊朗经历了从复仇的狂欢到误击客机的尴尬,魂断德黑兰的乌克兰波音737客机不但成为美伊紧张关系的牺牲品,更是让人对伊朗装备的俄制“道尔”-M1防空系统产生疑问。为何这款性能尚可的野战防空系统会成为击落民航客机的元凶?这就要从敌我识别(IFF)设备说起了。



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在敌我识别(IFF)技术发展的早期,由于交战距离近,通过肉眼就能识别敌我, 所以早期的飞行器的敌我识别主要通过涂装和机徽进行。一战时期,李希特霍芬把自己驾驶的信天翁D-III战斗机涂成红色,成为“红男爵”外号的由来,他所在的第11战斗机中队也在随后把飞机全部涂成红色,大大方便了空战中的敌我识别,提高了空战自由狩猎的效率。



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二战时期,战斗机的速度大大提升,各国空军/陆海军航空队为了解决识别敌友的问题,除了制作详细的飞机识别手册,还在自家的作战飞机上应用独特的识别涂装。并且尽量降低机徽出现雷同的可能性。纳粹德国空军标志性的黄头涂装就出现在这一时期,盟军(主要是美军)在进行诺曼底登陆时为了避免发生误击,也在作战飞机的机翼和机身涂上了标志性的条纹涂装,避免被过度紧张的己方高炮部队误击。英国参加太平洋战争后,为了避免与日军机徽混淆,还特意取消了“靶子”机徽中的红心。美制P-51战斗机刚刚送到英国的时候,因为与Bf109相似的侧面轮廓,经常被不明觉厉的高炮部队误击,后面花了很大功夫才解决敌我识别问题。



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与一战不同的是,二战中出现的大规模夜间空战,对敌我识别提出了全新的要求,在漆黑的夜间,难以通过涂装和机徽区分敌我。更要命的是随着雷达的广泛部署,敌我双方的飞行器在雷达屏幕上呈现的都只是一些毫无特征的斑点。就在二战刚刚爆发的1939年9月6日,一队飓风战斗机在凌晨飞越埃塞克斯海岸时被自家的喷火战斗机拦截,两架飓风被击落,一名飞行员阵亡。这是英国空军在二战中击落的第一架飞机。这场误击事件随后加速了世界上第一款敌我识别系统的开发。



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早在部署著名的“链条家园”雷达系统时,英国人已经考虑到了敌我识别的问题。英国第一代敌我识别系统由物理学家沃森·瓦特于1939年研制成功,被称为MARK I 系统,该系统主要由与雷达同步工作的询问机和飞机上的应答机构成。应答机在接收到自家雷达的信号后,会自动将信号放大并发送出去,与雷达回波几乎同时到达,显著增强雷达屏幕上斑点的亮度,从而达到识别敌我的目的。经过改进的MARKII系统增加了一系列单独的调谐器,可以匹配更多的己方雷达,成为盟军第一种大量使用的IFF设备。随后英国人有开发了第一代的询问/应答式IFF设备MARKIII,解决了MARKII在新型微波雷达投入使用后难以自动响应的问题,成为盟军在二战时期主要装备的敌我识别设备。随后MARK系列在不断进化后,最终成为北约各国的通用标准。



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二战时德国也同样开发出了自己的敌我识别设备,1941年投入使用的FuG25a敌我识别应答器是第一种成熟的询问/应答式IFF设备。装备了德国空军的几乎所有作战飞机,与“弗莱雅”和“维尔茨堡”雷达结合,构成了一个完善的防空作战体系。FuG25a由发射/接收装置以及生成识别代码的控制单元组成,可以向地面雷达站发送特定的识别代码,雷达操作员收到正确的应答信号后即可将载机识别为友机。并且代码每天都会更改,从而提供了很高的安全性。在这套系统投入使用后,对德国展开夜袭的英国轰炸机受到了不小的损失。



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然而在1944年,一架装备了FuG25a的Ju88C夜间战斗机在苏格兰被盟军俘获,盟军随即对FuG25a进行破解和仿制并装备在“蚊”式战斗轰炸机上,在夜间定位并猎杀对山寨版FuG25a的询问进行应答的德国夜间战斗机,使德军夜间战斗机的损失激增。同时FuG25a的频率也在盟军空袭时受到压制,找不到解决办法的德国人只能下令禁用这一设备。



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到了朝鲜战争时期,英国人最早开发MARK系列敌我识别设备已经成为盟军的标准敌我识别设备。此时改进型的MARK X 系统已经加入了选择性识别功能,在敌方不知道正确密码的情况下不会进行响应,避免重演FuG25a的悲剧。然而这套系统的推广并不顺利,参战的联合国军许多舰机仍然在使用二战时的MARK III型,暗中支援中朝两国的苏联在二战时同样也得到了500套MARK III型敌我识别器,使得联合国军受到很大困扰,1950年,参战的英国海军“哈特”号驱逐舰在受到中朝空军空袭后,不分青红皂白地向附近的两架美军P-51战斗机开火,使得美军一度下令即使收到正确应答信号也要目视确认目标再开火。



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到了越南战争时期,美军F-4战斗机尽管装备了APX-76和“战斗树”敌我识别系统,但受限于目视识别目标的思维,这些系统并没有发挥应有的作用。而且美国海军的F-4为了节约成本并没有装备“战斗树”,使得F-4战斗机装备远程雷达和“麻雀”中距弹的优势完全无法发挥。越战的空中战场几乎被各种混乱的狗斗所占据。美国人甚至专门开发了AIM-7E2“狗斗麻雀”,将“麻雀”的最小发射距离降低到300米,当成一款格斗弹来使用。然而不靠谱的“麻雀”还是在海南岛上空面对前来拦截的中国歼-5战斗机的时候发生了击落友机的事情。



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IFF设备第一次发挥重大作用是在两伊战争期间,伊朗空军的F-14装备了APX-81E型敌我识别系统,这是美军F-14自用的APX-82的简化版,只能识别苏制飞机,这也是“波斯猫”少数被阉割的地方。该系统通过不断向周围发射问询信号,触发苏机的IFF获得应答信号,可以由应答信息得知苏制飞机的型号、速度、高度、航向甚至油量等信息,连续测定可以得知敌机相对于本机的大致方位。使得“波斯猫”能够从容猎杀伊拉克的米格飞机。事实上IFF设备在这一时期已经成为空战的关键设备,在别连科叛逃事件发生后,苏联紧急为作战飞机更换了新的敌我识别器。



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到了海湾战争时期,美军已经广泛装备了基于MARK XII标准的各类敌我识别系统,包括APX-78、APX-100等。MARK XII标准询问频率1030MHz,应答频率1090MHz,拥有4种通信模式,模式3为军民两用模式,与客机安装的应答机类似,模式4是加密识别模式,通过特定加密算法和不断更新的密钥防止信号被破译或伪造。同时美军在这一时期还发展了非合作目标识别(NCTR)技术,与常见的询问/应答式IFF系统不同,NCTR技术主要基于机载雷达,通过对雷达回波的分析,检测不明飞机发动机叶片旋转时引起的多普勒频移,从而通过不同发动机的回波特征确定不明飞机的型号甚至子型号(苏-57:我太难了)。NCTR与新型IFF设备的组合,使得美军在海湾战争时期有效避免了误击事件的发生。同时,现代飞机不断进化的红外搜索跟踪系统也为敌我识别提供了新的途径。F-35战斗机的EOTS系统已经能够提供远在75公里外的F-16战斗机的清晰红外图像,即使保持无线电静默也能在远距离辨识不明飞机的型号。



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除了在军用飞机上开花结果,敌我识别系统也在上世纪80年代衍生出了用于民用飞机的类型。但这套系统的出现也并没能杜绝误击客机事件的发生。比如美国宙斯盾系统目前唯一的一次实战战果——伊朗航空655航班就在安装了民用IFF系统的情况下被美军击落。据事后调查,美军文森斯号巡洋舰在655航班起飞后不久就收到了来自该航班的模式3 IFF信息,且雷达系统也现实该机正在爬升。然而美军依旧将其标记为伊朗空军的F-14并最终将其击落。事后,舰上的美军试图掩盖这一严重问题,统一口径声称当时雷达显示这架飞机正在俯冲,且巡洋舰仅接到了专用于军事用途的模式2 IFF信息而非军民两用的模式3。不过通过这些事后调查,我们也不难发现,1988年的这次误击事件,与其说是设备有问题,不如说是美军玩忽职守造成的“人祸”。



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因此,这一事件也并未导致IFF设备在民航领域的推广受阻。目前,所有民航客机都装备了用于识别的二次雷达应答机,能够根据询问机发出的识别信号回报自己的位置和高度,主流军用敌我识别系统也都兼容民用应答机的信号。同时民用飞机的防撞系统也是基于应答机发射的信号来确定双方飞机之间的距离。在1月8日被击落的乌克兰波音737客机上就安装了洛克韦尔·柯林斯公司生产的TPR-720应答机。然而根据伊朗方面的说法,在乌克兰客机的航线经过弹道导弹工厂时,伊朗道尓-M1防空系统的1L24-5询问机没能正确识别航班,同时电台未能与这架客机取得联系,最终酿成惨剧。



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事实上,在1988年的655航班误击事件之后,误击民航客机的事件仍时有发生,如2001年乌克兰击落西伯利亚航空1812航班、2014年乌东武装击落马航17航班等。作为这些误击事故的共同点,攻击一方均使用了俄制的防空导弹系统,因此,与俄制IFF设备恐怕与这些误击事件有着脱不开的关系。
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