乌克兰的电磁战

 

 

3月13 日，英国国防部长格兰特-沙普斯（Grant Shapps）在访问完驻扎在波兰的北约部队后，乘坐这架飞机返回伦敦。在飞行途中，沙普斯的飞机据称遭到了俄罗斯的定位、导航和授时（PNT）信号干扰。英国国防部（MOD）称，“猎鹰 ”的全球导航卫星信号（GNSS）系统在波罗的海南岸俄罗斯加里宁格勒附近飞行时受到干扰。

 

没有迹象表明 “猎鹰 ”飞机在飞行过程中侵犯了俄罗斯领空。也没有任何迹象表明 PNT 干扰是故意针对这架飞机的。加里宁格勒对俄罗斯具有重要的战略意义，是俄罗斯波罗的海舰队的所在地，该舰队拥有数十艘驱逐舰、护卫舰、轻型护卫舰和核潜艇。俄罗斯空天部队（VKS）在加里宁格勒永久部署了两个师的作战飞机和直升机。陆基防空（GBAD）资产包括 S-400远程高空地对空导弹（SAM）连。包括第 18 近卫摩托化步兵师在内的一个军团部署在加里宁格勒。

 

 

鉴于飞机使用多种导航系统来减少仅依赖一种参考源所带来的潜在灾难性后果，沙普斯的飞机从未遇到过任何危险。事实上，近年来波罗的海地区发生了严重的 PNT 干扰事件，这些干扰归咎于驻扎在加里宁格勒的俄罗斯军队。

 

罪魁祸首被认为是部署在该地区的 14TS227 Tobol 全球导航卫星系统干扰系统。Tobol 是一个固定系统，可提供覆盖加里宁格勒及其周边地区的干扰大范围。全球导航卫星系统干扰是防御性的，目的是保护俄罗斯军事目标免受卫星制导武器的攻击。

 

有关 “猎鹰 ”号遭遇全球导航卫星系统干扰的报道引起了英国媒体的极大兴趣，因为记者们认识到，北约与弗拉基米尔-普京政权之间的地域政治紧张局势正在电磁频谱中上演，就像在乌克兰战场、领空和黑海上演的一样。事实上，全球导航卫星系统干扰是俄罗斯陆军保护的关键部分。2023 年 6 月，美国国防部（DOD）泄露的文件称，俄罗斯的全球导航卫星系统干扰系统降低了援助给乌克兰的联合直接攻击弹药 GPS 制导套件的性能。

 

对 PNT 信号的干扰被归咎于俄罗斯陆军部署的 Pole-21 等战术系统和部署在师一级的 R-330Z Zhitel 等其他能力。公开资料显示，这些系统可以干扰 100 MHz至 2 GHz频段的信号。PNT 信号通常使用 1.1 至 1.6 GHz的频率。

 

在 2008 年启动所谓的 “新面貌 ”国防改革之后，俄罗斯军队的电子战态势发生了巨大转变。那一年，俄罗斯与格鲁吉亚发生战争，前者损失了六架飞机。其中一些损失被归咎于格鲁吉亚的 GBAD 以及俄罗斯缺乏针对敌方雷达的 EW 能力。

 

作为回应，“新面貌 ”计划重新启动了冷战结束后停滞的若干预警机项目。此外，还订购了几套新系统。俄罗斯陆军、空降部队和海军步兵是主要的受益者。用于 VKS 的新系统，如 L-175V 希比内 EW 系统，也加快了研制进度。L-175V 已在瓦克萨斯苏-34M（后卫）轰炸机上服役。同样，R-330Zh “日特尔 ”可能是一种经过改进的传统设计，已于 2008 年进入俄罗斯陆军服役。

 

反无人机作战

 

俄罗斯陆军 EW 条令最初要求 R-330Zh 和其他 GNSS 干扰机（如 Aviaconversia）以静态方式使用，以保护点目标免受 GNSS 制导武器的攻击。然而，在乌克兰正进行的战争很快表明，卫星制导武器并不是唯一的问题。直升机标志着美国参与越南战争，反舰导弹成为 1982 年福克兰群岛/马尔维纳斯群岛冲突的象征，而无人机 (UAV) 则成为乌克兰战争的特征。双方都在广泛使用所谓的 “第一人称视角”（FPV）无人机来支持战术侦察，并向战场目标投掷弹药。

 

例如，“神风特攻队 ”单向攻击（OWA）无人机，如伊朗提供的沙赫德-136，已被俄罗斯用来打击乌克兰关键的国家基础设施。2022 年 10 月，被俄罗斯军方命名为 Geran-2 的 Shahed-136 型无人机袭击了乌克兰的民用基础设施，包括电网。

 

 

乌克兰也使用无人机攻击俄罗斯境内的基础设施。3 月中旬，无人机成功袭击了位于莫斯科东部下诺夫哥罗德附近的卢克石油公司 NORSI 炼油厂。

 

所谓 “无人机战争 ”的规模可以从报告的损失数字中看出。2023 年 5 月，总部设在伦敦的英国皇家联合服务研究所（RUSI）称，乌克兰每月损失约 10 000 架无人机。RUSI 的同一份报告确定，这些飞机中的大部分都是被俄罗斯的电磁波击落。在乌克兰东部和南部前线，电磁频谱控制权的争夺可以说是最激烈的。俄罗斯陆军在前线每隔 1-2 公里就会部署一个 EW 系统。

 

一位密切参与该国频谱争夺战的乌克兰消息人士称，在战术层面为支持陆地机动而进行的电子战中有 90% 都集中在无人机上。尽管如此，乌克兰无人机飞手仍然可以利用俄罗斯战术电子战覆盖范围的漏洞执行任务。一位不愿透露姓名的乌克兰电子战专家表示，覆盖密度 “可能因前线地区而异，但我们认为有足够的漏洞供我们的无人机飞手执行任务”。

 

 

根据俄罗斯陆军战术无人机使用的军事手册，俄罗斯陆军部署了至少 14 种不同的战术反无人机系统。这些系统利用连接飞机和飞手的射频链路检测无人机。一旦检测到，无人机很可能会受到定向干扰，从而启动失效保护机制，导致无人机原地着陆或返回原点。后者尤为危险，因为无人机的飞手也可能在飞机的起飞点，使其容易受到小型武器或火炮的地理定位和瞄准。

 

如果某些 C-UAV 系统与飞行员的位置有合适的视线距离，它们还可以利用射频发射确定飞手的位置。然后，飞手的坐标就会被共享给俄罗斯炮兵，而俄罗斯炮兵往往会对飞手的位置进行攻击，从而造成致命后果。

 

创新求生存

 

尽管如此，创新在战争中很少是一成不变的，事实证明，乌克兰工程师善于规避俄罗斯干扰其无人机的企图。一种简单而有效的方法是使用与俄罗斯同类无人机相同的频率来操控FPV 无人机。这就意味着，俄罗斯反无人机人员无法在特定地点使用干扰手段而不干扰自己的无人机。

 

 

另一种方法是为无人机配备无线电接收器，使用分布在多个频率范围内的多个频道。俄罗斯的反无人机系统通常覆盖约 100MHz至 6 GHz的频率，可能难以干扰该频带范围以外的射频通信。举例来说，假设乌克兰无人机可以在一个较大的频率内容纳十几个射频控制信道。俄罗斯的反无人机系统可能能够在任何时候干扰其中的部分频率，但不能干扰全部频率。要做到这一点，就需要在无人机飞行地点的前沿部署更多的干扰系统。

 

此外，虽然俄罗斯陆军在战术边缘部署的反无人机系统数量众多，但也是有限的。如果要在一个地区部署多套反无人机系统，以覆盖敌方无人机使用的所有频率，就必须从其他地方重新部署这些系统。或者，您需要从俄罗斯工业界获得更多的干扰系统，而将这些系统部署到战区需要时间、资金和获得无人机组件的途径。

 

 

截至 2024 年初，俄罗斯国防工业已进入战争状态，最大限度地生产物资。但与其他系统一样，反无人机装备也使用先进的微电子技术。俄罗斯目前正受到美国和欧盟的禁运，目的是阻止其获得用于电磁战系统的尖端半导体。公开消息来源指出，俄罗斯在规避这些限制方面取得了一些成功，但对计算机芯片进口的限制还是产生了影响。反无人机制造商还将与同样渴望获得这些供应品的其他俄罗斯军事电子供应商展开竞争。

 

无人武器系统也是海上战斗的特征。自 2022 年 2 月以来，俄罗斯黑海舰队已损失 24 艘水面舰艇和一艘潜艇。乌克兰最喜欢的攻击方法是使用装有 320 公斤炸药的 Magura-V5 型无人水面艇。这些无人艇在俄罗斯船只附近机动，然后引爆。同样，乌克兰海军使用的 Luch R-360 海王星反舰导弹也被证明是有效的。这些导弹被认为是 2022 年 4 月击沉光荣级巡洋舰“莫斯科”号的原因。俄罗斯海军的损失使人们对其舰队以动能和电子方式防御威胁的能力产生了严重质疑。

 

战术重点

 

乌克兰电子战公司Infozahyst的首席执行官雅罗斯拉夫·加里宁指出，们对陆地战术电子战的关注度越来越高。俄罗斯在 2022 年 2 月进入乌克兰时部署了作战级陆基电磁战系统。俄罗斯的五个军区（圣彼得堡、莫斯科、南部、中部和东部）通常各有两到五个联合军（CAA）。联合军是全兵种、军团规模的部队。每个军区至少有一个电子战旅，提供 3MHz至 3 GHz频段的通信情报 (COMINT) 和通信干扰 (COMJAM)。大型静态系统，如 摩尔曼斯克-BN，在 3 至 30 MHz的频率上执行高频 COMINT/COMJAM。电子战旅通常还包括一个 RB-341V Leer-3 系统，该系统使用 Orlan-10 无人机进行 COMINT 和 COMJAM。Leer-3 的目标包括甚高频/超高频通信。

 

1L269 Krasukha-2.0 和 1RL257 Krasukha-C4 系统的目标是敌方雷达。单部 1L267 Moskva-1 无源雷达利用 30MHz -18GHz 频率，通过射频发射探测空中目标。莫斯科-1 收集的目标数据与军区下属的 GBAD 单位共享。

 

 

加里宁表示，许多旅级系统已从乌克兰战区移回俄罗斯。这是因为它们极易受到先进探测方法的攻击，从而限制了这些系统的战略用途。像 “摩尔曼斯克-BN ”这样的能力是昂贵的资产，需要几个月才能建成，而且不容易更换。俄罗斯军方面临的另一个问题是，对这些平台的攻击可能导致俄罗斯电子战人员死亡或重伤。与他们操作的系统一样，这些专业人员也不容易被取代。

 

俄罗斯陆军面临的另一个挑战是战术级电子战能力缺乏统一性。一些战术电子战系统是由高技能的部队部署的，而另一些则不是。一位不愿透露姓名的乌克兰电子战专家指出，这可能造成战术边缘电子战覆盖效果的差异。尽管如此，与人们普遍认为俄罗斯军队一味遵守条令的看法不同，乌克兰人经常发现俄罗斯军队学习能力很快：“一般来说，俄罗斯人非常善于从自己的错误中吸取教训。如果一支电子战部队由受过技术教育的专家组成，那就更是如此了”。

 

这位电子战专家还警告说，“西方国家极大低估了俄罗斯军队寻求解决问题的能力。”

 

 

制空和制电磁

 

俄罗斯军方与其 GBAD 资产一起部署的地面对空侦察和火控/地面控制拦截雷达无法重新部署回俄罗斯。这样做有可能会导致防空部队失去重要的目标数据。相反，俄罗斯防空部队已做出巨大努力，用电子诱饵保护自己的系统。这些诱饵发射的波形与它们要保护的雷达相似，目的是欺骗反辐射导弹（ARM）。2022 年 8 月，有消息称美国政府向乌克兰空军提供了大量 AGM-88B 高速反辐射导弹（HARM）。随后，HARM 被集成到乌克兰米格-29（支点）系列战机上。

 

AGM-88B HARM 的部署以及俄罗斯对反ARM 诱饵的使用，显示了与频谱密不可分的另一种战争现实。乌克兰和俄罗斯都无法赢得和维持空中优势，更不用说空中主宰了（前者是后者的基本前提）。根据美国空军的定义，空中优势是指红军只能零星挑战蓝军的制空权。空中主宰是指红军不再能够对蓝军的制空权进行有意义的挑战。

 

乌克兰战争的现实情况是，除非双方至少获得并维持空中优势，否则很可能双方都无法赢得冲突 --而取得空中优势可以说取决于赢得频谱控制权。提供 AGM-88B 是朝着支持乌克兰进攻性防空（OCA）努力的正确方向迈出的一步。美国空军将 OCA 行动定义为寻求 “控制敌方空域并阻止威胁发射，从而获得更大的攻击自由和更多的行动自由”。压制和/或摧毁敌方防空系统（SEAD/DEAD）任务是 OCA 作战的关键部分。

 

虽然 HARM 已在攻击俄罗斯雷达方面显示出其效用，但仍有许多工作要做。根据计算，俄罗斯陆军可能拥有超过 2100 部雷达，用于支持地面防空。乌克兰军方迄今为止已摧毁了其中的一小部分。被摧毁的雷达可以比较容易地从俄罗斯的库存中得到替换。对乌克兰来说，最理想的情况是乌克兰军方对部署在战区的俄罗斯 GBAD 雷达造成一定程度的消耗，以至于莫斯科不愿替换损失的雷达。军区旅级 EW 物资似乎就是这种情况。

 

 

一名乌克兰飞行员从 MiG-29 上发射了 AGM-88B HARM

 

为此，乌克兰空军乃至整个乌克兰军队都需要大幅提高他们在 OCA 作战中的作战能力。GBAD 雷达不仅容易受到 ARMs 的攻击。炮弹、空投弹药、“神风特攻队 ”无人机和电子干扰都能发挥作用。据《基辅独立报》2 月报道，乌克兰每月需要约 20 万枚 155 毫米炮弹。欧盟国家的供货量目前才开始接近这一水平。价值约 600 亿美元的美国军事援助计划因政治争论而在美国国会停滞不前，如果能促成该计划，也将有所帮助。

 

向乌克兰空军提供 MBDA “金牛座 ”空对地防区外导弹将对俄罗斯的 GBAD 雷达构成威胁。德国担心乌克兰是否会使用 “金牛座 ”导弹攻击俄罗斯境内的战略目标，这导致交付被推迟。英国和法国曾以 MBDA 的 SCALP/Storm Shadow 导弹的形式提供过类似的对地武器。然而，这种武器已不再生产，库存有限。即使重新启动SCALP/“风暴阴影 ”生产线，使其达到高生产水平也需要时间。

 

盟军支持

 

削弱俄罗斯在乌克兰的军事力量不仅仅是确保基辅盟友不间断的物资供应的问题。增强乌克兰国防工业的能力，使其能够提供乌克兰军队所需的物资，这一点在电磁领域和动能领域同样重要。莫斯科最初进入乌克兰是在 2014 年，期间俄罗斯占领了乌克兰南部的克里米亚地区和东部顿巴斯地区的部分地区。十年的冲突磨砺并深化了乌克兰电磁工业的专业知识。快速的创新造就了像 Himera Tech Himera-G1 战术无线电这样的乌克兰系统。这款手持系统于 2023 年 10 月亮相，旨在抵御俄罗斯的战术 COMJAM。

 

对于 Infozahyst 这样的公司来说，随时从国际社会获得组件和技术对于支持本地制造活动至关重要。“加里宁强调说：”我们需要帮助，以便在本地快速设计、开发和生产系统。本地化生产有助于避免国际社会延误乌克兰军队所需的能力。

 

总之，乌克兰和俄罗斯继续在电磁频谱上进行一场苦战，任何一方都无法对这一重要且竞争激烈的环境实施决定性控制。这种情况反映了整个冲突的情况，截至 2024 年 3 月，冲突在很大程度上处于静止状态。

 

俄罗斯在人员数量、产量以及来自朝鲜和伊朗等盟国的供应方面都占有优势。这并不意味着基辅输掉了战争。如果乌克兰能转向快速、机动的作战，就有可能取得胜利。这种战役必须打击俄罗斯的重心，同时迟滞俄罗斯作战和战术决策的速度和质量。

 

要实现这些目标，乌克兰军队必须以俄罗斯为代价赢得并维持对电磁频谱的控制。套用伯纳德-蒙哥马利元帅在第二次世界大战期间对空中力量的看法，如果乌克兰输掉了频谱战，那么她就会输掉战争，而且输得很快。

 

作者：托马斯·威辛顿；来源：电波之矛