美军空军基地的可能防御手段

渊亭聊武器 2024-08-16 21:10:36

摘要:2024年7月11日,美国米切尔航空航天研究所发布了一篇题为《为空军基地而战:确保在敌军炮火下生成决定性的战斗飞行架次》的报告。报告详细梳理了美军前沿空军基地所面临的威胁,点明了这些基地对于美军行动的重要性,提出了空军基地防御作战概念,并列出了美军可能会使用的空军基地防御手段。本文将参考该报告,对美军空军基地的可能防御手段进行梳理。

关键词:空军基地,防御手段,敏捷作战部署

美军在西太平洋的空军基地可能面临着巨大的威胁,其对手拥有强大的远程打击能力,一旦爆发冲突,美军的空军基地必将遭受极其猛烈的打击,基地的大部分作战功能可能因此瘫痪或者受限。然而,美军在西太平洋中的空军基地对其作战行动的开展可能是至关重要的。美国空军必须在遭受打击的情况下,与友军一道不断从前沿空军基地放飞战机,以生成作战行动所需的必要战力。因此,美国空军必须采取必要的防御措施,以拦截针对其前沿空军基地的威胁,进而为作战行动提供所需的作战效果。有效的空军基地防御行动能够为三个作战目标提供支持:(1)有效的作战架次生成;(2)兵力保存;(3)增加敌方的打击成本。为达到这些目标,美军可能会采取主动和被动的空军基地防御手段。

空军基地的被动防御手段

被动防御是最具成本效益的空军基地防御手段。与成本较高的空空导弹和地空导弹相比,被动防御能够提供持续、分层和冗余的多种能力,这些能力能够显著增加敌方情报、监视和侦察(ISR)装备、导弹、和无人机探测或打击己方部队的难度。

战机的分布式部署是重中之重。美国空军的敏捷作战部署中心和分布式作战行动可能是维持作战飞机出动架次的最为有效的手段。不管是在欧洲、亚洲西南部地区还是印太地区,在多个空军基地范围内的战机分布式部署会使敌方的瞄准工作复杂化,并让己方空军能够以前沿空军基地为支点,对敌方目标进行打击。分布式部署也增加了敌方有效瞄准美军空军基地的资源成本,并缩小了各基地所遭受的打击规模。在美国空军实施敏捷作战部署的情况下,敌方可能需要将其ISR能力和打击能力分散到各个美军前沿基地,而这些基地可能分布在2000到3000海里长的前线范围之内。此外,美军空军基地还分散于多个盟国和伙伴国境内,美军部队若在他国境内遭遇打击,那么武装冲突的范围可能会进一步扩大,使其他国家也被卷入其中。

具有成本效益的伪装、隐蔽和欺骗手段也能发挥巨大作用。伪装、隐蔽和欺骗手段是最具成本效益的空军基地防御手段之一,不仅能够迷惑敌方的目标瞄准行动,还能使敌方对空军基地的打击有效性降至最低。这一手段包括各种成本相对低廉,但具有潜在决定性效果的措施,例如使用硬质飞机模型或充气飞机模型进行欺骗,以及使用伪装网或雷达波反射罩掩盖停放飞机的信号特征或其他特征。欺骗手段还包括使用网络欺骗或电子诱饵,以使对手相信一个空旷的空军基地停满了战机。即便是大型加油机和ISR侦察机也可以从伪装、隐蔽和欺骗手段中受益,美军的对手已经在前沿机场中建设了大量的战机掩体,以掩盖其飞机的前沿存在。

根据各种开源信息,美国空军可能并未积极地将伪装、隐蔽和欺骗手段大规模应用于空军基地防御,以抵御敌方的可能攻击。《美国空军关于敏捷作战部署的理论说明》(Air Force Doctrine Note on Agile Combat Employment)以及其他空军战略文件只是略微提及这种类型的防御手段,而美国《太平洋空军2030战略》(Pacific Air Force’s Strategy 2030)更是简单地写道,“我们正在吸纳各种伪装、隐蔽、欺骗、基础设施加固以及主动防御手段,以使我们的防御手段多样化”。伪装、隐蔽和欺骗手段应是空军基地防御的核心部分,而非一种辅助能力。

据报道,美国空军正在采购一批数量未知的简易小型飞机掩体(Expedient Small Aircraft Shelters),该掩体是一种全封闭式钢制掩体,能够在条件恶劣的区域进行部署,可为各种装备或与战斗机尺寸相近的飞机提供保护。虽然这种钢制掩体能够为飞机和人员提供有限的保护,以避免其受到无人机或爆炸弹片带来的伤害,但是该掩体可能无法承受携带较大战斗部的动能武器的直接打击。该掩体具备防御子母弹的能力,这使得敌方可能需要使用更多的一体式战斗部进行打击,进而让敌方打击空军基地的所需导弹数量显著增加。此外,美国空军似乎并没有装备很多大型区域保障掩体(Large Area Maintenance Shelters),以作为战时临时掩体使飞机不被敌方的过顶ISR装备侦察到。临时掩体和遮蔽掩体的广泛应用,使得敌方必须在对一个空军基地的打击过程中使用更多的弹药。美国空军可将其飞机分散部署到多个空军基地中的多个掩体中,以迷惑敌方,使其需要猜测哪些掩体中可能停放着飞机,并可能使用高成本的精确打击武器对未停放飞机的掩体进行打击。

加固飞机掩体可使敌方的打击行动复杂化。加固飞机掩体可为己方飞机和人员提供一种极具成本效益的保护,以使其免受敌方各种武器的打击。根据结构的不同,可容纳一架战斗机的加固飞机掩体可以抵御大多数武器的袭击,包括火箭弹、迫击炮弹、巡航导弹和无人机。许多加固飞机掩体可能无法抵御弹道导弹或其他穿透性武器的直接打击,但是要在较远的距离外实现直接打击,敌方可能需要付出更高的打击成本,并且需要使用更多的打击武器。与上文提到的临时掩体一样,加固飞机掩体也可以使敌方无法确定飞机的具体停放位置,进而使敌方瞄准工作的不确定性提升。开放式直通掩体能够为战斗机的维护和加油工作提供保护。钢制混泥土加固永久掩体的单位成本可能在100万美元到300万美元之间,而那些带有防爆门和通风系统的加固飞机掩体的单位建造成本可能在400万美元到600万美元之间。乍一看这些掩体的成本很高,但如果将其与其他防御系统或者保护对象的成本进行对比,这一成本可能就相形见绌了。一个建造成本为400万美元的全封闭加固飞机掩体可使用数十年,而其成本仅相当于一枚“爱国者”拦截弹的成本,或者价值8000万美元的战斗机的二十分之一。

快速跑道修复能力也十分重要。快速跑道修复也被称为快速机场损毁恢复(rapid airfield damage recovery),是一系列能力的集合,这些能力可使遭受过敌方打击的空军基地恢复到作战状态。美国空军在快速跑道恢复方面的投资严重不足,以至于其可能无法为敏捷作战部署概念提供必要支持。这一能力在可能的印太冲突中尤为重要,美国空军可能会在这一冲突过程中,在数千英里的前线范围内分布式部署多个空军基地。参与快速跑道修复工作的人员、设备和物资可能需要在冲突前预先部署,以满足跑道修复的“快速”要求,因为这些人员和设备很难在敌人的打击火力下更换部署地点。

自2021年以来,美国空军一直在测试名为“简易和远征机场损毁修复”(expedient and expeditionary airfield damage repair)的能力。该能力项目旨在使用能由4架C-130“大力神”运输机携带的材料和装备,在24到36小时内填补或修复18个跑道弹坑。经过修复的跑道可满足美国空军战斗机的500次起降。美国空军还在继续对“简易和远征机场损毁修复”能力进行试验,该能力的相关装备在不断精简,修复团队的人数也减少到了16人。

美军空军基地防御作战概念图

随着美国空军继续发展其快速跑道修复能力,其需要将跑道修复的时间标准由数天减少至数小时。包括快速凝固材料、用于固定现场材料的混合水泥以及泡沫填充物等新型材料和维修技术,可以减少跑道维修团队的规模和设备的占地面积,并有望缩短跑道修复时间。例如,2024年4月,在北约基地进行的一次快速跑道修复演习中,飞机首次在用于快速跑道修复的纤维增强聚合物(FRP)上实现作战着陆。这些相对低成本的能力将有助于确保美国空军能够在未来的冲突中生成决定性的战力。

损毁控制、医疗和其他重建能力。冷战时期,美国空军曾举行过名为“咸味展示”(Salty Demo)的空军基地防御演习,该演习模拟了苏联对美国空军基地进行打击。该演习再现了空军基地在遭受打击后的大火、倒塌的建筑物、大量人员伤亡、电力和通信中断以及散落在基地各处的未爆弹药,点明了空军基地的重建需要解决大量的问题,而保护飞机和修复布满弹坑的跑道可能只是其中的一部分。大范围的破坏将大大降低空军基地生成战力的能力。在未来与对等对手的冲突中,美国空军需要确保受到持续攻击的分布式空军基地能够出动一定架次的作战飞机,这可能需要在每个分布式空军基地前沿部署大量的消防、医疗、公用设施维修装备、燃料设施维修装备和爆炸物处理装备。空军基地重建能力的演练工作能够使空军人员做好准备,以应对敌方大规模攻击后可能出现的“协同混乱”的问题。

空军基地的主动防御手段

美国空军的先进早期预警能力是必不可少的。对于来袭威胁的早期预警可使空军基地的人员有机会躲进掩体或采取反制措施。对来袭威胁的早期预警和跟踪能够为机载拦截弹、地空导弹或定向能武器等主动防御系统提供支持。早期预警还允许飞机发射拦截弹以拦截来袭威胁,并为地面系统提供低空或高超声速威胁何时进入交战范围的提示。远程拦截弹还可以使用预警平台的精确跟踪数据来应对即将到来的来袭威胁。2024年4月,伊朗用300多架无人机和导弹对以色列进行了打击,而以色列方面成功拦截了大部分来袭威胁。在拦截过程中,早期预警发挥了关键作用,使得以色列的拦截成功率大大提升。早期预警使得战斗机、加油机和预警机能够及时起飞以应对这次袭击,而战术预警使以军部队能够有效地定位伊朗的攻击。

天基监视可能会提供对以空军基地为目标的来袭导弹发出首次预警。E-7A预警机和装备联网传感器的F-35战斗机等空中侦察机也可以提供决定性的远程预警和跟踪能力。无人机也可以作为空军基地附近的远程巡逻机或哨兵,以对来袭的威胁发出预警。自2022年以来,MQ-9A无人机和MQ-9B无人机已经证明了其有源相控阵(AESA)雷达的有效性。无人机具有长航时的特点,可连续飞行超过24小时,这可以大大提高空军基地的预警能力。除了向其他防御作战人员提供预警和转发跟踪信息外,F-35战斗机和MQ-9无人机等空中平台还可以充当前线防御装备,发射空空导弹以拦截来袭威胁。美国空军可能需要重新思考如何更好地利用其库存中的各种装备来应对空军基地防御方面的各种新兴挑战。

空空导弹也是空军基地主动防御的重要组成部分。各种平台发射的空空导弹都是综合、分层空军基地防御概念的重要组成部分。在敌方导弹齐射到达空军基地之前,各种空中拦截平台可对来袭威胁进行分类、瞄准和交战,以减少来袭威胁数量,增加空军基地中的陆基地空导弹和其他武器系统的防御成功率。在2024年4月伊朗对以色列的袭击中,以色列空军的有人战机可能使用了空空导弹对伊朗发射的无人机和巡航导弹进行拦截。F-22战斗机和F-35战斗机等五代机上的先进传感器可与四代机或无人协同作战飞机(CCA)进行合作,以探测空中威胁和导弹袭击,并对一些来袭威胁进行拦截。五代机可以通过数据链与飞行中的其他飞机共享传感器数据,从而使参与防御作战的部队能够更高效、更有效地应对来袭威胁。综合防空指挥控制系统还可以对机载拦截弹生成的飞行轨迹进行分类和关联,并将这些数据与地面拦截弹进行共享。

远程地空导弹成本高昂且生存能力有限。远程地空导弹是分层空军基地防御成体系系统的重要组成部分。像“萨德”拦截弹、“爱国者-3”MSE拦截弹以及海军的“标准”系列导弹(“标准-2”导弹、“标准-3”导弹以及“标准-6”导弹)这样的远程地空导弹(本文提到的远程地空导弹的射程都超过30海里,即55公里),是少数几种能够对弹道导弹进行有效拦截的武器,这些导弹甚至可能可以拦截高超声速导弹。即便如此,机动的弹道导弹战斗部或高超声速滑翔体也可能会对这些先进导弹的撞击拦截机制带来挑战。

限制此类导弹在空军基地防御作战中发挥作用的首要因素是其成本和生存能力。一枚“爱国者-3”MSE拦截弹的成本约为400万美元,是AIM-9X“响尾蛇”空空导弹的十倍,是先进中程空空导弹(AMRAAM)的五倍。“萨德”拦截弹和“标准-3”导弹能够在弹道导弹进入大气层之前对其进行拦截,但是前者的单位成本为800万美元,而后者的单位成本为1500万美元。下图展示了各种拦截的单位成本。

美军所装备的各种拦截弹的单位成本

远程拦截弹的较高成本和高作战需求将会限制其在空军基地防御作战中的生存能力。综合分层空军基地防御概念可能会将这些功能强大的远程拦截弹保留下来,以应对那些最难以拦截的敌方威胁。空军基地的指战人员可能需要考虑更强大的威胁,并将这些远程地空导弹用来应对那些最为复杂的威胁,而将空射拦截弹、中程防空能力和近程防空能力系统用于拦截一些没那么复杂的来袭目标,例如飞机、巡航导弹和无人机。

然而,单单是高成本这一点还不足以限制昂贵的地空导弹在空军基地防御作战中的应用。20枚“爱国者”拦截弹的齐射成本只相当于一架F-35战斗机的成本,而且这仅仅是由20架战机组成的航空中队的二十分之一,更不用说“爱国者”防空连所保护的人员生命了。在确定空军基地防御所需的被动和主动拦截手段组合时,基地的指战人员可能需要对防空导弹成本与防御失败所造的战机、装备和人员的损失进行权衡,这一点至关重要。

空军基地防御作战需要较低成本的地空导弹。本文提到的中程地空导弹可对25-30海里(46公里)范围内的来袭空中威胁进行拦截,近程地空导弹可对10海里(18公里)内的来袭空中目标进行拦截。美国陆军目前并未装备专门用于拦截空中威胁的中程地空导弹,中程拦截任务主要由陆军的“爱国者”拦截弹完成。陆军士兵所携带的FIM-92“毒刺”导弹是一种近程地空导弹,可根据目标的红外特征进行制导,最大射程2.5海里(4.6公里)。有效的空军基地防御作战可能需要更易获得且成本更低的近程导弹,而非依赖于像“爱国者”拦截弹这样的远程系统来进行近程拦截作战。

自2022年以来,美国空军一直在评估低成本、高技术成熟度的武器,以在短期内为空军基地提供中程防御能力。美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)的分析指出,国家先进地空导弹系统(NASAMS)可能是一个可行的选择。该导弹系统是一种独立且可由C-130“大力神”运输机部署的导弹,主要由雷达、火控中心和箱式发射系统组成。该系统可容纳近程导弹和远程导弹,并且可将AMRAAM导弹和AIM-9X“响尾蛇”空空导弹用于地空作战之中。据报道,美国空军研究实验室还将NASAMS导弹成功集成到了空军指挥控制系统之中。

可调弹道炮弹是一项有前景的新技术。可调弹道炮弹是一种相对较新的技术,可大大降低防空作战成本,同时提高射速和对空中威胁的杀伤率。这些弹药本质上是“智能高射炮弹”,可在爆炸前自行引导飞向威胁。此类炮弹可以从现有的火炮系统、加农炮或舰炮中发射,然后在指令制导下瞄准目标,或者通过集成的制导弹头自己瞄准目标。作为综合分层防空系统的一部分,大至155毫米、小至30毫米的可调弹道炮弹可对飞机、无人机和巡航导弹进行近程防御拦截,此类拦截的成本效益较高。这些成本较低的可调弹道炮弹还可为盟国和合作伙伴提供强大的防御能力。

定向能武器和电子战系统能够以更低的成本提供更强的能力。定向能武器和电子战系统也可用于对空中来袭目标进行拦截,不过其成本可能远低于拦截弹的成本。高能激光(HEL)系统可将激光能量集中在空中和导弹威胁上,以对目标进行灼烧,进而达到拦截目标的目的。高能微波(HPM)武器则可通过干扰或摧毁电子设备的方式使来袭威胁失效。如何产生足够的激光或微波能量并将其集中到目标上是这些系统面临的主要挑战。

将定向能武器用于防御作战的另一个挑战是,如何开发达到作战功率要求水平且体积小到可以进行部署的集成系统。虽然美国国防部尚未制定激光武器系统的应用标准,但在实际拦截作战中,不同功率的激光武器可对不同的来袭目标进行拦截。100千瓦的激光武器可用于拦截无人机、火箭弹、炮弹和迫击炮弹;300千瓦的激光武器可用于拦截巡航导弹;1兆瓦的激光武器可用于拦截弹道导弹和高超声速武器。激光需要在目标上“停留”一段时间以对目标进行灼烧,这可能会限制其对高超声速武器的打击效果,因为高超声速武器可在飞行时承受极高的温度。

美国国防部打算在2024年前将潜在高能激光武器的功率水平提高到300千瓦,并在2025财年前开发出小型化、轻量化的500千瓦级激光武器。到2026财年,美国国防部打算进一步减小激光武器的尺寸和重量,并将其功率提高到兆瓦级别。美国陆军目前正在开发“间接火力防护能力-高能激光”(IFPC-HEL)系统,该系统的功率达到了300千瓦级别。此外,美国陆军还在开发一种高能微波武器系统(IFPCHPM),该系统可与IFPC-HEL系统进行协同作战,以对小型无人机进行有效拦截。美国空军正在开发反电子高能微波增程空军基地防御系统(CHIMERA),目前有关该系统或其目标类型的公开资料还十分有限。

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