运输机如何防御肩射防空导弹

万磁王

被动式反制

　　面对敌方威胁，自我防护系统的首要需求就是探测到导弹发射的尾焰后立即警告机组。导弹发射警告器的典型工作波长为3到5微米，为了提供360度的防护通常采扫描模式或星形排列模式。扫描模式是以数量有限的换能器（transducer）和一组反射面循序扫描特定的空域；星形排列模式则是用许多换能器直接监视所需的防护范围。

　　导弹发射警告器的关键技术就是虚警率，也就是说在仪器灵敏度和错误率之间如何取舍。这是因为导弹发射警告器的工作负荷远比红外制导导弹引导头重，引导头只需从单纯的背景中分辨出目标，导弹发射警告器则须由地面混乱的背景，如火焰或高热物体中分辨出导弹发射的尾焰。要降低虚警率、提升可靠度，目前还没有彻底的解决手段，只能通过强化信号处理、改变传感器的放置位置、以及在系统内存内存放所有已知导弹红外信号特征来改善。

　　更好的解决方法是使用工作于紫外线（Ultra-Violet）波段的传感器，这种探测器的优点是不需冷却且噪声来源少。自然界会发出紫外线的物体少之又少，因此若发现有紫外光，不是导弹尾焰就是其它人造来源，如电焊火焰，所以处理紫外线信号的过程较简易，也能迅速正确地找到威胁位置。而红外探测器得有个冷却器，还要依赖大量运算去除众多噪声，所以系统笨重且反应速度慢。

美国海军陆战队C-130J挡风玻璃下方的AAR-47（V）2导弹逼近警告器

　　但红外线探测器也不是一无是处，探测来袭导弹的到达角（angle-of-arrival）就相当精确，在大多数天候情况下的性能表现也都让人满意。紫外线容易受大气干扰，尤其在工业污染区域，空气中满溢的臭氧会吸收紫外线辐射，并且探测导弹的到达角不够精确。机型庞大、踪迹显著的运输机即使安装了激光干扰器，也必须在相当距离外对来袭导弹进行干扰，在污染空气中若使用紫外线探测器，所测得的导弹距离就会有失准确。

　　导弹发射警告器常与导弹逼近警告器相结合形成主动式雷达系统，跟踪逼近中的导弹，由于任何雷达系统都会以适当的技术，如高脉冲重复频率（High Pulse Repetition Frequency）来抑制噪声，因此虚警率就比较不需费心。导弹逼近警告器所提供的信息能补充导弹发射警告器的警示功能，确定飞机的确遭受导弹攻击；导弹逼近警告器探测到的导弹航向、速度、距离…等数据经由计算机计算分析后，就能建议适当的闪避动作，或是在最适当的时间抛投箔条弹及热焰弹。导弹逼近警告器为主动式系统，持续向外发射电磁波，在某些情况下可能会泄漏我机行踪，因此目前已在开发被动式系统。

　　现在的红外制导导弹已能分辨各种热焰弹和飞机尾焰的频谱踪迹，有些甚至还具备辨识目标运动的能力，能分辨热焰弹和飞机的飞行轨迹。美国因此开发了特殊材料诱饵（Special Materials Decoys），以往的镁材热焰弹会产生大量、持续好几秒的红外线辐射，还伴随肉眼轻易可见的火光及浓烟；而特殊材料诱饵内部是许多的薄金属箔片，在空中大约2秒钟就会烧尽，所发出的红外线辐射与载机的较接近，引诱导弹的能力较强。

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主动式反制

　　除了上述被动式反制外，运输机也能采取主动式反制来对付红外制导导弹，在来袭导弹的控制系统内产生大量噪声或以错误的信息迷惑它。

　　噪声反制系统也称饱和干扰器（Saturation Jammer），是一种工作于红外线波段的发射器，所发射的能量会使导弹的引导头饱和甚至损坏。这种干扰器需要很大的能量，还得有很精确的瞄准，才能在短时间内把足够的能量投射到体型小、快速飞行、动作灵活的导弹，技术上极富挑战性。

LAIRCM系统的跟踪传感器及紫外线导弹警告系统

万磁王

　　美国空军各型运输机现正安装中的大型飞机红外反制（Large Aircraft Infra-red Countermeasure，LAIRCM）系统，是目前唯一可反制各种红外制导导弹的机载系统，包含诺格（Northrop Grumman）AN/AAR-54（V）紫外线导弹警告系统（Missile Warning System）传感器，探测导弹尾焰发出的紫外光以提出警告，每具传感器的防护范围为120度，能清楚辨识导弹或噪声；机身上安装微调跟踪传感器（fine-track sensor）及复仇者（Nemesis）激光发射器转塔。当导弹发射时，导弹警告系统将探测的信号传送给系统计算机，若分析判定是敌方导弹，微调跟踪传感器会持续偏转，让传感器牢牢锁定来袭的导弹，再由激光发射器射出一经调变的高能量激光束，干扰或破坏导弹的制导装置。

美国空运司令部C-130运输机机尾，安装着LAIRCM激光发射器转塔

万磁王

　　迷惑式反制系统则不会伤害导弹的引导头，而是让它搞不清楚真正目标的所在。系统的设计方式有两种：第一种称为“热块”（hotbrick），把一块铝材加热到高温，散发的红外线辐射经一由微电脑控制的机械活门，在交互开关下调变出最适合的波长以吸引特定的导弹。实质上此系统的行为很类似一强大的红外线光源，遮盖了飞机发动机的红外线辐射，当导弹探测到此强大的红外线光源时，会误以为偏离目标而改变飞行方向，结果是越来越偏离真正的目标。

ALQ-144“热块”红外干扰机

万磁王

　　“热块”的设计必须注意一些关键性需求：

　　系统必须提供360度的遮蔽，或至少防护导弹可能来袭的方向。

　　红外线辐射必须强过飞机的红外线，但又不能大到可分辨出是反制设施而被导弹弃之不顾。

　　机械式活门对红外线辐射的调变，必须吻合被反制的导弹引导头。

　　最后一项需求点出了“热块”系统的局限性。此系统的制造不难，但缺乏工作弹性，跟不上导弹引导头的科技变化。其工作频率与飞机的外形及活门速度都有关，若要改变工作频率，就必须重新设计制造新件。

俄罗斯开发的机尾火焰型诱饵

万磁王

　　新设计是以电弧灯当做红外线光源，并以特定的频率将电弧灯开与关，调变出吸引导弹的特定波长。开关的频率很容易改变，因此极富工作弹性，能赶上导弹引导头的科技脚步，缺点是由于快速且持续不停地开与关，电弧灯的寿命只有几百小时而已。

　　不论是“热块”或是电弧灯都要盖上滤光镜片，不能发出可见光，否则不啻是向敌人招手，无疑是引狼入室。

　　苏联入侵阿富汗期间，为了反制“毒刺”肩射防空导弹对运输机的攻击，开发出另一种诱饵设计：持续且均匀地将少量飞机燃油洒入飞机的尾流中，然后点燃形成维持相当时间的大火焰。与发动机尾焰比较，火焰的红外线辐射能量是前者的数十倍以上，肩射防空导弹的引导头很难不被吸引。由于这团火焰与飞机有相同的飞行速度，即使导弹引导头有辨识目标运动的能力，也无法分辨两者的飞行轨迹；而火焰和发动机尾焰所散射的频谱及波长完全一样，纵然某些导弹具备辨识频谱的能力，也难以分出两者的差异。

LAIRCM中的“复仇者”激光发射器

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雷达反制

　　运输机的最大威胁是地面防空系统，要躲避地对空导弹的突袭，消极方式是运用雷达警告接收机进行闪躲飞行；积极方式则是以干扰装置迷惑地面的跟踪雷达，让它无法锁定目标。

美国最新开发的全数字式AN/ALR-69A（V）雷达警告接收机，安装于C-130运输机上

　　雷达警告接收机的职责是接收敌方雷达发射的电磁波，警告飞行员敌方地面雷达正在跟踪飞机，可能会遭到地对空导弹或火炮的攻击。雷达警告接收机以画面及声响两种方式发出警示，某些雷达警告接收机能对特定的雷达发出特定的声响，因此理论上而言，训练良好的飞行员光凭警示声响就能知道雷达的种类。

　　现代化的雷达警告接收机除了警示功能外还会显示此雷达所搭配的武器类型，所以其设计上最重要的功能之一就是辨识不同等级的威胁，评估各雷达的威胁程度，避免对遥远的雷达发出不必要的警讯。但在另一方面，运输机不可能与战斗机一样在导弹逼近时做出闪躲的大动作，因此雷达警告接收机必须能对各雷达的威胁程度订出优先级，以尽早提出警示。

　　雷达警告接收机同时接收到的雷达波愈多，延迟警示或误警的风险就愈高，当警告器以先后顺序的方式处理这些雷达波时更是如此。现今的战场上充斥着各式各样的雷达，不见得都有办法反制或干扰，依序的处理方式非常危险，因此运输机的自我防护系统必须能同时分析各种雷达波，对最危险的提出警示，而且还得有一预备频道以应付可能突然冒出来，我方无法辨识的新雷达波。

　　地面跟踪雷达一般都是脉冲（pulse）、多普勒（Doppler）、或圆锥扫描（conical scan）雷达，脉冲雷达在跟踪空中目标时会设定一个特定时间区段的距离门（Range Gate），只有在此时间区段内接收到的雷达回波才会进行分析处理，早于或晚于此时间区段的雷达回波都不予以理会。因此要迷惑脉冲雷达，可采用距离门拖引（Range Gate Pull-Off）的方法，由机上的干扰装置发送模仿机体雷达回波的伪波，并逐渐提高功率完全掩盖真正回波并缓缓延迟发送的时间，让跟踪雷达误认为目标正在飞离，于是调整距离门，一旦跟踪雷达的距离门只能接收到伪波后，飞机就立即关掉干扰装置，跟踪雷达就失去了目标。

　　多普勒雷达跟踪目标是采用速度门（Velocity Gate）方式，在跟踪到空中目标时设定一个特定频率区段，只有落于此频率区段内的雷达回波才进行分析处理，因此可采用速度门拖引（Velocity Gate Pull-Off）的方式进行迷惑。机上的干扰装置逐渐提高伪波功率并缓缓改变伪波的频率，让跟踪雷达误认为目标正在改变飞行速度，于是调整速度门，之后的结果就是完全失去目标。

　　圆锥扫描雷达对电子干扰几乎完全无招架之力，机上的干扰装置只需根据接收到的跟踪雷达波强度，发送一强度与其成反比的伪波，就会在跟踪雷达上产生一跟踪错误的信号，驱动跟踪天线偏离目标方位，进而丧失目标的所在。

后续发展

　　运输机遭到肩射防空导弹攻击时，若机上装有各种反制装备就能增强生存能力，最近的发展重点放在以战术、机动动作、信号控制来强化生存能力。美国空军第46测试联队（Test Wing）曾完成一项飞机对肩射防空导弹存活可行性联合研究（Joint Aircraft Survivability to MANPADS），结论是︰大型飞机的战术、技术、和程序虽都能提高遇到攻击的生存能力，但还需改善飞机的抗损性做为第二道防线，让飞机即使已遭到攻击，仍能安全落地。