不是同级对手!055驱逐舰大战美国EA-18G电子战机(图)
大鱼新闻 军事 1 month, 2 weeks
前言:
2023年12月,美国海军以失去对其指挥能力的信心为由,开除了部署“卡尔文森”号航母上的第136电子攻击中队中队长库尔特的职务,1个月后,055型驱逐舰“南昌”号获“时代楷模”称号,在不久前,2架美国战机低空掠过“南昌”号驱逐舰,其中1架就是第136电子攻击中队使用的EA-18G电子战机,于是有人讲这一定是中国海军的电子战能力让美军吓破胆了,也有人说这是牵强附会,那号称当今最先进的驱逐舰和号称当今最先进的电子战机在技术上是否是对手呢?
一:电子战常识
现代海上作战对预警雷达、跟踪雷达、火控雷达,通信链路依赖程度非常深,如果各类雷达不能发挥作用,无论是防卫还是攻击都等于瞎了眼睛,1956年,美国空军研制成世界上第一种专用电子战机EB-66,美国海军也研制了EA-6B电子战机,成为航母舰载电子攻击机,主要执行电子干扰,防空压制,掩护攻击机群突防等任务,运用欺骗式干扰机、通信干扰机形成强大电磁压制,瘫痪敌人的电子系统,削弱地面雷达的威胁,形成单方透明的战场优势。
电子战的工作原理是先由电子侦察接收机监视截获各种雷达信号,电子侦察接收机由宽频带接收天线、接收机、信号处理器、控制显示和告警装置组成,宽频带天线可接收如2~18千兆赫的雷达信号射频,利用频率分路器分成2~4千兆赫,4~8千兆赫,8~12千兆赫和12~18千兆赫,每个频段用一套宽带接收机进行检波,输出成一组交错的脉冲串,信号处理器再进行测量和分选,把脉冲串中所含的信号脉冲分离,瞬时计算出工作频率、信号幅度、脉冲宽度、脉冲重复频事、天线扫描特性等参数。
计算机根据参数与数据库内预存的已知雷达数据进行比较,识别出雷达类型,属性、用途,并推断出使用这种雷达的武器,通过运算和逻辑进行威胁程度排队,确定威胁等级后再确定优先干扰等级,然后雷达告警器开始测定雷达所在的方向,雷达告警器装有覆盖360°方位角的天线和接收机,把威胁雷达的类型、编号,威胁等级、方向和距离显示在显示器上出来,告警器能区分两个不同频率雷达信号的最小频率间,脉冲平均数雷达告警接收机检测门上限就发出告警信号。
接下来就要依靠雷达干扰机出场了,雷达干扰机的工作原理产生各种干扰信号扰乱敌方雷达的正常使用,首先是破坏性的噪声干扰,阻止其雷达接收机、通信网络或数据链的传输,通过将干扰发生器调到要干扰的频率叫瞄准式干扰,施放杂乱的噪声信号,使敌方雷达接收的信号噪声比严重降低,将有用信号淹没在干扰信号之中,只要达天线的射频功率乘以天线的功率增益就是有效,功率从数瓦到数千瓦不等。
如果对方有频率捷变、跳频或扩颊等反制措施,只能采用减小效能的宽带阻塞干扰模式,阻塞式干扰要很大的功率,干扰机要很大,至少要有十到三十个、甚至更多输出功率500—5000瓦的干扰机,所以只能用大飞机装,而且不加区分的使用噪声干扰很浪费干扰资源,并很容易被对方发现,只能在敌人防空兵器射程之外活动,或者使用转发被干扰对象辐射信号的转发式干扰机,使模糊不清的噪声与被干扰的接收机的热噪声类似,这种干扰迹象不明显,不易被觉察,但技术难度也很高。
另一种干扰是接收到对方辐射信号后,计算机要根据侦察接收机所截获的雷达信号的变化情况,不断进行识别、运算、调整,生成的欺骗信号与雷达接收机的信号相类似,计算机对信号进行调幅、调相和极化调制,生成与雷达接收机的信号相类似,但功率要更大一些的虚假目标,虚假距离和虚假速度信号发射出去,同时对多部雷达实施干扰时,需要设置多个干扰时间窗,并控制波束在各个干扰时间窗瞬时对准干扰目标施放。
二:EA-18G电子战机的电子战能力
美军EA-6B电子战机的垂尾顶端整流罩和垂尾两侧上的泡形天线罩内内装天线和接收机,将所接收的威胁频谱输入计算机分析,操纵员使计算机在一个特定的扇形区内检测,选出的频率显示在显示器荧光屏的左边,搜索扇面显示在上缘,预先识别的辐射源在该扇形区内的座标被存入存储器,接收信号以字母数字的形式显示,荧光屏上信号标志的垂直位置取决于频率,水平位置取决于方位,还可通过跳频图谱自动追踪频率和精确定位。
携带的AN/ALQ-99电子干扰吊舱,重约447千克,内有两部1千瓦(峰值状态下为20千瓦)大功率杂波干扰发射机,1部主控振荡器/信息处理机,1部跟踪接收机与1台冲压空气涡轮发电机,可人工、半自动和自动控制,人工方式是操纵员提取、判断信息并选择适当的干扰,半自动方式可提供预先分析的数据供操纵员决定,自动方式则是计算机判断威胁和触发干扰,干扰方式可以是跟踪-瞄准式干扰,也可采用双频干扰、扫频干扰和噪声干扰,一部杂波干扰发射机只能覆盖上1个频段,因此全覆盖要5个吊舱。
海湾战争中,AN/ALQ-99电子干扰吊舱可对160千米外伊拉克各类地面雷达进行有效的干扰和打击,使伊军75%的防空系统无法正常工作,能用的机动雷达又被精确定位后用AGM-88反辐射导弹摧毁,21世纪后,美国海军又研制EA-18G电子战机,依旧使用AN/ALQ-99电子干扰吊舱,2025年后会升级为AN/ALQ-249(V)1的电子干扰吊舱,干扰信号强度数倍于AN/ALQ-99吊舱,其低频吊舱可覆盖米波反隐身雷达的工作范围,中频吊舱可覆盖全部S波段。
杂波干扰发射机配备了氮化镓有源相控阵发射天线,击穿电压是砷化镓的12.5倍,功率是砷化镓的5倍,雷达最大作用距离的四次方与雷达功率成正比,有源相控阵天线的发射机电路是集成在半导体衬底之上的,衬底的耐受电压超过击穿电压就会损坏,所以击穿电压越大输出功率越大, 同时工作频率就更高,工作频率更宽,从而减少发射机数量, AN/ALQ-99电子干扰吊舱要5个吊舱才能覆盖64MHz~18GHz范围内的十个频段,AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱只要3个。
装备AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱的Block2“咆哮者”将大幅度提高电子攻击能力,可在全频段、不间断地快速识别雷达信号类型并进行定位,通过信息化管理控制程序安排干扰机以多个窄波束干扰和压制多个雷达,还能通数字式通信对抗系统压制敌方通信,必要时发射AGM-88E反辐射导弹攻击50千米范围内的雷达,长基线干涉仪可以快速定位和识别微弱雷达波,为反辐射导弹提供明确的目标参数。
一架EA-18G电子战机可以建立起一道120-160千米的通道,覆盖区域达数百平方千米,2架EA-18G电子战机就可覆盖100兆赫-18吉赫范围内的全部波段,美国海军采购124架EA-18G电子战机,十个舰载机联队各有一个电子战中队,每个中队5架EA-18G电子战机,美国海军还计划继续采购20-30架,将每艘航母的EA-18G电子战机从5架扩展至7~8架,由保持2架全时在空调整为3架,以实施大纵深,宽正面远距全波段电子干扰。
三:055型驱逐舰的电子战能力
055型驱逐舰是目前世界上唯一使用双波段雷达的驱逐舰,和美式驱逐舰最明显的分别是舰桥桅杆上没有林立的各类天线,而是采用一体化综合集成桅杆技术,现代军舰装有雷达、电子战、通信、敌我识别、数据链、导航定位等舰载电子装备,射频设备电磁频率一般在300兆赫~300吉赫之间,波段集中在S波段、X波段和C波段,这些电子装备的天线也就挂满了舰船的上部建筑,这么多的天线也引起了空间布置和电磁兼容问题,天线之间存在相互遮挡,限制了雷达探测能力,还抢占电子干扰设备的频谱资源,而且信号各自为战,极易被截获,更有甚者一种设备会干扰另一种设备不能工作。
一体化射频系统和综合集成桅杆技术以实现射频资源共享的方式解决了天线林立拥挤、隐身性和电磁兼容差的问题。塔康雷达、天气气象雷达、X波段雷达,电子战系统、超短波通信、Ka/Ku波段卫星通信,敌我识别,数据链、协同作战信息分发和定位导航等超短波、微波波段的电子装备集成在综合集成桅杆内,多种传感器共用天线,不同频段的射频设备共用少数几个宽频带的射频孔径,说得很容易,其实统一管理大量不同功能、不同种类、不同频率的信号需要非常强大的数据处理,转换、分发、资源调度、协同和系统稳定能力。
055型驱逐舰44块阵面天线就取代了052D型驱逐舰上50到60个独立天线,055型驱逐舰的SITN240型舰队级卫星通信装置可与新型宽频带通信卫星相连,工作频率在7~8GHz,天线增益高、波束窄、带宽大、信道容量大,具备保密性和抗干扰能力,编队内部主要使用甚高频VHF和特高频UHF电台通信,,数据链系统主要使用L波段收发信机传送战术信息,C波段数据收发信机传送大容量数据,敌我识别和卫星导航定位主要使用L波段,综合射频频段多达7个。
055型驱逐舰还装备有综合电子战系统、电子战援助系统和无源干扰系统,可准确测定0.5~18GHz的无线电通信、雷达技术参数和位置,判明活动规律、威胁性质、威胁等级,雷达干扰机也采用相控阵天线,可覆盖8~20GHz带宽,能在几毫内将1~1/8度数量级的数个捷变波束或数十个波束群精确地对准多个被干扰的雷达,有效辐射功率达到兆瓦级,可用一个大功率波束对抗威胁等级最高的目标,小功率波束对付威胁程度一般的目标,扇形宽波束监视尚不构成威胁的目标。
双波段雷达是055型驱逐舰的亮点,由346B型多功能有源相控阵雷达的四面X波段天线和四面S波段天线组成,S波段利用其大功率孔径和窄波束宽度进行远程警戒,天线直径4.7米,T/R模块达到1万个,总功率达1200千瓦,探测距离超过400千米,反应速度仅需零点几秒,跟踪目标数量是“宙斯盾”相控阵雷达的10倍以上。集预警、指挥、控制、通信和情报于一身,X波段负责精密跟踪,每个阵面照射90°,波束能量更集中,波束角更小,探测精度比美军AN/SPY--4雷达更高。
相控阵雷达精确地转换波束和和改变波束宽度,可以灵活切换频率,用小增益和功率搜索目标,旁瓣可以小于-40dB,每个T/R单元在相位和幅度可以独立控制,使天线方向图和波束指向难以预测,大功率、低旁瓣、宽频带、频率捷变、低可截获概率,所以在严重电子干扰下就可正常工作,想完全干扰是非常困难的,需要灵敏度在-100dBW,瞬时带宽为1000MHz的雷达侦察机,雷达中心频率引导瞄准时间要达到微秒量级,难度相当高,至少EA-18G电子战机还没有这个能力。
所以EA-18G电子战机单独对055型驱逐舰进行干扰是非常危险的,AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱的干扰功率大不过346B型多功能有源相控阵雷达,远距离干扰功率不太够,距离太近又进入了“红旗9B”舰空导弹的火力杀伤区,055型驱逐舰可在受到干扰时展开无源探测,对干扰辐射源进行定位,一旦干扰或者欺骗源暂停工作,就能利用相控阵雷达灵活的主动波束指向干扰源,建立火控跟踪,发射“红旗9B”舰空导弹以“跟踪干扰源”模式进行猎杀,EA-18G电子战机当然也可以转为干扰或躲避导弹,这样又无法进行干扰了。
四:结语
电子战其实就是一场竞赛,除了不断的技术创新,还要大量的情报积累和人才培养,才有可能在战时拥有一定优势,和平时期的电子战其实就是一方侦察和挖掘对方的弱点,一方尽力隐藏优势和弱点,使对手形成错误的信心、认知和经验。至于库尔特为什么会被撤职,“南昌”舰为什么获“时代楷模”称号,中美是否有过电子战这类高等级的机密可能要等几十年后解密才能知道了,肯定不会从网上搜一下加上想象力就知道的。
![](https://cdn.dayu.news/article/202407/24/325053/f808eb42-2989-43c9-86ee-23a9c3ef4a00.jpg)
一:电子战常识
现代海上作战对预警雷达、跟踪雷达、火控雷达,通信链路依赖程度非常深,如果各类雷达不能发挥作用,无论是防卫还是攻击都等于瞎了眼睛,1956年,美国空军研制成世界上第一种专用电子战机EB-66,美国海军也研制了EA-6B电子战机,成为航母舰载电子攻击机,主要执行电子干扰,防空压制,掩护攻击机群突防等任务,运用欺骗式干扰机、通信干扰机形成强大电磁压制,瘫痪敌人的电子系统,削弱地面雷达的威胁,形成单方透明的战场优势。
电子战的工作原理是先由电子侦察接收机监视截获各种雷达信号,电子侦察接收机由宽频带接收天线、接收机、信号处理器、控制显示和告警装置组成,宽频带天线可接收如2~18千兆赫的雷达信号射频,利用频率分路器分成2~4千兆赫,4~8千兆赫,8~12千兆赫和12~18千兆赫,每个频段用一套宽带接收机进行检波,输出成一组交错的脉冲串,信号处理器再进行测量和分选,把脉冲串中所含的信号脉冲分离,瞬时计算出工作频率、信号幅度、脉冲宽度、脉冲重复频事、天线扫描特性等参数。
![](https://cdn.dayu.news/article/202407/24/325053/6bcb64d4-1cb8-4b20-88e0-9d5563bca648.jpg)
计算机根据参数与数据库内预存的已知雷达数据进行比较,识别出雷达类型,属性、用途,并推断出使用这种雷达的武器,通过运算和逻辑进行威胁程度排队,确定威胁等级后再确定优先干扰等级,然后雷达告警器开始测定雷达所在的方向,雷达告警器装有覆盖360°方位角的天线和接收机,把威胁雷达的类型、编号,威胁等级、方向和距离显示在显示器上出来,告警器能区分两个不同频率雷达信号的最小频率间,脉冲平均数雷达告警接收机检测门上限就发出告警信号。
接下来就要依靠雷达干扰机出场了,雷达干扰机的工作原理产生各种干扰信号扰乱敌方雷达的正常使用,首先是破坏性的噪声干扰,阻止其雷达接收机、通信网络或数据链的传输,通过将干扰发生器调到要干扰的频率叫瞄准式干扰,施放杂乱的噪声信号,使敌方雷达接收的信号噪声比严重降低,将有用信号淹没在干扰信号之中,只要达天线的射频功率乘以天线的功率增益就是有效,功率从数瓦到数千瓦不等。
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如果对方有频率捷变、跳频或扩颊等反制措施,只能采用减小效能的宽带阻塞干扰模式,阻塞式干扰要很大的功率,干扰机要很大,至少要有十到三十个、甚至更多输出功率500—5000瓦的干扰机,所以只能用大飞机装,而且不加区分的使用噪声干扰很浪费干扰资源,并很容易被对方发现,只能在敌人防空兵器射程之外活动,或者使用转发被干扰对象辐射信号的转发式干扰机,使模糊不清的噪声与被干扰的接收机的热噪声类似,这种干扰迹象不明显,不易被觉察,但技术难度也很高。
另一种干扰是接收到对方辐射信号后,计算机要根据侦察接收机所截获的雷达信号的变化情况,不断进行识别、运算、调整,生成的欺骗信号与雷达接收机的信号相类似,计算机对信号进行调幅、调相和极化调制,生成与雷达接收机的信号相类似,但功率要更大一些的虚假目标,虚假距离和虚假速度信号发射出去,同时对多部雷达实施干扰时,需要设置多个干扰时间窗,并控制波束在各个干扰时间窗瞬时对准干扰目标施放。
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二:EA-18G电子战机的电子战能力
美军EA-6B电子战机的垂尾顶端整流罩和垂尾两侧上的泡形天线罩内内装天线和接收机,将所接收的威胁频谱输入计算机分析,操纵员使计算机在一个特定的扇形区内检测,选出的频率显示在显示器荧光屏的左边,搜索扇面显示在上缘,预先识别的辐射源在该扇形区内的座标被存入存储器,接收信号以字母数字的形式显示,荧光屏上信号标志的垂直位置取决于频率,水平位置取决于方位,还可通过跳频图谱自动追踪频率和精确定位。
携带的AN/ALQ-99电子干扰吊舱,重约447千克,内有两部1千瓦(峰值状态下为20千瓦)大功率杂波干扰发射机,1部主控振荡器/信息处理机,1部跟踪接收机与1台冲压空气涡轮发电机,可人工、半自动和自动控制,人工方式是操纵员提取、判断信息并选择适当的干扰,半自动方式可提供预先分析的数据供操纵员决定,自动方式则是计算机判断威胁和触发干扰,干扰方式可以是跟踪-瞄准式干扰,也可采用双频干扰、扫频干扰和噪声干扰,一部杂波干扰发射机只能覆盖上1个频段,因此全覆盖要5个吊舱。
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海湾战争中,AN/ALQ-99电子干扰吊舱可对160千米外伊拉克各类地面雷达进行有效的干扰和打击,使伊军75%的防空系统无法正常工作,能用的机动雷达又被精确定位后用AGM-88反辐射导弹摧毁,21世纪后,美国海军又研制EA-18G电子战机,依旧使用AN/ALQ-99电子干扰吊舱,2025年后会升级为AN/ALQ-249(V)1的电子干扰吊舱,干扰信号强度数倍于AN/ALQ-99吊舱,其低频吊舱可覆盖米波反隐身雷达的工作范围,中频吊舱可覆盖全部S波段。
杂波干扰发射机配备了氮化镓有源相控阵发射天线,击穿电压是砷化镓的12.5倍,功率是砷化镓的5倍,雷达最大作用距离的四次方与雷达功率成正比,有源相控阵天线的发射机电路是集成在半导体衬底之上的,衬底的耐受电压超过击穿电压就会损坏,所以击穿电压越大输出功率越大, 同时工作频率就更高,工作频率更宽,从而减少发射机数量, AN/ALQ-99电子干扰吊舱要5个吊舱才能覆盖64MHz~18GHz范围内的十个频段,AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱只要3个。
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装备AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱的Block2“咆哮者”将大幅度提高电子攻击能力,可在全频段、不间断地快速识别雷达信号类型并进行定位,通过信息化管理控制程序安排干扰机以多个窄波束干扰和压制多个雷达,还能通数字式通信对抗系统压制敌方通信,必要时发射AGM-88E反辐射导弹攻击50千米范围内的雷达,长基线干涉仪可以快速定位和识别微弱雷达波,为反辐射导弹提供明确的目标参数。
一架EA-18G电子战机可以建立起一道120-160千米的通道,覆盖区域达数百平方千米,2架EA-18G电子战机就可覆盖100兆赫-18吉赫范围内的全部波段,美国海军采购124架EA-18G电子战机,十个舰载机联队各有一个电子战中队,每个中队5架EA-18G电子战机,美国海军还计划继续采购20-30架,将每艘航母的EA-18G电子战机从5架扩展至7~8架,由保持2架全时在空调整为3架,以实施大纵深,宽正面远距全波段电子干扰。
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三:055型驱逐舰的电子战能力
055型驱逐舰是目前世界上唯一使用双波段雷达的驱逐舰,和美式驱逐舰最明显的分别是舰桥桅杆上没有林立的各类天线,而是采用一体化综合集成桅杆技术,现代军舰装有雷达、电子战、通信、敌我识别、数据链、导航定位等舰载电子装备,射频设备电磁频率一般在300兆赫~300吉赫之间,波段集中在S波段、X波段和C波段,这些电子装备的天线也就挂满了舰船的上部建筑,这么多的天线也引起了空间布置和电磁兼容问题,天线之间存在相互遮挡,限制了雷达探测能力,还抢占电子干扰设备的频谱资源,而且信号各自为战,极易被截获,更有甚者一种设备会干扰另一种设备不能工作。
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一体化射频系统和综合集成桅杆技术以实现射频资源共享的方式解决了天线林立拥挤、隐身性和电磁兼容差的问题。塔康雷达、天气气象雷达、X波段雷达,电子战系统、超短波通信、Ka/Ku波段卫星通信,敌我识别,数据链、协同作战信息分发和定位导航等超短波、微波波段的电子装备集成在综合集成桅杆内,多种传感器共用天线,不同频段的射频设备共用少数几个宽频带的射频孔径,说得很容易,其实统一管理大量不同功能、不同种类、不同频率的信号需要非常强大的数据处理,转换、分发、资源调度、协同和系统稳定能力。
055型驱逐舰44块阵面天线就取代了052D型驱逐舰上50到60个独立天线,055型驱逐舰的SITN240型舰队级卫星通信装置可与新型宽频带通信卫星相连,工作频率在7~8GHz,天线增益高、波束窄、带宽大、信道容量大,具备保密性和抗干扰能力,编队内部主要使用甚高频VHF和特高频UHF电台通信,,数据链系统主要使用L波段收发信机传送战术信息,C波段数据收发信机传送大容量数据,敌我识别和卫星导航定位主要使用L波段,综合射频频段多达7个。
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055型驱逐舰还装备有综合电子战系统、电子战援助系统和无源干扰系统,可准确测定0.5~18GHz的无线电通信、雷达技术参数和位置,判明活动规律、威胁性质、威胁等级,雷达干扰机也采用相控阵天线,可覆盖8~20GHz带宽,能在几毫内将1~1/8度数量级的数个捷变波束或数十个波束群精确地对准多个被干扰的雷达,有效辐射功率达到兆瓦级,可用一个大功率波束对抗威胁等级最高的目标,小功率波束对付威胁程度一般的目标,扇形宽波束监视尚不构成威胁的目标。
双波段雷达是055型驱逐舰的亮点,由346B型多功能有源相控阵雷达的四面X波段天线和四面S波段天线组成,S波段利用其大功率孔径和窄波束宽度进行远程警戒,天线直径4.7米,T/R模块达到1万个,总功率达1200千瓦,探测距离超过400千米,反应速度仅需零点几秒,跟踪目标数量是“宙斯盾”相控阵雷达的10倍以上。集预警、指挥、控制、通信和情报于一身,X波段负责精密跟踪,每个阵面照射90°,波束能量更集中,波束角更小,探测精度比美军AN/SPY--4雷达更高。
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相控阵雷达精确地转换波束和和改变波束宽度,可以灵活切换频率,用小增益和功率搜索目标,旁瓣可以小于-40dB,每个T/R单元在相位和幅度可以独立控制,使天线方向图和波束指向难以预测,大功率、低旁瓣、宽频带、频率捷变、低可截获概率,所以在严重电子干扰下就可正常工作,想完全干扰是非常困难的,需要灵敏度在-100dBW,瞬时带宽为1000MHz的雷达侦察机,雷达中心频率引导瞄准时间要达到微秒量级,难度相当高,至少EA-18G电子战机还没有这个能力。
所以EA-18G电子战机单独对055型驱逐舰进行干扰是非常危险的,AN/ALQ-249(V)1电子干扰吊舱的干扰功率大不过346B型多功能有源相控阵雷达,远距离干扰功率不太够,距离太近又进入了“红旗9B”舰空导弹的火力杀伤区,055型驱逐舰可在受到干扰时展开无源探测,对干扰辐射源进行定位,一旦干扰或者欺骗源暂停工作,就能利用相控阵雷达灵活的主动波束指向干扰源,建立火控跟踪,发射“红旗9B”舰空导弹以“跟踪干扰源”模式进行猎杀,EA-18G电子战机当然也可以转为干扰或躲避导弹,这样又无法进行干扰了。
![](https://cdn.dayu.news/article/202407/24/325053/4d93dd12-81d7-4e76-a2f5-442db058cada.jpg)
四:结语
电子战其实就是一场竞赛,除了不断的技术创新,还要大量的情报积累和人才培养,才有可能在战时拥有一定优势,和平时期的电子战其实就是一方侦察和挖掘对方的弱点,一方尽力隐藏优势和弱点,使对手形成错误的信心、认知和经验。至于库尔特为什么会被撤职,“南昌”舰为什么获“时代楷模”称号,中美是否有过电子战这类高等级的机密可能要等几十年后解密才能知道了,肯定不会从网上搜一下加上想象力就知道的。
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