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中国海军解决电磁兼容问题挺进第五维战场(图

发布时间:2021-09-28

  海军作为一支高技术密集的军种,于20世纪80年代初组建了专门从事电磁兼容研究的机构——海军装备研究院电磁兼容研究检测中心。20多年来,这个率先触摸电磁兼容新领域的“小分队”,在电磁兼容领域填补多个技术空白的同时,为部队官兵认识“第五维战场”、做好电磁兼容工作,提供了许多可资借鉴的经验,留下了诸多发人深省的思考。

  20世纪80年代初的一个深秋,某海域战舰劈波斩浪,潜艇神出鬼没,一场反潜演练正在进行。“红军”某型猎潜艇警惕地搜寻“蓝军”潜艇。“发现目标!”猎潜艇通过电台向编队指挥部报告。“锁定目标,准备攻击!”指挥员下达了战斗命令。然而,正准备攻击时,声纳屏幕上一片模糊,听音时杂音强烈,根本无法抓住目标。当“红军”还处在困惑之时,“蓝军”潜艇一枚枚鱼雷已直扑“红军”编队……

  演练结束后,吃败仗的“红军”对装备性能、操作和指挥进行了认真检查,却始终没有找到战败的原因。事隔不久,猎潜艇上来了几位特殊的专家,只见他们带着仪器,爬桅杆、钻机舱,对天线、雷达和声纳等电子通信侦察设备边测量、边记录。几天后,专家提供的一份事关该艇电子设备电磁兼容的调查报告,解开了“红军”失败的谜底,找到了祸首——舰艇上临时增设的某型大功率电台。它在工作时所产生的电磁波,干扰了声纳系统的正常工作。

  如果说这次演练只是让参演者认识了电磁干扰的危害性。那么,英阿马岛战争中英军现代化的驱逐舰“谢菲尔德”号被一枚“飞鱼”导弹击沉,则让更多的人了解了隐形电磁杀手的危害。

  在英阿马岛海战中,当时英军先进的“谢菲尔德”号导弹驱逐舰,由于没有很好地解决卫星通信和雷达系统的电磁兼容问题,以至于卫星通信与警戒雷达两个系统不能同时工作,在一个系统工作时,另一个系统必须关机。也正是由于该舰在与上级进行卫星通信时关闭了雷达系统,导致装有先进雷达系统的“谢菲尔德”号,未能及时发现来袭的阿根廷战机及所发射的“飞鱼”导弹而被其击沉。

  战争史上,由于电磁兼容性问题导致武器装备作战效能得不到发挥甚至遭到破坏的事例并不鲜见。如今,随着武器装备电子装备的日益增多,电磁兼容问题越来越突出。如果我们不能很好地认识和解决电磁兼容问题,演练中的情况就可能在战场上重演。

  这是一次规模较大的联合行动。由于参加行动的单位很多,使用了大量的电子通信设备,结果暴露出许多电磁兼容方面的问题。

  由于当时没有专业的电磁兼容力量和相应的测量手段及技术,无法准确评估执行任务期间电磁辐射危害的程度,出于安全考虑,参加行动的导弹驱逐舰不得不把所有导弹卸下,装载到与其保持一定安全距离的运输船上;为了方便编队指挥,指挥舰增加了一部指挥电台,但该电台却严重干扰了舰上的其他电子设备;一名记者在拍照时,闪光灯的一个脉冲,干扰了正在工作的一台重要计算机并造成其死机,使观察、记录装置工作失常。电磁波相互干扰问题频频出现,在场的首长定下决心:迅速组建电磁兼容研究机构。

  不久,我军第一个电磁兼容研究机构在海军诞生。随后,电磁兼容专家一次次地深入部队调研。他们上高山、下海岛,钻机舱、爬桅杆,走遍万里海疆,对多种型号的雷达、通信设备以及多型舰船装备进行电磁波测量,现场解决问题。

  显然,这种“亡羊补牢”的方法,只能解决局部或单个现役设备的电磁干扰问题。对电磁兼容必须从顶层设计抓起,贯穿于装备的论证、设计、制造、管理、维修的全过程。对此,必须首先制订一部舰船电磁兼容规范,对舰船总体、分系统和电子、电气、机电设备,按电磁兼容要求进行技术指标设计限制,以保证它们在使用中战术技术性能的正常发挥。

  在上级领导的大力支持下,我军第一代电磁兼容专家开始了基础性技术研究。他们依托实验室的测量技术体系,对海军数种型号的舰艇电子设备进行完整的检测和验证,同时将这些已经验证过的技术指标作为标准,来规范舰船各设备及系统在设计阶段的电磁兼容技术参数。

  经过几年的探索总结,我军第一部“舰船电磁兼容标准规范”终于出炉,它不仅具有自主知识产权,而且诸多方面与国外成熟的规范相比,具有适合我军实际的独到之处,有效地解决和控制了舰船电磁干扰问题,这些成果获得了多项军队科技进步奖。

  打手机时会对附近的有线电话造成干扰,打雷闪电会干扰电视机的正常收看,开关日光灯时,开着的电视机会产生“雪花”现象。

  日常生活中的电磁干扰问题,只是影响人们的工作和生活。军事领域的电磁干扰问题,却会严重影响武器装备效能和战斗力的发挥。射频能量对人体、军械、燃油有潜在的危害性,它可使人员、电子设备、军械系统使用性和安全性降低,以致不能完成预期的战斗任务。所以说,装备的电磁兼容,就是指运用合理的措施使武器装备上的设备、电引爆武器、燃油、人员等在所处的电磁环境中互不引起电磁危害,避免系统、设备出现性能降低。

  1967年7月,在美国航空母舰“福菜斯特”号上,为执行战斗任务而悬挂于飞机下方的一枚火箭弹,受雷达扫描波束照射而突然被引爆,并引发了一系列爆炸,造成该舰上134人丧生、27架飞机被毁。

  20世纪60年代中期,美海军驱逐舰舰载遥控反潜直升机,由于受到舰载对空搜索雷达的电磁干扰而损失了很多架以后,被迫退出战斗。

  海军电磁兼容研究检测中心的专家在部队调研时发现:某型导弹艇的消磁系统工作时,导弹指挥仪数据显示异常,有时还会出现计算机程序运行中断甚至“死机”现象;当某型通信电台发射机工作时,搜索雷达会受到严重干扰而不能工作。

  调查中让专家们感到不安的是,一些官兵对电磁兼容方面的知识比较贫乏,常常把电磁干扰所产生的问题误认为是装备故障、操作有误和使用不当,使一些本可以通过电磁兼容技术解决的问题长期不能得到解决,成为作战训练的隐患。

  电磁兼容研究检测中心的专家,利用一切机会加强对广大官兵电磁兼容知识的培训,着手开发了《舰船电磁兼容性维护保障与使用管理系统》,引导部队做好电磁兼容性的管理、保养工作;及时对新研制的和要进行改装的武器装备,提出明确的电磁兼容要求,并进行电磁兼容性论证、频率分配、预测和设计,保证装备上各种电器、电子设备和武器能正常工作;对交付部队使用的装备,进行电磁兼容性验收测试,通过综合措施,保证武器装备战斗力的发挥不因电磁兼容问题而受到影响。

  专家们对一些作战系统在带战术背景条件下的电磁兼容情况进行了深入调研。两艘电磁兼容性均良好的舰船在编队训练时,如果两舰同型雷达同时开机,雷达屏幕上画面模糊不清,无法识别回波信号,只能轮换开机才能工作。继而又发现,两舰炮瞄雷达同时开机不能同时跟踪目标;同型声纳同时开机也相互干扰;3艘或3艘以上舰船同型装备同时开机时相互干扰更为严重。

  各种武器系统和作战体系,可以说都是电子化武装起来的,从通信、指挥和控制、导航、雷达预警和跟踪、武器系统控制和数据处理等,除了系统内的兼容问题外,在一定的空间行动时都会有体系的电磁兼容问题。如果不能很好地解决各体系之间的电磁干扰问题,就有可能使各个作战体系之间互相影响而抵消战斗力,甚至造成作战失利。为解决体系兼容问题,电磁兼容研究检测中心的专家们在充分调研的基础上,展开了体系兼容的攻关。目前,已取得“系统电磁兼容性试验方法研究”、“舰船电磁兼容仿真实验环境分析研究”等成果,为解决体系兼容问题打下了良好基础。

  战场电磁兼容问题由来已久,1914年,美国海军大西洋舰队首次在战争状态下试验了它的无线电通信设备,结果附近友邻舰艇发射机产生的强烈火花干扰以致中断了所有无线电通信,参加者不得不作出时间分配计划,分配两小时给美国对国内进行无线小时。这样,设在华盛顿的总部要间隔4小时才能与它在战场上的武装力量联络一次。

  近百年前暴露出来的战场电磁兼容问题,到现在不仅没有被解决,而且随着武器装备电子信息化程度的提高和现代一体化联合作战的发展,使战场电磁环境变得更加复杂。

  解决联合作战中的电磁兼容问题,既需要各军兵种的共同努力,从电磁兼容技术与战术上找到有效方法,也需要加强电磁兼容专业力量建设,为解决联合作战条件下电磁兼容所面临的新问题提供技术支撑。

  海军电磁兼容研究检测中心的科研人员,敏锐地意识到了肩负的重大历史使命,向这一新的领域发起了冲击。联合作战环境中的电磁兼容问题,无法通过大规模的实验去研究。于是,他们就把模拟仿真技术引入电磁兼容研究领域,提高实验测试手段,360度全景图像 上海将推出首部“电子地图”。开展前期仿真预测研究,从顶层设计上构筑大系统的电磁兼容体系,积极解决联合编队、联合作战电磁兼容所面临的新问题,目前已取得多项成果。

  面对这些喜人的新成果,该检测中心领导意味深长地说:“随着我军信息化建设的推进,电磁兼容将更加突出,挺进第五维战场,任重而道远。”

  信息技术在军事领域的广泛应用,使现代战争的触角伸向第五维空间——电磁战场。未来信息化战争,将是“陆、海、空、天、电”五维一体的联合作战。现代高技术局部战争昭示:电子战将贯穿战争全程。未来战场上,不能驾驭电磁战场的指挥员,不是合格的指挥员;不能驰骋第五维战场的军队,就无法赢得信息化战争的胜利。

  对于被人们称为“第五维战场”的电磁战场,我军不少官兵尤其是一些指挥员还知之不多,特别是对电磁兼容这一新领域还比较陌生。海军装备研究院电磁兼容研究检测中心,在为部队服务的过程中,所接触到的一个个事例,既触目惊心,又发人深省。对于电磁兼容,我们不仅是知识上的缺乏,更有观念认识和管理上的差距。电磁兼容是我们必须重视的问题;驾驭电磁空间,已经成为我军推动信息化建设、挺进未来信息化战场必须跨越的一道门槛。——编者www.xjzo.com.cn