现代词汇中经常出现的“导航战”(Navigation Warfare)一词,在总体上与“电子战”非常相似,通常它们二者都被认为是一种新的现代科学技术的发展成果,是当今时代的典型特征之一。事实上,无论是“电子战”还是“导航战”,它们的起源都可以追溯到近70年以前,即第二次世界大战期间,德国于1940年对英国发动的空袭闪击战。这是有据可查的最早的关于“电子战”和“导航战”的历史记载。 最初德国对英国居民点的空袭在白天进行,但是这种做法没有征服英国,于是德国空军的轰炸行动开始改在夜间进行,因为这样做可以大大减少德国空军轰炸机的损失率。 在白天的战斗行动中,英国皇家空军战斗机司令部的喷火式战斗机和飓风式战斗机,在其机载雷达的帮助下给德国空军的轰炸机造成了极大的麻烦,但是到了夜间,情况就不同了,德国空军面临的英国空军的战斗机的威胁会大大减少。 这时德国空军进行夜间轰炸所面临的主要的障碍,实际上同这一时期发生的所有的盲目轰炸一样,就是缺少机载的地图测绘雷达,最主要的就是没有精确的导航支援。在当时,德国空军是世界各国空军中一支很强大的创新者,它积极地寻求解决这一问题的办法。它的出发点就是引入洛伦兹盲降系统(或叫仪表着陆系统),在德语中被简称为LFF。 这一洛伦兹系统工作于38兆赫兹的频率上,用来帮助实施盲降的飞机在着陆前的下降过程中校准它的航向。在机场跑道的起头处,设立有一个无线电发射机,这个发射机共有三副天线,这些天线可以发射两束重叠的无线电波。其中一束电波是用一系列的“长划”来调制的,另外一束电波是用一系列的“点”来调制的,类似于莫尔斯电码中的“点”和“划”。德国空军的许多轰炸机都装备了这种洛伦兹接收机。如果轰炸机的航向与电波波束的指向保持一致,飞行员的耳机当中就会听到一种持续不变的音调,如果航向偏左或是偏右,飞行员会听到“点”或者是“划”的音调。洛伦兹系统是一个巨大的创新,在当时它最终导致了现代的仪表着陆系统(ILS)的产生。此外,使用与盲降系统相同的一套接收机,洛伦兹系统还能够为轰炸机实施准确轰炸提供一种导航支持。 Knickebein系统就是其中的一个,这个系统由德国神话中的一种大乌鸦而得名,是一种改进型的洛伦兹系统,它的天线系统体积更大,方向性更强,并且易于操纵,可以在更远的距离上产生一个更窄的波束(只有0.3度宽)。Knickebein系统能够向着轰炸目标发出两束波束,轰炸机沿着其中一条具有引导功能的波束的中间方向飞向目标,这束电波的前进方向正好通过目标的正上方,它与另外一束电波在目标上空相遇交叉,这个地方就是轰炸机投弹的地方。 Knickebein系统是洛伦兹着陆系统的一个变种使用,它确实是一种崭新而神秘的装置。Knickebein系统之后是一种更加先进的被称为X-Geraet的系统,它由汉斯?普兰德尔博士发明,使用多个洛伦兹型的发射机来为轰炸机定位,工作频率66兆赫兹到75兆赫兹。轰炸机沿着引导波束(从目标的上方通过)的中间飞行,然后与用来进行交叉定位的多个波束相交,在每一个电波交汇的地点系统都会告知飞行员他的飞机距离轰炸目标的距离。在第一个波束交叉点系统会提示还有50公里远的距离,告诉飞行员精确瞄准沿着引导波束的中间来飞行。第二个波束交叉点出现在距离轰炸目标20公里远处,系统会告诉领航员打开一个时钟。这个时钟有两个独立的指针,其中的一个在这个点上开始旋转。第三个波束交叉点在距离目标5公里远的地方,这时领航员打开时钟的第二个指针,当时钟的这两个指针成一条直线时,会触发投弹的电子自动装置来完成投弹。X-Geraet系统需要精确的飞行控制和精确的无线电波发射机的校准装置,这一校准装置被安装在一个操作非常简便的转盘上面。别看它简单,它却能够提供当时最高级别的精确度。 德国空军的第100特别轰炸大队于1939年末成立,装备有25架经过特别装配的He-111引导轰炸机。敦克尔克战役之后,德国空军在荷兰和法国境内建造了一系列Knickebein系统和X-Geraet系统的场站。英国人很快就得到了关于Knickebein系统和X-Geraet系统的警报。早在1939年11月,英国人就收到了一个由一名德国的反政府的科学家提供的技术情报资料,称为“奥斯陆报告”。1940年,通过缴获的日记、笔记、对俘虏的德国轰炸机领航员的日志和对被击落的德国空军机组人员的审讯记录,英国人证实了英国技术情报单位最担心的事情,那就是,德国对盲目投弹的支援是真实的、有效的。为了摸清德国空军的真实企图,英国皇家空军组建了有史以来第一个电子情报单位,这个单位装备有三架过时的老掉牙的Avro Anson轰炸机,机上载有适合工作需要的无线电接收机。经过多次的努力,对Knickebein系统发射的电波波束的探测终于在1940年6月获得成功,英国人探测到了一个400米到500米宽的波束,并在31.5兆赫兹的频率上找到了预期中的信号调制的特征。 随后英国人又发起了针对德国Knickbein系统的“头痛”行动。最初英国人采取的防御性措施是安装使用陆基的噪声干扰发射机,并让其在Knickbein系统的频率上工作。这种发射机是由医疗设备――烧灼伤口的电子透热治疗仪器改进而来的。 英国人的第二项措施是征用所有能够加以利用的洛伦兹着陆系统发射机,经重新装配后作为干扰发射机使用来对付Knickebein系统。由于当时英国可以得到的这些发射机的功率都比较小,因此它们只是能够干扰Knickebein系统的信号,但是还无法实现英国人既定的目标,那就是促使Knickebein系统波束发生弯曲,使轰炸机的航向偏离轰炸目标。 英国人在陆基告警接收机方面做了更多的工作,经过改进,这些告警接收机可以确定Knickebein系统中的诸多频率在某一天的具体使用情况。1940年7月,英国在其东海岸的多个雷达站部署了许多这样的接收机。 然而,英国对德国实施的电子战(ECM)的核心却是“阿斯匹林”计划,它的做法是利用一个大功率发射机来仿效德国的Knickebein系统发出的用“点”调制出来的信号,这样就可以迷惑德国的飞行员,甚至当飞行员已经锁定在了Knickbein系统的电波上的时候,他还会听到由“阿斯匹林”系统的干扰机发出的“滴、滴”的声音(即“点”的声音)。 英国的权威人物,如阿尔弗莱德?普莱斯等人指出,英国当时并没有研究使用一个同步欺骗中继式干扰机来改变德国人的电波波束的指向,尽管这一做法在今天已经非常普及。英国人成功发起的是大规模、不连贯、非同步式的干扰,在这些干扰面前,德国飞行员的使用电波导航的能力被大大削弱。 普莱斯非常理智地指出,尽管英国的电子反制措施多次对德国Knickebein系统电波造成了波束扭曲,但是这种现象带有较大的偶然性。当德国空军的轰炸机、英国的“阿斯匹林”干扰机和位于欧洲大陆上的Knickebein 发射场这三者之间的距离恰好满足条件,即德国的轰炸机接收到英国人发出的这些“点”的信号在时间上正好与Knickebein系统发出的信号同步,这样,德国的飞行员就会被欺骗了。普莱斯还指出,德国飞行员受到迷惑的另外一个可能性就是德国飞行员们把他们的接收机调谐到了“阿斯匹林”干扰机的频率上,而不是调谐到了Knickebein信号上。由于Knickebein信号是从欧洲大陆上传播过来的,所以其信号强度比英国人的干扰信号要弱得多,故此德国飞行员错认电波信号也决非偶然。普莱斯引用了一名被俘的德国轰炸机机组成员讲过的一个故事,他说这架德国轰炸机跟着“阿斯匹林”信号来飞行,后来才发现他们兜了一个大大的圈子。 到1940年10月为止,为了对付德国的Knickebein系统,英国总共部署了15个“阿斯匹林”干扰机。在与德国轰炸机的对抗中,英国投下了巨大的赌注。 一份对Knickebein系统导航精确性的评估报告称,Knickebein系统能够在轰炸目标的周围划出一个300米见方的区域,如果用40架轰炸机来进行轰炸,那么平均每隔17米投下一枚炸弹就可以对目标实施饱和轰炸。 1940年,德国空军把它的KG.100轰炸机联队投入到了对英国的空袭战斗之中,这个联队使用更加先进、更加精确的X-Geraet导航瞄准系统来进行导航。20架He-111H重型轰炸机在夜间轰炸了位于伯明翰的一家生产“烈火式”战斗机的工厂,有11枚炸弹击中了工厂厂房,创下夜间空袭历史上精确度之最高。 X-Geraet系统在英国皇家空军的代号中被称为“无赖”,它工作于74兆赫兹的频率上,能够产生与Knickebein系统类似的调制波。X-Geraet系统的平均误差可以稳定在120米左右,而现在的cfGPS C/A全球定位系统的定位精度在最糟糕的情况下也可以达到30米的精度。 为了对付德国的X-Geraet系统,英国使用雷达部件研制出了一种名为“Bromide”的干扰机。在Bromide干扰机还处于研发的阶段,德国空军KG.100轰炸机联队在X-Geraet系统的帮助下实施了40余次空袭。这些空袭行动的主要目的是进行作战评估和发展战术。正是在这些行动中,KG.100轰炸机联队开始投下燃烧弹,燃烧弹落地后造成持续燃烧的大火,火光能够为其它有着更大杀伤力的炸弹的攻击标明目标。后来英国皇家空军轰炸德国城市时也使用过类似的方法,英国人把它称为“路径寻找技术”。 1940年11月6日,英国皇家空军得到一个意外的情报, 一架KG.100联队的He-111轰炸机在英国的布里德波特附近的海滩降落。英国对位于法国境内的德军无线电发射器的探测和干扰,导致了这架海因克尔飞机偏离了航线,最终因燃料耗尽而迫降。不幸的是,在打捞这架海因克尔飞机的过程中,英国皇家海军由于操作失误使这架飞机沉入了浅水中,值得庆幸的是英国人后来成功恢复了这架被水浸泡过了的飞机中的X-Geraet接收机。 德国空军对英国考文垂市的毁灭性的轰炸,也是在KG.100轰炸机联队使用X-Geraet系统引导之下来完成的。这个系统有两波束发射装置,一个位于法国西北部的瑟堡半岛,用来发射起引导作用的无线电波射束,另外一个位于法国的加来,用来发射起横断、交叉作用的无线电波射束。英国第一批投入使用的四个Bromide干扰机并没有发挥出预期的作用,因为它们的调制方式与X-Geraet系统并不匹配,被KG.100联队轰炸机上的接收机给过滤掉了。KG.100联队的轰炸机锁定了考文垂,加上从其他飞行单位来的共计400多架轰炸机对考文垂实施了轰炸,集中投弹量达到450吨。 英国对俘获的X-Geraet系统的接收机进行了分析,这对改进他们的Bromide干扰机和制造新型的干扰机非常有帮助。由于Bromide干扰机性能的改进,1941年11月19日KG.100联队对伯明翰的空袭遭到了失败。尽管如此,英国皇家空军还是面临着问题,那就是他们没有足够数量的干扰机来覆盖和保护整个英国的国土面积。正是因为这个原因,伦敦、南安普敦和谢菲尔德等几个城市遭到了德国人成功的轰炸。 到1941年初,X-Gerae系统已经开始失去其当初的战斗力,德国空军也开始对它失去信任。但是德国空军又开始部署第三种无线电轰炸导航系统,这套系统同样也是由普兰德尔博士发明的,被叫作Wotan II系统,也被叫作Y-Geraet系统。Y-Geraet系统使用一个与X-Gerae系统非常相似,但是具有自动化特征的工作方案来为轰炸机领航和跟踪目标。它使用一个发射场的异频雷达收发机来测量Y-Geraet系统主站和轰炸机之间的距离。Y-Geraet系统主站的操作员可以跟踪轰炸机的位置,并通过无线电通信向飞行员发布航向修正指示,这与“背对面的测距装置”的工作原理完全相同。 但是德国空军使用Y-Geraet系统并没有给它带来比使用前两种导航系统更多的幸运和成功。原因是英国在伦敦北部的Alexandra Palace这个地方启用了一套备用和实验用的英国广播公司(BBC)的电视发射机,并通过改造使它能够重复广播Y-Geraet系统的测距信号,这种装置被命名为“多米诺”。过了没多久,英国人又在索尔兹伯里的Beacon Hill部署了第二套这种专门用来对付Y-Geraet系统的“多米诺”干扰机。 为了完全破坏德国实施的测距行动,英国皇家空军对Y-Geraet系统有效地实施了代号为“测距电波偷梁换柱”的干扰计划。在这一计划中,德国的地面站接收机会被引诱,用雷达自动跟踪英国的“多米诺”干扰机信号,而不是跟踪安装在轰炸机上的Y-Geraet系统异频雷达收发机的信号,这样英国人就能够以“多米诺”干扰机的距离来假冒德国轰炸机的实际距离,从而达到偷梁换柱之目的,使德军的测距失去准确性。 “多米诺”干扰机果真起了作用,在1941年3月的头两个星期内,Y-Geraet系统引导下的空袭行动最终只有20%实施了可控制的投弹,有三架汉克飞机被击落。5月初,英国皇家空军修复了这些被击落的飞机上的Y-Geraet系统接收机。英国人很快发现,用以测量电波波束的方位误差的自动化装置,对连续波干扰很敏感,它的方向分析机的电路会因连续波的干扰而损坏。 此时德国空军已经没有时间对英国发动更多的空袭行动了,随着针对苏联的“巴巴罗萨计划”的形成,KG.100联队被重新部署到了东方战线上,至此,英国与德国之间的电波之战最终以德国的失败而告终。 第二次世界大战期间英德的电波之战通常被看作是有史以来的第一次电子对抗领域的现代作战行动。在这场斗争中,德国人的失误在于它没有重视改进其电子系统的抗干扰性能,而是一味地部署更加新型、更加先进的系统。时至今日,这场电子对抗行动仍然不失为一个值得后人学习的典型战例,通过对这一战例的学习和研究,人们能够知道技术情报的收集和分析工作是如何进行的,以及它对现代战争是多么得重要。 |
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