解密中美空軍電子戰:擊落U-2偵察機世界首例
20世紀80年代初,我在空軍司令部雷達兵部任電子對抗處長。有一天,部長突然把我叫到他辦公室,吩咐我立即陪同領導去接待一位電子戰軍官。在去往招待所的車上,領導向我介紹了該君的情況,這位先生,長期接受電子戰訓練,深知美國電子戰強大能力,對我軍在高科技的電子戰條件下擊落美國U-2飛機有一種特殊的不可思議,今天要見見我方人員。我們坐車進入了一個隱蔽的招待所,領導讓服務員請出這位先生,落座後簡短寒暄,切入正題。他說:「本人在國外接受電子戰訓練並從事電子戰多年,從來沒聽說有誰是美國電子戰的強勁對手,在電子戰條件下擊落美國U-2飛機,使我很震驚,我堅信你們在應對美國高科技電子戰方面定有高招,能否在不涉密的情況下,給我講一些具體情況。」
我介紹說,我和我的戰友以及軍隊和地方的相關同行們,懷著富國強軍的夢想,決心不讓中華民族再受列強任意宰割的歷史重演,投入畢生精力從事電子戰的研究和實踐,取得了些許成果,為地空飛彈部隊在電子戰條件下,先後擊落4架U-2飛機作出了微薄的貢獻。該先生聽完我的介紹後激動地伸出大拇指說:你們的研究都深入到對方設計師的思路裡去了,果然棋高一著,佩服!佩服!
反偵察作戰新起程——電子戰
20世紀50年代後期,為了保衛國家的長遠建設需要,我國決定開始研製兩彈一星。時任美國國務卿杜勒斯揚言「要把中國飛彈核武器扼殺在搖籃時代」,要對我國核武器和飛彈基地實施「外科手術式的打擊」。此時,美國便經中央情報局與台灣進行勾結,由台灣空軍成立專門針對大陸進行戰略偵察的「三十五中隊」,對外稱「氣象偵察中隊」(俗稱「黑貓中隊」),派遣高空偵察機頻繁竄犯大陸,實施戰略偵察。其偵察活動中所需飛機、設備和技術由美國提供,所獲情報美台共享。此時,中、蘇關係尚好,根據我國當時的經濟條件,決定從蘇聯引進少量地空飛彈兵器,由空軍組建地空飛彈部隊,展開了保衛兩彈一星的反偵察作戰,而且是一場神秘的電子戰。
1959年空軍地空飛彈部隊在北京地區擊落一架RB-57D型高空偵察機,1962年美國更換性能更好的U-2型高空偵察機給台灣,隨後在其進入大陸偵察時,再次被我地空飛彈部隊擊落於江西南昌。接連兩次成功地擊落U-2高空偵察機,迫使美國逐步使出「絕招」——電子戰。這標誌著我國地空飛彈部隊的反偵察作戰,進入了一個新的領域——電子戰,也使得我的軍旅生涯產生了重大的改變。
近戰殲敵——「近快戰法」
1963年3月28日和6月3日,U-2深入我國西北地區偵察時,突然改變航線,繞開我地空飛彈部隊火力範圍,成功逃避了打擊。針對U-2兩次成功逃脫返航,空軍組織相似飛行試驗,試飛結果證明:飛機在距我地空飛彈制導雷達一定距離之外,若能發現制導雷達,壓大坡度轉彎,可以有效避開地空飛彈部隊火力範圍。當時空軍首長和機關判斷,U-2加裝了針對我地空飛彈制導雷達的偵察設備,決定以近戰殲敵的戰法予以應對,要求部隊開展近距離開天線,快速進行戰鬥指揮和操作的演練,並指示北京軍區空軍派出工作組,下部隊解決這一電子戰難題,我有幸被選入由北京軍區空軍李際泰副司令員、技術處張郁處長帶領的三人工作組,緊急飛往駐河北某地的地空飛彈三營。
臨行前,我根據平時掌握的資料瞭解到,北約集團長年偵察和監視蘇聯,對其武器系統都命有別名,我空軍所引進的C-75地空飛彈系統,被稱為SAM-2(薩姆-2),制導雷達的工作方式稱為「扇歌」,意指制導雷達扇形波束的掃瞄,這說明當時美對我制導雷達信號的特徵瞭如指掌,而我方對美電子戰技術細節知之甚少,實難拿出有效的技術措施。
為了解決這一難題,我根據自己掌握的兵器知識和實際工作經驗,提出了解決方案,其基本思路是:1.使用非U-2警戒對象的雷達進行目標指示;2.把能在打開飛彈制導雷達天線之前,完成的戰鬥操作,盡量放在開天線之前完成,避免過早暴露;3.縮簡戰鬥指揮和操作的口令;4.近距離擇機開天線,密切協同,快速進行戰鬥指揮和操作。兩位首長指示以此為基礎,與部隊逐項研究,反覆演練。
到達河北某地機場,工作組直奔三營陣地。部隊正在按空軍要求,加緊演練快速進行戰鬥操作,也採用警戒引導雷達指示目標,開天線距離,已壓縮到60公里,但還不能滿足作戰需要。我們與營長杜憲照同志討論方案時,我特別強調打U-2飛機的戰鬥是特殊條件下的作戰。我們處在主動地位,在一定空域內只有U-2飛機,它在明處,我們在暗處,它的動向都在我們掌握之中,要擊落它,必須要有迅雷不及掩耳之勢,打它個措手不及。要像魔術師變戲法那樣,適時讓制導雷達信號突如其來地出現在它的面前,壓縮它作出反應的時間,使其逃不出飛彈殺傷區。必須打破常規,不能完全按操作教令執行。經過討論統一了思想,對指戰員作了動員。並同他們一起逐個對動作、口令反覆研究,進行模擬演練和實兵演練。僅用了一周時間,就把按操作教令規定「只有制導雷達在對目標轉入自動跟蹤的情況下,才能接通的『制導雷達與發射架同步』」,改在開天線之前接通,節省了很多時間。指揮和協同口令大多精簡為一個字,例如「打開真天線」,精簡為「開」。每個操作動作前,操縱手都將手放在了開關旋鈕上,聽到口令即行按下或扳動,指戰員相互間配合非常默契。使開制導雷達天線的距離壓縮到35公里,從開天線到發射飛彈的時間縮短到了5-8秒鐘,這樣,即使U-2飛機通過地空飛彈制導雷達開天線,接收到制導雷達信號獲得告警,想緊急逃出飛彈殺傷區也為時已晚。三營把這套作戰方法真的練成了像魔術師變戲法那樣,經反覆演練和檢驗,證明確實有效後,我起草了總結,工作組迅速趕往某地,向地空飛彈二營推廣。
二營的情況也和我們初到三營的情況一樣,也基本是按蘇軍教令操作,只是開制導雷達天線距離,突破至60公里,這樣仍不能擊落U-2。我把在三營研究和訓練的結果,讓二營營長岳振華同志看了,他覺得很好,也組織部隊按三營的經驗演練。此時,二營遇到了一個難得的機會——航空兵某師正在進行轉場訓練,我向李副司令員建議,請某機場調度室,組織轉場訓練的飛機,配合二營進行近戰殲敵的實兵演練,經首長批准後,二營扎扎實實地進行了十幾個架次的實兵演練,無論是目標指示、組織指揮、戰鬥操作或協同,都已相當熟練,確實能夠達到空軍首長近戰殲敵的要求。隨後,我將解決方案和兩個營訓練結果,起草了報告,6月24日由李際泰副司令員簽署後,從前線上報空軍首長和機關。
二營和三營練習打U-2的新戰法的熟練程度,沒到現場看過的人難以相信。1963年7月四個地空飛彈營在西安地區擺下口袋陣,準備圍殲U-2,遺憾的是西安作戰會議,不相信二營三營的成果,最後將開天線距離定在75公里。9月25日U-2來犯,三營請示壓縮開天線距離沒被批准,結果在61、51、50、48公里四次開天線,U-2都及時壓坡度轉彎,成功避開三營火力範圍,並逃出了口袋陣。
1963年10月,空軍將僅有的三個戰鬥營一個訓練營,調往江西上饒一線,堵截U-2入竄。我被派去參加空司王路處長帶領的空軍工作組,提前進入上饒,選擇陣地和安排部隊進駐。1963年11月1日一架U-2由台灣桃園起飛,從飛彈攔截陣地側翼外通過,偵察了我西北核試驗基地返航時,航線正對準我地空飛彈一線的攔截陣地。此時,各營指揮員和相關人員,正在參加由空軍成鈞副司令員主持的作戰會議,會議總結了以往的教訓,統一了思想,採納了上述近戰殲敵的方案,在U-2臨近時提前散會,指戰員按時各就各位,二營成功使用「近快戰法」擊落U-2飛機,俘獲飛行員葉常棣,繳獲電子戰裝備——雷達預警設備,美國編號「IDF-2」或稱「12系統」。在進行戰鬥總結時,空軍將上述近戰殲敵的方法,定名為「近快戰法」。空軍在上饒召開慶功會,獎勵二營和相關有功人員,空軍政治部為我記了二等功。
電子戰遭遇重大難題
上饒戰鬥中繳獲的「12系統」,經組織專家分析研究,弄清了它的工作原理。它是根據我地空飛彈制導雷達的(載波頻率、脈衝重複頻率、波束掃瞄頻率)三個特徵,確認受到我地空飛彈威脅,該設備首先對所收到的雷達信號的載波頻率進行選擇,只選擇我地空飛彈制導雷達的載波頻率所在的S波段。這個波段只有火控雷達和引導雷達,而引導雷達探測距離遠,脈衝重複頻率低,火控雷達作用距離近,脈衝重複頻率高,通過選擇高脈衝重複頻率的信號,就去掉了引導雷達。剩下的地面火控雷達只有兩種,一是地空飛彈制導雷達,二是高射炮瞄準雷達,炮瞄雷達的波束是圓錐掃瞄,我地空飛彈制導雷達是直線掃瞄,且掃瞄頻率不同。「12系統」通過上述選擇鑒別後,以兩種方式向飛行員報警:一是顯示器上的亮線從圓心指向地空飛彈制導雷達的方位;二是以紅色綠色信號燈顯示制導雷達的工作狀態,紅色燈亮時制導雷達為搜尋狀態,綠色燈亮時制導雷達為跟蹤狀態。飛行員適時壓坡度轉彎,可有效逃離我地空飛彈殺傷區。
我們找有關工廠,研製生產了照射天線,它使我制導雷達發射的信號,缺少了上述第三個特徵,因此使用照射天線的制導雷達,都不會被U-2飛機的「12系統」識別而發出「告警」信號,U-2飛機也就不會逃跑。我地空飛彈部隊都分別加裝了照射天線。
1964年8月9日,地空飛彈一營在廣西寧明設伏時U-2來犯。當日,正是周恩來總理在北京天安門廣場,主持十萬人聲援越南的群眾集會。一架由美國人駕駛的U-2飛機,由越南河內方向入竄廣西寧明,對中越邊境實施偵察。一營按「近快戰法」並使用了照射天線,適時發射飛彈,在飛彈飛向U-2的途中,制導雷達突發故障,飛彈失控,戰鬥失利。部隊誤認為這次失利,是使用照射天線所致,便決定各營將其拆除。後續的事實證明,此次失誤是部隊由北方轉戰南方氣候變化引發的線路事故所致。但誤認為是照射天線所致,將其拆除,這是地空飛彈電子戰中的一次重大失誤,給後續的電子戰造成重大難題。
1964年10月16日,我國成功爆炸第一顆原子彈。次日,我被派往地空飛彈二營幫助工作,隨該營準備伏擊前來偵察的U-2飛機。1964年11月26日,U-2飛機果然來犯,聽到「部隊進入一等戰鬥準備」的警報聲,我也同相關指戰員一起進入營指揮所,當U-2飛機到達部隊設定的開天線距離時,部隊及時開天線,立即發現和穩定跟蹤目標,並迅速發射第一發飛彈,此時U-2航線突然轉彎,由於壓坡度太大,飛機高度掉下兩三千米,說明U-2發現我飛彈制導雷達信號,立即壓大坡度轉彎逃離。在二營發射第二發飛彈後,操縱手報告「目標變形」,由於我對電子戰的研究,使我本能地作出反應,喊出一聲「干擾」,可是指揮員沒來得及反應,第三發飛彈又白白浪費了。戰鬥失利後,我對情況進行了詳細的瞭解和反覆地分析,發現U-2在二營開天線時,其「12系統」就發出了告警,飛行員緊急壓大坡度逃離,但是,相隔十幾秒鐘後部隊才發現電子干擾,說明是人工打開干擾機,如果告警系統與干擾機是自動交聯,應該幾乎在二營開天線的同時發現電子干擾,其開干擾機的時間應只是毫秒量級。這顯然是他們的一個重要破綻。
「抗告警,避干擾」
空軍在蘭州召開的作戰會議上,各營表達了對後續戰鬥的悲觀情緒。主持會議的成鈞副司令員,強調了當時的總參謀長羅瑞卿大將「海底撈針,總不死心」的指示,一方面要鼓舞各營士氣,其次也在激勵與會成員。會上,空軍工作組周忠本同志要我談看法、講方案,成鈞副司令員隨即點名要我發言。會上,我將「抗告警,避干擾」方案提出,該方案得到了空軍工作組的贊同。根據我自己瞭解的情況,會上我講到:部隊從兵器保障、目標指示、戰鬥指揮、操作協同等都合要求,戰鬥失利的原因就是電子干擾。隨後我進一步講到了已發現的U-2重要破綻,並闡述了敵雷達告警設備,根據制導雷達信號的三個特徵,確認制導雷達並發出告警的基本原理。同時,在會上我建議恢復使用照射天線,以改變其中一個特徵,使對方雷達告警設備失靈,U-2飛行員就不會打開干擾機,也就避免了干擾。該方案通過會上的討論,三個營表示贊同,一營營長汪林暫有保留,會議結束時成鈞副司令員宣佈:允許保留意見,組織實彈打靶,驗證照射天線的安全性。會後汪營長要我進一步講解了相關的技術細節,後來,他去找成鈞副司令員也表示贊同。空軍組織在青海湖畔實彈打靶成功,並給各個營恢復加裝了照射天線。空軍機關為加強對抗美國電子干擾的技術研究,決定成立抗電子干擾小組,我被選調到該小組。
1965年1月10日,U-2夜探包頭,被地空飛彈一營擊落於內蒙古薩拉齊,飛行員張立義被俘獲。次日我隨工作組飛包頭,一營汪營長接機,一見面就向我表示誠摯的謝意。這時,我特別關注的是干擾機的下落。汪營長特意派車和參謀,帶我們趕往U-2殘骸墜落地點,找到了一副機翼和它下面的外掛吊艙。通過吊艙損毀部位,看到艙內有一部設備,設備前還有一個圓柱體形的物體,圓柱面上有桃紅色的英文字——Warning!頂部有個像手榴彈引爆拉環似的圓環,還有一個小學生字典大小的電池,電池的兩根導線之一,被飛彈彈片切斷,露出了斷頭和銅線。此時,我認定了這就是電子干擾機,和因電源線被彈片切斷而沒起動的自毀裝置。次日,從工兵部門請來兩位專家,很快拆除並分解了自毀裝置。空軍邀請國防科委的專家,與我們合作共同分析電子干擾機。我因平時愛好親自動手,很快完成了所分工的部件的分析。還超額完成了整機底板的分析,將各人分析結果通過整機底板連線,完成了整機的分析。並修復了損毀部分,重新製作了全部損毀的控制盒,進行了通電測試,用電子儀器模擬雷達信號,送到「13系統」的接收天線,它的發射天線就把強的電子干擾發射出來,被我們設置的指示燈接收而亮啟。同志們高興之餘,稱讚我的勤於動手的精神,送我一個外號「半拉鉗工」。這次親身經歷,使我掌握了敵電子干擾機的工作原理,同時又發現了其電子戰的又一新的漏洞。
「×號」抗干擾設備
經過對繳獲的U-2飛機電子干擾機——「13系統」的深入分析研究,研究出「×號」抗干擾設備。並很快完成了二十多台設備的生產,並迅速在進口和國產地空飛彈兵器上加裝。
1967年8月31日,三個營在西北某地堵截U-2飛機,兩個營發射了飛彈,戰鬥失利。空軍召開了各種座談會,部隊誤認為「28號」不能抗干擾,要求拆除。會上某院專家發現,部隊對「28號」抗干擾設備不熟悉,不懂抗干擾原理,操作不得要領。這時我即刻意識到我的工作有漏洞,我在完成研製工作後,忙於批量生產和部隊改裝,沒有同時編出教材。按某院專家的建議,我在現場為部隊詳細講解了「×號」抗干擾設備的工作原理和操作要領。經過深入討論,部隊恍然大悟,堅信「×號」能有效抗電子干擾,也認為該設備不能拆。
工作組匯報情況和「×號」抗干擾設備操作要領的報告,受到空軍首長和機關的高度重視,迅速要求各營嚴格按操作要領連夜演練。9月8日工作組返回北京路過蘭州時,空軍機關突然來電令我們蘭州待命。剛吃過午飯傳來振奮人心的喜訊,十四營成功對抗干擾,擊落U-2飛機,令我們直飛浙江嘉興。到達部隊後才知道,該營在營長休假離隊的情況下,副營長夏存風組織全營,堅決按空軍要求連夜演練,迎戰U-2時,一切都按作戰預案順利進行。作戰中,目標指示雷達準確地指示目標和測報敵機航路參數,當U-2到達開天線距離,立即打開制導雷達天線開關,同時發現角度欺騙型電子干擾。操縱手熟練操作「×號」抗干擾設備,迅速反掉干擾,指揮員按規定間隔,指揮連續發射三發飛彈,擊落了U-2飛機。隨後,我們趕往飛機殘骸墜落地點,從機翼下的吊艙裡,找到了被燒燬的電子干擾機,型號為「13C」。這次戰鬥的勝利,創造了成功對抗美國電子干擾,擊落U-2飛機的世界首例,也是國產地空飛彈兵器首次成功擊落U-2飛機。從此U-2飛機再也沒有入竄大陸偵察,只是偶爾入竄個別島嶼。「×號」抗干擾項目,於1978年作為「重大創新」在全國科學大會上獲獎。