掛於F-16機腹下方的憤怒小貓AN/ALQ-167電子反制莢艙,可利用認知電戰能力在敵方防空網進行點、線的突破。圖為美國空中國民兵2023.5.09於阿拉斯加進行「北方邊緣2023演習」中以F-16掛載「憤怒小貓」AN/ALQ-167電戰莢艙進行飛測。USANC
有別於大多數軍武命名講究雄壯威武,美軍從1970年代發展出的AN/ALQ-167電戰莢艙,卻以可愛的「憤怒小貓」為名,呈現極大反差。國防院網路安全與決策推演研究所助理研究員杜貞儀指出,「憤怒小貓」電戰莢艙原本是美空軍假想敵中隊用來演練對抗,當年連F-14也能掛載,由於後期發展演進成為「認知電戰」能力,就像被惹怒的貓咪會伸出利爪反擊,還能主動偵測威脅並即時調整干擾策略,癱瘓敵方防空系統。
近期美國空軍於印太空軍聯合「竹鷹演習26-1」中,由HC-130J搜救運輸機搭載「憤怒小貓」,提升戰鬥救援部隊的安全,擴及大型機的電戰防護。
AN/ALQ-167「憤怒小貓」電戰莢艙,從1970年代首型問世後,已有至少3個版本,目前已具備認知電子戰能力(Cognitive Electronic Warfare),能主動蒐集敵方目標訊號後,以AI、邊緣運算等製造出假目標等多元欺敵方案,反制敵雷達、反輻射飛彈與防空系統。US DoD
對於令人困惑又好奇的「憤怒小貓」(Angry Kitten)AN/ALQ-167電戰莢艙的由來,國防安全研究院網路安全與決策推演研究所助理研究員杜貞儀指出,暱稱「憤怒小貓」的AN/ALQ-167電子反制莢艙(electronic countermeasures pod, ECM Pod),實際上最早的版本AN/ALQ-167在1970年代就已經出現。
莢艙50年前已出現 功能持續精進
AN/ALQ-167電戰莢艙在1970年代問世時,長度為130英吋(330.2公分)、直徑10英吋(25.4公分),而此一莢艙上接到飛機「派龍」(掛架)上的 「懸掛與釋放系統」(Suspension and Release Equipment)長度則為30英吋(76.2公分),重量為236磅(約107公斤重)。但事實上,在同一個型號AN/ALQ-167之下,其實至少有三個不同版本的莢艙,過了50年之後,到了2013年之後被稱為「憤怒小貓」的三圍,與其第一代的電戰莢艙幾乎都沒有改變,大概只有重量有些微改變,但功能持續演進。
美國空中國民兵2023.5.09於阿拉斯加進行「北方邊緣2023演習」中,其F-16機腹中線掛載「憤怒小貓」AN/ALQ-167電戰莢艙進行飛測。US ANC
杜貞儀表示,1970年代時期,美軍當時需要的主要電子反制功能是針對「地對空飛彈」的防護,所以「憤怒小貓」其實最起初的功能就是一個自衛式的莢艙,提供單純的「噪音干擾」(Noise Jamming) 的攻擊,它製造大量的「噪音」(雜訊),讓這些雷達導引的地對空飛彈沒有辦法瞄準。
而AN/ALQ-167電子反制莢艙一開始設計的外型,前後各有2根外伸轉折的天線,因此整個看起來像一隻前後伸出四腳的的貓,因此GTRI研發團隊為了凸顯這種與過去軍事武器戰機設計團隊們「反差的美感」,刻意取個暱稱叫它「憤怒小貓」(Angry Kitten),來形容就像一隻平時柔軟柔弱毛茸茸的貓咪,一被外人觸怒時伸出利爪的憤怒攻擊,也如同其反制敵方雷達或是電子偵測裝備的工作模式。
美國空軍假想敵戰鬥機翼下掛架上掛載了AN/ALQ-167「憤怒小貓」(Angry Kitten)電戰莢艙,從這角度看其兩側的4根天線,研發人員認為,它很像正在張開四隻腳的貓咪,生氣的對付外來侵擾,事實上其天線能接收傳入射頻訊號,並發射由軟體產生的干擾波形,達到欺敵效果。USDoD
杜貞儀說,整個的「憤怒小貓」莢艙的外型從1970年代掛載於F-14「雄貓式」海軍艦載戰鬥機等戰機之後,後續的幾個變型基本上都沒有改變外型,不過其最大的改變,是在於因為微電子處理器跟運算元件的引進,讓它可以加快它運算的速度,跟它可以即時的去學習跟運用軟體,來去定義它的新的功能。就像是一支智慧型手機一樣,可以在硬體的開放式架構上,更新不同的軟體,來改變其電戰反制、干擾、欺敵等系統的功能。
所以,雖然「憤怒小貓」莢艙的外型在這幾十年來並沒有改變,但它裡面的整個硬體的硬體跟軟體的架構已經大幅的更新,裡面除了可承載過去只有自衛式的防護攻擊,已整合更新其功能,進展到可以去壓制敵方的防空系統,包括雷達跟反輻射飛彈,而最大的進步就是「認知電子戰」。
美國空軍的EC-130H「羅盤呼叫」(Compass Call) 電戰機改裝與「憤怒小貓」同類裝備後,可對視距外以及「面」製造出一個「燒穿走廊」(Penetration corridor)的區域,穿透敵方電子干擾防禦網。USAF
杜貞儀也指出,「憤怒小貓」電戰莢艙這種「認知電子戰(Cognitive EW)」能力,軟體開發是由喬治亞理工研究所(GTRI)負責,主要就是運用在現有新式的計算機、軟體功能,透過更新它的演算法或是即時的透過有限的資料在其整個作戰的進程中,從既有的資料到它實際上投入的時候,可以快速的去學習戰場的情況,應對敵方的雷達或者相關威脅。
系統可快速運算 製造分身假訊號欺敵
「憤怒小貓」電戰莢艙也跟很多新式系統一樣,關鍵的科技包括「數位射頻記憶體(Digital Radio Frequency Memory, DRFM)。杜貞儀解釋,這是指該系統可把收到的訊號在硬體層做數位化的快速處理。而且「憤怒小貓」電戰莢艙還後續還能進一步在系統單晶片上面可以進行的運算跟技術,也就是說希望可以在不用更新、不用傳輸或更新資料的狀況下,在戰場上就可以即時針對不同的威脅來做出回應。
F-35「閃電II」等第五代戰鬥機,也擁有與「憤怒小貓」電戰莢艙同等的「認知電戰」能力。F-35其最新電戰反制系統AN/ASQ-239,及AN/AAQ-37分散式孔徑系統(DAS)偵測敵方飛彈紅外線訊號等,提供強大的防護與反制能力。Lockheed Martin
根據相關技術資料指出,「憤怒小貓」電戰莢艙能製造出「目標已離開」、「假目標」以及多個「分身」的假訊號等,進行「認知電子戰」,愚弄敵方雷達系統等。杜貞儀解釋,「憤怒小貓」電戰莢艙系統是從它既有的應用它既有的模型在「邊緣」、不透過更新資料、不透過後續的直接一體線傳的更新資料,而是透過莢艙上的本來的這些天線感應、收集到的資料,加上本來預裝好的軟體跟系統,去學習敵方目標,也就把莢艙上收集到的這些低威脅的訊號跟背景訊號,去生成可以用的防禦或者是攻擊的方案。
也就是說,「憤怒小貓」電戰莢艙可能是製造很多個類似的目標,或者根據敵方不同的雷達、防空系統的特性去應對。這是因為防空系統可能有一發或者是多發的飛彈,就必須要對這些特性去應對,或者製造太多目標,超過雷達一下子可以處理的範圍,導致它的雷達沒有辦法處理,或者是讓它沒有辦法瞄準到特定的目標,都是可能的行動方案。
據了解,F-16V Block 70「蝮蛇」(Viper)戰鬥機的電戰系統也具備與「憤怒小貓」電戰莢艙同樣的「數位射頻記憶體(Digital Radio Frequency Memory, DRFM)技術,可執行認知電子戰。專家稱F-16 Block 70機上的「蝮蛇之盾」電戰系統AN/ALQ-254可對抗中共殲-20戰機。Lockheed Martin
這些電子作戰的模式,在過去既有的一些其他的電子作戰的記錄,或是曾經有記錄過的一些可行的戰術動作,就針對它的特性去製造單一或者是多個多重目標,重點是讓敵方沒有辦法瞄準,可以達成的手段有很多。
杜貞儀指出,「憤怒小貓」莢艙蠻有趣的部分,就是它已經出現了美國空軍把通用硬體的開放式架構,加上商用的處理器,去強調用軟體來定義它電戰莢艙的功能,並且可以快速更新,能夠在符合作戰節奏的方式去更新它的系統。
就像近期「憤怒小貓」莢艙在針對印太區域未來可能的高強度對抗中的「竹鷹」演習(Bamboo Eagle Exercise)一樣,美國空軍也在探討進一步應對新的威脅時的應用。
杜貞儀也說,「竹鷹演習」是由美國空軍作戰中心主導、以印太區域為主的大規模作戰演習,目的在於驗證在高度對抗且分散的作戰環境中,部隊的敏捷作戰運用(ACE)和指揮管制(C2)能力。首屆「竹鷹演習」於2024年,模擬印太高度衝突,訓練聯合部隊和盟軍部隊在分散的非傳統地點,而非在主要作戰基地進行的作戰行動。「竹鷹」系列演習通常每年會進行3次演習,日前進行的是「竹鷹演習26-1」(Bamboo Eagle Exercise 26-1),就是「憤怒小貓」電戰莢艙首度登上美國空軍的HC-130J搜救運輸機進行測試與評估。
由於中共解放軍在電子電磁作戰(對岸稱「體系對抗」)方面多年來下了很大功夫,因此,美軍在重返印太之後,已經調整策略,高度重視在印太區域與第一島鏈的電子電磁作戰對抗環境。也因此,「憤怒小貓」所具備高度的「認知電戰」(Cognitive Electronic Warfare))能力,能像生物一樣主動偵測威脅並即時調整干擾策略,就成為美國空軍與盟軍所重視的電戰利器,而且也不止會裝置在F-16CJ這類的「防空制壓」(SEAD)任務,也會運用到大型的電戰飛機甚至是救援用飛機上。
全面性電子反制能力 可突破防空網執行救援
舉例而言,AN/ALQ-167「憤怒小貓」莢艙能讓 F-16CJ在接近例如敵方S-300/S-400防空飛彈時,自動感應敵方雷達信號後就利用人工智慧 (AI) 立即產生對應的干擾波形、欺騙訊號使敵方雷達「看不準」或「跟丟」目標。
而如果把AN/ALQ-167「憤怒小貓」莢艙系統,裝到EC-130「羅盤呼叫」(Compass Call)電戰機或者上述的HC-130J搜救運輸機這類的大型機上,有個很大的好處,就是提供更大功率的電力,就像「開外掛」一樣,可以把「點」或「線」的電子反制能力,躍升為「面」的甚至是視距外的電子干擾戰力。杜貞儀指出,這也就是可以對敵方防空網製造出一個「燒穿走廊」(Penetration corridor)的「面」(或是區域),讓我方更多戰機可以有更大的安全空域與時間,可以通過敵方防空系統布置的範圍。
不過,由於C-130系列的運輸機的機翼上並沒有多餘的派龍架,原來的派龍架都是副油箱,因此,美軍先前將AN/ALQ-167「憤怒小貓」莢艙裝到HC-130J搜救運輸機時進行整合測試時,必須改裝左後方的一個跳傘機門,並加裝一個架子,讓「憤怒小貓」它可以加在這個上面。而此一構型是適用於美軍其他所有的通用的派龍架,因此,可以直接架構在其他戰機上面。
據了解,HC-130J搜救運輸機上在其後艙的電戰裝備,目前正在進行整合測試,在飛行的時間就能接收敵方目標訊號來做即時的更新,如果未來在HC-130救援運輸機上的整合測試的話,將可能是美軍其他大型機獲得電戰防護能力的大幅進展,在空中執行作戰與救援任務時,都能獲得「憤怒小貓」莢艙的保護。