現代民航客機有什麼自衛措施?發展趨勢是什麼?

食無肉居有竹


二戰結束後,民航成為了新興的世界班車,幾乎連接地球的任何AB點。然而種種原因造成的空難也時刻威脅著民航安全,成為高空旅行者們不可預知的噩夢。在所有的空難事故中,最為悲慘的莫過於民航客機被軍隊或者其他武裝勢力襲擊,雖然民航本身不具有任何軍事價值,但自上世紀50年代以來,被擊落的民航客機卻不勝枚舉!其中最嚴重的三次:1983年9月:韓國一架波音747客機被蘇聯蘇-15戰鬥機擊落,客機上269人全部遇難;1988年7月:伊朗一架A300客機被美國“文森斯”導彈巡洋艦擊落,客機上290人全部遇難,無一生還,其中還包括六十幾名12歲以下的兒童;2014年7月17日,馬來西亞航空公司一架飛往吉隆坡的波音777 在烏克蘭被一枚山毛櫸導彈擊落,機上298人全部遇難!

難道客機就沒有什麼自衛措施來防止類似事件發生嗎。答案是肯定的,而且就目前,關於客機的自衛措施的發展也沒有什麼的實質性進展,還是以國際法為基礎,要求各國都必須保證過境航班的通行自由與安全,至於技術基本處於停滯狀態,而已經研發的便攜式導彈攻擊防禦系統也基本處於無人使用!

其實早在90年代初,針對民航客機的導彈攻擊曾導致西方國家興起一股研製對抗紅外製導的便攜式防空導彈的客機自衛系統熱潮。不過那時候的客機自衛系統主要針對紅外製導的便攜式防空導彈,其研發也源起於一系列的導彈攻擊事件,僅僅只是少量裝配和試驗。而第一個以國家名義宣佈安裝的是以色列,2002年以色列國防部要求所有飛國際航線的以色列客機都要安裝自衛裝置。

到了2003年,以色列以航空工業部門向外界公開展示了名為“飛行衛士”的“反導彈防禦裝置”。該裝置的價格在200萬美元左右。該系統重90公斤,採用脈衝多普雷雷達探測來襲導彈。飛機兩側各安裝兩個紅外干擾彈投放器。雷達探測到來襲導彈後,對機組人員發出警告,並自動觸發紅外干擾彈。大約有150架飛機安裝了這種“飛機衛士”。

時間來到2004年,英國航空航天公司和美國諾思羅普·格魯曼公司研製保護美國民航飛機的導彈防禦系統。兩家公司提供的系統實際上是直升機或者軍用運輸機裝備的類似系統的改進版。主要有兩部分組成:一部分稱作導彈逼近告警系統。通常是採用紅外或者紫外告警技術,追蹤導彈發動機燃燒時發出的尾焰。第二步便是干擾裝置,干擾裝置也有兩種:紅外干擾彈相對較為便宜,但是無法對付紅外成像導引頭等高端技術的先進便攜式防空導彈;定向紅外干擾系統實際上是通過發射激光,欺騙或迷惑導彈的制導系統,保護客機免受襲擊,它對所有紅外製導導彈幾乎都有效,不過價格是紅外干擾彈投放器的兩倍以上。但是,上述這些有一個嚴重的問題那就是,都是便攜式防控導彈,自衛有限,而目前的便攜式防空導彈最大射高在3000米左右,對於1萬米以上高度巡航的客機無可奈何,因此這些系統也僅僅主要用來攻擊起降階段客機,所以有些國家還研製了部署在機場地面上的飛機保護系統。

此後,民航客機的自衛防禦系統再無實質性發展,目前民航機自衛系統,也一直主要針對紅外製導的便攜式防空導彈。換句話說,民航機即便裝備了這些自衛系統,也無法對付諸如“山毛櫸”這樣的採用了雷達制導的中遠程防空導彈。對於類似“山毛櫸”這種系統,現有的民航自衛系統的紅外誘餌彈或者紅外干擾機都無法進行有效干擾,起不了一點用。可能有人會說,針對雷達制導的防空導彈也並非毫無對策。可以從戰鬥機自衛系統移植相關技術,但我們回頭想想,民航針對的是航空公司,而戰鬥機整套系統更為複雜和昂貴,先不說民航公司是否願意選擇安裝,即使安裝了也無法完全確保對先進雷達制導防空導彈的效果,不然戰鬥機也就沒必要發展隱身技術了。如果從技術角度講,那就更難說了,就以無源探測系統來說,需要分辨雷達種類,是警戒雷達、航管雷達還是炮瞄雷達或者導彈制導雷達,還要能夠分析雷達的工作狀態,是處於搜索狀態還是鎖定狀態。這需要對不同國家不同雷達的信號特徵建數據庫,而這是各國軍方嚴格保密的數據。此外,干擾裝置也要更復雜,包括無源的箔條以及有源干擾裝置。

所以說,民航客機自衛措施的發展基本停留在對臨便攜式導彈攻擊的階段,且一直沒有較大進展,前景並不樂觀,而就安裝已經研發的這些現有的自衛系統而言,有關各方已經爭論不休,系統製造商認為應當安裝,飛行員也很關切,但由於經濟原因,只有極少數的航空公司考慮使用此係統。所以,至今除了以色列外,幾乎沒有國家強制安裝這類系統。至於研製、安裝針對雷達制導的大型導彈的新型自衛系統,前景就更不樂觀了。


愛IT愛科技


我是薩沙,我來回答。

民航客機沒有自衛措施,唯一的就是配備空警了。

就防衛方面,這個世界上只有以色列客機曾經安裝過“天盾”反導系統。

“天盾”反導系統被安裝在客機機身下方,包括一個高敏感度的紅外探測器,可在遠距離發現來襲導彈;還包含一套激光發射器,可自動照射來襲導彈,干擾其紅外引導頭。

在“天盾”之前,以色列裝備的是“飛行衛士”(Flight Guard)系統。

飛行衛士”系統,它與以色列空軍現役大型飛機上所使用的導彈對抗系統相似,包括了360度覆蓋範圍的導彈接近告警系統(MAW)和與之交聯的紅外干擾彈拋射器。據研製該系統的以色列埃爾比特公司稱,這種系統已經經過多年實戰檢驗,非常可靠,能夠有效對抗各種肩射防空導彈。如果有必要,可再加裝箔條拋射器,那就可以對抗雷達制導的導彈系統。

為什麼這麼搞?

主要是當時很多阿拉伯恐怖分子,使用單兵便攜式防空導彈,對以色列客機進行恐怖襲擊。

所以以色列客機就配備這種玩意,目的是萬一遇到襲擊可以藉此脫身。

然而這玩意再先進卻沒有蛋用,因為新一代單兵便攜式導彈具有抗干擾能力。

同時,安裝這種設備是非常昂貴的,以色列的客機非常多,這簡直是花費巨資搞一個沒用的廢物。

所以,沒多久以色列也取消了這個設計。

由此大家可以看到,便攜式單兵防空導彈,可以說是防空武器中僅僅比高射機槍強一些的武器,客機尚且對付不了,何談其他防空導彈之內。

退一步說,面對現代化防空導彈,就算最先進的戰鬥機或者轟炸機,未必能夠倖存,何談客機。

所以,靠客機防禦是不靠譜的,必須另外想辦法。

馬航MH-18在烏克蘭上空被擊落,現在基本可以肯定是東烏武裝所為。

因為技術能力不夠,東烏武裝將客機識別為烏克蘭政府軍飛機,給予擊落。

這種情況下,其實沒有什麼太好的辦法。

唯一可以做的是,客機儘量繞開可能存在危險的戰區。如果馬航飛機不從這裡飛過,也就不可能被擊落。

但是烏克蘭航空客機又被伊朗擊落,這個實在沒辦法預防。

烏克蘭客機剛剛升空,就被伊朗防空導彈誤認為是隱形戰機,胡亂開火打下來。

就烏克蘭客機來說,它沒做錯什麼,航線和飛行時間也是向伊朗申請後批准的。

這一切都是伊朗防空部隊胡來的結果。


薩沙


2020年1月8日,一架飛往基輔的波音737-800客機(烏克蘭國際航空公司PS752次航班)在從伊朗首都德黑蘭伊瑪姆霍梅尼國際機場起飛後不久墜毀,機上176名乘客和船員全部遇難。幾個小時後,西方國家宣稱他們的情報顯示是伊朗軍方擊落了這架飛機。路透社援引一名美國官員的話說,美國檢測到了在飛機附近爆炸的兩枚地對空導彈的特徵信號。《紐約時報》的報道則稱,有經過驗證的視頻顯示一枚導彈擊中了這架飛機。

圖一 被擊落的PS752航班殘骸現場

伊朗政府一開始堅決否認這一指責。但是,後來他們承認這架737在轉向“敏感的”伊斯蘭革命衛隊基地時被誤認為是敵對目標。因當時美伊關係,導致“神經高度緊張”的部隊無意中將其擊落。

在這一悲劇發生之後,保護民航飛機免受導彈襲擊的問題再次受到關注。PS752被擊落並不是一件新事,它只是一長串類似事件中的最新一個犧牲品。

民航客機面臨的威脅

儘管在公眾和媒體眼中,那些被陸基雷達制導防空導彈或空空導彈擊落的民航飛機往往具有更高的關注度,例如:

  • 大韓航空007航班在1983年被蘇聯空軍蘇-15擊落;

  • 伊朗航空655航班在1988年被美國海軍巡洋艦“文森納(USS Vincennes)”號發射的雷達制導導彈擊落;

  • 西伯利亞航空公司的一架圖-154在2001年烏克蘭的一次軍事演習中,在黑海上空被擊落;以及

  • 2014年7月馬來西亞航空MH17航班在烏克蘭東部被親俄羅斯武裝分子發射的導彈擊落(這裡採用了荷蘭調查人員的結論)。

圖二 蘇-15戰鬥機擊落大韓航空007次航班

圖三 馬航MH17航班被“山毛櫸”導彈擊落的示意圖

但事實上,大多數被擊落的民航飛機是由便攜式防空系統(Man-Portable Air Defense System,MANPADS)引起的。 根據美國運輸安全管理局(Transportation Security Administration,TSA)的統計,自1975年以來,已有40架民航飛機被MANPADS導彈擊中,造成約28起墜機事故和800多人死亡。

1970年代的重大事件包括:越南航空的一架道格拉斯C-54D-5-DC在1975年3月被MANPADS擊落在越南領土,機上26人全部喪生;1978年一架羅德西亞航空(Air Rhodesia)的維克斯子爵(Vickers Viscount)飛機被人民革命軍(the People's Revolution Army)發射的MANPADS擊中在津巴布韋迫降,造成4名機組人員和56名乘客中的34人喪生。

1988年12月,美國國際開發署租用的兩架道格拉斯DC-7噴霧機在滅蝗過程中,遭到西撒哈拉武裝分子發射的MANPADS襲擊。一架飛機墜毀,五名機組人員全部遇難。

1993年9月,在阿布哈茲戰爭期間,格魯吉亞Transair航空的一架圖-134和奧比格魯吉亞人航空的一架圖-154B在一天之內相繼被擊落,造成135人死亡。1998年,一架剛果航空公司的波音727飛機在剛果民主共和國被擊落,41人死亡。1998年12月到1999年1月的短短數週內,兩架聯合國擁有的C-130“大力神”運輸機在安哥拉被擊落,23人死亡。

2002年11月,恐怖分子向一架從肯尼亞蒙巴薩出發,載有271名乘客和機組人員的阿契亞航空公司(Arkia Airlines)波音757發射了兩枚導彈。儘管這兩枚導彈均未達到目標,但事件直接導致Elbit系統公司開發了其C-MUSIC技術。

一年後,DHL的一架空中客車A300B4-203F貨機在伊拉克運送郵件時,被一枚MANPADS發射的導彈擊中並損壞。該導彈擊中了飛機的左側油箱,但飛機最終在巴格達安全降落。據稱,2007年3月,一架白俄羅斯TransAVIAexport航空公司的伊爾-76TD貨機被一枚地對空導彈擊落在索馬里摩加迪沙,11名機組人員死亡。

圖四 DHL的A300B4-203F貨機遭到MANPADS襲擊後,飛機左側機翼油箱的受損情況

伊朗的野蠻行徑激起了全球各國的強烈反應和伊朗的反政府抗議活動。國際航空運輸協會(International Air Transportation Association,IATA)對於這次襲擊的反應為“憤怒”,並表示:“應不遺餘力地確保這種悲劇永遠不會重演。”然而,對於在戰區和熱區上空及其周邊飛行的民航客機問題仍然存在:如何制止或減少此類事件?

稀星天外認為需要從三方面著手:

  1. 加強飛機的對抗措施,安裝先進的自衛系統

  2. 加強空域的管理,該繞行就繞行,該封閉就封閉

  3. 控制武器的擴散,特別是要在源頭上掐斷流向“無國家武裝團體”的防空武器。

複雜的對抗措施

正如前面我們所看到的,MANPADS由於其使用和攜帶相對容易,獲取的門檻不高,構成了對民航客機的最危險威脅之一。

就在德黑蘭事件發生前不久,美國智庫蘭德公司在2019年12月發佈了一篇題為《針對商業航空,獲取和使用MANPADS》的報告。根據該報告,自1975年以來,MANPADS已被用於65起民用飛機遭襲事件,“造成1000多名平民死亡”。

注:顯然因為數據源不同,蘭德公司的數據和美國運輸安全管理局的數據不一致。

基本的紅外對抗措施,例如紅外干擾彈,在某種程度上可以保護飛機。但是正如蘭德公司報告所指出的那樣,它“對先進的焦平面成像或擁有指令制導系統的MANPADS基本無效”。基本對抗手段的另一個弱點是紅外干擾彈需要特別的發射器。這產生了特別的維護和使用人員培訓需求。

圖五 一架C-130“大力神”運輸機在釋放紅外干擾彈

圖六 C-130上的紅外干擾彈和雷達誘餌的撒佈器,兩側各一個。這顯然不太適合民航客機

定向紅外對抗(Direct Intra-Red Counter Measurement,DIRCM)提供了更先進的自我保護功能。DIRCM系統通過導彈來襲告警系統探測和跟蹤紅外信號,向來襲導彈發射激光束以干擾武器的導引頭,導致其最終失去鎖定並偏離目標。

以色列Elbit系統公司的C-MUSIC系統可能是最著名的可用於大型商用飛機的DIRCM產品。該公司稱C-MUSIC為民航客機提供了“有效、可靠和負擔得起的保護”。

該系統包含在一個安裝在機身上的160千克重,2.7米長的長豆莢型吊艙。Elbit表示,“它的設計滿足了民用航空的最高要求,包括高可靠性、簡單安裝、低阻力,且對機組人員的工作量沒有影響”。

圖七 以色列Elbit系統公司的C-MUSIC系統

如前所述,C-MUSIC系統的研發是在2002年9月一架以色列阿契亞航空公司的波音757-300飛機在肯尼亞蒙巴薩遭到未遂MANPADS襲擊後開始的。以色列政府後來要求所有以色列的航空公司都必須在其客機上安裝該系統。目前,C-MUSIC已經積累了超過35000小時的使用時間,並且“在所有操作條件下都被證明是有效的”。

圖八 裝在一架以色列航空公司波音737上的C-MUSIC系統

美國國會在本世紀初指示其國土安全部(Department for Homeland Security,DHS)評估了DIRCM技術在商用飛機上的有效性。DHS隨後啟動了反MANPADS項目,對BAE系統的JETEYE和諾斯洛普·格魯曼公司的“衛士(Guardian)”DIRCM產品進行了評估。三架美國航空的波音767-200客機安裝了JETEYE,10架聯邦快遞的MD-11F貨機則接受了“衛士”系統。測試於2008年完成。

DHS從測試結果中得出的結論是,兩種系統都可以抵抗多枚導彈的襲擊,但是沒有一個能夠達到可靠性要求。另外,它估算將此類設備安裝在美國所有航空公司的客機上安裝此類系統,將至少耗資22億美元。因此,美國國會擱置了這個主意。

圖九 BAE系統公司的JETEYE定向紅外對抗系統

圖十 裝在聯邦快遞MD-11上的“衛士”DIRCM系統

圖十一 從這個角度看,“衛士”DIRCM系統還是比較小的,對飛機影響不大

另外,針對那些更為引人注目的,在飛機被陸基雷達制導導彈或空對空導彈這些比MANPADS更為先進的防空武器擊落事件中,DIRCM基本無效。因此,即使PS752裝備了DIRCM,估計也難逃被伊朗擊落的命運。

儘管DIRCM系統可以提供一定的防禦能力,但“先進技術”的導彈“無法被欺騙”,並且DIRCM也“無法防範依靠其他制導手段的武器”。

其他一些新興的可以獲取、跟蹤和摧毀導彈的反導技術,諸如高能激光(High Energy Laser,HEL)系統,也有侷限性。 儘管HEL可以摧毀導彈,而不僅僅是欺騙導彈,但取決於導引頭的類型和導彈自身的紅外對抗技術,它的“有效性”差別很大。另外,HEL系統一次只能發射一枚導彈,只能防禦機場周圍相對較小的區域。這使它們只能保護飛機航程的有限部分,加上有些機場周邊還不一定能夠部署。

一些國家,例如擁有“鐵穹”防禦系統的以色列,在其航空樞紐附近安裝了地面導彈防禦系統。美國國土安全部甚至考慮在高空飛行的無人機上安裝基於激光的防禦系統。但該想法在“發現可用的DIRCM系統無法可靠地擊敗肩扛式導彈”的試驗後被放棄。

圖十二 以色列的“鐵穹”防空導彈系統

降低風險的手段——打不過,躲得起

除了技術手段,減輕風險的更直接的方法就是避免使飛機進入高危區域。

PS752被擊落後的幾個小時內,各國航空公司迅速採取行動,修改了飛經中東的飛行計劃,以確保飛機不會進入被認為是高風險的空域。

航空監管部門會進行持續的風險評估,併發出飛行員通知(NOtice To AirMen,NOTAM),以告知危險,並在某些情況下對某些空域的飛行加以限制。

當烏克蘭客機被德黑蘭當局擊落後,美國聯邦航空管理局(FAA)發佈了NOTAM,禁止美國的航空公司飛入伊朗、伊拉克、阿曼灣和沙特阿拉伯與伊朗之間水域上方的空域。儘管後來對上述地區的飛行不再絕對禁止,但隨後的NOTAM仍然限制了波斯灣和阿曼灣的某些空域,包括最大程度地減少海面上空飛行。

到2020年2月,FAA的網站上還列出了禁止或限制在阿富汗、肯尼亞、利比亞、朝鮮、索馬里、敘利亞、烏克蘭部分地區、委內瑞拉和也門上空飛行的NOTAM。

加強機場安全方面的潛在弱點是降低被擊落風險的另一種方法。TSA的聯邦航空法警局制指導各機場進行一個被稱為“MANPADS協助訪問”的機場脆弱性評估,以識別機場的潛在安全漏洞並建議採取挽救措施。

這些訪問主要在美國的機場進行,有時也在其他國家進行。 TSA說,該計劃自2003年開始以來,已經進行了38次評估。

圖十三 PS752被擊落前中東地區的航路圖

圖十四 PS752被擊落後,有幾架原本途徑此處的飛機緊急折返或繞道

圖十五 PS752被擊落後,FAA發佈NOTAM,許多航空公司的航線進行調整

從源頭抓起,杜絕武器的擴散

應對導彈威脅的第三種方法是阻止MANPADS或其他導彈系統落入不法之徒,特別是採取行動使“非國家武裝團體”手中的武器遭到“破壞和退化”。

TSA指出,自2003年以來,美國與其他國家合作一起銷燬了30多個國家超過33500件所謂“過剩、缺乏管理、非法持有或其他有風險的MANPADS”武器。

圖十六 MANPADS因為其體積小巧,比其他系統更容易擴散

而蘭德公司的報告也指出,各國政府可以採取沒收金融資產,引渡和起訴“非國家武裝團體”的成員,起訴與其進行業務往來的實體,對特定團體發動軍事行動,實施出口管制協議並攔截武器走私等措施來減緩和杜絕MANPADS的擴散。

嚴格管理武器倉庫,密切監視庫存和進行過期或退役武器的合理處置訓練是其他有效策略。還可以選擇通過“減小市場”行動,使“非國家武裝團體”購買MANPADS的成本更高。儘管後者不太可能完全消除供應,但它們可能會抬高價格,使它們超出“非國家武裝團體”的財務能力。

圖十七 蘇聯和俄羅斯的MANPADS是很多非法市場的搶手貨

解決問題之道和當前困境

稀星天外認為,只有將所有不同的方法——防止導彈落入不法之徒,管理空域和部署反導技術——結合起來,多管齊下,才能解決導彈對客機的威脅。

儘管,MANPADS攻擊民用航空的風險在比例上很容易降低,但威脅不會消失。因為不穩定的國家繼續在儲備這些系統,而向熱點地區出售這些武器的生產國幾乎不會受到懲罰,因此活躍在衝突環境中的許多“非國家行為者”都具有MANPADS能力。隨著他們越來越多地表明使用這些武器來對付民航飛機的意圖,不難想象民航客機被MANPADS擊落的致命情況還會發生。

圖十八 ISIS武裝人員也擁有MANPADS能力

在本世紀初,國際民航組織(International Civil Aviation Organization,ICAO)成立了地區航空安全小組,作為“通過所有航空安全利益攸關方的參與來促進減少航空安全風險的聯絡點”,協調和緩解安全風險有關的工作。

馬航MH17被擊落的新聞事件導致ICAO成立了一個國際特別工作組,負責在衝突地區飛行的民用飛機。ICAO還確定了各國政府,航空公司,空中導航服務提供商和其他利益相關者的角色和責任,並建立了一個衝突地區信息庫。這是一個各國可以共享有關全球潛在風險詳細信息的網站。

儘管如此,在去年6月IATA的年度會議上,該協會負責安全和飛行運營的高級副總裁吉爾伯託·洛佩茲·梅耶(Gilberto Lopez Meyer)抱怨目前各國航空公司在獲得更好的信息方面普遍缺乏進展。關於如何關閉空域以及何時關閉空域的問題尚未達成國際共識,各個監管機構和航空公司均自行進行風險評估和決策。

圖十九 在美國海軍無人偵察機被伊朗擊落後,FAA發佈了NOTAM禁止民航飛機飛經阿曼灣上空

代表歐洲各地40000名飛行員的保護傘組織——歐洲駕駛艙協會(European Cockpit Association,ECA)最近呼籲更加緊迫地解決在衝突地區的商用飛行問題。ECA的一項提案是所謂的“全力以赴”規則,即如果有兩個歐盟成員國或兩個主要航空公司決定中止飛往一個衝突地區的航班,那麼所有歐盟航空公司都必須停止和該地區相關的飛行活動。

ECA總裁喬恩·霍恩(Jon Horne)表示:“我們不需要知道各國嚴格保護的機密情報,但我們迫切需要的一種共享對沖突地區進行風險分析的結果並根據該結果採取行動的方法。任何歐洲航空公司或飛行員都不應被排除在外,所有人都應該有機會從……這些信息中受益。”

稀星天外對此表示贊同。儘管許多人認為應該有一個國際機構來負責關閉衝突地區領空,但這很多時候只是個事後補救。更關鍵的是在悲劇發生前,有人能夠根據掌握的情報做出預判,為各航空公司提供指導意見。

只要國際社會不能有效應對飛越和進入衝突地區的航班,就有讓人付出生命代價的風險。指責單個國家和組織很容易,但這無助於挽救那些逝去的生命。


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