Co to je elektronický boj?

Elektronický boj (Electronic Warfare - EW) je jakákoliv činnost, při které se použije elektromagnetického spektra nebo přímé energie (Direct Energy - DE) k ovládnutí EM spektra, k útoku na protivníka nebo k obraně vůči nepřátelským útokům skrze EM spektrum. Takto vysvětluje definici wikipedia (en.wikipedia.org). Nyní si nastíníme, co vše si pod touto definicí lze představit, jak se systémy v rámci EW dělí a co umí a co vše dělají.

Elektronický boj

Elektromagnetické spektrum je dnes důležitým až klíčovým prostředím, které nachází obrovské uplatnění v civilní i vojenské oblasti. V případě vojenského využití můžeme uvažovat například o komunikaci mezi jednotkami, datová spojení, systémy velení a řízení, radary, navigace, řízení zbraňových systémů a UAV a mnoho dalšího. Všechny vyjmenované činnosti a zařízení využívají EM spektra a lze si jednoduše představit, že v případě nějakého konfliktu bude chtít nepřítel tyto systémy narušit a dočasně nebo trvale eliminovat. Jejich i jen dočasné znefunkčnění by mohlo mít vážné následky a značné omezení operačních schopností s přihlédnutím k faktu, že elektronika a komunikace hraje v dnešním světě čím dál větší roli. Zjednodušeně můžeme říci, že elektronický boj je odvětví, které se zabývá detekcí všech těchto zařízení, útokem na ně i jejich obranou.

Pro úplnost na začátek ještě dodejme, že EM spektrum není jen o radiových frekvencích (RF), ale jedná se o celé spektrum, kde k významným patří i oblasti infračerveného záření (IR), oblast viditelného světla nebo i lasery, které nacházejí čím dál větší uplatnění ve vojenském aplikaci. Zároveň se elektronický boj aplikuje v pozemní, letecké i námořní oblasti včetně podmořské.

Pro dělení systémů a operací v rámci EW můžeme použít klasické dělení:

  • Elektronická podpora / Electromagnetic support measures (ESM)
  • Elektronické působení / Electromagnetic countermeasures (ECM)
  • Elektronická ochrana / Electromagnetic counter-countermeasures (ECCM)

Lze se setkat i s novějším dělením, hlavně v rámci NATO:

  • Electronic warfare support (ES)  - odpovídá staršímu ESM
  • Electronic Attack (EA)  - odpovídá staršímu ECM plus zahrnuje i antiradarové zbraně a zbraně s přímým působením energie
  • Electronic protection (EP) - odpovídá staršímu ECCM

Nyní si projdeme jednotlivé části a zjednodušeně si řekneme, co znamenají a co zahrnují.

Struktura EW

Elektromagnetický přehled a podpora - ESM/ES

Úkolem elektromagnetického přehledu a podpory je hledání a detekce signálu, který může představovat hrozbu (nepřátelský radar, IR zaměření,...), následně tento signál analyzovat, identifikovat, ideálně určit zdroj záření, případně i směr, odkud signál přichází (direction finding - DF), nebo přímo lokalizovat zdroj signálu.

Jedním z nám blízkých příkladu ESM/ELINT systému mohou být české systémy pro pasivní radiolokaci reprezentované posledním modelem Věra NG (předchůdci Kopáč, Ramona, Tamara). Tento systém sleduje signály v RF pásmech 0.05-18 GHz, které analyzuje, identifikuje a vcelku přesně i lokalizuje jejich zdroj.

S pojmem ESM se úzce pojí i pojmy SIGINT, ELINT či COMINT. SIGINT (SIGnal INTelligence), který bychom mohli přeložit jako signální zpravodajství, je obecný pojem označující získávání informací pro účely rozvědky/kontrarozvědky ze zdrojů jakou je radarový provoz, datová komunikace, Internet, odposlechy apod. COMINT (COMmunication INTelligence) je podmnožinou SIGINT a studuje signály použité pro komunikaci mezi lidmi a snaží se z nich vytěžit zpravodajské informace o množství a přesunech jednotek, rozkazech, atp. ELINT (ELectronic INTelligence) se pak zabývá signály, které nejsou určeny přímo pro komunikaci. Jedná se primárně o sledování a objevování nových zdrojů signálů a jejich identifikaci (radary, rušičky,...).

ESM systémy v principu fungují následujícím způsobem: Nejdříve se zachytí nějaký signál, následně se tento signál analyzuje a určují se jeho parametry (frekvence, počet pulsů za sekundu, modulace, atd.) a následně se tyto parametry porovnají s parametry známých zdrojů signálů ve vestavěné databázi a tím se identifikuje zdroj signálu. Jednou ze zpravodajských metod, jak do takovéto databáze přidávat nové ještě neznámé systémy s novými parametry je právě ELINT. Následně některé ESM systémy umožňují určit směr, odkud signál přichází nebo dokonce přímo lokalizovat zdroj signálu.

Elektronické působení - ECM/EA

Elektronické působení je aktivní a ofenzivní oblast elektronického boje, jehož úkolem je působení proti systémům využívající EM spektrum nepřítele ať už nedestruktivní (rušení, klamání) nebo destruktivní, tzv. elektronická neutralizace (zničení elektroniky přímým působením zbraněmi se směrovou energií).

Jednou z nejrozšířenějších metod je rušení (jamming). Jedná se o úmyslné vyzařování, zpětné vyzařování nebo odrážení záření protivníka za účelem omezit systémy protivníka, tzn. omezit nebo znemožnit vlastní lokalizaci nepřátelským radarem, rušení GPS signálů, nebo např. v Afghánistánu se široce používají rušičky proti dálkově odpalovaným nástražným zařízením RC IED. Rušení může být velice efektivní, pokud přesně víte, co a kde rušit.

Další metou je elektronické klamání (deception), kde pozměňováním, deformací a falzifikací EM signálu můžete zmást nepřátelský systém. Jako příklady si uveďme posílání zpětných signálů radaru za účelem klamání o skutečné poloze případně o množství cílů či o odlákání naváděných střel. K tomu se používají návnady (decoys), které vysílají falešné signály.

Do této kategorie patří i mechanické a chemické metody elektronického klamání. V případě IR se jedná např. o světlice (flares), které mají za úkol na sebe navést střely s IR naváděním nebo použití lehkých kousíčků kovů (chafs) za účelem zmatení radarů jež byly využívány již v druhé světové válce.

Budeme-li se držet definice EA v rámci NATO, tak sem můžeme zařadit i protiradarové střely (ARM - Anti-Radiation Missile) nebo zbraně s přímým působením energie (DEW - Directed-Energy Weapons), např. lasery, nebo zbraně založené na mikrovlnném záření.

Přehled využití elektromagnetického spektra.

Přehled využití elektromagnetického spektra.

Elektronická ochrana - ECCM/EP

Elektronická ochrana (pod starším označením známá i jako EPM - Electronic Protective Measures) zahrnuje opatření a techniky pro ochranu zařízení a systémů vůči jakémukoliv účinku přátelského i nepřátelského použití EM spektra vedoucí k omezení nebo zastavení vlastní bojeschopnosti. Obecně platí, že o ECCM je nejméně dostupných informací, které jsou chráněné a jejich zveřejnění by mohlo ukázat slabiny, kterých by se mohlo využít v rámci ECM.

Mezi typické techniky a metody patří technologie stealth. Jejím úkolem je snížení účinného průřezu pro radarovou detekci. Jedná se hlavně o design s důrazem na maximum ostrých hran a na materiálové inženýrství, kde je snaha použít materiály s nízkou odrazivostí signálů resp. jeho vysokou absorpcí. Dále se jedná o vhodný návrh vlastních zářičů (emitter), kde je žádoucí potlačit postranní vyzařovací laloky, na které se zaměřují například antiradarové střely.

Patří sem i různé techniky vysílání za účelem omezit rušení a klamání. Například náhodné změny frekvence radaru v širokém pásmu (frequency agility). V takovém případě musejí rušičky rušit celé pásmu, což je náročné hardwarově i energeticky a méně efektivní než při rušení konkrétní frekvence (případně zde musí být extrémně výkonný systém pro okamžité rozpoznání nové frekvence a její okamžité zarušení). Například moderní LPI (Low Probability of Intercept radar) radary mění frekvenci až 1000krát za sekundu. Také sem patří i různé modelace pulsů a CW signálů. V neposlední řadě sem patří i návrh vlastních logik senzorů a obvodů pro rozpoznání ECM útoku a jejich potlačení.

Hra na kočku a myš

Podobně, jako je tomu u vývoje protitankových zbraní a tankové ochrany, kdy jedno reaguje na druhé, tak stejná situace je i v oblasti elektronického boje. Tytam jsou časy, kdy radarům stačil obyčejný obdélníkový puls na pevné frekvenci. Tak jak se přizpůsobují útočné metody, tak se mění i ochranné mechanismy a dostáváme se ke komplexním signálům, které se špatně detekují a náhodně mění frekvenci. Na druhé straně rostou možnosti, výkony a schopnosti moderních přijímačů a ve spojení hlavně s digitálním zpracováním signálu (DSP - digital signal processing) na výkonných počítačích s procesory.

Jako příklad si uveďme přesně naváděná munice (Precision-Guided Munition), které byla vyvinuta za účelem větší efektivity zničení konkrétního cíle a naopak omezení civilních zpráv. Velkého nasazení se dočkala například v Afghánistánu, kde povstalci používali úkryty v blízkosti škol, nemocnic, mešit atd. Tuto munici lze používat z letadel, UAV, lodí a pro svou navigaci začala používat americký systém GPS. Následně se rušící systémy GPS, které zcela zarušily nebo omezili signál GPS, staly hlavní prioritou povstalců.

To vedlo k dalšímu vývoji GPM, kde se pozornost zaměřila na technologie, které omezili rušení. Nový typ antén, které i při nepřátelském rušení, nebo interferenci, dokážou najít a rozpoznat pravý signál GPS. Následně lze vyvinout ještě důmyslnější a efektivnější rušení. Dnes se vyvíjení a testují nové systémy, které pro přesnou navigaci už nebudou potřebovat GPS, a tak stále dokola.

Čím dál více zemí si v dnešní době uvědomuje nejen důležitost elektronického boje samotného, ale i nutnost reagovat na nejnovější hrozby a to ideálně co nejrychleji.

Komplexní systémy

Dnešní systémy elektronického boje mají často komplexní podobu, kde jsou typicky spojeny ESM a ECM systémy, kde ESM měření dodává informace pro ECM útok (např. AN/ALQ 184). I samotné systémy ESM jsou zpravidla zapojeny do větších celků pro řízení velení a situačního povědomí o oblasti a jsou vhodným doplněním radarového měření.

Další ukázkou komplexních systémů, které využívají všechny tři oblasti elektronického boje, jsou například moderní bojové letouny F-22 Raptor nebo F-35 Lightning II. Tyto letouny mají systémy elektronického boje už plně integrovány a včleněny do palubního systému řízení. Například F-22 Raptor pro ESM měření používá systém AN/ALR-94, který sestává z více než třiceti antén, které detekují EM záření. Jedná o technicky nejkomplexnější část F-22, která samozřejmě úzce spolupracuje s jinými systémy pro ochranu vůči IR zaměření, s integrovanými AESA radary apod.

Avionika letounu F-22, kde je znázorněné rozmístění detektorů signálů AN/ALR-94 s plně sférickým pokrytím.

Avionika letounu F-22, kde je znázorněné rozmístění detektorů signálů AN/ALR-94 s plně sférickým pokrytím.

Kromě Spojených států se na elektronický boj významně zaměřili i Čína a hlavně Rusko, které už také prezentovalo své komplexní systémy pro elektronický boj, např. Borisoglebsk-2. Borisoglebsk-2 je jeden z nejmodernějších ruských ECM systémů primárně určených pro rušení komunikačních a GPS systémů, který se skládá ze čtyř různých rušících jednotek. Podle některých zpráv byl tento systém nasazen i při krizi na východní Ukrajině.

Historie

V principu lze říci, že elektronický boj je stejně tak starý, jako je vynález bezdrátové rádiové komunikace v roce 1896 italským fyzikem Marconim. Nejstarší známé použití metod elektronického boje pochází z Rusko-japonské války v roce 1905, kdy velitel ruské válečné lodi Ural žádal o povolení rušit rádiovou komunikaci Japonců, aby neodeslala pozici ruské flotily. Tato žádost byla zamítnuta a je dodnes předmětem diskuse historiků, proč tomu tak bylo. Díky tomuto rozhodnutí byla japonskou lodí odvysílána pozice ruských lodí a při následné bitvě bylo téměř osmdesát procent ruské flotily zničeno.

Dalším velkým rozvojem prošel elektronický boj během druhé světové války a to hlavně v ruku v ruce s nástupem radarů. Velkého nasazení se prostředky elektronického boje dočkali během tzv. Bitvy paprsků ("Battle of the Beams", jak ji označil Winston Churchill), kdy německé bombardéry využívaly radionavigace pro noční bombardování Velké Británie a naopak Britové vyvinuli a nasadily prostředky pro rušení a zkreslení německé navigace. Dále, např. velký vliv měli ESM a COMINT na bitvu o Tobruk, kde generál Rommel pomocí COMINT zjistil počet, sílu, rozestavení britských sil. Navíc, během bitvy použil i rušení nepřátelské rádiové komunikace.

Ke konci druhé světové války se bombardovací nálet neskládal jen z bombardérů, ale i letadel s rušičkami proti pozemním radarům, letadla plné chafs či letadla s ELINT systémy.

Ke konci druhé světové války se bombardovací nálet neskládal jen z bombardérů, ale i letadel s rušičkami proti pozemním radarům, letadla plné chafs či letadla s ELINT systémy.

Prvním použitím elektronického boje v moderním slova smyslu proběhlo při Šestidenní válce (3. arabsko-izraelská válka 5.-10. června 1967), kdy Izraelci při preventivním úderu na Egyptské vzdušné síly použili v plné šíři rušení jejich radarů na dlouhé vzdálenosti, navíc Izraelci infiltrovali egyptské komunikační prostředky a vysílaly falešné rozkazy, rušili pravé rozkazy a obecně způsobovali chaos. Díky tomu bylo veškeré egyptské letectvo zničeno během dvou hodin.

Poslední široké nasazení prostředků elektronického boje proběhlo při krizi na východní Ukrajině, kdy podle svědectví byli ukrajinští vojáci vystaveni velice efektivním rušením rádiové komunikace, GPS či radarů pro detekci dělostřelecké a minometné palby. Jednalo se pravděpodobně o ruské systémy elektronického boje, kterých má Rusko celou řadu.

Další pojmy

Zde budou zhruba vysvětleny další pojmy, se kterými se v oblasti elektronického boje lze setkat.

Cyber warfare - kybernetický boj, jedná se o boj na úrovni počítačů a sítí. Zde je myšlen útok, obrana a v dnešní době hlavně zpravodajská činnost. Kybernetický boj nemusí probíhat jen na úrovni mezi dvěma státy, ale i mezi státem a skupinou teroristů, extrémistů či hacktivistů.

Optical warfare - můžeme říci, že se jedné o podmnožinu elektronického boje, která se zabývá bojem v oblasti viditelného světla.

Leave a Reply