南聯盟擊落F-117A隱身飛機戰例破解研究*

胡曉磊，殷大虎，金建偉

(中國人民解放軍93221部隊，北京 100085)

0 引言

1999年3月27日夜間，南聯盟防空部隊首次擊落世界第1種隱身作戰飛機F-117A，開創了防空作戰的先河。然而令人遺憾的是，該事件雖然過去20年，公開報道的研究普遍猜測成分多，定性分析多，定量分析少。既不能還原戰斗過程細節，也無法解釋F-117A被擊落的真實原因，學術界對這一事件的認識普遍處于相對“模糊”的狀態。時任南聯盟第250防空旅副指揮Djordje S.Anicic中校多年后對戰斗經過進行了簡單描述，但缺少相應數據支撐，可信度也有待驗證。本文通過查閱大量資料，從中尋找線索，一方面根據Anicic中校的回憶對戰斗過程進行推算與校驗，一方面對交戰雙方的武器裝備進行建模仿真，重現戰斗場景，最大程度還原了這一經典戰例，并經過相應證據側面驗證，剖析了F-117A被擊落的原因。

1 事件概述

1999年3月27日，北約針對南聯盟發動代號為“聯盟力量”(operation allied force)空襲的第4天，當地時間晚19:05，4架F-117A“夜鷹”隱身攻擊機從意大利阿維亞諾空軍基地起飛，執行轟炸南聯盟任務。編號82-0806的F-117A在返航途中被南聯盟第250防空旅3營的搜索雷達發現。在營長Zoltán Dani上校的指揮下，3營在2次啟動制導雷達截獲目標失敗后，大膽違背雷達原地開機不得超過2次的規定，冒險第3次開機搜索，終于成功截獲并穩定跟蹤目標，連續發射2枚SA-3導彈，第1枚導彈未命中目標，第2枚導彈將F-117A左翼炸斷，飛機失控墜毀于貝爾格萊德西北部的一片農田。飛行員Dale Zelko跳傘逃生，6 h后被美軍成功營救。

以下是南聯盟第250防空旅副指揮Djordje S.Anicic中校描述的戰斗經過：“警戒雷達屏幕上方位195，距離23 km有一個目標，顯示正向我營陣地靠近。當目標進至14～15 km，Dani上校下令：‘方位210，開機搜索！’我下令：‘對準方向，制導雷達開天線！’指令長指揮火控搖天線：‘左，左，停！高，高，停！開天線！’戰術控制長同時轉動3個手輪搜索目標。時間過去了10 s，戰術控制長Muminovic仍未截獲目標，制導雷達電磁輻射暴露時間太長了，我下令‘停，關天線！’過了一會兒，Dani上校再次下令：‘方位230，開機搜索！’引導車內空氣驟然緊張起來，這次戰術控制長在他的雙屏上看到了目標，沒等戰術控制長把十字線壓上目標，目標拼命機動溜出了戰術控制長的雙屏。制導雷達電磁輻射再次超時，我只好下令‘停，關天線！’幾秒后，Dani上校再次下令：‘方位240，開機搜索！’戰術控制長再次發現目標并報告目標在劇烈機動，戰術控制長還是未能將目標壓上。就在我正要下令關天線的時候，跟蹤手Dragan Matic叫道：‘快！快！我看見它啦！’他興奮地搖動手輪，試圖將目標拉到屏幕正中，他成功了！戰術控制長迅速將十字線壓上目標,報告：‘捕獲目標！’副戰術控制長報告：‘目標呈強雷達截面！’戰術控制長報告：‘跟蹤穩定，目標繼續接近，距離13 km！’跟蹤手報告：‘跟蹤穩定！’Dani上校果斷下令：‘摧毀目標，三點法，發射！’5 s 后，第2發導彈離架。20:42，導彈與目標交會處綻出一片清晰的小雪花，我們從6 km高度發現目標，目標最后規避機動至8～10 km高度，最后一次搜索攻擊全程23 s。”

2 戰斗經過還原

Anicic中校的描述非常生動，但主要問題是出處不明、數據極有限、缺少證據佐證，一時真假難辨。但從其對戰斗過程的描述,特別是對地空導彈武器系統操作流程和使用術語來判斷，很符合蘇制第2代地空導彈武器系統作戰操作特征，具有一定可信性。下面通過對雙方武器裝備性能進行設定，嘗試利用有限的數據，推算出F-117A的航路點直角坐標及對應時間，結合墜機點經緯度坐標，通過坐標轉換，能夠大致確定出南聯盟防空陣地和F-117A航路點經緯度，最后還原出詳細的戰斗經過。

2.1 F-117A航跡推算

1999年4月5日出版的美國《新聞周刊》給出的“北約空襲南聯盟示意圖”[1](見圖1)表明：戰爭初期，從意大利阿維亞諾空軍基地起飛的突擊機群先向東南方向飛行，在亞得利亞海上空與護航飛機集結成突擊編隊，為避開南聯盟重點部署在西部的防空兵力，突擊編隊在塞爾維亞以北經空中加油繼續向東飛行，再掉頭向西對貝爾格萊德發動襲擊。亦有資料表明：美軍3月27日晚間的空襲目標是尼金西軍事試驗中心，該中心是南聯盟空軍和陸軍的主要試驗場，距F-117A墜機地Budanovci村以南約7 km。經分析，F-117A編隊應是在返航途中被擊落的。主要理由如下：一是諸多資料表明，北約在進攻階段電子壓制和打擊比較猛烈，南聯盟防空部隊為保存實力，經常選擇在北約飛機返航路線上設伏；二是墜機現場沒有發現機載彈藥殘骸，說明已被投放；三是墜機點Budanovci村位于貝爾格萊德市西北32 km，尼金西試驗中心以北7 km，根據П-18雷達探測到的目標航跡判斷，F-117A航向指向西北，應處于返航階段。

設F-117A飛行速度為288.88 m/s(Ma數0.85)。由于美國在“沙漠風暴”和“盟軍行動”行動中，嚴禁F-117A將高度降低到6 300 m以下的高度。Anicic中校的回憶中提到“從高度6 km發現目標，目標最后規避機動至8～10 km高度”。取F-117A返航高度為6.3 km，最后一次被截獲時高度為8 km。通過設定的F-117A速度、高度以及Anicic中校提到的目標方位和距離信息，通過外推可計算出F-117A的各航路點坐標及對應時間，如圖2所示。

圖1 “盟軍行動”空襲示意圖Fig.1 Schematic diagram of “operation allied force” air strike

圖2 南聯盟防空部隊擊落F-117隱身飛機的過程示意圖Fig.2 Procedure of the Yugoslavia air defense forces shot down the F-117A stealth aircraft

2.2 戰斗經過

將計算結果與當事人回憶綜合后還原出戰斗經過如下，并繪制戰斗經過示意圖(見圖2)：

19:05:00，4架F-117A“夜鷹”隱形攻擊機從意大利阿維亞諾空軍基地起飛，執行轟炸貝爾格萊德任務，美軍上尉Dale Zelko駕駛其中機尾編號82-0806的F-117A。此時，南聯盟第250防空旅П-18遠程搜索雷達因故障不能全功率輻射,處于關機檢修狀態。

19:50:00，南聯盟第250防空旅3營的П-18雷達恢復正常，開始發射低頻探測信號。

20:40:00，П-18搜索雷達第1次發現目標，目標方位195°，斜距23 km，高度6.3 km。

20:40:35，制導雷達第1次開天線搜索，目標方位210°，斜距14.5 km，高度6.3 km,截獲目標失敗，耗時約19 s。

20:40:54，制導雷達第2次開天線搜索，目標方位230°，斜距11.1 km，高度6.3 km，此時目標開始機動，爬升并向西轉彎，截獲目標失敗，耗時約7 s。

20:41:01，制導雷達第3次開天線搜索，目標方位240°，斜距13 km，高度8 km，截獲目標成功，耗時約5 s，第1發導彈離架。

20:41:06，第2發導彈離架，此時目標方位256°，斜距13 km，高度8 km。

20:41:25，F-117A被第2發導彈命中，彈目遭遇點方位281°，斜距14.4 km，高度8 km，第2發導彈飛行時間約19 s，最后一次搜索攻擊全程24 s。

2.3 仿真驗證

擊落F-117A的是第2發導彈，但回憶錄未提及第2發導彈飛行時間，需結合地空導彈彈道仿真來計算。第250防空旅3營裝備的是蘇制С-125“涅瓦”地空導彈武器系統，可使用5B24和5B27兩型導彈[2](見圖3)，兩型導彈主要差別是一級助推器不同，結合第250防空旅徽章圖案(見圖4)判斷，擊落F-117A的應是5B27導彈。

圖3 5B24與5B27導彈Fig.3 5B24 and 5B27 missile

根據5B27導彈參數對其反設計，計算得出5B27導彈空氣動力學參數、推力特性等參數，經過三點法彈道仿真，得出導彈飛行彈道(見圖5)，仿真表明：“20:41:01，制導雷達第3次開天線截獲目標，第1發導彈離架；20:41:06，第2發導彈離架，飛行時間為19 s；20:41:25，命中目標，距離14.4 km，高度8 km，方位280°，制導雷達最后一次開機截獲到命中目標的時間為24 s”。與Anicic中校的提到的“最后一次搜索攻擊全程23 s”基本吻合，航跡推算和彈道仿真驗證了當事人的描述。

圖4 第250防空旅徽章Fig.4 Badge of the 250th air defense brigade

圖5 三點法彈道Fig.5 Trajectory of three-point method

由于F-117A是被炸斷左翼陷入螺旋墜毀的，可認為命中點與墜機點經緯度大致相同，F-117A墜機點Budanovci村的經緯度經查為N44°54′，E19°52′，推算出第250導彈旅3營陣地部署在Budanovci村東南方位93°，地面距離約12 km，N44°52′47″，E20°00′59″ 的地方。通過尋找相關實戰證據，三營在戰前脫離了貝爾格萊德附近的固定陣地轉移到位于Simanovci預備陣地，Simanovci坐標為N44°52′，E20°05′，與仿真推算得出的部署點坐標N44°52′，E20°00′非常吻合，進一步證實了分析的正確性。

3 雷達對F-117A探測能力的分析

C-125地空導彈武器系統采用雷達指令制導體制，分析П-18搜索雷達(見圖6)和CHP-125制導雷達(見圖7)對F-117A的探測能力是揭示其最終被擊落原因的關鍵。

圖6 П-18搜索雷達Fig.6 П-18 search radar

圖7 CHP-125制導雷達Fig.7 CHP-125 guidance radar

3.1 П-18搜索雷達對F-117A探測能力分析

根據Anicic中校回憶，為防止被北約電子戰飛機定位和摧毀，營長Dani上校戰前把易被AGM-88“哈姆”反輻射導彈攻擊的П-15雷達換成了П-18雷達。П-18雷達是蘇聯研制的兩坐標甚高頻(VHF)警戒雷達，工作波段為150～170 MHz，作用距離180 km[3]。“哈姆”反輻射導彈導引頭工作波段200 MHz～18 GHz，EA-6B“徘徊者”電子戰飛機搭載的AN/ALQ-67(V)雷達告警器工作在微波段。因此，北約戰機不能有效地對П-18雷達實施干擾和壓制。F-117A外型隱身和吸波材料對厘米波段雷達有較好的隱身效果，但隨著雷達波長的增加，目標散射特性由光學區向諧振區過渡，并在過渡段開始出現諧振效應，目標RCS逐漸增加。經仿真，在150～170 MHz波段內，F-117A鼻錐±45°范圍內的RCS均值可達到數平方米量級，П-18雷達在無干擾條件下可遠距離發現F-117A。F-117A在米波段存在雷達反射面積大的弱點，為П-18引導CHP-125制導雷達靜默跟蹤創造了先決條件。

3.2 CHP-125制導雷達對F-117A探測能力分析

CHP-125制導雷達工作在X波段，經仿真分析，F-117A在X波段的雷達回波峰值主要集中在幾個固定方向，機頭±30°方向內RCS較小，均值約0.03 m2，水平面側向RCS則比機頭方向要大。仿真表明(見圖8)：在20：41：01前，目標RCS較小，且回波起伏較大，不利于雷達穩定跟蹤。20:41:01后，F-117A 向西爬升轉彎，其右側恰好暴露給 CHP-125 制導雷達，RCS出現了一個持續約8 s的峰值，雷達發現概率顯著增大，證實了Anicic中校提到的制導雷達第3次開機“目標呈強雷達截面”的描述。跟蹤手Dragan Matic熟練操作抓住了這一千載難逢的機會，成功截獲目標。此后，F-117A側向一直近距離朝向C-125制導雷達，使其能夠穩定跟蹤目標并制導導彈飛行，擊落F-117A的最后一個環節被打通。

4 F-117A被擊落原因分析及啟示

美國防部事后調查認為空軍至少犯了3個重要錯誤：“沒能跟蹤到對方已經變換的地空導彈發射陣地，電子干擾機距離F-117A太遠以及執行突擊任務的飛機連續4晚使用同一航線。”[4]這3條原因只能說明美軍未能成功壓制南聯盟防空系統，被打了一個措手不及，而南聯盟防空部隊有效運用的技戰術和F-117A自身弱點才是隱藏在真相里的細節。

4.1 采取一系列生存措施，在連續高強度空中打擊下成功生存

截止到1999年3月27日F-117A被擊落當天，南聯盟共有16部預警雷達、約30%的SA-3引導雷達以及10%～15%的SA-6機動防空兵力在北約連續高強度的空中打擊下被摧毀。在喪失制空權的情況下，南聯盟防空部隊吸取了伊拉克軍隊的教訓，采取一系列措施提高機動性和生存性，為勝利奠定了基礎：一是放棄固定陣地，在運動中求生存。3營在戰前奉命脫離了貝爾格萊德原固定陣地，前往位于Simanovci預備陣地設伏，并在原陣地設置了指揮所、掩體等假目標，引誘北約空襲，使其誤以為已經摧毀了該陣地。同時為了提高快速轉移能力，盡量縮短展開撤收時間，將每個SA-3導彈營4部發射架減少到2部發射架,每部發射架4枚導彈減少為裝填2枚導彈，另外2部發射架隨時待命，做好機動轉移的準備；二是化整為零，加強偽裝防護，分散部署，使陣地不易遭到集中打擊；三是嚴控電磁信號暴露，實現無線電靜默。從3月24日到3月27日，3營始終保持無線電靜默，與總部通信則采用有線連接，制導雷達操作嚴格執行“2+20”原則，即原地開機次數不得超過2次，每次搜索開機時間不得超過20 s，開機2次后必須轉移陣地。時任美空軍作戰需求部主任布魯斯·卡爾森少將也承認“塞族采取的快速開、關雷達戰術使防空壓制戰術受阻，效果不明顯”。

4.2 F-117A連續4晚使用同一航線，伏擊戰術獲得成功

北約在進攻階段電子干擾和防空壓制打擊比較猛烈，而返航時越往北電子干擾越弱，南聯盟防空部隊選擇在北約飛機返航路線上伺機設伏，機群在失去電子干擾掩護時，南聯盟防空部隊的伏擊更易得手。最致命的是，執行突擊任務的F-117A編隊竟然連續4晚使用同一航線，南聯盟防空部隊摸清了規律，設伏位置準確，為后續戰術實施埋下了伏筆。

4.3 電子干擾和防空壓制未到位，制導雷達冒險開機抓戰機

海灣戰爭中，美軍規定在沒有電子戰飛機的支援下，隱身飛機和非隱身飛機都不得獨立遂行巡邏和突擊任務，F-117A出動架次占全部出動架次僅2%，擔負了攻擊40%的目標的任務，但自身無一損失，展現了“隱身突防+電子干擾”戰術對傳統防空系統的壓倒性優勢。但在1999年3月27日夜間，本應擔負為F-117A突擊編隊實施電子干擾掩護的EA-6B和反輻射打擊的F-16CJ“野鼬鼠”編隊因天氣原因未能出動，美空軍打破了自海灣戰爭以來確立的鐵律，F-117A突擊編隊獨自冒險出擊。Dani上校也打破自己制定的原地雷達開機不超過2次的規則，冒險第3次開機終于截獲目標。F-117A被擊落后，美軍24架F-117A繼續執行空襲任務，但所有突擊編隊中都配有防空壓制飛機。這一事件也說明：在沒有電子干擾掩護和防空壓制的條件下，隱身飛機憑借隱身優勢單獨出擊依然存在風險，將隱身技術與電子對抗戰術結合起來才能進一步提高隱身飛機的生存性和突防能力。

4.4 F-117A自身存弱點，南聯盟版“近快戰法”成功實施

聯想到我地空導彈部隊組建初期，創造了技戰術相結合的“近快戰法”，在世界上首創電子戰背景下擊落U-2的戰例，共取得了擊落5架U-2的戰績。如前所述，南聯盟防空部隊所用戰術實際與“近快戰法”非常類似。“近快戰法”成功實施的3個條件：一是搜索雷達在不被目標察覺的條件下連續穩定地輸出目標航跡，輔助制導雷達實現靜默跟蹤；二是制導雷達依據目標指示開機后在近距離快速截獲目標并建立穩定跟蹤；三是目標即便察覺被制導雷達照射，但由于進入可靠殺傷區或不可逃逸區，難以機動逃脫。F-117A被擊落恰好全部滿足上述條件，除了3營戰術得當之外，與F-117A自身性能存在的薄弱環節也密不可分。

圖8 F-117A全航跡雷達反射面積的變化Fig.8 Radar cross section variation of F-117A

(1) F-117A低頻段雷達反射面積較大。F-117A 作為第1代隱身飛機，隱身措施主要針對厘米波制導和火控雷達，但在對抗低頻雷達方面存在弱點。Dani上校把П-15雷達換成了П-18雷達，初衷雖是反偵察和反摧毀，但卻意外地抓住了 F-117A 在米波段雷達截面積大的弱點，使П-18雷達能夠在無干擾條件下發現并連續測量F-117A參數，為制導雷達實現靜默跟蹤奠定了基礎。

(2) F-117A在X波段側向RCS較大。20:41:01，制導雷達第3次開機時，F-117A恰好向西轉彎爬升，其右側近距離(13 km)暴露在制導雷達的照射下，呈現強雷達反射截面的時間持續了約8 s，跟蹤手成功抓住時機截獲目標。美國空軍 F-117A 退役少校飛行員格雷洛·費斯特回憶：“駕駛F-117A不作過度機動，只要一轉彎，就改變了飛機的RCS”。

(3) F-117A態勢感知能力有限。據代號“強盜447”F-117A試飛員托德·弗萊什中校回憶，F-117A 態勢感知能力有限，不僅沒有雷達，甚至沒有機載雷達告警器。可想而知，直到第1發導彈在近處爆炸，Dale Zelko上尉甚至不知道已被地空導彈攻擊，根本來不及進行機動規避。實際上，美國空軍早在測試F-117驗證機“海弗蘭”(Have Blue)時，就發現回避地面雷達探測的最佳戰術就是朝著雷達直飛。

5 結束語

F-117A服役了20年，共參加了4次局部戰爭，累計出動上千架次，只損失了1架，這樣的戰場生存成績已足以證明隱身的優勢。但1999年3月27日夜間耗時不到2 min的戰斗也同樣創造了歷史，首次實現了反隱身的突破。當前以B-2,F-22A,F-35為代表的隱身戰機綜合作戰性能均強于早期的F-117A，隱身已成為下一代作戰飛機最基本的特征，隱身與反隱身的斗爭將會長期持續下去。這一事件表面上是看似毫無關聯的偶然事件串聯在一起造成的，但其中也存在的必然因果關系。戰場上，強手對付弱敵，不能心存僥幸；弱手面對強敵，也不能輕言放棄。因為僥幸，F-117A才會以固定路線連續4晚出入戰場；因為僥幸，在沒有電子戰飛機的掩護下獨自深入敵境；正是迷信自誕生以來不敗的戰績，才會被南聯盟防空部隊抓住戰機。而南聯盟地面防空部隊雖然困難重重，在不利的條件下依舊靈活運用技戰術，將手中老舊武器發揮出了最大潛力，雖然未能改變戰爭結局，卻獨自撐起了塞爾維亞的半壁天空。