解析美國空軍E-3預(yù)警機升級項目

徐國鋒　安琳 陳宇

解析美國空軍E-3預(yù)警機升級項目

徐國鋒安琳 陳宇

E-3“望樓”（Sentry）機載預(yù)警與控制系統(tǒng)（AWACS）是波音公司為美國空軍研制的全天候遠程預(yù)警機，從1977年3月第一架生產(chǎn)型E-3交付使用至今已經(jīng)發(fā)展了7個型號，最新型Block40/45版本E-3G已經(jīng)于2015年11月部署到中東，在RC-135“鉚釘聯(lián)合”和E-8“聯(lián)合星”的強勢挑戰(zhàn)下依然生機勃勃。

服役40年參戰(zhàn)無數(shù)

E-3“望樓”預(yù)警機是美國波音公司為美國空軍“空中警戒和控制系統(tǒng)”項目研制的全天候遠程空中預(yù)警和控制機，以波音707/320客機機身為基礎(chǔ)發(fā)展而成，能在各種地形上空監(jiān)視有人駕駛飛機與無人飛行器，是世界上最好的大型預(yù)警機之一。

E-3采用4部普惠公司的TF33-PW-100A渦扇發(fā)動機，單臺推力93433牛。機背上的雷達罩是E-3在外觀上與其他大型戰(zhàn)機相比最顯著的特征，雷達罩直徑9.1米，厚度1.8米，用兩個支柱支撐在離機身3.3米高處，內(nèi)部安裝有先進的雷達天線系統(tǒng)，能夠監(jiān)視大氣層、地面、水面的多種目標(biāo)，對低空飛行目標(biāo)探測距離超過320千米，對中空、高空目標(biāo)探測距離更遠，雷達系統(tǒng)的敵我識別分系統(tǒng)具有下視能力，并能抗地面雜波干擾。

E-3A是“望樓”的首批生產(chǎn)型，機載設(shè)備包括搜索雷達、敵我識別器、數(shù)據(jù)處理、通信、導(dǎo)航與導(dǎo)引、數(shù)據(jù)顯示與控制等6個單元，乘員17名，其中機組人員4名、值班軍官1名、系統(tǒng)操縱人員12名，系統(tǒng)操作人員分別負(fù)責(zé)操作通信設(shè)備、計算機、雷達和9個多用途控制臺。E-3B由美軍用頭兩架E-3改裝而成，比A型提高了目標(biāo)處理和探測艦艇的能力。E-3C是美軍E-3最后10架及北約其他國家采購的型號，基本性能與E-3B相同，主要改裝是機載抗干擾通信系統(tǒng)和地面臺站。

E-3“哨兵”參加2012年度“綠旗”演習(xí)

E-3A機載雷達是諾斯羅普·格魯曼的AN/APY-1型S波段脈沖多普勒雷達，可以根據(jù)不同的作戰(zhàn)條件把360度方位圓劃分成32個扇形區(qū)，分別在每個扇形區(qū)內(nèi)選用恰當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞浇M合。AN/APX-103C敵我識別系統(tǒng)在一次掃描中能詢問200個以上裝有應(yīng)答器的空中、海上和陸上目標(biāo)。導(dǎo)航與導(dǎo)引系統(tǒng)的綜合導(dǎo)航精度不大于3.7千米。數(shù)據(jù)顯示和控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)顯示器、多用途控制臺、電傳打字機和輔助顯示器，能夠?qū)D像放大32倍率監(jiān)控和指揮多架戰(zhàn)斗機的空中格斗。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用來記錄、存儲和處理來自雷達、敵我識別器、通信、導(dǎo)航引導(dǎo)系統(tǒng)搜集的數(shù)據(jù)，能處理400～600個不同目標(biāo)。機上的操作員通過控制臺上的顯示器，以文字或者圖形的多種格式查看各種信息，并做出各種監(jiān)視、識別、武器控制、戰(zhàn)場管理和通信的操作指令。

E-3采用4部普惠TF33-PW-100A渦扇發(fā)動機

北約國家采購E-3C

E-3預(yù)警機總產(chǎn)量68架，除裝備美國外，還出口英國、法國、沙特阿拉伯。美國空軍從1975年10月開始測試E-3“望樓”，使用波音707/320客機安裝大型雷達天線整流罩，機艙內(nèi)安裝任務(wù)控制系統(tǒng)，編制19名操作員，1977年交付廷克空軍基地，開始在美國本土和海外執(zhí)行空中預(yù)警和災(zāi)難救援任務(wù)。截至2015年9月，美國空軍現(xiàn)役部隊共裝備了28架各型E-3預(yù)警機，太平洋戰(zhàn)區(qū)的E-3預(yù)警機分別部署在日本嘉手納空軍基地第961空中管制中隊和阿拉斯加州埃爾門多夫-理查德森聯(lián)合基地的962空中管制中隊。

諾斯羅普-格魯門AN APY-1型S波段脈沖多普勒雷達

日本嘉手納空軍基地第961空中管制中隊的E-3

1990年代，E-3預(yù)警機參加了海灣戰(zhàn)爭的“沙漠盾牌”行動，是最早投入部署的飛機之一，戰(zhàn)爭期間執(zhí)行了超過400項任務(wù)，參加了38次聯(lián)軍的空戰(zhàn)，飛行時間長達5000小時。此外，E-3預(yù)警機還參加了入侵格林納達、空襲南聯(lián)盟、“北方監(jiān)視”和“南方監(jiān)視”行動、伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭，所有行動中都表現(xiàn)出超強的戰(zhàn)場快速部署能力，機組人員通過大型雷達全天候地跟蹤控制美軍和盟軍飛機，監(jiān)視敵方飛機的作戰(zhàn)行動，同時向聯(lián)合空戰(zhàn)指揮中心實時傳送戰(zhàn)場圖像。目前，部署在中東的E-3機隊仍在伊拉克和敘利亞保障美軍的戰(zhàn)斗機打擊ISIS。

Block40/45升級最強性能

1999年，美國和北約聯(lián)合啟動了AWACS系統(tǒng)雷達升級項目，廷克空軍基地第552空中管制聯(lián)隊、漢斯科姆空軍基地的E-3系統(tǒng)項目辦公室、俄克拉荷馬城空軍后勤綜合體和波音公司共同參與項目，著重提高機載傳感器的信息獲取和處理能力，引入更直觀的人機界面提高處理速度，簡化機組人員作戰(zhàn)操作和日常訓(xùn)練流程，增加信息輸出量，提高指揮效能，最終升級完成的版本在美國空軍也稱為E-3G。

E-3G Block40/45版本升級項目耗資27億美元，重點是對所有機身進行大修，換裝90年代末改良的部件，換代飛機的詢問機應(yīng)答器系統(tǒng)，安裝先進的Link 16電臺，與新列裝的第五代戰(zhàn)斗機保持同步，由于20世紀(jì)70年代生產(chǎn)的硬件已經(jīng)嚴(yán)重老化，老式計算已經(jīng)無力處理大型雷達探測的海量數(shù)據(jù)，美國空軍將信息處理系統(tǒng)作為升級的另一個重點。具體包括以下升級內(nèi)容：

一是機身大修與升級。盡管E-3所用的波音707客機已經(jīng)很久沒有生產(chǎn)，但是由于當(dāng)初采購的是全新的機體，而且在目前的全壽命周期內(nèi)維修工作進展良好，只需要通過必要的技術(shù)升級就能保證繼續(xù)服役。美國空軍空戰(zhàn)司令部指揮控制武器系統(tǒng)采購部主任帕特里克·斯肯德澤爾上校表示，E-3 Block40/45升級過程中波音公司對駕駛艙、任務(wù)控制和通信系統(tǒng)進行了徹底翻新，能夠保證E-3機體正常飛行到20世紀(jì)30年代。

二是升級詢問機應(yīng)答器。美國Telephonics公司獲得美國空軍全壽命周期管理司令部（AFLCMC）6000萬美元的合同，為美國空軍現(xiàn)役31架E-3預(yù)警機升級最新一代AN/UPX-40詢問機應(yīng)答器，換代原來的AN/APX-103C敵我識別系統(tǒng)，同時提供安裝和維護支持服務(wù)。AN/ UPX-40詢問機應(yīng)答器采用先進的編碼校正算法，是一種多模敵我識別系統(tǒng)，能夠排除地波信號干擾，使預(yù)警機更好地跟蹤低飛狀態(tài)的飛機，增強預(yù)警機在最大距離在探測移動目標(biāo)或弱信號源的能力，加快敵我識別的速度，提高E-3預(yù)警機的全天候、全海拔態(tài)勢感知能力。AN/UPX-40已經(jīng)達到Mark 13標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)定（STANAG）4193標(biāo)準(zhǔn)和Mode S標(biāo)準(zhǔn)，獲得了美國國防部空中交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)敵我識別標(biāo)記系統(tǒng)（AIMS）認(rèn)證。2015年7月，漢斯科姆空軍基地的E-3預(yù)警機最先安裝了AN/UPX-40詢問機應(yīng)答器。

E-3G量產(chǎn)之前項目組在廷克空軍基地一架預(yù)警機前合影

三是為北約的E-3機隊升級航電系統(tǒng)。北約E-3機隊的DRAGON升級項目價值14億美元，內(nèi)容是將駕駛艙內(nèi)已經(jīng)使用40多年的航電系統(tǒng)變?yōu)楝F(xiàn)代化的數(shù)字化儀表顯示器，包括艙座控制和顯示、飛行管理系統(tǒng)（FMS）和通信導(dǎo)航裝備，滿足目前和未來通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理（CNS/ATM）領(lǐng)域的需求，并以開放型系統(tǒng)架構(gòu)提供未來為飛機再升級的能力。此外，駕駛艙升級還將安裝一部氣象雷達，用來預(yù)測“風(fēng)切變”等影響飛機起降的氣象變化，升級增強近地預(yù)警系統(tǒng)、發(fā)動機告警系統(tǒng)，加裝飛行音頻分配系統(tǒng)和機組報警系統(tǒng)。

升級后的E-3駕駛艙

E-3預(yù)警機升級為最新一代AN/UPX-40詢問機應(yīng)答器

2006年，美國空軍開始測試E-3G Block40/45項目新升級的預(yù)警機，2009年E-3G進入低速生產(chǎn)階段，美國空軍計劃每年升級5架Block40/45版本飛機，滿足空戰(zhàn)司令部（ACC）的全球部署需求，到2021年形成完全作戰(zhàn)能力，屆時飛機將采用現(xiàn)代化的作戰(zhàn)流程，取消領(lǐng)航員座席，使機組人員從4人下降到3人。

2014年6月，E-3G Block40/45預(yù)警機具備了初始作戰(zhàn)能力，隨即參加了在內(nèi)利斯空軍基地舉行的“紅旗”軍演，2015年8月又參加了在阿拉斯加聯(lián)合太平洋靶場綜合體舉行的“北方利刃”（Northern Edge）演習(xí)，第964中隊和第966空中管制中隊（AACS）的2架E-3G指揮300英里（約483千米）半徑內(nèi)的100多架戰(zhàn)斗機和轟炸機進行了15個空戰(zhàn)指揮控制課目演練，測試并磨合了全部機載設(shè)備，檢驗了Block40/45系統(tǒng)的大空域態(tài)勢感知能力和作戰(zhàn)中的可靠性，堅定了美國空軍繼續(xù)升級該機型的信心，為中東地區(qū)的前沿部署做好了準(zhǔn)備。

北約的E-3機隊也進行了航電系統(tǒng)升級

美國空軍第966空中管制中隊監(jiān)視系統(tǒng)技師丹尼爾·范霍姆中士在E-3的席位上參加“北方利刃”演習(xí)

E-3G參加“北方利刃”演習(xí)

2015年11月，阿拉巴馬州廷克空軍基地9架E-3預(yù)警機完成了Block40/45升級，機組人員全部獲得了資格認(rèn)證，第一架最新型Block40/45版本E-3G已經(jīng)部署到中東地區(qū)某空軍基地，投入到下一代空戰(zhàn)指揮任務(wù)之中。另外，部署在日本嘉手納空軍基地的2架E-3預(yù)警機和阿拉斯加州埃爾門多夫-理查德森聯(lián)合基地的2架飛機也進行了升級。2015財年，E-3G機隊升級后的任務(wù)能力比例達到了82%，而E-8C機隊只有76%，從這一點也能看出Block40/45升級的巨大效果。

新機型挑戰(zhàn)下E-3頑強生存

美國空軍從2003年開始為E-3、E-8預(yù)警機、RC-135“鉚釘聯(lián)合”電子偵察機和EC-130專用電子戰(zhàn)飛機尋求換代機型，計劃用最新型E-10預(yù)警機替代四種老機型的全部功能。按照美國空軍的計劃，在升級E-3、E-8、EC-130性能的同時，E-10系列預(yù)警機分為3個階段、按3種型號研發(fā)。

美國空軍空中監(jiān)視軍官洛麗·波特上尉在一架E-3預(yù)警機上進行起飛前檢查

第一階段（2003～2012年），重點開發(fā)E-10A型機。采用“波音-767-400ER”客機的機身進行升級改造，配備先進的電子設(shè)備和硬件設(shè)備，強化地面監(jiān)視、瞄準(zhǔn)、指揮控制和戰(zhàn)場管理能力，并將其用于實戰(zhàn)部署。按照美國空軍研發(fā)計劃，2011年首架生產(chǎn)型E-10A出廠，2013～2015年裝備7架E-10A型預(yù)警機，在2020年前總共裝備60架E-10系列預(yù)警機。

E-10預(yù)警機

第二階段（2013～2015年），重點開發(fā)E-10B型機。研發(fā)成功后的E-10B能夠識別空中移動目標(biāo)，完成各種功能整合，具備與E-3預(yù)警機同樣的功能，從2015年開始代替部分E-3飛機。

第三階段（2016～2020年），開發(fā)E-10C型機。E-10C大量使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加裝新型信號和情報搜集設(shè)備，2018年后代替RC-135“鉚釘聯(lián)合”偵察機，成為空中信號情報平臺，形成天、空、地一體化的偵察、監(jiān)視、預(yù)警、指揮、控制、引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。

三種型號的E-10預(yù)警機研發(fā)成功之后將具備多種作戰(zhàn)功能。

一是情報監(jiān)視偵察（ISR）功能。E-10預(yù)警機可以在2萬米高空滯留50～60小時、“持續(xù)存在”于戰(zhàn)場或附近的上空，主要作戰(zhàn)任務(wù)是探測和跟蹤隱身飛機、低空飛行的巡航導(dǎo)彈，能夠與“全球鷹”高空無人偵察機聯(lián)網(wǎng)，組成巡航導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)，探測美國大陸本土1850千米以外的巡航導(dǎo)彈、300千米以外的隱身飛機，同時具備目前E-8C預(yù)警機所具有的對地目標(biāo)探測能力。

E-8C“聯(lián)合星”預(yù)警機

二是指揮控制（C2）功能。E-10預(yù)警機的作戰(zhàn)管理指揮控制系統(tǒng)可為無人機提供“信息批量處理”能力，對各種情報數(shù)據(jù)進行比較、融合，在地圖顯示器上形成實時綜合態(tài)勢圖，根據(jù)目標(biāo)特性自動分配最合適的機載武器，具備接收、融合來自其他信息源的傳感器數(shù)據(jù)的能力，能進行協(xié)調(diào)、引導(dǎo)和指揮戰(zhàn)區(qū)內(nèi)情報偵察平臺和武器平臺的作戰(zhàn)計劃，迅速對來襲的地面目標(biāo)或低空飛行目標(biāo)進行識別和跟蹤，并能有效控制無人機，具備很強的作戰(zhàn)效果評估能力。

三是情報融合功能。E-10預(yù)警機裝備有新型網(wǎng)絡(luò)化多偵察平臺數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，可將多個ISR平臺收集的各種空中目標(biāo)和地面動目標(biāo)的圖像、信號、數(shù)據(jù)信息進行融合，產(chǎn)生高精度的實時戰(zhàn)場態(tài)勢圖，快速地實現(xiàn)實時打擊，作戰(zhàn)反應(yīng)時間從原來的10分鐘縮短到“數(shù)秒鐘”，探測識別所需時間縮短了90%以上。

四是數(shù)據(jù)通信功能。E-10預(yù)警機的機載通信系統(tǒng)具有模塊化特點，頻率覆蓋范圍2MHz～2GHz，既可以兼容傳統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柌ㄐ危挚梢灾С植粩嗌壍墓δ苣K新的信號波形，比如最先進的Link 16作戰(zhàn)數(shù)據(jù)鏈、“單信道地面和機載系統(tǒng)”通信電臺、增強型定位報告系統(tǒng)（EPLRS）、蜂窩電話、GPS、海事通信衛(wèi)星系統(tǒng)、單兵電臺、“數(shù)字寬帶傳輸系統(tǒng)”等數(shù)據(jù)。

盡管E-10預(yù)警機的各種功能幾近完美，但是項目在2007年由于預(yù)算縮減被迫取消，美國空軍從那時起將發(fā)展重點調(diào)整為E-8C“聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達系統(tǒng)”，計劃到2023年采購25架E-8C飛機。因此，E-3機隊也面臨著E-8C“聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達系統(tǒng)”（JSTARS）戰(zhàn)場監(jiān)視飛機的強力挑戰(zhàn)。

RC-135和E-3機隊一樣面臨換代挑戰(zhàn)

美軍的預(yù)警機技師還能與這個大天線共事多久？

E-8最初2樣原型機同樣使用波音707客機機體，后來由于波音707機體停產(chǎn)造成部件供應(yīng)受到影響，維護運行成本也有所上漲，美國空軍在E-8后續(xù)研發(fā)時選用了新型商用飛機機體，繼續(xù)執(zhí)行“聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達系統(tǒng)”的任務(wù)，在這方面比E-3更有優(yōu)勢。但是，還是出于預(yù)算緊張的原因，美國空軍在2016年制訂了升級現(xiàn)有E-3機隊的計劃，通過升級改造使E-3機隊保持了良好的健康狀況，未來還能安全飛行很長時間，與同樣面臨發(fā)動機換裝和技術(shù)升級的E-8C機隊相比，在裝備可用性上并沒有太大的劣勢。

結(jié)語

美國空軍的預(yù)警機雖然采用了眾多高新概念，具備未來信息化戰(zhàn)爭所需要的多種作戰(zhàn)能力，極大提升了美空的體系作戰(zhàn)能力，但是我們也應(yīng)該看到在未來日益發(fā)展的復(fù)雜電磁環(huán)境下，預(yù)警機也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。作戰(zhàn)對手的機載、陸基干擾設(shè)備的發(fā)射功率、覆蓋頻率等性能也在不斷增強，對預(yù)警機的機載預(yù)警雷達、指揮控制系統(tǒng)、通信設(shè)備等電子系統(tǒng)形成較強的軟殺傷威懾。另外，隨著隱身技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種作戰(zhàn)飛機、導(dǎo)彈、艦船，專門用于攻擊預(yù)警機的遠程低空的反輻射導(dǎo)彈和機載激光武器都是預(yù)警機的“天敵”，預(yù)警機面臨的硬摧毀威脅也不小，一架美軍E-3引領(lǐng)幾十架戰(zhàn)斗機在別國空域如入無人之境的時代已經(jīng)一去不復(fù)返。

編輯：趙靜蕊