王建鑫
摘? 要:隨著先進技術在軍事領域的應用與發展,預警機已成為現代信息化戰爭的“力量倍增器”,并在網絡中心戰中發揮著重要作用。該文旨在研究美國海軍E-2D預警機有源相控陣雷達、協同交戰、數據鏈傳輸、信息融合、空中加油等關鍵技術及其典型作戰應用,分析E-2D預警機未來發展趨勢和規律并得出結論,為我國預警機的發展和使用具有一定的借鑒意義。
關鍵詞:E-2D? 關鍵技術? 作戰應用
中圖分類號:E926 ? ?文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2019)11(b)-0202-02
E-2D(AHE,Advanced Hawkeye Eye,“先進鷹眼”)是由美國諾斯羅普·格魯門公司在E-2C基礎上研制的最新型艦載預警機。E-2D預警機作為美國海軍“21世紀海上力量”構想的重要支撐裝備,具有強大的戰場管理、態勢感知、多傳感器數據融合、空中加油等能力,能夠與空-空/艦-空導彈、空中/海上武器平臺無縫聯接,并能與海軍“宙斯盾”系統配合,全面提高戰區防空反導系統的作戰效能。該文從E-2D預警機的關鍵技術、典型作戰應用、未來發展趨勢3個方面進行論述。
1? E-2D預警機的關鍵技術
1.1 有源相控陣雷達技術
E-2D預警機裝備的APY-9雷達是美軍首款采用有源相控陣雷達體制的機載預警雷達,由傳統的機械掃和電子掃描兩部分組成,與E-2C相比,其探測空域和距離都有大幅度提升。E-2D的組合掃描分為“機掃/電掃陣列模式”和“凝視模式”兩種工作方式,能夠極大地滿足美國海軍無縫覆蓋360°空域的要求,增加對特定目標探測機會,極大地提高雷達發現、識別目標的能力。此外,APY-9雷達優化了系統架構,具有“機掃/相掃/有源/STAP”的綜合優勢,并行接收18個數字化通道,其采用的自動數字波束(ADBF)和STAP(空時自適應處理技術),可提高雜波和干擾抑制能力,在海面上空與地面上空均具有很高的探測能力[1]。
1.2 協同交戰技術
E-2D預警機作為未來海上編隊的核心,利用協同交戰技術,與海上艦船/空中傳感器平臺進行協同探測和復合跟蹤,形成火控目標指示航跡和完整統一的威脅態勢圖,并以數據鏈傳輸方式,將信息實時分發至指定的作戰單位,通過消除地球曲率影響,擴展了防空導彈的殺傷區遠界。正是CEC(協同交戰能力)系統使得E-2D預警機能與海上航母、艦艇完成協同作戰,主要可以實現多個艦艇平臺之間的復合跟蹤、精確指示和協同交戰。NIFC-CA(美國海軍綜合防空火控系統)通過Link16數據鏈將E-2D預警機、戰斗機納入協同交戰體系,從而形成了整合航母編隊艦/機載預警探測、作戰指揮系統等資源的骨干神經,提供一體化火控所必需的傳感器網,在航母編隊之間生成共享一致、精確和可靠的空中威脅圖像,傳遞火控級別的目標信息,以及輔助作戰系統進行兵力協調,最終實現對目標的遠距離發現、跟蹤和信息共享[2]。
1.3 寬帶高速數據鏈傳輸技術
隨著空中傳感器平臺趨勢小型化、無人化、智能化,有限的無線傳輸鏈路無法滿足海量、大容量傳感器數據的傳輸。超高速、超寬帶的數據鏈必將成為預警機技術發展的迫切需求和重要基礎。此外,為實現對無人預警機、無人偵察機的精確跟蹤與定位,必須采用新的技術體制,以增強測控鏈路的傳輸能力、抗干擾能力,提高通用化、系列化與模塊化程度,從而進一步滿足未來無人預警機系統對寬帶測控數據鏈技術的需求[3]。
1.4 多傳感器信息融合技術
E-2D利用多傳感器數據融合技術能實現對隱身目標的有效探測,能對預警機上的各種傳感器的數據進行融合,同時在雷達組網狀態下,預警機作為組網的關鍵節點,能通過數據鏈將接收的其他平臺傳感器的數據進行融合。
1.5 空中加油技術
E-2D的一個顯著特點是具有空中加油能力,能為預警機遂行編隊遠程作戰提供可靠巡航保障,進一步提升了預警機的作戰效能。2016年12月,安裝空中加油系統的首架E-2D完成首次飛行。2017年7月,E-2D預警機完成首次空中加油試驗,是項目重要的里程碑。按照計劃,安裝空中加油系統的E-2D將于2018年生產,2020年形成初始作戰能力[4]。
2? 典型作戰應用
2.1 與指揮所協同
E-2D預警機能提早發現、識別和預警各種威脅目標,并能利用其“站得高、看得遠”的優勢對岸基或海上艦艇雷達探測盲區進行有效補盲。E-2D預警機接收各傳感器平臺信息,經綜合處理,生成威脅目標態勢,以數據鏈傳輸方式,傳到編隊指揮所。同時基于該作戰態勢,預警機可對目標諸元分析計算。預警機獲得指揮所授權后,可指揮空中、海上等編隊的作戰單位執行攔截、反潛、突擊等任務。
2.2 與海上艦艇協同
E-2D可以利用其海上作戰性能優勢,對海上編隊的探測區域進行補盲,并能根據任務需要為水面艦艇制定專門的海/空態勢信息。艦艇對目標實時遠程打擊過程中,由于受艦載雷達探測距離限制和地球曲率影響,無法為艦-空/艦-艦導彈進行全程的目標指示。預警機既可以在艦艇編隊中為導彈實施中繼制導。同時,在導彈脫離艦艇制導有限范圍外,預警機在獲得艦艇制導權后,能持續引導導彈飛向目標。
2.3 與其他預警機協同
預警機在執行任務過程中可與其他預警機協同,共享戰場態勢信息。預警機與其他預警機進行任務接替的時機有:(1)空中資源進行了重新分配;(2)該預警機需前往其他任務區;(3)該預警機無法有效控制某作戰平臺,需要其他預警機接替;(4)該預警機認為其他預警機能更好地控制某作戰平臺。
2.4 與空中戰斗機協同
E-2D預警機可根據目標的探測分析結果為空中編隊生成突擊航路,為戰斗機提供目標指示,協同戰斗機對威脅目標實施精確打擊。此外,E-2D還能綜合處理與反潛飛機目標信息,生成統一的威脅態勢,與反潛機協同實現對潛艇的探測與跟蹤。同時,預警機能自動為作戰平臺生成反潛攻擊方案,與戰斗機協同對潛艇目標實施精確打擊,并能將毀傷評估結果及時反饋至反潛飛機。
2.5 與無人機協同
為了保證預警機生存,減少機組人員傷亡,擴展預警機的探測范圍,通??刹捎妙A警機與偵查無人機協同探測方式。后置預警機作為雷達照射源,將前出無人機作為傳感器接收終端,收集雷達回波數據,經預處理后,將信息傳回至后置預警機[5]。預警機將接收到的信息進行綜合處理,形成統一的目標態勢。
2.6 武器中繼制導
預警機發現敵方目標后,將目標位置、高度、速度和航向等攻擊參數通過數據鏈傳送給己方作戰單元,并下達攻擊指令。作戰單元將相應的攻擊參數裝訂至導彈后執行發射,并將導彈發射消息告知所屬指揮控制平臺(預警機)后執行其他戰斗任務。預警機持續與導彈保持數據連接,并實時分發目標的運動信息給導彈,導彈將目標信息進行融合,并根據自身的運動信息,形成制導指令,從而實現中繼制導[6]。同時,預警機還能根據導彈運動狀態和任務需要,對導彈進行二次參數裝訂,實現二次瞄準。
3? 未來發展趨勢
3.1 綜合化
未來E-2D預警機將向綜合化發展,以戰場管理、指揮控制能力為基礎,集各型號預警機視優勢于一身。綜合天線孔徑、射頻、信息處理、人機界面等技術,實現預警機無源探測與有源干擾等戰術功能有機結合。
3.2 網絡化
一是預警機將采用基于IP體制的超高速、超寬帶數據鏈,以動態方式接入戰區情報網和指揮控制網;二是根據戰時需要預警機可以其他預警機、戰斗機、無人機、水面艦艇等傳感器平臺協同組成分布式預警探組網,構建統一的預警體系;三是預警機的任務系統的傳感器和數據傳輸實現無線網絡化,未來的空海作戰通信網絡可滿足全球信訪需求能力,保證為任一網絡接入用戶提供信息的能力。
3.3 無人化
無人化是未來預警機的發展的必然趨勢。隨著無人機技術的飛速發展,未來裝載有源相控陣雷達的無人機預警系統是可以實現的。同時,未來無人預警機將會在航母上大量裝配,預警機任務系統操作員不在機上就能遠程控制預警機執行相同任務。
3.4 智能化
未來將實現類似于美國提出的多傳感器指揮控制群(MC2C)的概念,是一個分布在空地海面和太空的龐大系統,由空基系統無人機地面站以及新型多傳感器指揮控制飛機(下一代飛機)等組成或幻想預警機作為母機可隨時放出和收回大量的微型傳感器飛行器,即所謂的智能塵埃,輔助完成各種功能[7]。
4? 結語
隨著5G、大數據、云計算等顛覆性技術在軍事領域的廣泛應用,美國“網絡中心戰”理論最終將成為現實,未來預警機發展將更趨向于小型化、無人化、智能化。為此,我國要強化危機意識,著眼未來預警機發展趨勢,集聚各方技術頂尖人才,努力攻克技術難關,加快發展我國預警事業,為有效應對未來顛覆性作戰形勢變化,做好充分的應對準備。
參考文獻
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[2] 趙峰民,朱傳偉,黃敏.美海軍一體化火控-制空系統作戰能力分析[EB/OL].[2019-08-02].https://doi.org/10.16338/j.issn.1009-1319.20190066.
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[4] 李金蘭,胡松,劉佳,等.美海軍分布式殺傷作戰概念推動下的重點武器項目發展分析[J].飛航導彈,2018(12):1-6,18.
[5] 孫曉聞.無人/有人機協同探測/作戰應用研究[J].中國電子科學研究院學報,2014,9(4):331-334.
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[7] 劉民,陸軍.下一代預警機主要特征與發展趨勢研究[J].中國電子科學研究學報,2015(3):278-282.