美军战场空中指挥控制中心:E-2/E-3预警指控平台*

王 谦 王建荣 姜 耿

(1.海军潜艇学院 青岛 266042)(2.94362部队 青岛 266000)

美军战场空中指挥控制中心:E-2/E-3预警指控平台*

王 谦1王建荣2姜 耿2

(1.海军潜艇学院 青岛 266042)(2.94362部队 青岛 266000)

以E-2/E-3为主要分析对象,讨论了美空海军的空中指挥控制中心的组成、定位与发展历史。首先,以系统功能的分解为基础,讨论了主要作战任务、作战样式、整体能力。其次,分析了系统在作战使用中具备的优势,并结合具体战例讨论了E-2/E-3的使用情况。最后,结合美军在空中预警指控平台的最新动向,分析了我军在该领域应重点关注的若干问题。

美军; 指挥控制; 预警机

Class Number V355.2

1 系统组成概况

经过近60年的发展与实战检验,预警机已成为美军C4ISR(通信、指挥、控制、计算机、情报、搜索与侦察)系统的空中枢纽[1～3,6]。美国空中指控系统主要由空军E-3系列空中预警机、海军E-2系列舰载预警机组成[2,4],既能探测、识别与跟踪空中目标,又能指挥引导地面防空武器和空中战斗机实施拦截,从而兼具预警与指挥控制双重职能[5,7]。

1.1 使命定位

美空中指挥控制中的核心地位在E-3表现最为直观。E-3是美国波音公司根据美国空军“空中警戒和控制系统”(Airborne Warning and Control System, AWACS)计划研制的全天候远程空中预警和控制机,预警机在设计之初就被赋予了空中指挥控制的使命[7]。

预警机装有远距离搜索雷达、数据处理、敌我识别、通讯导航、指挥控制、电子对抗等完善的电子设备,集预警、指挥、控制、通信和情报于一体,用于搜索、监视与跟踪空中和海上目标并指挥、引导己方飞机执行作战任务的作战支援飞机,起到空中移动雷达站和指挥中心的作用,是现代战场空中指控的中坚[7～9]。

1.2 海军概况

E-2系列是美国海军现役最主要的预警机,由格鲁曼公司研制,代号“鹰眼”,于1965年开始服役。目前,E-2C是美海军预警机主体型号,生产量已超过175架。

E-2C采用双发涡桨发动机,巡航速度500km/h,续航时间5.5h。当E-2C巡航高度达到9390m时,其搭载上的AN/APS-145雷达能监视2400万立方千米的空域或38.85万平方千米的海域,且无下视波束盲区,提供的预警时间可达25分钟左右。E-2C可同时监视、跟踪、显示200个目标,可同时引导、指挥100架战斗机遂行空中拦截任务。

1.3 空军概况

美国空军的现役主力E-3系列预警机,由波音公司研制,代号“望楼”,于1977年开始服役。该机最大的特点是能与战斗机的火控系统交联,战斗机可以不使用自身雷达,而由E-3直接指挥攻击目标,指挥控制功能得到极大加强。

与E-2不同,E-3摆脱了航母的限制,采用了民用客机波音707为载机,以安装更多的设备来大幅提升预警机的性能。其探测距离较远,对低空、超低空飞机的发现距离达400多千米,对中、高空目标的发现距离达600km,可提供30分钟左右的预警时间,能同时探测600个目标,同时识别200个目标,同时处理300个～400个目标。

2 系统历史沿革

2.1 研制阶段

上世纪50年代,早期预警机雏形逐渐显现。美军的E-1B是世界上第一款实用的预警机,初步具备了探测海上和空中目标(200km左右)、识别敌我、引导己方飞机(20～30架)攻击敌方目标的能力。

上世纪70年代,随着脉冲多普勒雷达技术和机载动目标显示技术的进步,预警机在陆地和海洋上空的下视能力得到极大改善。同时,三坐标雷达(可同时测定目标的方位、距离和高度)和电子技术的发展应用,使预警机的功能由警戒发展到可同时对多批目标实施指挥引导,实现了由单纯预警到集预警、监视、指挥、控制为一体的能力飞跃,正式成为战场的空中指控中心,美军的E-2与E-3均属于这一时期研制成功的装备系统。

2.2 升级改进

与此同时,美军对E-3和E-2预警机的雷达进行了改进,重点提高其雷达的发射功率,经改进的E-3雷达发射功率将提高几个数量级。另外,美军正在发展一体化的传感器,即将雷达数据与红外、光电、激光以及其他采用非射频技术的传感器的信息进行融合,以提高态势感知能力和反隐身能力

1) E-2的升级改进

作为美国海军唯一的预警机型号,美军正对E-2C预警机实施耗资20亿美元的“先进鹰眼”升级计划,2005年两架验证机研制完成,编号为E-2D,预计2015年装备美军。

E-2D将装备比原先APS-45雷达探测距离更远、定位精度更高、敌我识别能力更强的ADS-18雷达;同时,E-2D更加强调了协同交战能力(CEC)与Link16数据链的集成建设,使战术数据的整合传输有了质的提升,从而完成由“航母战斗群早期预警到承担整个战场指挥控制任务”的角色转变。

2) E-3的升级改进

E-3至今已发展出五种型号:E-3A是美国空军的首批生产型;E-3B是A型的改进型,提高了目标处理能力和搜索舰艇的能力;C型与B型基本相同,但改装了与欧洲通用的调频抗干扰通信系统;D型和F型分别是装备英国和法国的专用型号。

其中,E-3B提高了海上舰艇的搜索能力(增加了海上雷达监视工作方式)、目标处理能力(提高了系统计算机的容量和速度)和通信能力(在Link-11和Link-16数据链的基础上,加装了联合战术情报分发系统JTIDS终端和战术数据情报链TADIL)[8]。

同时,美军还进一步制定了E-3长期改进计划,提高其对隐身飞机、巡航导弹、弹道导弹等多种目标的探测能力;美军还将为E-3装备新型被动探测等子系统,以增强其海洋监视能力、隐身能力以及提高导航精度等。

3 主要技术与作战特点

3.1 系统功能

E-2与E-3虽因作战使用环境不同,在功能上侧重点不同。但是,它们在功能与系统分类上存在一致性,主要功能系统如下[7～8]:

1) 雷达探测系统。采用具有下视能力的脉冲多普勒雷达,能在地面和海面的严重杂波环境中探测和跟踪高空或低空、高速或低速目标,能够对数百个目标进行处理和显示。

2) 敌我识别系统。主要由询问机和应答机组成,询问天线通常综合在雷达天线上,在雷达探测的同时对目标进行询问,目标的回波被送入数据处理系统,经过综合处理的信号最后输入到显控台,使机上操作员和指挥员清楚了解战区敌我力量的分布。

3) 电子侦察系统。可以对各种雷达和通信信号进行探测、识别、定位与跟踪,是雷达探测系统主要的情报支援手段。

4) 导航定位系统。导航设备需给出精确的飞机位置姿态和速度参数,这些参数被输入计算机数据处理分系统,从而给雷达分系统提供精确的基准位置,使各种传惑器获得的信息能够准确地转换到大地参考系上。

5) 数据处理系统。能够迅速、准确地处理并显示上百个目标,其核心通常是一部处理速度达到每秒百万次的计算机。

6) 通信传输系统。分为机内通信和外部通信两部分。机内通信系统为操作员和机组建立话音通信;外部通信系统由数部短波和超短波电台组成,可将获得的大量信息传递给空中友机,海上舰船或地面指挥所信息的传递,可以是语音或数字模式。

7) 显示控制系统。显示台用操作员要求的格式显示战区综合信息,供指挥员和操作员对战场进行控制指挥,并进行信息处理编辑,引导拦截指挥、电子侦察、电子对抗等功能。

3.2 作战任务

作战任务以系统功能为能力基础,美军空中预警机作为空中指控中心,担负的作战任务主要包含以下几个方面[7]:

1) 空中预警。其是指挥控制的基础,是预警机最主要、最基本的任务。旨在及早发现、识别和跟踪目标,争取足够的预警时间。空中预警机既可独立遂行防空预警任务,也可与地面远、近程雷达共同构成防空预警网络,进一步扩大空中预警探测范围。

2) 电子侦察。可以探测预警雷达探测距离以外的电子辐射源,具有快速反应和高精度测量能力,在复杂电磁环境中具有很高的截获率,能迅速测定敌电子信号的方位和相关参数。

3) 指挥控制。能在较大的范围内全面掌握空中情况,并将己方飞机引导至有利的战术位置,为飞行员先敌发现创造条件。特别是在中、远距空战中,空中预警机具体的指挥引导和情况通报,对己方飞机及早发现目标和采取正确的战术机动将起关键性作用。

4) 其他任务。还可视战场情况而担负通信中继、航空管制等任务。

3.3 作战特点

预警机具有探测距离远、范围广、盲区小,机动灵活,不宜受攻击等优点。美军已经形成了由预警机为核心的空战列阵模式。

典型的作战样式为:一支由20～80架各类战机组成的作战机群,中心位置是由预警机及其护航飞机组成的“战时指挥群”,外围层次是战斗机、轰炸机和低空攻击机等。战时,预警机通过数据链接收卫星、高空侦察机和敌后特遣队的实时数据,把握战区周边最新情报;指挥战斗机群阻击对方空中力量;导引低空攻击机轰炸机躲避敌方防空火力,攻击地面目标。整合全部作战资源,最大限度发挥作战效能。

3.4 系统效能

E-2与E-3预警机不但是美军战场空中指挥中枢,同时也是美军高效率武器体系构建的核心力量。其系统效能的提升主要体现在如下几个方面:

1) 集多项核心能力于一身,包括对空、对海甚至对地的警戒、预警、监视与指挥控制。

2) 电子战能力较强,E-2与E-3均装有无源探测、敌我识别等系统,甚至可加装电子干扰吊舱等电子战装备。

3) 抗干扰通信能力突出、种类完备,装有大功率特高频无线电台、特高频收发信机、甚高频和特高频调幅调频无线电台、高频数据链和联合战术信息分发系统。

4 系统优势与使用情况

4.1 系统优势

预警机作为美军空中指挥控制中心平台,承担特殊任务、发挥特殊作用,其“战斗力倍增器”的系统优势得以展现[7～8]。表现为以下几个方面:

1) 节省兵力。美军在空中预警指控平台的数量与质量上保有巨大优势,其不但可减少甚至取消在空中进行战斗巡逻的作战飞机,而且可以大幅度减少地面防空值班兵力。

2) 提高效率。英国专家对没有预警机和拥有预警机的防空系统分别进行模拟计算表明,后者的防空效率比前者提高7.5～30倍。美国空军对防空作战也进行了模拟计算,其结论是:拥有预警机的防空系统的防空效率可提高15～30倍,拦截和击落敌入侵飞机的数量将增加15%～35%。

3) 精确指挥。现代战争中,美军参战飞机往往是多架次、多批次、多机种参与复杂的大规模对空、对地作战,对空中预警机提供空情、适时引导、合理调度存在较大依赖。

4.2 使用情况

航空母舰战斗群的战术旗舰指挥中心与E-2之间通过数据链进行信息交换,共同完成预警及任务分配等任务,表现为一种互补、协调的指挥关系。同时,E-2的电子侦察设备和机载雷达可在复杂电磁环境中工作,能抗击敌电子干扰。当然,E-2并不仅限于配合航母战斗群作战,可依托固定机场独立完成作战任务。E-2与E-3参与的作战行动主要有:

1982年叙以战争,以色列首先派出E-2C“鹰眼”预警机严密监视叙利亚的导弹发射场和空军基地动态,接着又出动96架战斗机,在贝卡谷地上空仅用6分钟便摧毁了叙利亚的19个导弹营,又击落了81架叙利亚迎战的飞机。战后军事家发表评论,认为以色列取胜的主要原因之一就是使用E-2C预警机作为空中监视指挥中心,掌握了主动权。

1991年海湾战争中,多国部队出动30多架预警机,用于执行对空指挥、侦察、战场监视、指挥近距空中支援等任务,在指挥空中突击、摧毁伊拉克军队指挥中心和“飞毛腿”导弹基地等方面,起到很大作用。单是E-3就出动845架次,飞行10538小时,引导、指挥联军飞机12万架次进行空袭和拦截,直接负责41次美伊空中交战中的39次,证明了E-3作为控制平台通讯指挥的作用。E-3预警机的作用还在于其对美军机群进行了空中管制,确保伊拉克上空的数百架联军战机不会发生碰撞事故。

1999年科索沃战争,北约对科索沃发动联合力量行动,北约14架预警机出动656架次,飞行超过4800小时,平均每天出动8个架次,几乎是全天候作战。

2003年伊拉克战争中,美英出动预警机有20架E-2、22架E-3,执行任务超过3000架次,发挥了不可替代的作用。

5 对我军的几点启示

目前,我国“空警-2000”和“空警-200”相继服役。两者都采用了有源相控阵雷达,这种雷达相比美军E-2与E-3预警机上使用的机械扫描雷达,确实是先进了一代。这种雷达的可靠性远远高于一般的机械扫描雷达和无源相控阵雷达,其波束的空间扫描更为灵活快速,多目标跟踪能力强,跟踪数据率可以大幅提高。单从预警雷达的性能指标来看,中国已经完全和美国等预警机强国站在同一水平线上。但是,探测预警只是空中指挥控制中心平台功能的一部分,美军在该领域的最新动向仍值得思考与学习:

1) 注重整体能力的提升

有分析认为[8],美军目前没有大量采用有源相控阵雷达预警机,一方面是因为经费原因,另一方面,美国人往往能通过不断升级,把一个型号的性能发挥到极致。以E-3为例,最新改进型不仅具有对海对地探测功能,还能探测隐身目标,在数据融合、任务系统、传感器等方面也进行了大幅升级,但在外形上与老型号基本上看不出区别。美军对预警机的升级不仅体现在雷达方面,还通过升级数据链、指挥系统等方面,形成高出一筹的系统优势。

2) 软实力影响能力的发挥

拥有先进的装备和能迅速转化为实际战斗力并不等同。美军空战平台都有着和预警机协同作战的经验,而这一点我军仍需在今后的演习中多多磨练。目前,我军对目标的连续跟踪性能还不够稳定,而且在不同地区上空回波特征是不一样的,需要在不同空域,不同地形上空积累丰富的经验,同时需要制作不同地域的关键参数数据库。相比之下,美军从越战时就开始运用预警机,并通过多次战争不断积累使用经验,美军已摸透不同战场环境下可能遇到什么问题,要注意什么情况,并将预警机的作用从空中预警平台升级为战场管理者。

3) 紧密追踪最新技术动向

(1)对隐身目标的发现与控制。90年代以来,隐身技术已经相当成熟,因此要求预警雷达进一步提高探测隐身目标的能力,扩大覆盖空域。美军已经着手改进E-3和E-2的预警雷达,美国海军的E-2C后继机型“先进鹰眼”,将换装根据“雷达现代化计划”研制的电子扫描雷达,雷达的主要参数比现有AN/APS-145雷达改善20分贝,从而使雷达性能“跃升两代”,无疑将提高探测小目标的能力。

(2)扩展探测与指挥控制手段。预警机平台还需要增加与雷达互补的探测设备,如电子支援措施/电子情报侦察、通信支援措施/通信情报侦察、红外搜索与跟踪等设备以及先进的电子自卫设备,以提高预警机的整体作战效能,以及在复杂电磁环境下的生存能力。其中最有发展前景的是红外探测设备。目前,美海军正在为“先进鹰眼”研制“红外搜索与跟踪设备”,用于探测和跟踪来袭导弹,以承担战区导弹防御指挥任务[11]。

(3)重视目标识别领域的新技术。美军因目标识别酿成的指挥失败甚至悲剧已有先例:1994年4月14日,美、英联军在伊拉克北部上空执行禁飞区任务时,因E-3识别有误,把两架陆军的UH-60直升机误认为是伊拉克的“米-24”而引导两架F-15将其击落,造成26人死亡。因此,预警机上除了安装IFF设备外,还需要“非合作目标识别设备”来识别没有应答的目标。美军在该领域已先行一步,其界定的非合作目标识别技术包括:利用敌方的IFF系统;采用合成孔径或逆合成孔径雷达探测目标,以及分析目标反射信号特征,与数据库中储存的目标特征进行对比,从而识别目标等。

(4)多源信息融合保证指挥的精确性。美国海军的CEC系统被认为是第一个网络中心战系统,并已被加装在E-2平台之上,其核心设备是“数据分发系统”和“协同作战处理器”,而支撑后者的正是多情报源信息融合技术[8～9]。美军已开始构建“单一综合空中图像”系统,用于融合多个信号源的数据。不同军种、层级的指挥官能够看到同一幅空中目标图像,因此可以避免在协同作战、指控协同中可能导致的自伤问题。

(5)空中指控平台的多样化构想。目前,世界各国预警机的载机选择呈现出多样化的特点:大、中、小型预警机均有,固定式和旋翼式平台并存,气球载预警系统也得到青睐。根据未来战争的需求,考虑到战术要求、研制成本、装备数量等综合因素,各国特别是美国对预警机的发展提出了一些新的构想。例如:美军提出了“多传感器指挥控制飞机”的概念[12],其以波音767-400作平台实现。机身前半部安装改进的E-8对地监视雷达,后半部装波音737预警机的对空(海)监视雷达,在同一架飞机上兼有E-8和E-3的功能。当然,这一设想的实现存在一定困难,如电磁兼容和载机供电等棘手的技术问题需要突破。

6 结语

通过对美军预警机发展的研究和分析，尤其是预警机的实际使用情况与在现代战争中的所起作用和重要地位的剖析，不难看出，我军预警机部队的建设，不能仅仅停留在技术进步这个层面，更要着眼于理念、战法和概念的研究与创新。同时，也为我们提出了一系列亟待解决的问题，总之，随着新装备的从无到有，必定为我军打赢力量的建设，做出重要贡献。

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Battlefield Air Command and Control Center of US-Army: E-2/E-3 Warning Control Platform

WANG Qian1WANG Jianrong2JIANG Geng2

(1. Navy Submarine Academy, Qingdao 266042)(2. No. 94362 Troops of PLA, Qingdao 266000)

With E-2/E-3 as the main analysis object, the composition, orientation and development history of American Air Force’s Naval Air-Command and Control Center has been discussed, its main combat missions, combat-style and the overall capacity are discussed, Secondly, combining with concrete examples of E-2/E-3, the advantage of the system in operation is analyzed. Finally, with the latest trends of US-Army in airborne warning and control platform, several issues which should be focused on our troops in the field are analyzed.

US army, command and control, early warning airplane

2014年4月4日,

2014年5月24日

王谦,男,硕士研究生,研究方向:作战指挥学。王建荣,男,硕士,研究方向:电子战。姜耿,男,研究方向:电子对抗。

V355.2

10.3969/j.issn1672-9730.2014.10.002