美军E系列战机中的“异类”——E-9与E-11

文/郑大壮

美军E系列战机中的“异类”
——E-9与E-11

文/郑大壮

在大名鼎鼎的美军“E系列战机”家族当中，我们耳熟能详的有E-2“鹰眼”预警机、E-3“望楼”预警机和E-8“联合星”预警机。同时，大家对E-4空中指挥机和E-6“水星”潜艇通信中继机也并不陌生。不过，还有两款默默无闻的“另类”，它们的功用也毫不逊色，这就是有着“大洋上观察家”美誉的E-9空中监视与遥测数据中继机和用于战场空中通信的E-11战场机载通信节点机。

大洋上的观察家

一直以来，美国空军将EC-135N型机作为对海观测和收集导弹测试数据的监视/遥测数据中继机使用，但其作战性能和机载设备的日渐老旧已经不能适应现实需要。20世纪80年代初期，随着空空导弹及各种先进武器平台的高速发展，美国空军迫切渴望一款新的中继飞机对武器系统进行充分评估。1985年年底，经过多次讨论后决定选择以加拿大德·哈维兰飞机制造公司（现已被庞巴迪宇航公司并购）生产的“冲-8”型支线客机为基础进行改装。

美国海军的E-6B

“冲-8”100型

“冲-8”是一种双发中程涡轮螺旋桨支线客机，最初由加拿大德·哈维兰飞机制造公司设计研制，1983年6月20日实现首飞，1984年正式交付。“冲-8”先后有100、200、300、400共4个系列型号。虽然20世纪80年代航空工业的大规模扩张使得支线客机备受推崇，不过德·哈维兰的产品设计滞后及生产能力的不足致使波音公司于1988年将其吞并，以增强波音公司与空中客车公司在支线客机领域的竞争能力。1992年，由于运作问题，德·哈维兰飞机制造公司又被波音公司转卖给加拿大庞巴迪宇航公司。接手后，庞巴迪宇航公司没有放弃“冲-8”，反而使其发展壮大。为了强调该系列客机的“低噪声”特色，除了100型外，庞巴迪宇航公司又重新将后3种型号命名为Q200型、Q300型和Q400型，Q代表英文单词quietness,即“安静”之意。2009年5月，庞巴迪宣布100型、Q200型和Q300型三种老型号正式停止生产，并将以最新型的Q400系列为主对外销售。截至2013年9月30日，“冲-8”系列型机已经生产1115架，被多个国家所购买使用。

重新命名为Q400的“冲-8”400型

除了民用版本外，“冲-8”的100型还衍生出了3种军用版，分别为装备加拿大空军用于军事运输的CC-142，用于空中导航训练的CT-142以及装备美国空军的E-9A。可以坦言，“冲-8”作为一种空中任务平台已经服役了20多年，但E-9A这款军机还是令人感到生疏，主要是该机极少出现在公众面前，长期以来一直保持沉默。

美国空军当前共装备两架E-9A，隶属于佛罗里达州廷德尔空军基地第53武器评估大队（53rd WEG），用于确保美国空军墨西哥湾范围内进行实弹射击演练及其他危险军事行动期间，没有民用船只和飞机靠近，同时收集遥感测试数据。据悉，E-9A可以发现40千米外的小型救生筏及其搭载的人员。

E-9A具备出色的短距离起飞降落性能，强调巡航性能及低运行成本，采用了可用于野外机场的起落架、高强度地板和相关电子设备。该机装备2台普拉特·惠特尼公司生产的PW120A/PW121发动机，机身长度22.25米，高度7.49米，机身直径2.69米，机舱最大宽度2.51米，机舱长度9.10米，翼展25.89米，乘员39名。该机的常规巡航速度为500千米/时，最大升限为25000英尺（约为7620米），航程1889千米，最大起飞重量16470千克，单机造价1250万美元。在气动外形设计上，该机采用了上单翼和T形尾翼布局，低速飞行能力和短距离起飞降落性能颇佳。

在机载设备方面，E-9A安装了较为先进的AN/APS-143（V）1雷达，将AN/APS-128D海上监视雷达的优良技术与最新的接收器相结合，具备非常优异的海上观测和数据收集性能。AN/APS-143（V）1雷达的最远探测距离可达380千米，探测分辨率在0.50米以内，方位精度为0.50度。在E-9A的机身右侧还安装有由乔治亚技术研究所研发的大型遥测天线，该天线长度接近10米，工作频率23～26GHz，拥有120度圆锥范围扫描能力，可同时截获收集5种不同的目标数据。平均而言，E-9A可以从距离目标46千米外收集数据，也可从209千米外收集美海军“战斧”巡航导弹数据。工作时，该天线只能在水平方向上扫描，有5个独立扫描波束，通过与其他设备协同工作，检测出相应遥测信号、处理误差信号及控制波束扫描角。天线在接收到S波段遥测信号后，将其转换成为L波段信号，再传输到地面站。此外，E-9A的一些机载子系统还包括：控制和显示子系统，用于对测控系统进行综合操控并实时监控执行任务的状态；遥测中继子系统用于分频；四通道多路通信子系统主要实现命令和语音通信；靶机控制子系统，用于靶场测试中对靶机实现遥控。

说到作战应用，E-9A的既定任务有两个：一是对民用船只和飞机进行监视，顺利实施靶场管制；二是作为遥测数据中继机，为美国空军武器系统的全面评估提供数据收集支援，并测试各类导弹的实战性能。

首先， E-9A是通过持续的监视来实现靶场管制，这其中也涉及到与其他机构的沟通协调。在执行任务的第一个小时内，E-9A爬升至5500英尺（约1680米）的高度对海面及船只交通进行监视扫描。这里要强调E-9A并不直接指挥海上交通，而仅仅是跟踪，可利用海上监视雷达对46千米半径范围内的20艘船只进行精确定位和标记。船只的经纬度随即通过高频无线电信号被传递给位于地面的靶场安全指挥官，这样指挥官可以了解所有监视区域范围内船只的动向情况，为举行演习建立一个距离这些船只足够远的武器发射空域。随后，E-9A将爬升至约6000米的高度，保持机身右侧面对武器发射空域（因该机遥测天线位于机身右侧）并开始进行遥测数据收集任务。

编号84-0048的E-9A。目前美国空军仅装备两架E-9A，另一架编号为84-0047

E-9A机身右侧安装有大型遥测天线

其次，遥测数据中继方面，E-9A所承担的遥测数据中继任务对于导弹测试任务而言非常重要。战场上使用的每种空中武器在投入实战之前，都力求通过E-9A的不懈努力，在测试阶段发现各种问题，从而达到成熟状态。随着导弹越来越接近目标，导弹或是目标自身发射的无线电信号被E-9A实时地接收、记录并发送至地面终端，以确认导弹的实际作战效能。受到地球曲率的影响，E-9A的机组人员扮演了“中间人”角色，对所遥测到的数据进行中继和传输，最终将其提供给地面终端，之后由导弹数据分析人员进行充分分析。这些从空中传输至地面的遥测数据主要包括有导弹接近目标时的各种飞行参数、导弹对干扰的反应参数以及杀伤概率等等。接着，相关人员将充分利用这些数据及时地编写出能够让美国空军战机更出色地攻击目标时所使用的发射程序。

除了对海监视及遥测数据中继外，E-9A还根据临时需要，承担其他一些任务。例如，在艾格林空军基地进行各种武器装备测试和研发鉴定试验。用于美海军哈姆反辐射导弹和“战斧”巡航导弹的评估，美国陆军“爱国者”防空导弹的测试鉴定，还可用于执行美国海岸警卫队的海上搜救任务。与此同时，E-9A还可执行空中运输、飞行校准、导航训练、医疗救援、预警和海上巡逻等任务，可谓是美国空军的多面手。

战场机载通信节点

21世纪初，时任美国总统的乔治·布什曾大力倡导实施“网络中心战”作战概念。在此背景下，美军愈发注重战场空中通信能力的建设。然而时至今日，美军各军种的军机之间尚未完全实现“网络化互通”。尽管可以通过一些技术手段来进行飞机与飞机之间的战术数据交换，但距离真正的“通信”还相差甚远。

2001年以来，美国国防部一直在构建这种飞机“连接平台”上下功夫。这其中最大的手笔莫过于“跨军种间互通性建设”项目，即研发机载通信数据链。例如，美国空军的F-15战斗机和海军的F/A-18舰载战斗机可使用Link-16数据链在目标数据、油量和武器状态等方面进行沟通，实现了历史性突破。另一方面，空军的B-52和B-1轰炸机没有安装数据链，不能与F-15和F/A-18战斗机进行互通。

随着伊拉克和阿富汗战争的深入，美军逐步认识到必须要创建一种更为先进的“连接平台”，以在复杂战场条件下将空中和地面上各类通信系统或体制组配成一个整体，实现空空及空地的有效通信。于是，“战场机载通信节点”（Battlefield Airborne Communications Node，BACN）系统应运而生。

BACN系统由美国军工产业巨头诺斯罗普·格鲁门公司（以下简称诺格公司）研发制造，是一种可搭载到多种型号军机上的通信中继及网关设备，能够为空中及地面作战人员提供灵活可靠的无线电通信及数据交换服务。

从技术角度讲，BACN系统可以通过中继、桥接、视距内和超视距环境下数据中转等方式在相近和非相近的战术数据链之间传递实时信息流。作为不同通信系统之间的中转“代理服务器”，在不必对单兵使用的通信平台进行修改的前提下提升系统与系统间的互通性。

BACN系统可以解决由于通信系统老化而引发的互通障碍，同时可解决隐身飞机所拥有的特殊性问题。例如，美国空军F-22“猛禽”战斗机出于保密安全因素考虑只能与同型号飞机进行“联络”；而在某种程度上，BACN系统就很有可能实现F-22与其他型号飞机及部分地面终端甚至巡航导弹之间的数据交换。

BACN系统能克服复杂地形对战术通信网络的干扰

此外，由于BACN系统具备模块化式安装特点及可在高纬度条件下运行的能力，其能够使得美军空中和地面部队的战术网络通信克服因多山、多丘陵地形而受到干扰。在阿富汗战场，BACN系统为山区中执行任务的地面部队与空中作战单元以及指挥中心提供无线电通信和数据交换，确保信息流的实时、高效、无缝传输，提升地面部队近距空中支援的协调能力，还能够增大装备该系统的飞机在前沿阵地的通信覆盖面。

美军的实战当中，BACN系统可为所有作战梯队的决策制定者提供关键的战场情报，通过将空中和地面的数据和图像实施关联来增强各类作战单元的整体态势感知能力。举例来说，在同一个地域，陆军某个作战单元与空勤人员所观察到的实际战场情况一定会有所不同，有了BACN系统就可以让他们看到“完全相同”的场景，从而减少军种间协作的误识。其次，单兵战术数据链是大型战术数据连接网络的一个组成部分，包括战术数据链、通用数据链和武器数据链。BACN系统可在不同的战术数据链系统之间进行数据交换，尤其适用于复杂地形。

当前，解决各类空中平台之间的互通性仍是个难题。BACN系统所提供的方案就是利用一套通用式的“中转站”实施信息传递，将数据从一个网络传送至另一个网络。2005年，这套方案通过了初始验证，并在2006年和2008年的“联合远征部队演习”（JEFX）当中成功进行了静态展示。

“战场机载通信节点”系统（BACN）能够很好地提高各通信平台间的互通性

BACN系统的原型产品于2005至2008年期间由美国航空航天局（NASA）的WB-57型高海拔飞机进行了测试。后来经过慎重考虑，美国空军决定以庞巴迪宇航公司研制的“全球快车”（Global Express）飞机为基础对BACN平台进行测试，并最初设计为装备RC-700A型机作为航空侦察使用。之后，经过多次论证和改进最终制订了E-11A型机的方案，即用“全球快车”搭载BACN系统。“全球快车”飞机具有高海拔、长航时等鲜明特点，对于美军在恶劣的山地条件下提供数据链通信及语音系统通信而言显得至关重要。

BACN系统曾由NASA的WB-57型飞机搭载测试

1996年10月13日，位于加拿大多伦多的庞巴迪宇航公司研发的“全球快车”超远程商务机成功地进行了首次飞行。可以说，“全球快车”的诞生在当时的航空工业界还是相当惊艳的，其采用了拥有35度后掠角和翼梢小翼的先进新型超临界机翼，加上一个新式的T形尾翼。动力系统采用了2台宝马-罗罗公司生产的BR-710涡扇发动机，性能十分强劲。“全球快车”的最大航程接近10000千米，可在不进行空中加油的情况下实现纽约至东京的跨洲际飞行。

“全球快车”前后共有5个衍生型号：“全球快车”原型机、“全球5000”和“全球6000”3个型号，由原型机改装的装备英国皇家空军的“雷神哨兵”（ Raytheon Sentinel）预警机和美国空军E-11A两个型号。其中，“全球5000”和“全球6000”属于改进型商务机，而诺格公司改装的“雷神哨兵”及美国空军E-11A则是原型机的军用型。

最初，美国空军计划租用若干架“全球快车”并加装BACN系统，但最终还是决定订购4架“全球快车”并于2005年初授予诺格公司改装合同加装BACN系统。改装完成后，在位于马萨诸塞州的汉斯科姆空军基地进行了一系列的装备研发测试。E-11A的具体性能如下：成员19名，机身长度29.50米，翼展28.65米，高度7.70米，最大起飞重量42071千克，最大平飞速度950千米/时，巡航速度904千米/时，航程9360千米，升限15000米，着陆距离814米。E-11A于2008年10月首次部署到伊拉克战场后，为“持久自由”行动提供了有力支援。期间，该型机累计飞行20000小时，执行近2000次任务，执行任务有效率达到了98%。

此后，美国空军又与诺格公司继续合作，拟将BACN系统加装至由RQ-4B“全球鹰”无人侦察机改装而来的EQ-4B无人机平台上。RQ-4B是美国空军现役的长航时高空无人侦察机，具有在15000米以上的高空执行全天候侦察任务的能力，是美国空军现役最为先进的无人电子侦察机。将BACN加装至RQ-4B“全球鹰”无人机上，进一步拓展了美国空军利用无人机平台执行通信中继任务的作战能力。根据现有资料显示，EQ-4B就是在RQ-4B的基础上加装了BACN系统，主要还是利用“全球鹰”的高空长航时能力来提供通信覆盖，在技术特点和性能参数上基本无太大变化。

可以说，BACN系统将不仅仅局限于作战行动。除了将给连接到机载网络的系统提供数字/语音通信中继和信息服务之外，还能够弥补战场行动策划和实际执行之间的误差，为美军的各种战术网络提供网络协议应用。同时，还能够为战场态势感知、国家安全机构和国防部各部门之间的合作提供信息接洽。另外，BACN系统可以为美国空军隐身飞机作战提供向巡航导弹传递关于航线数据修正的能力。

结语

尽管BACN系统的应用前景十分光明，其光鲜外表之下也暗藏诸多问题。例如， BACN系统的装备时间尚短，系统搭载在“全球快车”上组成的E-11A的整体性能、出动率、协调性等各方面还需要实战检验。与此同时，E-9A虽然具有油耗低、能从短距离跑道起降的优点，但也拥有航程近、飞行状态不稳定的缺点，这些缺点还要在将来进行不断改进。有消息称，美国空军装备的2架E-9A还将进行一系列的数字化软硬件装备升级，增强海上雷达监视及遥测数据中继能力。此外，也有消息称由于当前财政紧缩，美国国防部内部关于是否保留这些“异类”存在一定争议。他们的命运究竟如何，我们还将继续关注。

编辑：石坚

美国空军的E-11A由“全球快车”搭载BACN系统改装而成