解析美国空军E-3预警机升级项目

徐国锋　安琳 陈宇

解析美国空军E-3预警机升级项目

徐国锋安琳 陈宇

E-3“望楼”（Sentry）机载预警与控制系统（AWACS）是波音公司为美国空军研制的全天候远程预警机，从1977年3月第一架生产型E-3交付使用至今已经发展了7个型号，最新型Block40/45版本E-3G已经于2015年11月部署到中东，在RC-135“铆钉联合”和E-8“联合星”的强势挑战下依然生机勃勃。

服役40年参战无数

E-3“望楼”预警机是美国波音公司为美国空军“空中警戒和控制系统”项目研制的全天候远程空中预警和控制机，以波音707/320客机机身为基础发展而成，能在各种地形上空监视有人驾驶飞机与无人飞行器，是世界上最好的大型预警机之一。

E-3采用4部普惠公司的TF33-PW-100A涡扇发动机，单台推力93433牛。机背上的雷达罩是E-3在外观上与其他大型战机相比最显著的特征，雷达罩直径9.1米，厚度1.8米，用两个支柱支撑在离机身3.3米高处，内部安装有先进的雷达天线系统，能够监视大气层、地面、水面的多种目标，对低空飞行目标探测距离超过320千米，对中空、高空目标探测距离更远，雷达系统的敌我识别分系统具有下视能力，并能抗地面杂波干扰。

E-3A是“望楼”的首批生产型，机载设备包括搜索雷达、敌我识别器、数据处理、通信、导航与导引、数据显示与控制等6个单元，乘员17名，其中机组人员4名、值班军官1名、系统操纵人员12名，系统操作人员分别负责操作通信设备、计算机、雷达和9个多用途控制台。E-3B由美军用头两架E-3改装而成，比A型提高了目标处理和探测舰艇的能力。E-3C是美军E-3最后10架及北约其他国家采购的型号，基本性能与E-3B相同，主要改装是机载抗干扰通信系统和地面台站。

E-3“哨兵”参加2012年度“绿旗”演习

E-3A机载雷达是诺斯罗普·格鲁曼的AN/APY-1型S波段脉冲多普勒雷达，可以根据不同的作战条件把360度方位圆划分成32个扇形区，分别在每个扇形区内选用恰当的工作方式组合。AN/APX-103C敌我识别系统在一次扫描中能询问200个以上装有应答器的空中、海上和陆上目标。导航与导引系统的综合导航精度不大于3.7千米。数据显示和控制系统包括数据显示器、多用途控制台、电传打字机和辅助显示器，能够将图像放大32倍率监控和指挥多架战斗机的空中格斗。数据处理系统用来记录、存储和处理来自雷达、敌我识别器、通信、导航引导系统搜集的数据，能处理400～600个不同目标。机上的操作员通过控制台上的显示器，以文字或者图形的多种格式查看各种信息，并做出各种监视、识别、武器控制、战场管理和通信的操作指令。

E-3采用4部普惠TF33-PW-100A涡扇发动机

北约国家采购E-3C

E-3预警机总产量68架，除装备美国外，还出口英国、法国、沙特阿拉伯。美国空军从1975年10月开始测试E-3“望楼”，使用波音707/320客机安装大型雷达天线整流罩，机舱内安装任务控制系统，编制19名操作员，1977年交付廷克空军基地，开始在美国本土和海外执行空中预警和灾难救援任务。截至2015年9月，美国空军现役部队共装备了28架各型E-3预警机，太平洋战区的E-3预警机分别部署在日本嘉手纳空军基地第961空中管制中队和阿拉斯加州埃尔门多夫-理查德森联合基地的962空中管制中队。

诺斯罗普-格鲁门AN APY-1型S波段脉冲多普勒雷达

日本嘉手纳空军基地第961空中管制中队的E-3

1990年代，E-3预警机参加了海湾战争的“沙漠盾牌”行动，是最早投入部署的飞机之一，战争期间执行了超过400项任务，参加了38次联军的空战，飞行时间长达5000小时。此外，E-3预警机还参加了入侵格林纳达、空袭南联盟、“北方监视”和“南方监视”行动、伊拉克战争和阿富汗战争，所有行动中都表现出超强的战场快速部署能力，机组人员通过大型雷达全天候地跟踪控制美军和盟军飞机，监视敌方飞机的作战行动，同时向联合空战指挥中心实时传送战场图像。目前，部署在中东的E-3机队仍在伊拉克和叙利亚保障美军的战斗机打击ISIS。

Block40/45升级最强性能

1999年，美国和北约联合启动了AWACS系统雷达升级项目，廷克空军基地第552空中管制联队、汉斯科姆空军基地的E-3系统项目办公室、俄克拉荷马城空军后勤综合体和波音公司共同参与项目，着重提高机载传感器的信息获取和处理能力，引入更直观的人机界面提高处理速度，简化机组人员作战操作和日常训练流程，增加信息输出量，提高指挥效能，最终升级完成的版本在美国空军也称为E-3G。

E-3G Block40/45版本升级项目耗资27亿美元，重点是对所有机身进行大修，换装90年代末改良的部件，换代飞机的询问机应答器系统，安装先进的Link 16电台，与新列装的第五代战斗机保持同步，由于20世纪70年代生产的硬件已经严重老化，老式计算已经无力处理大型雷达探测的海量数据，美国空军将信息处理系统作为升级的另一个重点。具体包括以下升级内容：

一是机身大修与升级。尽管E-3所用的波音707客机已经很久没有生产，但是由于当初采购的是全新的机体，而且在目前的全寿命周期内维修工作进展良好，只需要通过必要的技术升级就能保证继续服役。美国空军空战司令部指挥控制武器系统采购部主任帕特里克·斯肯德泽尔上校表示，E-3 Block40/45升级过程中波音公司对驾驶舱、任务控制和通信系统进行了彻底翻新，能够保证E-3机体正常飞行到20世纪30年代。

二是升级询问机应答器。美国Telephonics公司获得美国空军全寿命周期管理司令部（AFLCMC）6000万美元的合同，为美国空军现役31架E-3预警机升级最新一代AN/UPX-40询问机应答器，换代原来的AN/APX-103C敌我识别系统，同时提供安装和维护支持服务。AN/ UPX-40询问机应答器采用先进的编码校正算法，是一种多模敌我识别系统，能够排除地波信号干扰，使预警机更好地跟踪低飞状态的飞机，增强预警机在最大距离在探测移动目标或弱信号源的能力，加快敌我识别的速度，提高E-3预警机的全天候、全海拔态势感知能力。AN/UPX-40已经达到Mark 13标准化协定（STANAG）4193标准和Mode S标准，获得了美国国防部空中交通管制雷达信标系统敌我识别标记系统（AIMS）认证。2015年7月，汉斯科姆空军基地的E-3预警机最先安装了AN/UPX-40询问机应答器。

E-3G量产之前项目组在廷克空军基地一架预警机前合影

三是为北约的E-3机队升级航电系统。北约E-3机队的DRAGON升级项目价值14亿美元，内容是将驾驶舱内已经使用40多年的航电系统变为现代化的数字化仪表显示器，包括舱座控制和显示、飞行管理系统（FMS）和通信导航装备，满足目前和未来通信、导航、监视/空中交通管理（CNS/ATM）领域的需求，并以开放型系统架构提供未来为飞机再升级的能力。此外，驾驶舱升级还将安装一部气象雷达，用来预测“风切变”等影响飞机起降的气象变化，升级增强近地预警系统、发动机告警系统，加装飞行音频分配系统和机组报警系统。

升级后的E-3驾驶舱

E-3预警机升级为最新一代AN/UPX-40询问机应答器

2006年，美国空军开始测试E-3G Block40/45项目新升级的预警机，2009年E-3G进入低速生产阶段，美国空军计划每年升级5架Block40/45版本飞机，满足空战司令部（ACC）的全球部署需求，到2021年形成完全作战能力，届时飞机将采用现代化的作战流程，取消领航员座席，使机组人员从4人下降到3人。

2014年6月，E-3G Block40/45预警机具备了初始作战能力，随即参加了在内利斯空军基地举行的“红旗”军演，2015年8月又参加了在阿拉斯加联合太平洋靶场综合体举行的“北方利刃”（Northern Edge）演习，第964中队和第966空中管制中队（AACS）的2架E-3G指挥300英里（约483千米）半径内的100多架战斗机和轰炸机进行了15个空战指挥控制课目演练，测试并磨合了全部机载设备，检验了Block40/45系统的大空域态势感知能力和作战中的可靠性，坚定了美国空军继续升级该机型的信心，为中东地区的前沿部署做好了准备。

北约的E-3机队也进行了航电系统升级

美国空军第966空中管制中队监视系统技师丹尼尔·范霍姆中士在E-3的席位上参加“北方利刃”演习

E-3G参加“北方利刃”演习

2015年11月，阿拉巴马州廷克空军基地9架E-3预警机完成了Block40/45升级，机组人员全部获得了资格认证，第一架最新型Block40/45版本E-3G已经部署到中东地区某空军基地，投入到下一代空战指挥任务之中。另外，部署在日本嘉手纳空军基地的2架E-3预警机和阿拉斯加州埃尔门多夫-理查德森联合基地的2架飞机也进行了升级。2015财年，E-3G机队升级后的任务能力比例达到了82%，而E-8C机队只有76%，从这一点也能看出Block40/45升级的巨大效果。

新机型挑战下E-3顽强生存

美国空军从2003年开始为E-3、E-8预警机、RC-135“铆钉联合”电子侦察机和EC-130专用电子战飞机寻求换代机型，计划用最新型E-10预警机替代四种老机型的全部功能。按照美国空军的计划，在升级E-3、E-8、EC-130性能的同时，E-10系列预警机分为3个阶段、按3种型号研发。

美国空军空中监视军官洛丽·波特上尉在一架E-3预警机上进行起飞前检查

第一阶段（2003～2012年），重点开发E-10A型机。采用“波音-767-400ER”客机的机身进行升级改造，配备先进的电子设备和硬件设备，强化地面监视、瞄准、指挥控制和战场管理能力，并将其用于实战部署。按照美国空军研发计划，2011年首架生产型E-10A出厂，2013～2015年装备7架E-10A型预警机，在2020年前总共装备60架E-10系列预警机。

E-10预警机

第二阶段（2013～2015年），重点开发E-10B型机。研发成功后的E-10B能够识别空中移动目标，完成各种功能整合，具备与E-3预警机同样的功能，从2015年开始代替部分E-3飞机。

第三阶段（2016～2020年），开发E-10C型机。E-10C大量使用网络技术，加装新型信号和情报搜集设备，2018年后代替RC-135“铆钉联合”侦察机，成为空中信号情报平台，形成天、空、地一体化的侦察、监视、预警、指挥、控制、引导网络。

三种型号的E-10预警机研发成功之后将具备多种作战功能。

一是情报监视侦察（ISR）功能。E-10预警机可以在2万米高空滞留50～60小时、“持续存在”于战场或附近的上空，主要作战任务是探测和跟踪隐身飞机、低空飞行的巡航导弹，能够与“全球鹰”高空无人侦察机联网，组成巡航导弹预警系统，探测美国大陆本土1850千米以外的巡航导弹、300千米以外的隐身飞机，同时具备目前E-8C预警机所具有的对地目标探测能力。

E-8C“联合星”预警机

二是指挥控制（C2）功能。E-10预警机的作战管理指挥控制系统可为无人机提供“信息批量处理”能力，对各种情报数据进行比较、融合，在地图显示器上形成实时综合态势图，根据目标特性自动分配最合适的机载武器，具备接收、融合来自其他信息源的传感器数据的能力，能进行协调、引导和指挥战区内情报侦察平台和武器平台的作战计划，迅速对来袭的地面目标或低空飞行目标进行识别和跟踪，并能有效控制无人机，具备很强的作战效果评估能力。

三是情报融合功能。E-10预警机装备有新型网络化多侦察平台数据融合系统，可将多个ISR平台收集的各种空中目标和地面动目标的图像、信号、数据信息进行融合，产生高精度的实时战场态势图，快速地实现实时打击，作战反应时间从原来的10分钟缩短到“数秒钟”，探测识别所需时间缩短了90%以上。

四是数据通信功能。E-10预警机的机载通信系统具有模块化特点，频率覆盖范围2MHz～2GHz，既可以兼容传统通信和数据传输的信号波形，又可以支持不断升级的功能模块新的信号波形，比如最先进的Link 16作战数据链、“单信道地面和机载系统”通信电台、增强型定位报告系统（EPLRS）、蜂窝电话、GPS、海事通信卫星系统、单兵电台、“数字宽带传输系统”等数据。

尽管E-10预警机的各种功能几近完美，但是项目在2007年由于预算缩减被迫取消，美国空军从那时起将发展重点调整为E-8C“联合监视目标攻击雷达系统”，计划到2023年采购25架E-8C飞机。因此，E-3机队也面临着E-8C“联合监视目标攻击雷达系统”（JSTARS）战场监视飞机的强力挑战。

RC-135和E-3机队一样面临换代挑战

美军的预警机技师还能与这个大天线共事多久？

E-8最初2样原型机同样使用波音707客机机体，后来由于波音707机体停产造成部件供应受到影响，维护运行成本也有所上涨，美国空军在E-8后续研发时选用了新型商用飞机机体，继续执行“联合监视目标攻击雷达系统”的任务，在这方面比E-3更有优势。但是，还是出于预算紧张的原因，美国空军在2016年制订了升级现有E-3机队的计划，通过升级改造使E-3机队保持了良好的健康状况，未来还能安全飞行很长时间，与同样面临发动机换装和技术升级的E-8C机队相比，在装备可用性上并没有太大的劣势。

结语

美国空军的预警机虽然采用了众多高新概念，具备未来信息化战争所需要的多种作战能力，极大提升了美空的体系作战能力，但是我们也应该看到在未来日益发展的复杂电磁环境下，预警机也面临着严峻的挑战。作战对手的机载、陆基干扰设备的发射功率、覆盖频率等性能也在不断增强，对预警机的机载预警雷达、指挥控制系统、通信设备等电子系统形成较强的软杀伤威慑。另外，随着隐身技术广泛应用于各种作战飞机、导弹、舰船，专门用于攻击预警机的远程低空的反辐射导弹和机载激光武器都是预警机的“天敌”，预警机面临的硬摧毁威胁也不小，一架美军E-3引领几十架战斗机在别国空域如入无人之境的时代已经一去不复返。

编辑：赵静蕊