美國E-8戰場監視機

美國E-8戰場監視機

到目前為止,美國空軍已經裝備的4架E-8CJSTARS均由已使用過的波音707改裝而成。 海灣戰爭期間兩架E-8AJSTARS飛機,共飛行749架次,作戰飛行時間總計500多小時。 E-8CJSTARS是美空軍首次裝備的生產型飛機。

JSTARS,代號E-8,美軍軍事新概念的產物,JSTARS即“聯合監視目標攻擊雷達系統”(JointSurveillanceTargetAttackRadarSystem),由波音公司707/300客機改裝。主承包商是諾斯羅普?格魯曼公司。1982年這一概念開始進入實際計畫階段,並很快被定為優先發展項目。E-8機組成員4名,一般還搭載15至25名任務專家。E-8造價大約2700萬美元,相比起F-22等還算便宜,當然這與E-8是由客機改裝的有關。讓我們來詳細研究一下JSTARS。
E-8能夠進行實時的廣闊區域監視和遠程目標攻擊指揮能力,以便提供戰況進展和目標變化的跡象和警報。機身下裝有一個12米長的雷達艙,即前機身下白色長形物體。利用艙內強勁的AN/APY-3多模式側視相控陣I波段電子掃描合成孔徑雷達,JSTARS可以發現機身任意一側50000平方千米地面上種種目標,然後引導和指揮作戰飛機和地面部隊發起攻擊。海灣戰爭JSTARS試驗機匆匆趕到戰場,並發揮了巨大作用,多次指揮美軍摧毀伊拉克地面部隊。期間飛行出擊49次,總計500飛行小時。95年後E-8參與了歐洲南部的多次作戰和維和行動,出擊130餘次、約1500飛行小時。目前E-8已經由試驗性的A型發展到了C型。實際上A是原型機,C才是真正的第一種批量生產型號。
1998年8月18日,美國空軍在喬治亞州的羅賓斯空軍基地舉行新機接收儀式,諾斯羅普?格魯門公司研製生產的又一架E-8C正式投入使用,這也是美國空軍第93空中控制聯隊裝備的第四架E-8新型飛機,且比預定購交貨時間提前了13天。E-8CJSTARS的研製背景,是美國空軍的“移動目標顯示計畫”(MTT)和陸軍的“遠距離目標捕捉系統”(SOTAS)談起。美國空軍在提出MTT計畫之前,就開始研究一個叫做“移動鋪路者”的系統,它可提供目標監視,同時可使用武器引導模式指揮己方飛機或飛彈對目標進行攻擊。
就在“移動鋪路者”系統即將進入全面發展的時候,美國國防部提出要空軍的移動目標顯示計畫予陸軍合併。而陸軍在同空軍的計畫合併之前,也已完成了一項稱之為“遠距離目標捕捉系統”研究,該系統的空中平台為直升機。但該系統初步研製完成後,在大規模實施過程中出現了技術問題,且耗資巨大,因而陸軍感到有些力所不及。
1982年負責國防研究予工程的美國國防部副部長提出,將陸軍的“遠距離目標捕捉系統”和空軍的“鋪路移動者”系統合併,這就是後來的聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS),並由空軍的電子系統部牽頭負責該項目。
從1982年至1984年,美國空軍和陸軍有關各部門、國防部辦公室,共同對“聯合星系統”的研製方案,以及予雷達探測設備相匹配的飛行平台(載機)等進行了論證。當時比較傾向於將該計畫分兩個階段實施,第一階段是先將主要系統部署到10架常規飛機上,第二階再將成套設備裝到專門的載機上。
1984年5月,美國陸軍和空軍參謀長最後決定:將JSTARS雷達及其它設備,及具有制導功能的武器等,都安裝到波音707上。這就意味著JSTARS的載機或飛行平台確定為老式的波音707飛機。1985年9月.諾斯羅普?格魯門公司取得了對證系統購大部分開發契約,諾頓系統公司作為轉承包商獲得了該項目雷達系統的部分開發任務。該契約包括改裝兩架JSTARS載機,用波音707舊飛機改裝,有關改進的試驗,以及在歐洲地區試驗演示。
1986年至1987年,美國陸空軍有關部門曾多次對JSTARS設計進行過審查,研製計畫進一步明朗。另外,諾斯羅普?格魯門公司為進行JSTARS的研製開發,還在佛羅里達州專門建立了一個新工廠。1988年4月,諾斯羅普?格魯門公司製造出了第一架E-8AJSTARS原型機,並很快完成了飛行試驗,但是該機上末安裝雷達探測設備。同年12月,諾頓公司製造的雷達探測設備安裝到該型飛機上,同時進行了首次全面的飛行試驗。另外,在1988年4月,國防採購委員會對該計畫進行了較大的調整,將E-8飛機的採購數量由原計畫的10架增加到22架,同時批准了使用新製造的波音707飛機為E-8JSTARS的載機,代替原來的已經用過的二手飛機。之所以如此是因為首批兩架E-8A飛機是已飛行了20年的商用波音707飛機,在改裝時遇到了較多的困難,同時考慮到舊飛機使用壽命問題,國防採購委員會才決定要用新製造的波音707飛機。不過,到1989年後半年這一決定也沒有實現,原因是由於波音707的生產已經停頓多年,要重新製造費用非常高,因此到1989年11月,經白宮批准,其空中平台仍使用二手波音707飛機。該計畫辦公室官員雖然曾經考慮過使用波音757、767和麥道MD11飛機為其空中平台的構想,但仍然是因費用及其它問題而擱淺。
到目前為止,美國空軍已經裝備的4架E-8CJSTARS均由已使用過的波音707改裝而成。1997年12月,空軍就宣布:它們裝備的E-8C飛機已具備初步的作戰能力。載機及空中和地面裝備整個聯合監視目標攻擊雷達系統,主要由載機、機載設備和地面站系統組成。E-8C飛機的前機身下部有一個12米長的獨木舟形的雷達天線罩,裡面裝有一付APY3型相控陣雷達天線。APY3雷達設備重1900公斤,其多個發射機通過一個組合的大功率放大器將能量饋送到天線,這樣做可增大雷達的探測距離,提高雷達系統的性能。該雷達天線可從飛機的任一側對戰場進行監視,在平面方位採用電子掃描,掃描範圍可達到正負60度;而在俯仰方向則採用機械掃描,可提供目標數據和戰鬥控制數據。根據這些數據,操作人員可向飛機、飛彈或火炮發出指令,進行火力支援。
E-8C飛機飛得遠,飛得高,續航時間又長,且雷達探測距離大,可達250公里,因此它可以在敵火力範圍之外活動。單架飛機飛行8小時,其覆蓋面積可達到10萬平方公里左右。其APY3相控陣雷達系統有多種工作模式,其中廣域活動目標監視指示模式(WAS/MTI)是該雷達的基本工作模式。用這種模式,可對地面機動目標和直升機等慢速移動目標進行探測、定位和識別。通過信號分析處理,可區分出輪式和履帶式車輛的運動。通過對地面小範圍的監視可使雷達探測到的目標成像顯示更加清晰。對於地面固定目標的監視,使用的是合成孔徑雷達/固定目標指示模式(SAR/FTI),這種模式可獲得高解析度的敵方陣地和地面固定目標的圖像和照片。如橋樑、港囗、機場和靜止車輛,以及諸如“飛毛腿”等飛彈的發射架等,都可以在很遠的距離以很高的機率探測到,並獲得高清晰度圖像。
E-8CJSTARS的另一個重要組成部分是地面站系統。JSTARS的地面站為移動式的,是一個可進行多種信息處理的中心。其信息和數據來自於“聯合星系統”載機指揮官戰術終端(CTT)、聯合戰術終端(JTT)和無人駕駛飛行器(UAV)傳輸的數據,同時通過區域網路、有線網和無線網,向陸軍指揮、控制、通信予情報部門的節點分發情報,以通報戰場情況和目標數據。第二代地面站,也稱之為普通地面站(CGS),屬於第二代情報予電子戰(IEW)系統。它可以將二次圖像及其它感測器數據分發繪各戰術指揮官,使他們對戰場管理、情報和目標作戰,具有一個全面的整體的認識。陸軍的普通地面站將對從E-8C飛機接收到的雷達圖像數據進行分析,然後再將分析結果分發、通報到所有旅以上單位。
雖然名為地面站,實際上它可移動,不僅是地面和水面,而且包括空間。如普通地面站的設備,可裝在C-130、C-141、C-17、C-5和CH-47D、CH-53等在空中飛行的飛機或直升機上,也可以裝在水上航行的LACV-30和其它船隻上,以及諸如LCU兩棲艦或陸地上的平板運輸車上,總之地面站的移動方式非常靈活。普通地面站有6名AN/TSQ-179JSTARS普通地面站(CommonGroundStation)操作人員,E-8CJSTARS飛機上共有17個系統操作員和1個領航/自衛操作員,此外還有駕駛飛機的4名機組人員。每個工作檯都配備有先進的數字顯示處理礬和高解析度彩色圖形監視器、鍵盤和通信終端。處理機可迅速顯示予更新地圖、雷達數據及各種指示符號等。它是該系統的神經中樞,可對航空部隊和遠程飛彈部隊進行有效指揮。JSTARS採用保密的數據鏈和話音通信來分配和交換信息,其最重要的數據鏈是既保密又抗干擾的監視予控制數據鏈,用於將機上的數據傳繪機動的陸軍地面站。同時,地面站對戰場情報的要求也過這一數據鏈傳輸到E-8C飛機上。
E-8C飛機是戰場指揮官及時了解戰場戰術態勢的最有效的手段,因為它予偵察衛星和無人機相比更具有優勢。偵察衛星距離太遠,而無人機的探測範圍和探測時間又很有限,並且它們的實時性比E-8C飛機差。E-8C飛機上的雷達數據,可通過數據鏈及時傳到美國陸軍的地面站上進行處理和顯示,而且雷達的各種工作方式也可交錯進行,可在不同的顯示器上監視到不同的畫面。根據E-8C飛機所提供的數據,空軍和陸軍的作戰部門就可協調行動,對敵方的目標進行攻擊,同時在犬牙交錯的戰場情況下避免誤傷自己,也可對戰鬥破壞情況進行評估,分析攻擊效果,以便採取進一步的行動。
E-8C飛機還裝有利頓公司慣性導航系統、“塔康”導航及TADIL/Link16數據通信設備,可與E-3預警機進行聯繫,獲得其它裝備所探測到的信息,包括衛星數據。其他設備包括利頓公司慣性導航系統、柯林斯公司飛行管理系統、雷錫恩公司的920/866超小型計算機和AXP-3000/500工作站、洲際電子公司的圖形顯示器、立體防禦系統公司的偵察和控制數據鏈路、聯合戰術信息分配系統、衛星通信鏈路、以及加密的高頻、甚高頻和超高頻無線電通信設備等。飛機上還安裝有電子對抗設備,如派往波赫地區的該型飛機上就裝有飛彈告警系統和曳光彈投放器等。
JSTARS也在不斷改進其硬體予軟體,這不僅可降低其成本,也可提高其信息的處理速度和數據的存儲能力,特別是採用新型的微處理器,使其運算速度可達到每秒執行1.5億個指令,使單架E-8C飛機的計算能力甚至強於美空軍整個E-3機的計算能力。JSTARS還將進一步改進,其中包括提高雷達的解析度,加強自動識別處理和多感測器信息融合等。
E-8電子設備操作人員,負責觀察雷達獲得的各種信息,並指揮地面及空中部隊採取相應對策。靚靚MM喔!操縱台簡潔明了,似乎還是圖形界面呢!通常E-8機組為4人,電子設備人員15人,視任務需要還會加以增減。
1991年海灣戰爭爆發,當時剛剛問世,但仍處於試驗階段的兩架E-8A型飛機就被派往海灣前線,參加了“沙漠風暴”行動,接受實戰檢驗。在這次作戰行動中,E-8AJSTARS主要用於監視跟蹤伊拉克的地面坦克、飛毛腿飛彈以及其機動部隊的行動,為多國部隊的空中和地面指揮員提供丁前所未有過的關於戰場的實時畫面,及其它戰略和戰術方面的情報,受到了軍方的高度評價。海灣戰爭期間兩架E-8AJSTARS飛機,共飛行749架次,作戰飛行時間總計500多小時。在它們所執行的多次任務中,有兩次任務最使人難忘:一次是多國部隊在對伊拉克的哈夫迪城進攻期間,為戰場提供的監視予支援。當時E-8A飛機探測到伊拉克增援部隊的80輛機動車輛正向哈夫迪城前進,多國部隊依據這一情報,迅速調集戰術空中力量,及時阻截了伊拉克的增援部隊,使戰事更加主動地向有利方向發展。另一次是在伊拉克部隊大規模從科威特市撤出期間,E-8AJSTARS探測到有數千輛正逃跑的車輛,並實時地將伊軍的撤軍信息及時地傳輸給了多國部隊的空軍作戰中心,指揮官們依靠這些情報採取行動,在撤出科威特市外的必經之路上,利用戰術空中力量,阻斷並全部消滅了這支機械化部隊。
通過實戰的初步檢驗證明了JSTARS的作用,於是戰爭結束後美參議院要求加速發展JSTARS的進程,同時也針對E-8A在實戰中發現的一些問題加以改進,其中包括改進操作員的操縱台,簡化通信設備,提高雷達的解析度,以及加強對飛行任務中所獲數據的充分利用等。經美國參議院武裝部隊委員會(SASC)批准,到1994年底生產6架該型飛機(原來美空軍的計畫是3架)。1990年11月,美空軍曾提出了一項較大規模的試驗計畫,即美空軍第三架試驗型飛機完全按照其生產型製造,然後進行多軍種的適用性試驗。E-8CJSTARS是美空軍首次裝備的生產型飛機。1993年美空軍批准生產5架該型飛機和12個移動地面站(MGS)。在此之前,公司曾對地面站進行過有限裝備的使用試驗。移動地面站已開始被美應急部隊所裝備,並進行訓練。目前,美陸軍不再計畫購買新的地面站設備。
根據美國空軍的計畫,自l995年起開始對JSTARS的生產型飛機進行多軍種的適用性試驗予評估,但由於此時正值美國及其盟國開始對波赫執行“聯合行動”,所以JSTARS又一次在沒有進行作戰適用性試驗予評估條件下,被派住歐洲戰區,試驗又一次被推遲。直到7至9月份,美空軍和陸軍才開始對其進行作戰適用性試驗,1996年1至3月結合波赫“聯合行動”又進行了適用性評估。E-8CJSTARS在波赫“聯合行動”中不管在惡劣的天氣,還是複雜的地形情況下,都能很好地執行任務。其機組人員共飛行了95個作戰架次1000多飛行小時,完成任務的有效率達到98%。同時也暴露了一些問題,並沒有完全滿足適應性評估要求。
據美作戰試驗予評估處主任介紹:該機的4台普拉特?惠特尼集團公司的JT3D-3B渦扇發動機,單台推力80.1千牛,推力較為有限,很難達到正常的11000米的作戰高度,對於達到126O0米的最大高度相差甚遠。在執行“聯合行動”中,該機在加滿燃料起飛時,所需跑道長度大約為3350米,而北約的標準跑道長度約2500米,這些都會使它的使用受到限制。1996年10月,兩架JSTARS的生產型飛機又被派往該地區支援,其中第一架飛機來自於美空軍第93空中控制聯隊,另一架則直接來自於諾斯羅普?格魯門公司(還未來得交付部隊),這兩架飛機均被部署在德國。在北約部隊駐紮在波赫地區期間(即11至12月)共飛行了36個作戰架次,飛行時間470多小時。到1996年12月後者才正式交付美空軍部隊。1997年,E-8CJSTARS首次參加了在韓國進行的美韓聯合軍事演習。在演習中,E-8C飛機為韓國和美軍指揮官們提供支援,對部隊的調動進行跟蹤,提供指令與預警,成為了地面部隊的通信中繼平台。
關於E-8CJSTARS的採購裝備計畫,1997年5月,美國防審查委員會決定,只購買13架JSTARS的生產型飛機。第一架E-8C型飛機是1994年3月開始飛行的,1996年6月11日便交付美空軍第93空中控制聯隊使用,現駐紮在美國羅賓斯空軍基地。同年12月13日第二架E-8C型機也飛抵該聯隊服役。到今年8月份為止,美國空軍已裝備E-8CJSTARS四架。如果沒有新的變化,估計到2004年美空軍裝備總數可達到13架。該機目前可一天24小時運轉,不過每天約需要有1.5小時的系統預防性維修。
由於採購加速,2002年4月諾斯羅普?格魯門公司獲得空軍授予該公司3840萬美元的契約,用於第17架E-8的先期採購。根據這項契約,本周初開始整修和改裝一架空軍原有的EC-18先進遙測飛機的工作,該機將作為新的JSTARS平台。第17架E-8將綜合進Block20配置,該批次特點是採用商業現用數據處理能力,故其在設計上能以較低的單機成本為空軍提供較好的可靠性、先進技術和處理能力。空軍的預算申請還包括用於改進波音公司的767-400ER飛機的4.48億美元,以便以此為基礎建成多任務指揮與控制飛機(MC2A)試驗台。2002年7月普惠公司為美國空軍的E-8提供了新型的JT8D-219渦扇發動機,替代目前的TF-33-PW-102發動機。JT8D系列為民航飛機所廣泛採用,功率更大,有利於提高E-8的飛行性能。
北約於2002年中已確定在2007年之前部署JSTARS的北約專用型號。北約國家軍事裝備部長會議(CNAD)開始了一個機載地面監視(AGS)系統計畫的定義階段,計畫為北約裝備AGS飛機。該計畫要求在2007年初步部署6架AGS飛機,目前已確定購入美空軍的E-8C,以及英國計畫中的5架裝有機載防區外雷達(ASTOR)的龐巴迪公司“全球快車”噴氣式飛機。諾斯羅普?格魯門向北約推薦採用加長的A321客機作為AGS平台。A321的有利條件之一是前機身較長,由此可令機腹的天線得到最大的雷達方位掃描角度,排除了來自發動機和機翼的干擾。
在後繼研究方面,美國空軍為保持E-8的信息優勢,正在發展下一代系統,即多感測器的指揮和控制飛機(MC2A)。空軍希望將把預警機和E-8的空中和地面監視、戰場管理、指揮和控制、目標瞄準能力綜合到一架波音767MC2A客機上,從而得到一個更先進的綜合信息平台。空軍在位於蘭利空軍基地的指揮控制、情報、偵察監視中心,在分析了多個製造商生產的多種飛機之後,認為波音767-400增程型飛機能滿足動力、空間、航程和載荷量要求,可作為MC2A的載機。MC2A將採用螺旋式漸近發展方式,因為按以前的方法,交付具備全性能飛機需要的時間太長。螺旋式發展的第一步,集中於發展同J-STARS相似的地面監視、瞄準、指揮控制和戰場管理能力上。系統結構以光纖為主幹,以滿足將來性能增長及綜合新系統的需要。螺旋式發展的第二步,是發展與AWACS相似的空中活動目標指示能力,進一步加強戰場管理、監視、目標瞄準、指揮控制能力。空軍已獲得45億美元開展第一階段的發展工作。到2008年生產出第一架試驗機,到2012年生產出4架生產型飛機。這4架MC2A將擴充J-STARS機隊,進行每天24小時、每星期7天的連續地面活動目標指示,加強巡航飛彈的探測能力。
基本技術數據
機長46.6米
機高12.9米
翼展44.4米
機翼面積268.6平方米
動力裝置4台JT-3D型渦扇發動機
單台推力84.48千牛
最大燃油重量70噸
最大起飛重量152.4噸
實用升限12600米
最大飛行速度M0.84
續航時間11小時

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