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美军E-2D预警机性能遭泄:最大侦测距离超过500公里

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预警飞机,号称是“空中指挥所”,凭借着居高临下的位置优势,预警飞机往往能发现数百公里以外的来袭目标,所以可以指挥己方战斗机对敌机进行有效拦截。现代预警飞机还可以通过数据链直接指挥战斗机与敌方作战,从而大大提高空军的作战效能,因此也被称为“战斗力的倍增器”。近日,日本媒体报道称,日本空自装备的最先进的美制E-2D型预警飞机遭到泄密,原日本空自琦玉县入间基地的一等空佐菅野聪(今年58岁)被日本公安部逮捕。作为目前唯一在役的一款舰载预警飞机E-2系列也再一次进入人们的视线,而要了解清楚E-2D舰载预警机,还得从“预警机”的诞生说起。

战术需要催生的舰载预警机

尽管早在1914年的第一次世界大战时,交战双方就已经大规模装备作战飞机,但是由于当时飞机速度慢、航程短通常就在己方周边100公里以内活动,因此飞行员只需要凭借目视就可以基本判断方位,再加上当时通讯设备还很原始,所以也无法为飞机配套成熟的机载通讯设备,所以当时的空军对于预警飞机并没有什么需求。

(最早的舰载预警机,英国“塘鹅”AEW预警机,机腹的雷达罩清晰可见)

二战时期,由于航空技术的高速发展,当时在欧洲,英美已经可以组织上千架轰炸机对德国进行密集的战略轰炸。而在太平洋上,美日之间航母舰载机的搏杀也延伸到200~300公里的距离。特别是中途岛战役中,由于缺乏早期预警系统,南云在鱼雷换炸弹、炸弹换鱼雷的5分钟内连续遭到多批次美军轰炸机的攻击,最终被击沉3艘大型航母(第4艘飞龙号是后来才被击沉的),如果早些得到美机来袭的警报,日军断然不会如此狼狈。

(大概是如今“人弹”的鼻祖,二战时期日本神风特攻使用的“樱花炸弹”)

美军也在太平洋海战中发现了舰载预警飞机对于舰队防空的重要作用,并开始了相关研究,不过第一种实用的舰载预警飞机却是老牌海军,英国皇家海军研制的“塘鹅”AEW型舰载预警飞机。“塘鹅”原本是一款大型鱼雷机,因为要携带沉重的鱼雷进行作战,因此飞机的内部容积和发动机功率都比较大。英国人拆除了原先塘鹅机腹的鱼雷投放系统,把鱼雷舱用来装备一部早期预警雷达,从而研制成功塘鹅AEW舰载预警飞机。美国人发现英国人的创意不错,因此直接从英国进口了不批“塘鹅”装备在自己的航母上,并且很快就参照“塘鹅”的设计,将自家的TBM重型鱼雷机改装成为TBM-3W型舰载预警飞机。这就是最早的舰载预警飞机。TBM-3W主要用于发现神出鬼没的日军“神风”攻击机,并为舰队提供早期预警。

(美军装备的TBM-3W型预警飞机,最初就是用来防备“神风特工”)

在当时,舰载预警飞机的雷达还装在机腹下,就像一个巨大的下巴,内部装备1部可以360°旋转的警戒雷达,通过该雷达可以有效发现舰队雷达视距之外的敌方来袭飞机,并提前向舰队发出警报,不过当时的预警飞机其实就是一台会飞的雷达,并不具备指挥战斗机作战的能力,只能是将发现敌机的方位、数量、速度等参数汇报母舰,再由航母指挥舰载机起飞迎敌。

世界第一且唯一的航母舰载预警飞机

严格来说E-2预警飞机已经是二战之后的第三代预警飞机,因为除了第一代的塘鹅和TBM-3W之外,美军还装备过E-1B型预警飞机。E-1B型预警飞机是美国海军在S-2型双发固定翼反潜飞机的基础上发展而来的一款专用预警飞机,该机已经具备了如今预警飞机的主要设计特征:将雷达从机腹转移到飞机背部,并采用大型雷达天线罩,内含一部早期预警雷达,可以为己方舰队提供有效的防空预警服务。E-1B型预警飞机于1954年研制,1965年时逐步被更先进的E-2系列预警飞机所替换,总共产量为89架。。

(外形萌蠢的E-1B型预警飞机,这种飞机雷达罩不转,里面的雷达转动,和后续的E-2略有不同)

E-2系列预警飞机是目前全球唯一的舰载固定翼预警飞机,而且由于其体积小巧、造价便宜,同时又具备早期预警和侦察的功能,并且可以指挥己方战斗机进行空战,所以也受到世界很多国家的青睐。除了美国海军大量装备外,还有40多架E-2系列预警飞机出口到以色列、日本、法国、新加坡、埃及等世界多个国家和地区。

(唯一且产量最大的舰载预警机E-2系列)

E-2系列预警飞机中,最突出的就是E-2C型,该机曾经参加1982年的“贝卡谷地”空战。E-2C在贝卡谷地空战中扮演了2个不同的角色,以色列空军在策划空袭贝卡谷地之前,就派出1架E-2C型预警飞机,以9000米高度盘旋在距离贝卡谷地不远的地中海上空,并发射大型无人机作为诱饵,诱使叙利亚防空部队打开雷达,向无人机开火。在叙军打开雷达的同时,以军的E-2C凭借自身强大的电磁信号搜索能力,抓住了叙利亚SA-6导弹火控雷达的信号特征,并将其通报给以色列空军。在空袭开始后,以色列空军战斗机挂载的所有反雷达导弹都依照SA-6的雷达频率调整了弹头追踪器,只要叙利亚雷达开机,以军飞机随即就可以使用反雷达导弹炸掉叙利亚SA-6导弹的火控雷达;而如果叙利亚雷达关机,则以军飞机就使用常规炸弹从容的轰炸叙利亚的导弹阵地。

除此以外,E-2C在叙利亚空军战斗机起飞驰援贝卡谷地时,还迅速将叙利亚空军战斗机的型号、数量、飞行高度等等参数报告给以军飞行员,让以军战斗机做好战斗准备。因此贝卡谷地空战中,以色列空军仅用短短6分钟就摧毁了叙利亚19个SA-6导弹连,并且还击落了数十架前来支援的叙利亚战斗机,创造了空前的大胜利。在这一胜利中,预警飞机显然功不可没!

脱胎换骨的全新预警机E-2D

本次日本空自泄密的E-2D型预警飞机是E-2家族中最新的型号,E-2D和E-2C在外观上一个主要的差别就在于E-2D采用了全新的8桨叶螺旋桨,而E-2C则使用的4桨叶螺旋桨(E-2C“鹰眼2000”型预警机也使用了8桨叶螺旋桨,不过该机雷达上有一个尖锥,比较好辨认)。而且E-2D换用了全新的AN/APY-9型机载预警雷达,和E-2C装备的AN/APS-145型雷达相比,APY-9型雷达重量只有998公斤,并且采用了有源相控阵电子扫描雷达,兼容机械扫描和电子扫描两种扫描方式,因此功能上远优于早期的APS-145型雷达。

(E-2D型的招牌是8叶螺旋桨,不过E-2C-2000型也使用了这种螺旋桨,区分起来还要看雷达顶端是否有一个小尖锥)

E-2D型预警飞机虽然在飞机尺寸大小方面和E-2C变化不大,但是由于内部系统全部更新,因此该机的功能也不仅仅限于“预警”这一个方面,其装备的AN/APY-9型雷达系统具备AAS、ESS、ETS三种主要的扫描方式。由于其装备的是单面相控阵雷达,因此满足360°环视搜索,需要使用机械系统进行旋转,但是由于其雷达阵面为相控阵设计,具备120°的雷达“视角”,所以,可以对于重点方向进行重点观测。

所谓的AAS模式就是预警飞机的雷达保持正常的360°扫描,但同时额外对地面或海面的低RCS目标进行精准探测,在这种模式下,E-2D的探测能力不会受到飞机航向的影响,同时探测距离不会因为集中探测低RCS目标而降低。ESS模式就是指预警飞机在保持正常的360°搜索的同时,对某一特定的扇区进行高精度搜索,和AAS的不同在于:AAS模式是搜索重点目标;ESS模式是搜索重点扇区。所谓的ETS模式就是预警机的雷达暂停360°扫描,而是将雷达对准某一扇区,并进行高精度搜索。E-2D型预警飞机可以在这三种模式中自由切换,因此具备比早期预警飞机更多的作战功能。

(美国海军区域防空力量的核心,标准-6(SM-6)型远程防空导弹)

目前美军的E-2D型预警飞机除了进行原先常规的海上防空预警搜索外,还被美军融入到最新的战术打击链中,成为真正的空中指挥所。这主要是由于地球是一个球体,而雷达波都是沿直线传播,因此军舰自带的雷达在超过一定距离后,就无法对低空目标进行有效探测,因此当今的各国战斗机普遍进行低空突防训练,就是利用了地球曲率导致的舰载雷达探测距离有限,从而隐蔽己方的行动,并对敌人发动突然袭击。在1982年英阿马岛海战中这一战术运用最为典型,当时阿根廷空军2架“超级军旗”攻击机携带“飞鱼”反舰导弹,就是以150米飞行高度进行低空突防,并且在接近英舰时甚至把飞行高度压低到了30米,从而悄悄接近英舰,并伺机发射飞鱼导弹,一举击沉了当时英国新锐的42型驱逐舰“谢菲尔德”号。

(军舰雷达探测盲区示意图)

目前美军舰载的标准-6型防空导弹(“标准”导弹家族中标准-3是专用海基反导导弹;标准-6是专用防空导弹,并不具备拦截弹道导弹的能力,只能拦截飞机或者巡航导弹——笔者注)的最大射程已经达到了400公里,和俄罗斯S-400防空系统配套的40N6型远程防空导弹相当。但是如此巨大的射程同样受制于舰载雷达探测距离的限制,无法有效攻击距离军舰40公里以外的超低空飞行目标——特别是超低空掠海反舰导弹,更加难以拦截。而E-2D型预警飞机所装备的AN/APY-9型雷达系统采用了开放式的架构设计,可以兼容标准-6远程防空导弹的射控程序,这样,由美军水面舰艇发射的标准-6导弹就可以直接由E-2D型预警飞机进行引导和攻击。由于AN/APY-9雷达系统的最大侦测距离高达550公里,因此可以充分发挥标准-6高达400公里的巨大射程优势,在敌方飞机发射反舰导弹之前,就可以将其击落,而且甚至可以不动用航母的舰载战斗机!这种防空战术上的进步,对于美国航母战斗群的防空作战有着战略性的意义。

(E-2D预警飞机引导标准-6导弹有效攻击来袭目标)

不仅如此,E-2D型预警飞机由于改用了全新的高速计算机系统,具备了原先E-2C所不具备的强大空中指挥能力。在E-2C型预警机上,除了正副驾驶员和1名机械师外,还有2名专门的雷达操作员,这两人负责操作AN/APS-145型机载雷达进行预警探测,同时每人还能指挥2架舰载战斗机作战,换句话说1架E-2C型预警飞机可以指挥最多4架战斗机作战。而由于先进的高速数据链和高速计算机的运用,E-2D型可以通过高速数据链向战斗机发送空情报告,并且指挥其作战,由于整个过程全部由电脑自动完成,因此也就避开了舰载预警机雷达操作和指挥人员太少,执行作战忙不过来的问题。根据美军公开的说法,E-2D型预警飞机通过数据链可以同时指挥40架战斗机作战,指挥效能比E-2C提升了十倍!

(E-2D所使用的NIFC-CA系统)

在作战中,无论是F/A-18E/F型战斗机还是F-35C型战斗机,都可以不必打开机载雷达,而是直接利用预警飞机发送的空情警报隐蔽接近敌机,并且在发射AIM-120“阿姆拉姆”空空导弹后,战斗机即可立即撤回,空空导弹同样交由E-2D型预警机进行引导攻击。这样整个作战过程中己方战斗机都处于无线电静默之中,从而减少了自身暴露的概率,同时增大了突袭的成功率,而这也许就是未来我们所能看到的全新的空战方式:战斗机将只是作为一个空中的导弹搭载平台,无论发射空空导弹还是空舰导弹,都可以做到发射后撤离,然后由预警飞机负责引导导弹进行攻击。

新形态空战下的海军预警飞机

从上面的介绍不难看出,E-2D型预警机是一款功能极为强大的舰载预警飞机,而这款飞机的装备,将会在很大程度上改变海战的作战模式。因此该机也得到了美国军方的重视:早先美国航母原本正常编制一个4架预警飞机的预警机中队,在E-2D预警机服役后,这个编制扩大到了5架预警飞机。并且加油版的E-2D型预警飞机已经试飞成功,未来极有可能和MQ-25“黄貂鱼”无人驾驶加油机配合使用,从而大大增加E-2D的滞空时间,从而充分发挥该机的多用途作战能力。

(正在进行空中加油测试的E-2D预警机)

实际上,利用预警飞机引导导弹进行攻击这项技术并不新颖,早在冷战时期,苏联海军就已经建立了成熟的飞机引导系统,用于为其强大的远程重型反舰导弹提供中继制导。在冷战时期苏联海军研制并装备的一系列重型“三超”反舰导弹(超视距、超低空、超音速,合称为“三超”——笔者注)就是为了有效打击美国的航母战斗群。但是“三超”反舰导弹同样存在超低空飞行导航和目标锁定空缺的问题,所以苏联海军用改装的大型图-95MR型侦察机为其远程反舰导弹提供目标引导和中段弹道修正。不过利用预警飞机直接引导空空导弹进行拦截作战确实是美国人的发明,目前全球还没有第二个国家尝试过这种作战方式。

(机腹有巨大雷达天线罩的图-95MR型侦察机是冷战时期,美国海军重点关照的对象)

作为目前全球第一且唯一的舰载预警机,E-2D在性能上无疑是非常先进的,而且由于其根据E-2系列预警飞机发展而来,其飞机的架构和气动设计可以说非常完善,这对于后续正在大力发展航母的国家有着很重要的借鉴意义。特别是利用预警飞机直接引导反舰导弹和空空导弹进行攻击的作战思路,对于在舰载机和航母技术方面都处于劣势的国家而言,有着非常重要战术价值——如果能够成功运用在这种战术,就可以在很大程度上避开航母自身性能和舰载机性能的缺陷,保证自己的战斗机同样可以在无线电静默的状态下对任何敌方海面或者空中目标发动突然打击,从而赢得战术上的主动权。(作者署名:砺剑堂)

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