转贴 国外空中预警和控制飞机发展

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导读: [img]http://pic.tiexue.net/pics/2008_3_24_59418_7059418.jpg[/img] 澳大利亚购买的楔尾预警机 在21世纪空战实时状态感知对指挥员而言几乎是最重要的需求之一。为达到这一核心需求,必须拥有空中预警和控制飞机,才能使用多种传感器监视广大的地区,并生成友军和敌军飞机活动的实时图像,供身处空中、地面或战舰上的指挥员对战局进行监控。 空中预警和控制系统有很长的历史,最早可以追溯到20世纪50年代,但只有在过去15年里,来自空中预警和控制

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澳大利亚购买的楔尾预警机

在21世纪空战实时状态感知对指挥员而言几乎是最重要的需求之一。为达到这一核心需求,必须拥有空中预警和控制飞机,才能使用多种传感器监视广大的地区,并生成友军和敌军飞机活动的实时图像,供身处空中、地面或战舰上的指挥员对战局进行监控。

空中预警和控制系统有很长的历史,最早可以追溯到20世纪50年代,但只有在过去15年里,来自空中预警和控制飞机的实时数据网络才逐渐变得完善。巴尔干和中东战争见证了空中预警和控制飞机成为美军和北约(NATO)作战行动的中心,并且该飞机正在成为未来网络中心战概念中的关键节点。

过去的15年里,空中预警和控制系统的雷达、传感器、任务系统和飞机平台都取得了长足的发展,成本的降低使得更多国家的空军能够使用这种先进系统。雷达技术方面,电子扫描阵列(ESA)或相控阵雷达的最新进展使得它们开始成为老一代机械旋转雷达的补充。过去10年计算机技术的快速发展对空中预警和控制的任务系统影响重大,大大扩展了可收集的数据范围并提高了处理速度。与此同时,计算机尺寸的减小使得空中预警和控制的任务系统和雷达的体积越来越小,这意味着可以采用更小且廉价的飞机平台。由于采用了新型开放式结构的计算机系统,可以低成本的植入商用现货(COTS)技术,大大节约了成本。特别是植入的那些附加传感器,如可搜索敌方雷达和提供覆盖多谱段的威胁范围内的通信和信号情报传感器和电子支援措施(ESM)。然而今天许多空军部队正面临一个日益突出的问题,即使用以20世纪60年代出产的飞机为平台的空中预警和控制系统的维护费用正不断上升。

"鹰眼"的发展

上世纪60年代在美国海军(USN)航空母舰上使用的格鲁门(现在的诺斯罗普·格鲁门)公司研制的E-2"鹰眼"飞机逐渐演化为空中预警和控制飞机。这是人们首次实现用计算机将雷达返回的原始数据转化为战场空域的图形化表示,能显示出友军与敌军飞机的轨迹。之后该系统不断改进,进一步实现了敌方雷达的发射信号的电子情报数据、敌我识别(IFF)信息和地基雷达信息等的自动引入。

现在美国海军期望将其"鹰眼"机队演变成为其网络中心战概念中的一个重要节点。"鹰眼"2000项目包括一台开放式结构的任务计算机、增大显示装置的先进控制工作站、协同交战能力数据分配系统和卫星通讯系统。这些系统在E-2、其他机载传感器、卫星和舰载雷达之间建立连接。美国海军还在升级54架Group 2 改型飞机到"鹰眼"2000的标准,此计划开始于2003~2004年。

1999年年中,诺斯罗普·格鲁门公司赢得了首个为美国海军生产21架新制改进型E-2"鹰眼"2000的订单。2001年10月开始该产品以每年4套的速度交付。2004年他们获得了第二阶段多年度合同,内容包括3架E-2C和5架TE-2C教练机,总价值7.06亿美元。

E-2子系统可靠性和可维护性方面的改进使得它能够与"鹰眼"2000 AEW系统的改进配套。改进内容包括卫星通信和汉密尔顿·桑德兰公司生产的八桨叶螺旋桨发动机。

2003年8月,美国海军与诺斯罗普·格鲁门签订了价值19亿美元的系统研制和验证合同,开始开展名为"先进鹰眼"的进一步升级计划,飞机飞行试验将在2007年开始。今年3月,这批新飞机被定名为E-2D,以表明其能力将有的巨大飞跃。该计划的核心是新的L-3ADS-18 UHF天线,该装置将采用机械方式旋转,同时还能电子扫描。该天线还能在减慢或停止机械旋转时继续电子扫描。E-2D项目的目标是改进对陆地和海滨区域的侦察性能,同时将现有的洛克希德·马丁APS-145雷达的作用范围增加一倍。"高级鹰眼"还将采用能与全球交通管理兼容的玻璃座舱,该座舱能提供第四个战术显示。该计划预计2012年完成,为了改善与网络中心战概念结合后的性能,飞机还将引入一个新的通信成套设备。

法国、墨西哥、新加坡和台湾都在使用早期的Group0或者Group2型"鹰眼",这些国家中许多都将和日本和埃及一样,将老飞机升级到与"鹰眼"2000配置相近的标准。台湾最近接收了2架"鹰眼"2000新机。阿联酋已经表达了对"鹰眼"的兴趣,但迄今为止还未签署合同。

机载预警和控制系统(AWACS)

当美国海军20世纪60年代和70年代发展"鹰眼"时,美国空军(USAF)正与波音公司合作研制E-3"望楼"机载预警和控制系统。该系统使用脉冲多普勒雷达首次实现了高精度和高可靠性的跟踪飞机飞越陆地的能力。在为一份日本的订单将雷达移装767平台前,波音公司基于707飞机平台在20多年里为四个国家的空军和北约生产了68架E-3飞机。

过去30年中,机载预警和控制系统的用户不断地进行着系统升级。最近的一次是雷达系统改进项目(RSIP),主要内容是升级E-3和诺斯罗普·格鲁门的APY-1和APY-2雷达,以增强针对诸如巡航导弹和无人机(UAV)等雷达反射面较小目标的探测能力。所有的飞机使用者都认为,维持机载预警和控制系统国际机队的协同工作能力是第一要务,他们都在努力升级系统以保持一致。

英国、法国、北约和美国已经开始着手在E-3机队中集成RSIP技术及其所需的升级工作。2005年初法国首架飞机完成了RSIP升级,剩余飞机将在2006年中升级完毕。英国皇家空军(RAF)和北约也已开始了RSIP技术安装工作。美国空军将RSIP工作称为30/35批次升级,该工作将在2005年底完成。现在升级工作正进入40/45批次。计划在2008到2015年间完成与无人机(UAV)的连接。

在2004年五角大楼网络中心协同瞄准(NCCT)试验中,E-3扮演了首要角色。根据DARPA与L-3通讯公司签署的一份合同,下一步的工作是将地面目标的信息加入E-3的任务显示器中,这将在2005年下半年完成。NCCT技术将构成美国空军40/50批次升级的核心,及可能开展的RAF E-3D的"鹰计划"升机项目的核心。北约多国空中预警部队希望通过NCCT技术将E-3平台与机载地面监视系统(AGSS)平台集成到一起。

所有的E-3用户都面临着飞机老化和维护成本上升的问题。美国空军和北约的飞机使用的是普·惠公司的TF33发动机,长期以来一直寻求换发。而后来为法国、沙特和英国生产的E-3飞机使用CFM56发动机,服役寿命能更长些。

2004年诺斯罗普·格鲁门公司赢得了一份为RAF的AWACS机队提供后勤保障的长期合同,这也许是让E-3飞机能继续使用二十余年同时控制成本的一种创新方法。北约希望其E-3A飞机能飞行到至少2025年,一个可能的解决方案是采用和日本相同的方法,将平台变为波音767飞机。这样做的成本并不见得有很大降低,但是购买装备了ESA雷达的新平台更具吸引力,因为这意味着直接跳跃到采用新技术。

未来的波音空中预警和控制飞机

波音很早就知道ESA技术对空中预警和控制飞机所具有的潜力,它已研制了相应的产品。但迄今为止该产品的购买者都是海外客户--澳大利亚和土耳其,这两个国家都购买了基于波音737-700商务喷气平台的飞机。诺斯罗普·格鲁门公司的多用途ESA(MESA)"大礼帽"式的雷达安装在后机身上。

2002年12月首架澳大利亚"楔尾(Wedgetail)"机身交付给了波音威奇萨工厂。波音将在2006年11月向澳大利亚交付首批飞机,2007年11月飞机将投入使用。为了对雷达的"大礼帽"进行气动修改,今年1月飞机的飞行试验计划暂停。波音宣布该工作已成功,项目现仍在按进度前进。土耳其的首架波音737-700空中预警和控制飞机2004年11月出厂。计划在2006年初开始飞机交付,2008年交付完毕。

波音的基于737的空中预警和控制飞机还是2003年12月开始的韩国预警机项目的竞争者之一,该项目的竞标工作预计在2005年底重新启动。意大利经过仔细考虑将"楔尾"飞机作为2010年后的可选解决方案,这样可与可能购买的基于737的海上巡逻机保持一定的通用性。

萨伯"爱立眼(Erieye)"系统

20世纪80年代后期,瑞典决定启动一个项目为其空军研制空中预警和控制系统。瑞典皇家空军(RSwAF)希望用支线喷气飞机平台搭载ESA作为预警机系统。其结果就是萨伯"爱立眼"系统,该系统由萨伯340飞机搭载爱立信的PS-890雷达构成,被称为瑞典皇家空军的S100B"百眼巨人(Argus)"。与美国的E-2和E-3系统采用旋转雷达、具有360°空间覆盖范围不同,"爱立眼"的ESA天线安装在了萨伯340飞机的机身上部,因此雷达覆盖范围针对的是特定的威胁区域。1994年瑞典皇家空军订购了4架飞机,首架飞机于1999年进入服役。

巴西航空工业公司(Embraer)、爱立信和泰莱斯(Thales)公司联合研制了基于ERJ-145支线飞机的"爱立眼"改型并将飞机推向市场。该机的首个用户是巴西空军,共购买了5架EMB-145SA(巴西空军称为R-99A)作为预警机、3架EMB-145RS(R-99B)作为SIVAM亚马逊监视项目的遥感飞机。2003年12月巴西接收了最后一架飞机,该系统已在缉毒行动中得到了广泛应用。

希腊也订购了4架预警机,首架飞机在瑞典完成试飞后于2004年10月交付。马来西亚和巴基斯坦也对该预警机表示了很大兴趣。

以色列的预警机

尽管以色列国防军(IDF)在20世纪70年代购买了4架E-2C"鹰眼"飞机,以色列空军(IAF)还是迅速明确了需要能力更强的系统的需求。以色列飞机工业公司(IAI)的子公司埃尔塔电子公司研制了一套空中预警系统,即"费尔康(Phalcon)"系统。该系统主要基于埃尔塔电子公司的EL-M-2075型L波段相控阵雷达,并安装在波音707机身上。IDF退役了E-2C飞机,其任务由"费尔康"飞机完成。智利也购买了一套同样的基于波音707的系统。IAI还有一套基于空客A310或A320平台的与雷声公司联合研制的系统,但迄今为止尚未收到任何订单。

以色列空军目前正在接收基于湾流G550商务喷气机的预警机,该机安装有带EL/W-2085空中预警雷达的新版"费尔康"系统。该机计划于2007年具备初始作战能力。这种新预警机又被称为"紧凑型AEW(CAEW)"。G550与老龄的波音707飞机相比使用成本大大降低。该机可能出售给韩国。

俄罗斯的升级飞机

塔干罗格特别里耶夫航空科学技术联合体(TANTK)的A-50E飞机是俄联邦空军基于伊尔-76运输机的空中预警和控制飞机。该机于20世纪80年代研制,TANTK已提出了基于改进雷达的升级,将具有移动目标指示能力和一套无源探测系统。据说空军的16至19架飞机正在升级,但具体细节不明。一般认为A-50E的网络能力比西方或以色列的飞机要差。

印度的预警机研发

在印度空军的现代化规划中,采购空中预警和控制系统的优先级很高。2003年10月印度与以色列签订了一份价值11亿美元的合同,内容是在伊尔-76(即A-50Ehl)基础上研制空中预警平台。其内容涉及在一个飞机机身上部的固定雷达天线罩内安装三部埃尔塔EL/2075相控阵雷达,覆盖范围达到360°。TANTK作为俄联邦空军A-50E的主承包商,参与了该项目中的系统安装和集成部分。目前,首架飞机正在塔什干飞机制造厂生产,计划在2007年12月交付印度,第2架飞机9个月后交付,最后一架飞机大约在2009年4月交付。

印度仍渴望自己研制空中预警和控制系统,并开展了长期大量的研制工作。其中基于HS748飞机的空中监视平台(ASP)计划1999年遭遇重大打击。飞机在转动机背上的雷达天线罩时,天线罩跌落,导致飞机坠毁,机上所有8人死亡。2005年初Embraer与新德里防御研究和发展组织签署了共同研制基于EMB-145的空中预警飞机的谅解备忘录。其雷达系统是印度自己研制的,而不是基于"爱立眼"。

直升机解决方案

对海军而言,在直升机上安装空中预警和控制系统,不再需要在航母上配备固定翼飞机,因而是有效的低成本解决方案。1982年福克兰(马尔维纳斯)群岛冲突后,英国皇家海军通过在"海王(Sea King)"直升机上安装Thorn EMI Searchwater雷达,率先发展了直升机空中预警和控制系统的概念。迄今为止,皇家海军已将其"海王"AEW Mk2直升机升级到了空中监视与控制(ASaC)Mk7标准,该系统使用Searchwater 2000脉冲多普勒雷达、一套新的任务系统和人/机接口。

目前英国皇家海军正在为其海军空中监视能力(MASC)项目确定需求,该项目旨在让海军两艘新的航空母舰具备空中预警和控制能力。这一项目很大程度上将取决于皇家海军是否采用需要弹射器的洛克希德·马丁公司的F-35 联合攻击机(JSF)。如果是,那么E-2D"鹰眼"将是一个可能的解决方案;如果否,则很有可能采用直升机解决方案。

然而成本的压力可能促使皇家海军将基于"海王"的ASaC 7系统移植到阿古斯塔·韦斯特兰"梅林(Merlin)"平台上。无论将来MASC采用何种解决方案,ASaC 7可能一直可以服役到2017年。泰莱斯公司还提供将其Searchwater 2000雷达安装在V-22倾转旋翼机和CH-53直升机平台的解决方案。

印度也有类似的舰载空中预警和控制的需求,但不会购买基于"海王"的预警机,而是在1999年用2.07亿美元从俄罗斯购买了9架Ka-31直升机。位于该机机身下部的雷达主天线在不用的时候可以折叠起来。到2004年底所有的直升机已经交付印度海军。

纵观目前空中预警和控制飞机的发展,可以总结出以下几个特点:

·空中预警和控制是状态感知需求的核心。目前各国军方都已达成共识,即空中预警和控制系统在空战中的作用十分重要,没有哪个国家的空军认为在空战中空中预警和控制系统可以缺席。世界各国的空军都在寻求获得空中预警和控制的能力,或者增强已有系统的能力。

·空中预警和控制系统采用的飞机平台越来越小,成本不断降低,性能不断提高。

·系统构成选择也变得多样化。

原作者:航空工业发展研究中心技术所 吴蔚 转贴请注明


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