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美軍E-2D預警機性能遭泄:最大偵測距離超過500公里
送交者: 三把刀 2020年01月20日21:13:48 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  預警飛機,號稱是“空中指揮所”,憑藉着居高臨下的位置優勢,預警飛機往往能發現數百公里以外的來襲目標,所以可以指揮己方戰鬥機對敵機進行有效攔截。現代預警飛機還可以通過數據鏈直接指揮戰鬥機與敵方作戰,從而大大提高空軍的作戰效能,因此也被稱為“戰鬥力的倍增器”。近日,日本媒體報道稱,日本空自裝備的最先進的美制E-2D型預警飛機遭到泄密,原日本空自琦玉縣入間基地的一等空佐菅野聰(今年58歲)被日本公安部逮捕。作為目前唯一在役的一款艦載預警飛機E-2系列也再一次進入人們的視線,而要了解清楚E-2D艦載預警機,還得從“預警機”的誕生說起。

  戰術需要催生的艦載預警機

  儘管早在1914年的第一次世界大戰時,交戰雙方就已經大規模裝備作戰飛機,但是由於當時飛機速度慢、航程短通常就在己方周邊100公里以內活動,因此飛行員只需要憑藉目視就可以基本判斷方位,再加上當時通訊設備還很原始,所以也無法為飛機配套成熟的機載通訊設備,所以當時的空軍對於預警飛機並沒有什麼需求。

  (最早的艦載預警機,英國“塘鵝”AEW預警機,機腹的雷達罩清晰可見)

  二戰時期,由於航空技術的高速發展,當時在歐洲,英美已經可以組織上千架轟炸機對德國進行密集的戰略轟炸。而在太平洋上,美日之間航母艦載機的搏殺也延伸到200~300公里的距離。特別是中途島戰役中,由於缺乏早期預警系統,南雲在魚雷換炸彈、炸彈換魚雷的5分鐘內連續遭到多批次美軍轟炸機的攻擊,最終被擊沉3艘大型航母(第4艘飛龍號是後來才被擊沉的),如果早些得到美機來襲的警報,日軍斷然不會如此狼狽。

  (大概是如今“人彈”的鼻祖,二戰時期日本神風特攻使用的“櫻花炸彈”)

  美軍也在太平洋海戰中發現了艦載預警飛機對於艦隊防空的重要作用,並開始了相關研究,不過第一種實用的艦載預警飛機卻是老牌海軍,英國皇家海軍研製的“塘鵝”AEW型艦載預警飛機。“塘鵝”原本是一款大型魚雷機,因為要攜帶沉重的魚雷進行作戰,因此飛機的內部容積和發動機功率都比較大。英國人拆除了原先塘鵝機腹的魚雷投放系統,把魚雷艙用來裝備一部早期預警雷達,從而研製成功塘鵝AEW艦載預警飛機。美國人發現英國人的創意不錯,因此直接從英國進口了不批“塘鵝”裝備在自己的航母上,並且很快就參照“塘鵝”的設計,將自家的TBM重型魚雷機改裝成為TBM-3W型艦載預警飛機。這就是最早的艦載預警飛機。TBM-3W主要用於發現神出鬼沒的日軍“神風”攻擊機,並為艦隊提供早期預警。

  (美軍裝備的TBM-3W型預警飛機,最初就是用來防備“神風特工”)

  在當時,艦載預警飛機的雷達還裝在機腹下,就像一個巨大的下巴,內部裝備1部可以360°旋轉的警戒雷達,通過該雷達可以有效發現艦隊雷達視距之外的敵方來襲飛機,並提前向艦隊發出警報,不過當時的預警飛機其實就是一台會飛的雷達,並不具備指揮戰鬥機作戰的能力,只能是將發現敵機的方位、數量、速度等參數匯報母艦,再由航母指揮艦載機起飛迎敵。

  世界第一且唯一的航母艦載預警飛機

  嚴格來說E-2預警飛機已經是二戰之後的第三代預警飛機,因為除了第一代的塘鵝和TBM-3W之外,美軍還裝備過E-1B型預警飛機。E-1B型預警飛機是美國海軍在S-2型雙發固定翼反潛飛機的基礎上發展而來的一款專用預警飛機,該機已經具備了如今預警飛機的主要設計特徵:將雷達從機腹轉移到飛機背部,並採用大型雷達天線罩,內含一部早期預警雷達,可以為己方艦隊提供有效的防空預警服務。E-1B型預警飛機於1954年研製,1965年時逐步被更先進的E-2系列預警飛機所替換,總共產量為89架。。

  (外形萌蠢的E-1B型預警飛機,這種飛機雷達罩不轉,裡面的雷達轉動,和後續的E-2略有不同)

  E-2系列預警飛機是目前全球唯一的艦載固定翼預警飛機,而且由於其體積小巧、造價便宜,同時又具備早期預警和偵察的功能,並且可以指揮己方戰鬥機進行空戰,所以也受到世界很多國家的青睞。除了美國海軍大量裝備外,還有40多架E-2系列預警飛機出口到以色列、日本、法國、新加坡、埃及等世界多個國家和地區。

  (唯一且產量最大的艦載預警機E-2系列)

  E-2系列預警飛機中,最突出的就是E-2C型,該機曾經參加1982年的“貝卡谷地”空戰。E-2C在貝卡谷地空戰中扮演了2個不同的角色,以色列空軍在策劃空襲貝卡谷地之前,就派出1架E-2C型預警飛機,以9000米高度盤旋在距離貝卡谷地不遠的地中海上空,並發射大型無人機作為誘餌,誘使敘利亞防空部隊打開雷達,向無人機開火。在敘軍打開雷達的同時,以軍的E-2C憑藉自身強大的電磁信號搜索能力,抓住了敘利亞SA-6導彈火控雷達的信號特徵,並將其通報給以色列空軍。在空襲開始後,以色列空軍戰鬥機掛載的所有反雷達導彈都依照SA-6的雷達頻率調整了彈頭追蹤器,只要敘利亞雷達開機,以軍飛機隨即就可以使用反雷達導彈炸掉敘利亞SA-6導彈的火控雷達;而如果敘利亞雷達關機,則以軍飛機就使用常規炸彈從容的轟炸敘利亞的導彈陣地。

  除此以外,E-2C在敘利亞空軍戰鬥機起飛馳援貝卡谷地時,還迅速將敘利亞空軍戰鬥機的型號、數量、飛行高度等等參數報告給以軍飛行員,讓以軍戰鬥機做好戰鬥準備。因此貝卡谷地空戰中,以色列空軍僅用短短6分鐘就摧毀了敘利亞19個SA-6導彈連,並且還擊落了數十架前來支援的敘利亞戰鬥機,創造了空前的大勝利。在這一勝利中,預警飛機顯然功不可沒!

  脫胎換骨的全新預警機E-2D

  本次日本空自泄密的E-2D型預警飛機是E-2家族中最新的型號,E-2D和E-2C在外觀上一個主要的差別就在於E-2D採用了全新的8槳葉螺旋槳,而E-2C則使用的4槳葉螺旋槳(E-2C“鷹眼2000”型預警機也使用了8槳葉螺旋槳,不過該機雷達上有一個尖錐,比較好辨認)。而且E-2D換用了全新的AN/APY-9型機載預警雷達,和E-2C裝備的AN/APS-145型雷達相比,APY-9型雷達重量只有998公斤,並且採用了有源相控陣電子掃描雷達,兼容機械掃描和電子掃描兩種掃描方式,因此功能上遠優於早期的APS-145型雷達。

  (E-2D型的招牌是8葉螺旋槳,不過E-2C-2000型也使用了這種螺旋槳,區分起來還要看雷達頂端是否有一個小尖錐)

  E-2D型預警飛機雖然在飛機尺寸大小方面和E-2C變化不大,但是由於內部系統全部更新,因此該機的功能也不僅僅限於“預警”這一個方面,其裝備的AN/APY-9型雷達系統具備AAS、ESS、ETS三種主要的掃描方式。由於其裝備的是單面相控陣雷達,因此滿足360°環視搜索,需要使用機械系統進行旋轉,但是由於其雷達陣面為相控陣設計,具備120°的雷達“視角”,所以,可以對於重點方向進行重點觀測。

  所謂的AAS模式就是預警飛機的雷達保持正常的360°掃描,但同時額外對地面或海面的低RCS目標進行精準探測,在這種模式下,E-2D的探測能力不會受到飛機航向的影響,同時探測距離不會因為集中探測低RCS目標而降低。ESS模式就是指預警飛機在保持正常的360°搜索的同時,對某一特定的扇區進行高精度搜索,和AAS的不同在於:AAS模式是搜索重點目標;ESS模式是搜索重點扇區。所謂的ETS模式就是預警機的雷達暫停360°掃描,而是將雷達對準某一扇區,並進行高精度搜索。E-2D型預警飛機可以在這三種模式中自由切換,因此具備比早期預警飛機更多的作戰功能。

  (美國海軍區域防空力量的核心,標準-6(SM-6)型遠程防空導彈)

  目前美軍的E-2D型預警飛機除了進行原先常規的海上防空預警搜索外,還被美軍融入到最新的戰術打擊鏈中,成為真正的空中指揮所。這主要是由於地球是一個球體,而雷達波都是沿直線傳播,因此軍艦自帶的雷達在超過一定距離後,就無法對低空目標進行有效探測,因此當今的各國戰鬥機普遍進行低空突防訓練,就是利用了地球曲率導致的艦載雷達探測距離有限,從而隱蔽己方的行動,並對敵人發動突然襲擊。在1982年英阿馬島海戰中這一戰術運用最為典型,當時阿根廷空軍2架“超級軍旗”攻擊機攜帶“飛魚”反艦導彈,就是以150米飛行高度進行低空突防,並且在接近英艦時甚至把飛行高度壓低到了30米,從而悄悄接近英艦,並伺機發射飛魚導彈,一舉擊沉了當時英國新銳的42型驅逐艦“謝菲爾德”號。

  (軍艦雷達探測盲區示意圖)

  目前美軍艦載的標準-6型防空導彈(“標準”導彈家族中標準-3是專用海基反導導彈;標準-6是專用防空導彈,並不具備攔截彈道導彈的能力,只能攔截飛機或者巡航導彈——筆者注)的最大射程已經達到了400公里,和俄羅斯S-400防空系統配套的40N6型遠程防空導彈相當。但是如此巨大的射程同樣受制於艦載雷達探測距離的限制,無法有效攻擊距離軍艦40公里以外的超低空飛行目標——特別是超低空掠海反艦導彈,更加難以攔截。而E-2D型預警飛機所裝備的AN/APY-9型雷達系統採用了開放式的架構設計,可以兼容標準-6遠程防空導彈的射控程序,這樣,由美軍水面艦艇發射的標準-6導彈就可以直接由E-2D型預警飛機進行引導和攻擊。由於AN/APY-9雷達系統的最大偵測距離高達550公里,因此可以充分發揮標準-6高達400公里的巨大射程優勢,在敵方飛機發射反艦導彈之前,就可以將其擊落,而且甚至可以不動用航母的艦載戰鬥機!這種防空戰術上的進步,對於美國航母戰鬥群的防空作戰有着戰略性的意義。

  (E-2D預警飛機引導標準-6導彈有效攻擊來襲目標)

  不僅如此,E-2D型預警飛機由於改用了全新的高速計算機系統,具備了原先E-2C所不具備的強大空中指揮能力。在E-2C型預警機上,除了正副駕駛員和1名機械師外,還有2名專門的雷達操作員,這兩人負責操作AN/APS-145型機載雷達進行預警探測,同時每人還能指揮2架艦載戰鬥機作戰,換句話說1架E-2C型預警飛機可以指揮最多4架戰鬥機作戰。而由於先進的高速數據鏈和高速計算機的運用,E-2D型可以通過高速數據鏈向戰鬥機發送空情報告,並且指揮其作戰,由於整個過程全部由電腦自動完成,因此也就避開了艦載預警機雷達操作和指揮人員太少,執行作戰忙不過來的問題。根據美軍公開的說法,E-2D型預警飛機通過數據鏈可以同時指揮40架戰鬥機作戰,指揮效能比E-2C提升了十倍!

  (E-2D所使用的NIFC-CA系統)

  在作戰中,無論是F/A-18E/F型戰鬥機還是F-35C型戰鬥機,都可以不必打開機載雷達,而是直接利用預警飛機發送的空情警報隱蔽接近敵機,並且在發射AIM-120“阿姆拉姆”空空導彈後,戰鬥機即可立即撤回,空空導彈同樣交由E-2D型預警機進行引導攻擊。這樣整個作戰過程中己方戰鬥機都處於無線電靜默之中,從而減少了自身暴露的概率,同時增大了突襲的成功率,而這也許就是未來我們所能看到的全新的空戰方式:戰鬥機將只是作為一個空中的導彈搭載平台,無論發射空空導彈還是空艦導彈,都可以做到發射後撤離,然後由預警飛機負責引導導彈進行攻擊。

  新形態空戰下的海軍預警飛機

  從上面的介紹不難看出,E-2D型預警機是一款功能極為強大的艦載預警飛機,而這款飛機的裝備,將會在很大程度上改變海戰的作戰模式。因此該機也得到了美國軍方的重視:早先美國航母原本正常編制一個4架預警飛機的預警機中隊,在E-2D預警機服役後,這個編制擴大到了5架預警飛機。並且加油版的E-2D型預警飛機已經試飛成功,未來極有可能和MQ-25“黃貂魚”無人駕駛加油機配合使用,從而大大增加E-2D的滯空時間,從而充分發揮該機的多用途作戰能力。

  (正在進行空中加油測試的E-2D預警機)

  實際上,利用預警飛機引導導彈進行攻擊這項技術並不新穎,早在冷戰時期,蘇聯海軍就已經建立了成熟的飛機引導系統,用於為其強大的遠程重型反艦導彈提供中繼制導。在冷戰時期蘇聯海軍研製並裝備的一系列重型“三超”反艦導彈(超視距、超低空、超音速,合稱為“三超”——筆者注)就是為了有效打擊美國的航母戰鬥群。但是“三超”反艦導彈同樣存在超低空飛行導航和目標鎖定空缺的問題,所以蘇聯海軍用改裝的大型圖-95MR型偵察機為其遠程反艦導彈提供目標引導和中段彈道修正。不過利用預警飛機直接引導空空導彈進行攔截作戰確實是美國人的發明,目前全球還沒有第二個國家嘗試過這種作戰方式。

  (機腹有巨大雷達天線罩的圖-95MR型偵察機是冷戰時期,美國海軍重點關照的對象)

  作為目前全球第一且唯一的艦載預警機,E-2D在性能上無疑是非常先進的,而且由於其根據E-2系列預警飛機發展而來,其飛機的架構和氣動設計可以說非常完善,這對於後續正在大力發展航母的國家有着很重要的借鑑意義。特別是利用預警飛機直接引導反艦導彈和空空導彈進行攻擊的作戰思路,對於在艦載機和航母技術方面都處於劣勢的國家而言,有着非常重要戰術價值——如果能夠成功運用在這種戰術,就可以在很大程度上避開航母自身性能和艦載機性能的缺陷,保證自己的戰鬥機同樣可以在無線電靜默的狀態下對任何敵方海面或者空中目標發動突然打擊,從而贏得戰術上的主動權。


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