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  • 1 # 稀星天外

    英國購買的E-7A預警機其實就是波音公司的基於波音737的雙引擎空中預警和控制(Airborne Early Warning and Control,AEW&C)飛機,後簡稱“預警機”。它比基於波音707的波音E-3“望樓(Sentry)”預警機尺寸更小,並且使用固定的主動相控陣(Active Electric Scanning Array,AESA)雷達天線,而不是後者機械旋轉的多普勒天線。它是為澳洲皇家空軍(Royal Australia Air Force,RAAF)的“楔尾(Wedgetail)”專案設計的,後來被命名為E-7A“楔尾”。據稱,英國皇家空軍採購的E-7A預警機將具有和澳洲空軍完全相同的配置。圖一 澳洲空軍的E-7A“楔尾”預警機

    圖二 土耳其空軍的E-7T“和平鷹”預警機

    圖三 南韓空軍的“和平眼”預警機

    除了澳洲空軍和英國的最新採購以外,波音737預警機還贏得了土耳其空軍的“和平鷹(Peace Eagle)”專案(編號為E-7T)和南韓空軍的“和平眼(Peace Eye)”專案。

    E-7A“楔尾”預警機

    在上世紀90年代,澳洲有了對AEW&C飛機的需求。1996年,澳洲啟動了為RAAF引進預警機的“楔尾”公開競爭專案,釋出了方案徵詢書(Request For Proposal,RFP)。1999年,澳洲與波音綜合防禦系統公司簽定了合同,購買四架預警機,並保留另外三架飛機的選擇購買權。

    其他修改包括新加的腹鰭以配平因為揹負式雷達以及安裝在機頭,翼尖和機尾上的電子對抗系統對於飛機重心的影響。另外,前機身頂部還添加了專門的裝置以進行空中加油。

    波音737預警機除了主要的雷達外,還有由BAE系統澳洲公司生產的ALR-2001“ODYSSEY(Odyssey)”電子支援對抗(Electrical Support Measurement,ESM)系統。該系統是以色列埃爾塔(Elta)公司EL/M-8300系列產品的一個衍生產品。工作在微波波段的電子對抗天線安裝在機頭、機尾和翼尖天線罩下方,而較低的波段由位於機腹的“農場”天線負責。該飛機配備了AN/AAR-54導彈來襲告警系統,LWS-20鐳射告警系統,還在尾部電子對抗天線整流罩下方安裝了AN/AAQ-24定向紅外對策(Directional Infra-Red CounterMeasure,DIRCM)系統。

    圖四 E-7A“楔尾”預警機內部圖片一

    圖五 E-7A“楔尾”預警機任務專家工作臺,右舷4個左舷6個

    圖六 E-7A“楔尾”頭部加裝的空中受油裝置

    AESA的優勢

    波音737預警機的主感測器是由諾斯羅普·格魯曼公司電子系統分部開發的多角色電子掃描陣列(Multi-role Electronically Scanned Array,MESA)雷達。該L波段(1至2 GHz)電子掃描空中預警和監視雷達的天線位於機身背部的整流罩中。這個整流罩的設計目的是將雷達天線對飛機空氣動力的影響降至最低。

    該雷達還內建整合式敵我識別(Identification Friend or Foe,IFF)系統,能夠同時進行對海/對空搜尋,戰鬥機控制和區域搜尋。7.3米長,2.7米高的背鰭可以容納雷達電子天線陣列覆蓋左右舷各120°的範圍。該“鰭”支撐著另一塊寬長的平板陣列——所謂的“高頂禮帽”陣列,可覆蓋飛機前後各60°的範圍。也就是說,背鰭外加“高頂禮帽”可以讓737預警機擁有360°無死角的探測範圍。雷達訊號處理裝置和中央計算機直接安裝在天線陣列下方。

    與傳統預警機上使用的M波段旋轉掃描雷達天線相比,“楔尾”的AESA雷達可以定製輸出,並根據任務要求使用適當的功率來配置雷達波束的“到達”範圍。AESA雷達透過在更寬的頻率範圍內使用不同的波形同時發射多束雷達波束,可以近實時地同時跟蹤多個空中和海上目標。雷達波束的寬度設定可以在2°至8°之間調整,而持續掃描時間可以設定為3至40秒。據悉,MESA能夠同時跟蹤180個目標並導引24個攔截。

    整合的雷達和IFF將比其他系統具有更遠的探測距離,從而能夠提供更多的態勢感知能力。據稱,該雷達在搜尋模式下的最大探測距離超過600公里;在下視模式下,對戰鬥機大小目標的最大探測距離超過370公里;而對於海上護衛艦大小目標的跟蹤距離可以達到240公里以上。在一次歷時十小時的任務中,“楔尾”可以覆蓋400萬平方公里。

    此外,該雷達具有地面製圖和移動目標指示能力。當英國空軍的“哨兵(Sentinel)”出動時,澳洲空軍的E-7A承擔了對伊拉克的地面監視任務。該雷達天線還集成了電子情報功能。據稱當飛機在9000米高度巡航時,其最大作用距離超過850公里。

    圖七 MESA L波段主動相控陣雷達天線

    圖八 MESA雷達的內部構造

    英國的採購與需求

    去年3月22日,英國時任國防部長加文·威廉姆森(Gavin Williamson)宣佈,英國已承諾以15億英鎊(合19.6億美元)的價格購買五架基於波音737-700的E-7A。威廉姆森說:“‘楔尾’是我們所追求的新型戰場偵察機中最傑出的,並且已經由澳洲皇家空軍在伊拉克和敘利亞戰場證明了實力。這種世界一流的能力將在我們的E-3D”望樓“預警機聲譽基礎上大大增強提供決定性的空中指揮與控制能力。隨著國防部對其他先進飛機的投資,E-7將成為下一代空軍的核心要素,能夠克服當前和未來的複雜威脅。”

    英國皇家空軍現有的波音E-3D“望樓”預警機機隊正處於一個特殊狀態。在中國產的“獵迷(Nimrod)”預警機計劃流產之後,英國從美國購買了了7架E-3D。該型飛機從1991年7月開始服役,到1992年初完成了全部7架飛機的交付。E-3D在支援北約在巴爾幹和中東地區的行動以及更主要的英國防空任務中發揮了很大的作用。目前,E-3D作為北約在敘利亞行動的一部分,為聯軍飛機提供空中“全域性”態勢感知,為其提供俄羅斯和敘利亞政府軍飛機的行動預警,以避免空中正面衝突。

    儘管如此,由於國防預算的削減,英國在2009年取消了開始於2005年的E-3D升級計劃。這使它裝備的飛機和美國/北約標準不一致,加上後來支援承包商的更換以及採用單軌維護使情況更加惡化。英國E-3D在適航性,技術和可持續性方面都遠遠落後於全球機隊。

    2015年的英國《戰略防務與安全審查(Strategic Defense and Security Review,SDSR)》要求“望樓”預警機一直服役至2035年。而英國國防部在進入21世紀後未能繼續在E-3D上投資,導致它們的戰鬥力逐漸落後於美國空軍、北約和法國裝備同類機型的事實,使為了讓E-3D能夠在計劃的退役日期之前保持戰鬥力,需要20億英鎊的升級費用。這比用全新飛機更換它們更貴。

    另外,即使進行現代化升級,並採用新的保障解決方案以確保更好的可用性,E-3D也已經不再能夠勝任現代空戰管理和監視任務,更不用說是最先進的系統了。隨著遠端防空導彈系統的擴大化和潛在敵方隱形飛機的出現使得預警機這樣的大型高價值資產在有爭議空域的生存力不斷下降,非安全區越來越大,越來越難以看到“遠方”的戰場。所有E-3版本都使用機械掃描的AN/APY-1/2雷達陣列,對隱身威脅以及極慢速移動或高超聲速威脅的能力有限。很顯然,更現代化的主動相控陣雷達將具有明顯的優勢。

    因此,英國國防部在其現代化國防計劃(Modernized Defense Plan,MDP)的審查中考慮了更新E-3D能力的問題,研究了從簡單升級到完全替換的所有選項。目的是在2022年之前將新的AEW&C能力投入使用。

    首先確定的是新的能力將繼續基於載人平臺,因為這被證明更容易操作,更靈活,尤其是在民用航線附近工作。實際上,依靠衛星通訊遙控的無人機會因為頻寬原因導致更新率降低,這可能使得其在強電子對抗環境中面對隱身目標時的情況變得更加困難。

    2015年,阿拉伯聯合大公國在基於龐巴迪“全球快線(Global Express)6000”公務機的“全球眼(GlobalEye)”預警機、波音737預警機和諾斯羅普·格魯曼公司的E-2D“先進鷹眼(Advanced Hawkeye)”預警機進行評估後,決定購買“全球眼”預警機作為其新一代AEW&C飛機。但是,英國更加強調了空中指揮與控制(Command and Control,C2),這使得阿聯酋偏愛的E-2D和“全球眼”體積過小,機載任務專家數量不足。這使737預警機(E-7A“楔尾”)成為唯一的“現成”選項。目前最大的問題是自2015年向土耳其交付了最後一架飛機以來,波音公司就一直再也沒有交付過任何飛機。而諾斯羅普·格魯曼公司的雷達也已經在2013年停產。

    圖八 英國空軍的E-3D“望樓”預警機雖然勞苦功高,但是已經不能跟上時代發展,而且任務準備率低的驚人,2019年只有一架具有完全戰鬥力

    圖九 澳洲空軍的E-7A“楔尾”預警機和美國空軍的E-3D“望樓”預警機在一起

    圖十 阿聯酋空軍在公開招標後,選中了薩伯公司基於龐巴迪“全球快線6000”公務機的“全球眼”預警機。但它對於英國空軍而言太小了,而不能360°全覆蓋也是個致命弱點

    競爭對手平臺

    薩博公司和空中客車公司確實聯手提供了歐洲製造的系統,即將薩博的“愛立眼ER(Erieye ER)”雷達整合到了空客A330上。該提案是基於“空中加油機聯盟”所擁有的A330多用途加油運輸機(Multi-Role Tanker Transportation,MRTT)“Nautilus”飛機。英國皇家空軍目前正在使用這些飛機執行空中加油和運輸任務。其空中加油機機隊包括大約五架“能力增強”飛機,可以改裝成AEW&C職責。而它們留出的空缺,將被新的擁有硬管加油能力的新型A330 MRTT飛機代替。 為了避免A330機翼對雷達訊號的遮擋,基於空客的“愛立眼”會配備兩個雷達天線而不是一個。它們會被串聯安裝在機身上方。

    儘管英國國會議員對於國防部不考慮任何其他方案,而打算在不進行公開競爭的情況下采購E-7“楔尾”表示了嚴重關切。但英國國防部認為空客/薩博解決方案存在根本問題,和英國國防部的迫切需求不相容。2018年10月,一些軍方高階官員向英國國防委員會提供證據,支援直接採購“楔尾”預警機的決定,並駁斥了還有其他可行選擇的想法。英國軍方認為:

    “空中客車解決方案的風險很高,因為機翼的影響而使用兩個分立的天線是之前從來沒有做過的。這需要複雜的整合。我們不認為他們有能力在給定的時間表內解決絕大多數技術風險,完成交付。因此,我們認為我們需要採用單一供應商策略。”

    圖十一 皇家空軍介紹“楔尾”預警機的海報

    圖十二 薩博公司基於空中客車公司A330 MRTT的“愛立眼”方案。英國空軍根本沒有考慮該方案,因為這種雙雷達整合方案技術風險太高。

    英國工業支援

    五架英國皇家空軍E-7A飛機將由位於英國劍橋的馬歇爾航空航天和國防集團改裝。波音公司已經分別在2021年和2022年為這些飛機在其位於西雅圖生產線上安排了三架生產飛機,用於三架全新的飛機。它還將採購兩架二手波音737NG,以作為另兩架飛機的基礎。

    去年7月,馬歇爾航空航天公司與波音公司簽署了降低風險的合同,開始進行英國E-7“楔尾”預警機專案的準備工作。該合同將確保馬歇爾公司在2021年初開始在劍橋進行復雜的飛機改裝過程,並在2023年交付第一架飛機,並原計劃略晚。每架飛機的工作預計將需要24個月左右,最後一架將於2026年完成。

    圖十三 英國“楔尾”預警機的電腦效果圖,背景是計劃部署該飛機的皇家空軍沃丁頓空軍基地附近的林肯大教堂

    “五眼”之下。

    據報道,在澳洲預警機專案的初期,新型MESA相控陣雷達的開發遇到了許多問題,導致最終的時間表與原計劃相比推遲了四年,而且最初的雷達和其聲稱的能力相比也有不足。結果,“楔尾”預警機長期在澳洲國防部的“關注專案”列表中霸榜。前兩架飛機於2009年11月26日正式交付,並於次年5月5日通過了澳洲皇家空軍的驗收測試。“楔尾”預警機在2012年11月達到了初始作戰能力,並於2014年10月1日在伊拉克上空完成了其首次作戰飛行,支援了西方聯軍對伊斯蘭國的空襲。該機型在2015年5月實現了全部作戰能力。當年11月,一架E-7A預警機完成了澳洲空軍最長的指揮與控制作戰任務,歷時17小時6分鐘,其間進行了兩次空中加油。

    目前澳洲空軍正在進行一項為期6年的E-7A“楔尾”預警機現代化升級計劃:包括階段5A的合規性和互操作性升級以及階段6的能力增強,最終將引入和整合新的更先進的戰鬥識別感測器,戰術資料鏈和通訊/加密系統。波音公司在2018年初交付了第一架升級版飛機,整個工作將於2022年中完成。

    據報道,英國皇家空軍已經將人員編入了澳洲“楔尾”部隊——駐澳洲空軍威廉鎮基地的RAAF第二中隊。英國空軍的機組人員已經在伊拉克獲得了實戰鍛鍊。英國計劃與其盟友和“五眼”合作伙伴——澳洲在E-7A預警機專案上保持緊密合作。尤其是在未來“保持同步”升級,以分擔成本和風險,並提高互操作性。

    圖十四 接受澳洲空軍A330 MRTT空中加油的E-7A“楔尾”預警機,旁邊有一架F/A-18F戰鬥機護航

    圖十五 獲得皇家空軍成立100週年特殊塗裝的澳洲E-7A“楔尾”預警機。從大英帝國的殖民地到引領母國的軍事變革,不得不感嘆世事變幻

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