預(yù)警機(jī)最早是指配備有遠(yuǎn)程機(jī)載預(yù)警雷達(dá)的特種任務(wù)飛機(jī),常用以彌補(bǔ)地面/艦載雷達(dá)的低空探測(cè)盲區(qū)?,F(xiàn)代預(yù)警機(jī)則還配備敵我識(shí)別、導(dǎo)航、電子/光電偵察與對(duì)抗等多種信息系統(tǒng),可以執(zhí)行預(yù)警探測(cè)、情報(bào)偵察、通信中繼、指揮控制和戰(zhàn)場(chǎng)管理等多種任務(wù),是集合情報(bào)探測(cè)、指揮控制于一體的大型綜合電子信息作戰(zhàn)裝備,是信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)必不可少的核心裝備之一,又被稱(chēng)為“空中指揮所”。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前除中國(guó)大陸地區(qū)外,擁有預(yù)警機(jī)的國(guó)家和地區(qū)達(dá)到23個(gè),亞太地區(qū)的預(yù)警機(jī)裝備數(shù)量也正逐年增加。
一、追根溯源——探究預(yù)警機(jī)的起源與歷史
在航空技術(shù)發(fā)展初期,預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展主要集中在發(fā)現(xiàn)敵軍飛機(jī)的能力上。第一次世界大戰(zhàn)期間采取的主要手段是觀察員在飛機(jī)上使用光學(xué)儀器進(jìn)行觀測(cè)。隨著雷達(dá)技術(shù)的誕生和發(fā)展,預(yù)警機(jī)取得了重要的突破。早在20世紀(jì)40年代初期,美國(guó)就將雷達(dá)安裝在飛機(jī)上作為夜間搜索和攻擊敵方飛機(jī)的探測(cè)器。但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,探測(cè)距離只有幾千米到十幾千米,并不能滿(mǎn)足防空警戒的需要,只能作為短距離搜索和火力控制之用。
真正意義上的預(yù)警機(jī)誕生于第二次世界大戰(zhàn)后期——1944年2月,美國(guó)開(kāi)始對(duì)一架TBM-3“復(fù)仇者”魚(yú)雷轟炸機(jī)進(jìn)行改裝,在其機(jī)腹下方搭載1部美國(guó)通用公司生產(chǎn)的AN/APS-20雷達(dá),研制成世界上第一架艦載預(yù)警機(jī)TBM-3W,1945 年 3 月,世界上第一種預(yù)警機(jī):美國(guó)海軍的TBM-3W正式服役。然而,雖然其搭載的AN/APS-20雷達(dá)是當(dāng)時(shí)最大的機(jī)載雷達(dá),對(duì)低空飛機(jī)目標(biāo)的探測(cè)距離超過(guò)100km,對(duì)海面大型艦艇可達(dá)320km。但從現(xiàn)在的觀念看來(lái),其只能算作是一架空中雷達(dá)警戒機(jī),由于只能搭載1名飛行員與1名雷達(dá)操作員,沒(méi)有任何指揮管制能力,同時(shí)它只能通過(guò)UHF波段的數(shù)據(jù)鏈傳至水面軍艦的情報(bào)處理中心,再由艦上的指揮人員讀取雷達(dá)資料并引導(dǎo)飛機(jī)攔截目標(biāo)。而且該雷達(dá)只有二維的探測(cè)能力,無(wú)法獲得目標(biāo)的高度信息。但是TBM-3W的先進(jìn)性正在于其敢于對(duì)未知領(lǐng)域的嘗試和探索,也正因如此,70年來(lái),預(yù)警機(jī)的地位和作用已得到普遍認(rèn)識(shí),在軍事需求牽引和技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的共同作用下,裝備規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,其定位、產(chǎn)品和技術(shù)形態(tài)均發(fā)生了重大和深刻的變化。
目前,國(guó)內(nèi)廣為認(rèn)可的預(yù)警機(jī)發(fā)展歷程的劃分方式是由我國(guó)預(yù)警機(jī)雷達(dá)事業(yè)的奠基人、中國(guó)工程院王小謨?cè)菏康膭澐执_定的,具體為:
第一代:20世紀(jì)40年代中期至60年代末期,其功能特征只是雷達(dá)升空,僅具備初步的陸上下視能力,其技術(shù)特征以普通脈沖體制為主,如美國(guó)E-1B艦載預(yù)警機(jī)和WV-2岸基預(yù)警機(jī)。
第二代:20世紀(jì)70年代至90年代,此時(shí)的預(yù)警機(jī)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的空中預(yù)警演變成“機(jī)載預(yù)警與控制系統(tǒng)(AWACS)”,功能上已由“情報(bào)探測(cè)”轉(zhuǎn)向“情報(bào)探測(cè)和指揮控制”,其典型特性是集合了預(yù)警探測(cè)、指揮控制、電子偵察、通信中繼等多種作戰(zhàn)能力于一體,其技術(shù)特征為探測(cè)手段比較完善,既有有源手段,也有無(wú)源手段,還能識(shí)別部分情報(bào)的敵我屬性,相控陣技術(shù)開(kāi)始在預(yù)警機(jī)上得到應(yīng)用。此外,通信從語(yǔ)音向數(shù)據(jù)鏈轉(zhuǎn)換,普遍裝備了數(shù)據(jù)鏈。典型裝備有美國(guó)E-2C和E-3、俄羅斯A-50、以色列“費(fèi)爾康”、瑞典“愛(ài)立眼”等。
第三代:21世紀(jì)初至今,具備了新的三高功能(高探測(cè)能力、高識(shí)別能力和高信息交換能力)的同時(shí),具備了“網(wǎng)絡(luò)化、多元化、一體化和輕型化”的技術(shù)特征,開(kāi)始構(gòu)建基于預(yù)警機(jī)的信息化作戰(zhàn)體系。值得注意的是,目前,第三代預(yù)警機(jī)正在發(fā)展之中,世界范圍內(nèi)并沒(méi)有出現(xiàn)真正意義上的第三代預(yù)警機(jī),但一些新型預(yù)警機(jī)開(kāi)始部分具備第三代預(yù)警機(jī)的若干特征,如雷達(dá)作用距離大幅增加、采用新型數(shù)據(jù)鏈、載機(jī)以中小平臺(tái)為主,其代表機(jī)型有兩種,一種是以色列“海雕”共形機(jī)載預(yù)警與控制(CAEW)預(yù)警機(jī)、一種是美國(guó)E-2D艦載預(yù)警機(jī)。
二、為何重視——預(yù)警機(jī)的重要意義
預(yù)警機(jī)是集情報(bào)探測(cè)、指揮控制、通信導(dǎo)航、電子對(duì)抗、信息傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的大型綜合電子信息裝備,是現(xiàn)代空中作戰(zhàn)體系的核心,它是空戰(zhàn)“大腦”和指揮中樞,是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力和科技水平的標(biāo)志性裝備。各國(guó)對(duì)預(yù)警機(jī)的重視一往情深而又并非“不知所以起”——《未來(lái)美國(guó)空軍空中預(yù)警與控制:一種概念方法》一文中,這樣描述預(yù)警機(jī)在體系中的作用:一是可提供全面的、戰(zhàn)區(qū)范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)三維監(jiān)控場(chǎng)景;二是為大量的進(jìn)攻性一攬子打擊計(jì)劃提供戰(zhàn)區(qū)范圍內(nèi)的信息支持、必要時(shí),也可以為防御性空軍提供這樣的支持;三是可協(xié)助進(jìn)行大多數(shù)空戰(zhàn)任務(wù),包括戰(zhàn)區(qū)安全通道、空中加油、近距離空中支援、搜索與救援、對(duì)非作戰(zhàn)飛機(jī)的威脅警告等;四是允許更廣泛/更大量的控制活動(dòng)。雷達(dá)波是直線傳播的,而地球表面卻是彎曲的,這就限制了地面雷達(dá)的探測(cè)范圍。要想讓雷達(dá)探測(cè)得更遠(yuǎn),就必須增高雷達(dá)距離地面的位置。架設(shè)在高山上的雷達(dá),就要比地面或海面艦艇上的雷達(dá)擁有遠(yuǎn)得多的探測(cè)范圍。而如果把雷達(dá)安裝在飛機(jī)上,其升空增益將會(huì)帶來(lái)更廣闊的探測(cè)范圍,而預(yù)警機(jī)則是這樣的存在??梢?jiàn),有無(wú)預(yù)警機(jī),對(duì)于一個(gè)國(guó)家的空中防御或攻擊能力有著極為重大的影響。
以海灣戰(zhàn)爭(zhēng)為例,其對(duì)冷戰(zhàn)后國(guó)際新秩序的建立產(chǎn)生了深刻影響,同時(shí),它所展示的現(xiàn)代高科技條件下作戰(zhàn)的新情況和新特點(diǎn),包括預(yù)警機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的高密度、高強(qiáng)度使用,對(duì)軍事戰(zhàn)略、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)和軍隊(duì)建設(shè)等帶來(lái)諸多啟示。在美軍強(qiáng)大的??找惑w打擊下,伊軍指揮系統(tǒng)崩潰、通訊網(wǎng)絡(luò)崩潰、防空系統(tǒng)崩潰、后勤系統(tǒng)崩潰。美軍用情報(bào)收集、雷達(dá)偵測(cè)、衛(wèi)星定位、預(yù)警機(jī)搜索、航母軍艦聯(lián)合打擊、航空兵協(xié)同陸軍進(jìn)攻等全新的作戰(zhàn)模式來(lái)告訴世界,原來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)還可以這么打。在戰(zhàn)爭(zhēng)期間,美軍首次將大量高科技武器投入實(shí)戰(zhàn),展示了壓倒性的制空、制電磁優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),美軍共出動(dòng)作戰(zhàn)飛機(jī)11.2萬(wàn)架次。其中由預(yù)警機(jī)指揮調(diào)控的占80%,平均每天指揮出動(dòng)2240架次各型號(hào)作戰(zhàn)飛機(jī);在第二階段“沙漠風(fēng)暴”軍事行動(dòng)中,持續(xù)不到一個(gè)半月的作戰(zhàn)周期內(nèi),預(yù)警機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)448架次,任務(wù)航時(shí)達(dá)到5546小時(shí)。
同時(shí),第一艘預(yù)警機(jī)便是艦載機(jī),似乎也在冥冥之中預(yù)示了預(yù)警機(jī)對(duì)于海上作戰(zhàn)力量不可或缺的地位。確實(shí),航母的艦載預(yù)警機(jī)對(duì)于保護(hù)出航艦隊(duì)的安全具有無(wú)可替代的作用。
如果航母附近沒(méi)有預(yù)警機(jī)巡邏,艦隊(duì)將很難確定敵人艦艇的位置、發(fā)現(xiàn)敵軍偵察機(jī),航母編隊(duì)不得不打開(kāi)艦載雷達(dá),這樣立即會(huì)暴露自己。敵人的偵察機(jī)利用無(wú)線電技術(shù)偵察設(shè)備,可以在被發(fā)現(xiàn)前探明航母戰(zhàn)斗群的位置,并下降高度、利用無(wú)線電地平線作為掩護(hù),接近航母編隊(duì)足夠近。無(wú)線電地平線的影響是預(yù)警機(jī)必不可少的第二個(gè)原因,因?yàn)闆](méi)有它,無(wú)法為主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭防空導(dǎo)彈提供目標(biāo)指示,無(wú)法遠(yuǎn)距離毀傷低空飛行目標(biāo)。如此一來(lái),艦艇的防空系統(tǒng)將不得不在反艦導(dǎo)彈的飛行末段抗擊其密集空襲,此時(shí)防空導(dǎo)彈的目標(biāo)通道往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)載。當(dāng)然,從作戰(zhàn)需求的角度上看戰(zhàn)斗機(jī)似乎也能代替預(yù)警機(jī)的使命任務(wù)——但是事實(shí)并非如此:戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)的性能、搜索扇區(qū)比預(yù)警機(jī)差得多,探測(cè)效能會(huì)大打折扣。此外,戰(zhàn)斗機(jī)開(kāi)啟雷達(dá)后,可能被發(fā)現(xiàn)并遭到攻擊。而即使戰(zhàn)斗機(jī)能夠逃過(guò)遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的攻擊,也沒(méi)有時(shí)間完成預(yù)警任務(wù)——戰(zhàn)斗機(jī)完成規(guī)避機(jī)動(dòng)時(shí),反艦導(dǎo)彈已經(jīng)命中航母。
三、剖析本質(zhì)——預(yù)警機(jī)的技術(shù)原理
預(yù)警機(jī)的原理,直白地說(shuō)叫“登高望遠(yuǎn)”,其實(shí)利用的是“升空增益”。下面將以美軍現(xiàn)役的“反隱身”利器、并被美軍認(rèn)為是未來(lái)對(duì)抗五代隱身戰(zhàn)機(jī)以及導(dǎo)彈預(yù)警的重要平臺(tái)的E-2D為例,對(duì)預(yù)警機(jī)的工作原理進(jìn)行介紹。
一是與其他作戰(zhàn)單元進(jìn)行組網(wǎng)。E-2D艦載預(yù)警機(jī)作為美國(guó)海軍主要的機(jī)載預(yù)警與指揮控制平臺(tái),具備強(qiáng)大的隱身飛機(jī)與巡航導(dǎo)彈探測(cè)能力,其可與F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)、“宙斯盾”等組網(wǎng),有望構(gòu)建對(duì)隱身目標(biāo)的近乎于全方位多角度的預(yù)警探測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
二是利用機(jī)載雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。E-2D利用AN/APY-9雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)等進(jìn)行探測(cè),依托協(xié)同交戰(zhàn)能力(CEC)數(shù)據(jù)鏈,將目標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給宙斯盾艦,可引導(dǎo)艦載機(jī)發(fā)射AIM-120空空導(dǎo)彈,引導(dǎo)宙斯盾巡洋艦、驅(qū)逐艦發(fā)射“標(biāo)準(zhǔn)-6”(SM-6)超遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈,實(shí)現(xiàn)對(duì)隱身目標(biāo)等的中遠(yuǎn)距攔截,甚至摧毀。AN/APY-9雷達(dá)的工作波段位于UHF波段(反隱身戰(zhàn)機(jī)的主要頻段),其有望使E-2D對(duì)雷達(dá)反射截面積為3~5m2的戰(zhàn)斗機(jī)的探測(cè)距離約達(dá)500公里,可同時(shí)處理2000個(gè)空中目標(biāo),對(duì)于最小目標(biāo)的可檢測(cè)速度約可達(dá)25m/s?;谝蕴蓟铻榛椎?a target="_blank">集成電路材料,該型雷達(dá)的發(fā)射功率與電路靈敏度均提升了近10倍,使得其對(duì)隱身飛機(jī)的探測(cè)距離與對(duì)非隱身飛機(jī)的探測(cè)距離相近; 采用了高可靠性固態(tài)發(fā)射器設(shè)計(jì),配備了高效的數(shù)字接收機(jī)和激勵(lì)器,并整合多種高級(jí)復(fù)雜算法,既可以更高效地辨析來(lái)自遠(yuǎn)海以及陸地的雜波,也可對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)掃描; 所采用的開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)處理器支持持續(xù)技術(shù)插入; 采用單脈沖、波束參差等技術(shù),消除了雷達(dá)探測(cè)與跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的盲速效應(yīng); 采用模塊化設(shè)計(jì)方法,提高了裝備零件通用性。
AN/APY-9雷達(dá)的三種工作模式
總之,預(yù)警機(jī)的工作效能的發(fā)揮主要依賴(lài)于其自身配備的先進(jìn)的傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備,對(duì)來(lái)自空、地、海等不同方向的目標(biāo)和信號(hào)進(jìn)行探測(cè),并及時(shí)通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)或通信網(wǎng)絡(luò)向相關(guān)作戰(zhàn)平臺(tái)提供警報(bào)和情報(bào)信息,或?qū)ζ渥鲬?zhàn)行動(dòng)進(jìn)行指揮與控制。
四、展望未來(lái)——預(yù)警機(jī)發(fā)展趨勢(shì)淺析
下一代預(yù)警機(jī)將面臨著更為復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,而作為未來(lái)體系作戰(zhàn)中的核心節(jié)點(diǎn),其幾乎與打擊鏈路的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)任務(wù)都密不可分,無(wú)疑,預(yù)警機(jī)在戰(zhàn)場(chǎng)上將扮演更加重要的角色。而與之相對(duì)應(yīng)的其能力建設(shè)需求也將更為豐富、更具挑戰(zhàn)。
一方面,預(yù)警機(jī)需要滿(mǎn)足對(duì)空中、地面和海上目標(biāo)預(yù)警探測(cè)、情報(bào)偵察、指揮控制等作戰(zhàn)任務(wù)以及維和反恐、護(hù)航搜救等其他非軍事任務(wù)要求;其次,戰(zhàn)場(chǎng)上不僅有大量的自然和民用無(wú)意干擾信號(hào),預(yù)警機(jī)還要面對(duì)目標(biāo)的隱身、反偵察、超高音速以及敵方的惡意電磁干擾和武器攻擊;再者,美軍目前高度重視電磁空間對(duì)抗與賽博空間作戰(zhàn),未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中預(yù)警機(jī)可能承擔(dān)的使命任務(wù)也在變化,“效果鏈”是用電磁波和賽博攻擊方式破壞對(duì)手的C4ISR系統(tǒng),以阻止對(duì)手探測(cè)、跟蹤和識(shí)別,破壞對(duì)手的發(fā)射系統(tǒng),使對(duì)手“打擊鏈”斷裂;最后,結(jié)合俄烏沖突中基于“星鏈”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的“電子訂單式”新型打擊樣式,可以預(yù)見(jiàn)的是下一代預(yù)警機(jī)或?qū)⒖梢灾苯右龑?dǎo)作戰(zhàn)艦艇和飛機(jī)上的制導(dǎo)武器進(jìn)行攻擊,或者預(yù)警機(jī)自身配備有空空和空地導(dǎo)彈實(shí)施火力打擊。也可能配備有高能微波武器、定向能武器、氣象環(huán)境武器、原子武器以及網(wǎng)絡(luò)信息戰(zhàn)武器等非火力打擊手段。
總之,70余年來(lái),預(yù)警機(jī)的形態(tài)、性能甚至于任務(wù)屬性、樣式都發(fā)生了重大變化,但是其在戰(zhàn)場(chǎng)中的地位和作用卻始終無(wú)法被取代,而隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)將應(yīng)用到預(yù)警機(jī)裝備研制中,從而極大地提高預(yù)警機(jī)現(xiàn)有的信息化作戰(zhàn)水平和體系作戰(zhàn)能力,更為透徹的感知力、更為靈活的信息互通技術(shù)、對(duì)武器系統(tǒng)更加精準(zhǔn)的控制和運(yùn)用,這一切都表明,作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空中核心節(jié)點(diǎn),預(yù)警機(jī)將是決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝敗的重要裝備和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
編輯:黃飛
?
評(píng)論