由于預警機功能的拓展和所要求的設備量增加,第二代預警機陸續采用基于計算機和以太網的開放式系統架構來解決平臺內的設備集成問題。自E-2A開始,專用數字化計算機開始在預警機上應用;而20世紀80年代末期開發的以色列波音707“費爾康”共形陣預警機,則首次應用百兆和千兆以太網,并全面應用商用貨架產品(COTS),從而成為后續各型預警機解決系統集成問題的典范,E-3預警機自20世紀末即棄用專用計算機,開始實施開放式系統架構改造。
在產品形態方面,載機以大型平臺為主,橢球型天線罩體(即“圓盤”)在相當長時間內成為主流,雷達天線則普遍采用陣列形式;同時,中小型平臺大量涌現,而無論大、中和小型平臺,均集成雷達、敵我識別、電子偵察和通信偵察甚至光電設備等多種手段。特別地,有源相控陣技術在預警機上的應用,既標志著預警機雷達在時間能量利用率上有了質的進步,也對預警機的產品形態產生了巨大的影響,除了橢球型雷達天線罩外,共形、平衡木和T型陣等無需旋轉的固定天線罩形式以及結合機械掃描和有源相控陣掃描優勢的旋轉式機相掃橢球罩體形式,為在各類平臺上獲得更大的孔徑提供了各具特色的解決方案。
E-2D預警機
值得注意的是,雖然相控陣技術催生了多種新型預警機雷達天線罩形式,但由于機相掃技術的應用,“圓盤”正在日益重新成為主流。共形天線、平衡木和T型陣雖然相對圓盤可以獲得更大的孔徑,但頭尾的探測問題始終不能較好解決,因此,全方位探測性能難以均衡。機相掃技術利用了機械掃描的優點,天線孔徑大,利于反雜波,各個方位上探測性能也比較一致;同時又具備有源相控陣技術掃描靈活的優點,在重點監視方向可以實現更遠距離的探測與更連續的跟蹤。在最新研發的EC-295和最新服役的E-2D預警機上均采用了“機相掃”體制,而此前,在類似20余噸最大起飛重量的載機平臺上,普遍采用的卻是“平衡木”。
3 預警機未來發展趨勢分析與展望
3.1 未來預警機的裝備定位與主要能力
進入21世紀以來,隨著世界范圍內新軍事變革的持續和深入,作戰環境和作戰需求發生顯著變化,預警機進入了新的發展時期,其裝備定位、產品形態和技術形態都將出現重大變革。
在作戰需求方面,隨著國家利益的拓展,戰場可能由本土向遠洋推移,預警機應該對遠程進攻作戰提供全面支持。預警機利用平臺升空和集成多種信息化手段的優勢,相比沒有預警機的情況,作戰范圍可以前出數千千米,此時已經超出地基探測和通信的視距,可以不依賴地面指揮所獨立擔負起態勢形成、武器控制和對空/地/海打擊及其評估等多種作戰任務,其中也包括有效融合來自天基的情報或者進行情報和指令分發,也就是實現遠程進攻作戰條件下的空天一體。這就意味著,遠程進攻作戰需要一個包含預警機的獨立的遠程空中作戰體系,正是依托這個體系而構建出完整的“發現-跟蹤-識別-決策-打擊-評估”打擊鏈。這種獨立的空中作戰體系在裝備層面可以稱為“空基信息系統”,按照美軍的裝備概念,它實際上是網絡中心戰中傳感器網格、信息網格和交戰網格在空中的延伸。它依托預警機、電子戰飛機、對地偵察監視飛機、戰斗機和無人機等各類空中平臺,基于數據鏈和空中網絡,構建空基多平臺協同探測、瞄準和武器控制等作戰能力,支持空中編隊作戰資源的協同運用,形成與遠程機動作戰相適應的獨立、自主和完備的空基作戰體系。在這個體系中,相當長的一段時間內,美軍并沒有明確預警機與其他情報保障飛機(如E-8、RC-135)的核心地位,自2011年利比亞戰爭后,美軍正式提出預警機作為“戰場管理中心(BMC)”的概念,這就意味著預警機已經被明確為空基信息系統的樞紐。換言之,即使預警機在日常執行任務中以國土防空為主,但在功能定位上,下一代預警機應該成為攻勢作戰條件下的體系核心。
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