美國MC2A預警機

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更新時間: 2013-09-25

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美國MC2A預警機是指去年美國空軍正式啟動研製的「多感測器的指揮和控制飛機」,英文名稱Multi-SensorCommandandControlAircraft,縮寫MC2A。這一飛機將具有空前強大的空地監視、戰場管理、指揮和控制、目標指示能力,計劃在2012年起為美空軍裝備50架。

美國MC2A預警機 -探測監視
美國MC2A預警機美國MC2A預警機
大型雷達是預警機的主要的探測、監視工具,MC2A也不例外。但以往的預警機雷達主要進行對空探測,兼顧少量的對地任務。而MC2A要把對空和對地探測綜合在一起,為此要確保對地工作的視野,所以雷達天線將像E-8JSTARS那樣安裝在機腹下方。美軍要求MC2A對於空地目標的探測距離要達到數百千米,必須超過E-8(250千米)。可以肯定的是MC2A一定會採用有源電掃描陣列雷達(AESA),天線約7.4米長,大致與JSTARS相當。AESA是近年發展起來的雷達新技術,在天線陣列、信號數據處理及微電子技術等方面有大量革新,性能與傳統雷達相比有階段性的提高,具有性能穩定、故障率低的特點。現役預警機雷達的無故障時間約500小時,而MC2A雷達的無故障時間將倍增,這樣MC2A能長時間連續作戰。當前只有F-22和F-35戰鬥機確定使用AESA雷達。

AESA的缺點是其關鍵零部件:T/R組件的價錢很貴,一個就值幾百美元,一部雷達需要幾千個組件。美軍堅持選用昂貴的AESA的原因,是其他體制的雷達難以滿足MC2A的指標。將來隨著T/R組件成本降低,價格將有所下調。
美軍為減小研製MC2A雷達的風險,將分階段進行開發。第一步先推進"多平台雷達技術插入計劃(MP-RTIP)"項目,由諾斯羅普•格魯曼公司和雷神公司負責。E-8的AN/APY-3雷達就是這兩家公司的產品。1998年MP-RTIP剛啟動時,計劃用於改進JSTARS,2002年初美軍把這種雷達用於MC2A。如前所述,MP-RTIP將使用AESA技術,採用X波段有源電掃描陣列,可同時以合成孔徑(SAR)和動目標指示(MTI)兩種模式工作,而無需切換。前一種模式用於對地探測,后一種用於捕捉移動目標。合成孔徑模式的解析度可望達到0.30米或更高,遠優於AN/APY-3,足以探測具有隱身技術的巡航導彈。這樣的解析度,使得MC2A可以辨認出目標是坦克、裝甲車還是卡車,同時對山區目標的分辨能力也得到了保證。動目標指示(MTI)模式可根據地面目標的多普勒特徵進行跟蹤,令移動目標無處藏身。

第二步,在MC2A雷達上增加空中動目標指示能力,這時才真正完成將E-3、E-8等預警機的功能整合到MC2A上。該階段要解決各種感測器的相互兼容問題。

第三步,將MC2A的雷達與先進的指揮控制系統結合起來,全面達到MC2A的設計要求。屆時除雷達外,電子戰與光電偵察器材也可能加裝到MC2A上。
美國MC2A預警機 -指揮控制
美國MC2A預警機美國MC2A預警機里的控制台
MC2A先進的雷達獲取的目標信息,需要強大的指揮控制系統進行處理、決策和轉發。為此MC2A將配備「戰鬥管理、指揮、控制、通信、計算機和情報(BMC4I)」機載系統,包括了中央計算處理、子系統互聯網路、數據存儲分發、信息綜合利用、通信和數據鏈等子系統。BMC4I先將目標信息劃分成地面移動目標顯示、巡航導彈防禦、無人機控制和高速目標攔截等不同分類,然後針對各個分類進行相應處理,提交給機上操作人員鑒別決策。得出了分析結論、相應對策通過數據鏈高速分發到其他的作戰平台上。E-3預警機可同時處理600個目標,得益於AESA和先進的計算機技術,MC2A同時處理的目標數目必將倍增。

與E-3、E-8相比,MC2A的BMC4I具有更高的信息集成程度,數據處理速度更快,操作人員的分析決策更快捷簡便。通過借鑒商業計算機技術,BMC4I的軟硬體可快速擴充、升級和更新。其設計符合美國信息產業的"公共操作環境(COE)"標準,所採用的開放式架構有利於最大程度的實現系統共用。BMC4I能兼容多種操作系統,確保MC2A的信息能在現在和未來的不同計算機平台上互聯、互操作和保密。在BMC4I內,信息保密分成了多個級別,在確保安全的前提下提高了效率。

對於MC2A的操作人員來說,如何正確了解、分析和判斷瞬息萬變的現代海陸空戰局,原本是非常頭疼的問題。而BMC4I可以降低他們的勞動強度,更多的工作可交由計算機預先處理,減少人手操作。新開發的人機界面、寬大的操作空間能令操作人員更舒適。同時高速數據鏈能把更多、更詳細的目標信息交給其他作戰平台的指揮人員,讓他們能自行分析決策,從而分擔了MC2A操作人員的工作。
美國MC2A預警機 -數據鏈
美國MC2A預警機美國MC2A預警機
MC2A將依照多平台通用數據鏈路(MP-CDL)的標準配備數據鏈系統,令預警機和其他平台建立起更好的信息互聯通道。MP-CDL使用已很成熟的「網路廣播」和「點對點」兩種工作模式,大量採用光纖介質。網路廣播模式能同時向32個平台發送信息,點對點模式則可以在兩個平台間建立更高速的鏈接。理論上,MP-CDL最高傳輸速率10~274兆比特/秒,遠遠高於目前美軍56~59千比特/秒的水平,足以實現實時語音或視頻傳輸,而且具有很強的抗干擾能力。2003年MP-CDL將確定承包商,MC2A將是首個裝備MP-CDL的平台。

顯然,其他美軍單位要積極開展信息網路建設,才能充分發揮MP-CDL的作用。如陸軍的"作戰人員信息網",力圖將陸軍部隊的傳輸帶寬提高一個數量級。美軍各兵種的數據傳輸網路均基於統一的標準,採用成熟的商業互聯網技術。這樣,一個龐大而統一的戰術互聯網正在美軍全範圍內建成。

為了給MC2C的建立奠定基礎,美軍正積極建立滲透到每個單位的全新數據網路。今年的"千年挑戰2002"演習上,美軍對C4I網路、全球情報與圖像整合、聯合偵察群組工具、網路安全管理、數字化指揮控制系統等大量項目進行了初步驗證,預計2010年這些項目將基本成熟,從而令MC2A服役時能立即大展拳腳。

美國MC2A預警機 -電子戰

預警機參與的多次局部戰爭的實戰經驗證明,預警機是電子戰的優秀平台,例如E-2C預警機在以色列空襲貝卡谷地一役中的電子偵察和壓制發揮了關鍵作用。預計2011年MC2A的雷達、指揮控制等系統成熟時,將逐步加裝先進的電子戰系統。美空軍已把MC2A視為EC-130和RC-135S、V、W等多種電子戰或偵察飛機的最佳替代方案。RC-135S是針對彈道導彈的偵察機,而RC-135V/W則側重對包括廣播、通信等廣泛領域的電子偵察任務。這意味著MC2A最終將打破預警機的傳統定義。

美國MC2A預警機 -載機平台
美國MC2A預警機美國MC2A預警機
美空軍目前的預警機平台基本上都是「古董」級的波音707,顯然無法滿足21世紀的形勢。經蘭利空軍基地C2ISR中心經過對KC-135、波音767、波音737及一些噴氣公務機的評估,美軍認定波音767-400ER(ER即「增加航程」)客機最適合作為通用大型載機平台。MC2A和美軍新一代加油機都將選用波音767平台。

波音767-400ER是767系列最新的型號,去年夏天才開始投入民航市場。ER型最大的改變是採用了嶄新的斜削翼尖技術,能提高燃油效率5%。機身比以往的767更長,最多可載375人。機體寬敞,僅僅下層貨艙容量就達到129.6立方米,比波音707要大多了。ER型飛行噪音和振動很小,商業航程達10460千米,可從倫敦以0.8馬赫速度不停留飛到東京。航程雖然比不上747和777,但已足以滿足MC2A的需求。動力採用普惠Pw4000(推力28,713千克)和GECF6-80C2(推力28,804千克)兩種渦扇發動機。400ER的經濟性很好,可以降低MC2A的運作費用。
美國MC2A預警機 -計劃進度
美國MC2A預警機美國MC2A預警機
以往美軍研製新機型時,一般採用「一步到位」的做法,原型機就基本達到了設計指標。現代作戰飛機越來越複雜,風險很大,遇上挫折時損失很大(如V-22"魚鷹")。因此MC2A、MP-RTIP項目將採用螺旋式漸進發展的策略。

第一階段:諾斯羅普和雷神兩間公司執行初始合同,2003財年底向國防部提交階段性成果,審查滿意后才發出第二階段合同。這一階段重點研製MP-RTIP雷達和光纖網路,空軍將投入45億美元,併購買一架波音767作為試驗平台。

第二階段:2005財年MP-RTIP雷達開始試驗室驗證,空軍在07財年購買首批四架767-400ER進行改裝,次年開始把MP-RTIP和767整合起來。

第三階段:在之前的基礎上完成MC2A其他系統的整合,2011財年完成對全系統的試驗。2012年空軍首次接收上述4架性能達到100%的MC2A,並進行深入試驗評估,順利的話同年MC2A將投入現役。

通過這三個逐步漸進的階段,MC2A的風險可以得到較好的控制,不至於出現項目出現巨大危機而崩潰的局面。同時也有利於解決經費問題。MC2A初始合同已達3.03億美金,總費用超過100億,為此美軍進行了精打細算:一、在各階段盡量引入成熟產品,並不斷評估、採用更先進而便宜的新技術;二、爭取向盟國輸出MP-RTIP,分攤成本;三、研製MP-RTIP的兄弟型號,用於改進E-8、"全球鷹"等各種平台。此外不再改進E-3預警機的雷達,騰出一些經費。美軍還將先調用一架屬於科研機構的波音707作為MC2A試驗平台,後期才購置全新的767。

2003年9月,美空軍分別授予3個工作隊為期6個月、總額400萬美元的合同,用以完成E-10A(MC2A)的初始概念開發。這三個工作隊分別由波音、洛克希德•馬丁和諾斯羅普•格魯門公司牽頭。空軍說,它預計到2004年4月前選擇一家競爭獲勝隊。波音公司作為三個工作組的最後一個,已透露在該項開發中它的工作隊成員。它們是BAE系統公司、BoozAllenHamilton公司、通用動力公司和諾斯羅普•格魯門公司電子系統部。

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