預(yù)警機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過60年的發(fā)展，預(yù)警機(jī)已成為空中的C³I中心。展望未來，預(yù)警機(jī)的，C³I功能將不斷完善，成為C⁴ISR(通信、指揮、控制、計(jì)算機(jī)、)情報(bào)、搜索和偵察)空中樞紐。本文將談及預(yù)警機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

繼續(xù)改進(jìn)現(xiàn)役預(yù)警機(jī)

為使預(yù)警機(jī)適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的需要，美、俄、法、日等國都在加緊完善現(xiàn)役預(yù)警機(jī)，著手對(duì)機(jī)載任務(wù)電子系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

提高機(jī)載預(yù)警雷達(dá)功能

機(jī)載預(yù)警雷達(dá)是預(yù)警機(jī)主要的傳感器和情報(bào)來源。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭的復(fù)雜電磁環(huán)境下，預(yù)警雷達(dá)作為預(yù)警機(jī)的主要探測(cè)設(shè)備，面臨著隱身目標(biāo)、低空突防、反輻射導(dǎo)彈和電子干擾等四大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

90年代以來，隱身技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，因此要求預(yù)警雷達(dá)進(jìn)一步提高探測(cè)隱身目標(biāo)的能力，擴(kuò)大覆蓋空域。美軍已安排計(jì)劃改進(jìn)E-3和E-2的預(yù)警雷達(dá)。在科索沃的作戰(zhàn)表明，經(jīng)“雷達(dá)系統(tǒng)改進(jìn)計(jì)劃”(RSIP)改進(jìn)的E-3與未經(jīng)RSIP改進(jìn)的E-3相比，探測(cè)小目標(biāo)和隱身目標(biāo)的能力提高了1個(gè)量級(jí)。美國海軍的E-2C后繼機(jī)型“先進(jìn)鷹眼”，也將換裝根據(jù)“雷達(dá)現(xiàn)代化計(jì)劃”(RMP)研制的電子掃描雷達(dá)，雷達(dá)的主要參數(shù)比現(xiàn)有AN／APS-145雷達(dá)改善20分貝，從而使雷達(dá)性能“躍升兩代”，無疑將提高探測(cè)小目標(biāo)的能力。

新研制的預(yù)警雷達(dá)將普遍采用有源相控陣體制。因?yàn)橄嗫仃嚳梢栽跀?shù)微秒內(nèi)改變波束指向，形成自適應(yīng)能力，即根據(jù)威脅程度的不同靈活調(diào)整掃描速度、信號(hào)波形和其他參數(shù)，將多個(gè)天線單元發(fā)射的信號(hào)合成在一起，從而增強(qiáng)探測(cè)隱身目標(biāo)的能力。在相控陣天線的布局上采用共形陣，也被認(rèn)為是反隱身、擴(kuò)大雷達(dá)作用距離的有效手段。搜索雷達(dá)的作用距離與雷達(dá)的輻射功率及天線面積成正比，而共形陣能獲得較大的天線面積，在加上有源相控陣體制的較大功率，就能有效地補(bǔ)償由于目標(biāo)反射能力下降而造成的雷達(dá)探測(cè)距離的降低。

增加輔助探測(cè)設(shè)備

除了不斷改進(jìn)預(yù)警雷達(dá)外，預(yù)警機(jī)上還需要增加一些與雷達(dá)互補(bǔ)的探測(cè)設(shè)備，如電子支援措施／電子情報(bào)偵察、通信支援措施／通信情報(bào)偵察、紅外搜索與跟蹤等設(shè)備以及先進(jìn)的電子自衛(wèi)設(shè)備，以提高預(yù)警機(jī)的整體作戰(zhàn)效能，以及在復(fù)雜電磁環(huán)境下的生存能力。其中最有發(fā)展前景的是紅外探測(cè)設(shè)備。目前美海軍正在為“先進(jìn)鷹眼”研制“紅外搜索與跟蹤設(shè)備”(IRST)，用于探測(cè)和跟蹤來襲導(dǎo)彈，以承擔(dān)戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御任務(wù)。

開發(fā)重要的預(yù)警機(jī)技術(shù)

非合作目標(biāo)識(shí)別技術(shù)

1988年，美國參議院武裝委員會(huì)就提出了要研發(fā)“非合作目標(biāo)識(shí)別”(NCTR)技術(shù)，作為已有“敵我識(shí)別系統(tǒng)”(IFF)的輔助設(shè)備甚至取而代之。現(xiàn)有的詢問-應(yīng)答式敵我識(shí)別系統(tǒng)并不保險(xiǎn)，例如，友軍飛機(jī)的IFF設(shè)備可能出故障或編碼失效，在戰(zhàn)時(shí)還可能為了免遭敵方反輻射導(dǎo)彈攻擊而關(guān)機(jī)。此外，民航飛機(jī)和私人飛機(jī)也可能沒有IFF設(shè)備。因此，沒有應(yīng)答的目標(biāo)不一定都是敵機(jī)，由此引發(fā)的悲劇已有幾起。例如，1994年4月14日，美、英聯(lián)軍在伊拉克北部上空?qǐng)?zhí)行禁飛區(qū)任務(wù)時(shí)，因E-3識(shí)別有誤，把2架陸軍的UH-60直升機(jī)誤認(rèn)為是伊拉克的“米-24”而引導(dǎo)2架F-15將其擊落，造成26人死亡。因此，預(yù)警機(jī)上除了安裝IFF設(shè)備外，還需要非合作目標(biāo)識(shí)別設(shè)備來識(shí)別沒有應(yīng)答的目標(biāo)。非合作目標(biāo)識(shí)別技術(shù)包括：利用敵方的IFF系統(tǒng)；采用合成孔徑或逆合成孔徑雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)，以及分析目標(biāo)反射信號(hào)特征，與數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存的目標(biāo)特征進(jìn)行對(duì)比，從而識(shí)別目標(biāo)等。

多情報(bào)源信息融合技術(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭正在從平臺(tái)中心戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)。在傳統(tǒng)的平臺(tái)中心戰(zhàn)概念中，各平臺(tái)主要依靠自身的探測(cè)設(shè)備和武器進(jìn)行作戰(zhàn)，平臺(tái)之間的信息共享非常有限。而網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)采用先進(jìn)的信息技術(shù)實(shí)施協(xié)同作戰(zhàn)。美國海軍的“協(xié)同作戰(zhàn)能力”(CEC)系統(tǒng)被認(rèn)為是第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)系統(tǒng)，其核心設(shè)備是“數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)”和“協(xié)同作戰(zhàn)處理器”，而支撐后者的正是多情報(bào)源信息融合技術(shù)。美軍已開始構(gòu)建“單一綜合空中圖像”(SIAP)系統(tǒng)，用于融合多個(gè)信號(hào)源的數(shù)據(jù)。不同軍種的指揮官能夠看到同一幅空中目標(biāo)圖像，因此可以避免在協(xié)同作戰(zhàn)中可能導(dǎo)致的自傷問題。

任務(wù)系統(tǒng)與載機(jī)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)

載機(jī)為任務(wù)系統(tǒng)提供了平臺(tái)，同時(shí)，載機(jī)的外形、體積、重量和氣動(dòng)性能等因素也限制了任務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，有必要對(duì)任務(wù)系統(tǒng)與載機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。一體化設(shè)計(jì)有兩種可能的途徑。一是在選定已有載機(jī)的情況下，將電子設(shè)備天線(主要是雷達(dá)的相控陣天線)與載機(jī)外形共形，例如智利的707“費(fèi)爾康”預(yù)警機(jī)方案。共形陣與平面陣相比，可以提高天線增益和測(cè)角精度，解決載機(jī)氣動(dòng)外形與天線布局的矛盾；但是對(duì)陣面輻射單元的幅相控制要復(fù)雜很多，同時(shí)還要解決機(jī)身和蒙皮在飛行中的變形問題。任務(wù)系統(tǒng)與載機(jī)一體化的第二種可能途徑，是使飛機(jī)外形與多面相控陣天線相適應(yīng)，實(shí)際上就是為預(yù)警機(jī)研制專用載機(jī)。這種一體化設(shè)計(jì)更為徹底，但是成本太高。

另外，任務(wù)系統(tǒng)自身的一體化設(shè)計(jì)也是一個(gè)發(fā)展方向。在相對(duì)狹小的空間內(nèi)布置大量的前端發(fā)射、接收和處理裝置，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)難題。開展多傳感器設(shè)備的復(fù)用設(shè)計(jì)，可以極大地改善系統(tǒng)的電磁環(huán)境，降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和研制成本。開展模塊化和公用化設(shè)計(jì)，有助于提高預(yù)警機(jī)的可靠性、互換性，改善系統(tǒng)的可維修性和可測(cè)試性。

開放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)

60～70年代的預(yù)警機(jī)采用專用計(jì)算機(jī)和非開放式體系結(jié)構(gòu)，使得研制和維修費(fèi)用過高，改進(jìn)起來也費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢。如專門設(shè)計(jì)的軍用計(jì)算機(jī)比同等商用計(jì)算機(jī)的價(jià)格一般高10～20倍，升級(jí)也不方便。為了提高經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展能力，在E－3的改進(jìn)中采用“開放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)”(OSA)，充分利用了現(xiàn)成的商用貨架產(chǎn)品(COTS)軟硬件及其標(biāo)準(zhǔn)。這樣既提高系統(tǒng)性能和可靠性，又減少壽命周期費(fèi)用和設(shè)備的體積重量，還能提供“即插即用”的能力；從而減少了任務(wù)系統(tǒng)升級(jí)所需時(shí)間、經(jīng)費(fèi)和集成的復(fù)雜性，也不需要重新編寫操作軟件、進(jìn)行集成測(cè)試。E-3的中期現(xiàn)代化改進(jìn)，就是通過直接選用性能更高、成本更低的商用貨架產(chǎn)品，用它們替換舊的系統(tǒng)部件來實(shí)現(xiàn)升級(jí)的。

對(duì)預(yù)警平臺(tái)的多樣化構(gòu)想

目前，世界各國預(yù)警機(jī)的載機(jī)選擇呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)：大、中、小型預(yù)警機(jī)均有，固定式和旋翼式平臺(tái)并存，氣球載預(yù)警系統(tǒng)也得到青睞。根據(jù)未來戰(zhàn)爭的需求，考慮到戰(zhàn)術(shù)要求、研制成本、裝備數(shù)量等綜合因素，各國特別是

美國對(duì)預(yù)警機(jī)的發(fā)展提出了一些新的構(gòu)想。

多傳感器指揮控制群

采用相控陣體制，在一架飛機(jī)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)警雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)兩種功能，是美國預(yù)警機(jī)研究的重點(diǎn)之一。2001年，美國空軍提出了“多傳感器指揮控制群”(MC²C)的概念。MC²C是一個(gè)分布在天空、地(海)面和太空的龐大系統(tǒng)，由空基系統(tǒng)、無人機(jī)、地面站以及新型“多傳感器指揮控制飛機(jī)”(MC²A)等組成。各種傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)通信鏈路組網(wǎng)“融合”，構(gòu)成一個(gè)完整的情報(bào)、偵察和監(jiān)視系統(tǒng)，可以為指揮決策提供依據(jù)、為打擊武器提供火控?cái)?shù)據(jù)?！岸鄠鞲衅髦笓]控制飛機(jī)”是MC²C的核心，由波音公司在2002年提出初步構(gòu)型，以波音767-400作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)身前半部安裝改進(jìn)的E-8對(duì)地監(jiān)視雷達(dá)，后半部裝波音737預(yù)警機(jī)的對(duì)空(海)監(jiān)視雷達(dá)，在同一架飛機(jī)上兼有E-8和E-3的功能。為了解決電磁兼容和載機(jī)供電等棘手的技術(shù)問題，美空軍調(diào)整發(fā)展思路，于2003年2月啟動(dòng)了E-10“多傳感器指揮控制飛機(jī)”的研制(詳見本刊2005年3月號(hào))。

預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)

美軍設(shè)想在戰(zhàn)斗機(jī)上改裝共形的、方位可覆蓋360°的預(yù)警雷達(dá)，構(gòu)成預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)。由于飛機(jī)本身的限制，預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)射功率和作用距離將小于現(xiàn)有的預(yù)警機(jī)。在作戰(zhàn)使用時(shí)，一次派出多架預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)，對(duì)每架飛機(jī)指定戰(zhàn)術(shù)監(jiān)視范圍，預(yù)警機(jī)或地面指揮中心接收各預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)數(shù)據(jù)并進(jìn)行綜合，形成完整的空中戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)圖像。這是應(yīng)用“蜂窩”原理進(jìn)行分布式監(jiān)視的工作方式，優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展監(jiān)視范圍，缺點(diǎn)是機(jī)載雷達(dá)改裝工作量大、費(fèi)用高；而且預(yù)警戰(zhàn)斗機(jī)工作時(shí)增加了被敵方發(fā)現(xiàn)和殺傷的風(fēng)險(xiǎn)。這種設(shè)想目前尚處于概念性研究階段。

預(yù)警無人機(jī)

可在無人機(jī)上安裝預(yù)警雷達(dá)構(gòu)成預(yù)警無人機(jī)。作戰(zhàn)使用時(shí)，一次派出多架預(yù)警無人機(jī)分赴戰(zhàn)區(qū)不同方向，由預(yù)警機(jī)或地面指揮中心接收并融合預(yù)警無人機(jī)的雷達(dá)數(shù)據(jù)，獲得完整的空中戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)圖形。初步考慮有戰(zhàn)術(shù)型和長航時(shí)型兩種預(yù)警無人機(jī)。戰(zhàn)術(shù)型飛行時(shí)間在10小時(shí)以內(nèi)，作戰(zhàn)半徑不超過240千米；長航時(shí)型飛行時(shí)間大于10小時(shí)，作戰(zhàn)半徑超過240千米。這個(gè)設(shè)想的優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展監(jiān)視范圍，缺點(diǎn)是費(fèi)用高，也易被敵方發(fā)現(xiàn)并擊落。在對(duì)空監(jiān)視方面，這個(gè)設(shè)想處于概念性研究階段。在對(duì)地監(jiān)視方面，北約經(jīng)過多年論證，最終為其“聯(lián)合地面監(jiān)視”(AGS)計(jì)劃選擇了A321大平臺(tái)與RQ-4B“全球鷹”無人機(jī)相結(jié)合的方案，大小平臺(tái)上安裝尺寸不同的對(duì)地監(jiān)視雷達(dá)。

雙基地雷達(dá)

這是將無人機(jī)與預(yù)警機(jī)以雙基地方式配合使用。在無人機(jī)上安裝雷達(dá)接收機(jī)，接收預(yù)警機(jī)雷達(dá)照射目標(biāo)后產(chǎn)生的側(cè)向回波信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)鏈將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給預(yù)警機(jī)進(jìn)行綜合處理。由于無人機(jī)能靠近目標(biāo)，運(yùn)用雙基地雷達(dá)工作原理可以提高預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)隱身目標(biāo)的能力。諾斯羅普·格魯曼公司曾于2000年夏用“全球鷹”無人機(jī)對(duì)上述方案進(jìn)行過演示試驗(yàn)。美國空軍很感興趣，但目前仍處于概念研究階段。

預(yù)瞥雷達(dá)衛(wèi)星

基于全球戰(zhàn)略的需要，美國空軍正在研究如何把機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng)應(yīng)用于空間。一種可能的辦法是預(yù)警雷達(dá)衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)和預(yù)警無人機(jī)的綜合使用，以擴(kuò)展預(yù)警監(jiān)視能力。設(shè)想用星載預(yù)警雷達(dá)照射空中目標(biāo)，由預(yù)警機(jī)接收目標(biāo)回波信號(hào)并進(jìn)行處理，也可用靠近目標(biāo)的無人機(jī)將接收到的目標(biāo)回波信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給預(yù)警機(jī)。這個(gè)設(shè)想的優(yōu)點(diǎn)是衛(wèi)星監(jiān)視覆蓋范圍寬，可以不冒預(yù)警機(jī)進(jìn)入戰(zhàn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)而獲取敵方縱深的空中或地面態(tài)勢(shì)情報(bào)；缺點(diǎn)是衛(wèi)星在戰(zhàn)時(shí)易被地基激光器和粒子波束武器等反衛(wèi)星武器摧毀。另外，天基監(jiān)視平臺(tái)還有許多問題要解決，如傳感器的集成、監(jiān)視雷達(dá)工作模式的轉(zhuǎn)換等，最重要的是能否研制出預(yù)警雷達(dá)衛(wèi)星。美國空軍已經(jīng)進(jìn)行一些初始試驗(yàn)，以確定用衛(wèi)星照射空中目標(biāo)的可行性。