E-2D艦載預警機作戰能力解析

2017年2月，美國海軍將5架E-2D預警機部署於日本岩國基地，這是美軍首次在日本部署新型預警機部隊，將會與1月中旬部署的美軍F-35戰機一起增強美軍對亞太地區的控制力，值得我國對此高度重視。

1. E-2D預警機簡介

E-2D「先進鷹眼」預警機是美國諾斯羅普·格魯曼公司為美國海軍研製的新一代艦載預警指揮機。該機是美國海軍現役E-2C 「鷹眼」-2000艦載預警指揮機的重大改進型，計劃用來取代美國海軍現役的E-2C，作為美國海軍2020年及以遠航母艦載機聯隊編成構想中的關鍵組成機種之一，執行預警指揮、作戰管理、戰區一體化防空反導、信息分發等任務。

E-2D預警機採用開放式架構，在E-2C「鷹眼」-2000的基礎上大幅改進了機載雷達系統，裝備了新型玻璃數字化戰術座艙，並更新導航模式。E-2D預警機載雷達系統採用機械掃描+電子掃描體制，把高速處理器、大內存、複雜處理跟蹤演算法、特種材料及可拓展開放式架構融合在一起，大大提高了對小型高機動目標的探測跟蹤能力，增強了在瀕海地區、陸地上空和電子干擾環境中的探測威力，特別是提高對低雷達截面（RCS）目標的探測能力，為美國海軍提供「戰區防空反導」（TAMD）能力。其新型通訊系統則採用模塊可編程架構，包括協同交戰能力( CEC) 和衛星通信軟體包、6部視距電台、Link 11和Link 16 數據鏈、1條保密短波( HF: 3~30 MHz)信道和先進的機內通信系統( AICS) ，這對實現網路中心戰，完成聯合戰鬥指揮控制提供了通訊保障。E-2D的任務數據處理系統採用可拓展開放式架構，主要包括光纖網路、網路交換與存儲、Linux操作系統、軟體化構架及目標計算機和顯示系統，這提高了計算量和內存容量，並優化了跟蹤演算法。E-2D採用的光纖語音（voice-on-fiber）區域網絡技術使E-2D成為美國海軍「部隊網」（FORCENet）中信息及決策網路的主要節點，可整合併傳送關鍵信息、監視數據、綜合決策數據，並提供空中管制及通訊能力。下圖展示了E-2預警機項目進展路線。

2. E-2D機載雷達介紹

E-2D機載雷達系統是由洛克希德·馬丁公司研製的AN/APY-9 UHF波段探測雷達，重量約998千克，其在方位（瞬時扇區探測覆蓋範圍為120°）和俯仰方向為電子掃描方式，在方位方向還可進行機械掃描，具備在各種地形環境下遠距預警能力。這種機掃+電掃的工作模式有效減少了這兩種掃描方式的弊端，同時融合了這兩種掃描方式的優點，使其效率最大化。相對於E-2C的AN/APS-145雷達，AN/APY-9雷達具備以下優勢：

• 基於碳化硅有源收發組件的有源電子掃描陣列和數字化接收機技術，雷達的可靠性、靈活性、多功能性大幅提高；
• 採用單脈衝、波束參差等技術，消除雷達探測與跟蹤運動目標的盲速效應，提高探測精度；
• 採用數字波束形成、空時自適應信號處理（STAP）技術，大大增強了雷達雜波抑制能力，提高了多目標跟蹤與批處理能力，有效應對超低空飛行的小雷達截面積（RCS）目標威脅；
• 引入開放式、商用體系結構，採用模塊化設計方法，提高裝備零件通用性，對雷達發射機、功放實現固態花，降低雷達重量和雷達全壽期可承受性。

下表展示了AN/APY-9與AN/APS-145的技術性能對比。

AN/APY-9 機載雷達主要由4 部分構成: 大功率、固態碳化硅發射機單元; 寬頻寬數字接收機；ADS-18S 18通道天線和相應的18通道旋轉耦合器；空-時自適應處理( STAP)處理器。天線由L-3 Randtron天線系統公司生產，其形式是18通道的超高頻(300 MHz ~3 GHz頻段) 陣列，包括18個通道的旋轉耦合器和36個單元的敵我識別天線。其中，敵我識別陣列採用兩通道(和差) 旋轉耦合器和波束成形網路功率/控制滑環組件。

E-2D預警機能夠提供360度對空、對海探測能力，確保在所有方向實現探測並採取對應措施，並可在遠距離實現敵我分辨（IFF），自動雷達關聯，無源探測以及電子發射源分類等功能。E-2D預警機具備3種模式，分別為先進機載預警監視模式（ASS）、重點扇形掃描模式（ESS）以及重點扇形跟蹤模式（ETS）。

• AAS模式

提供360°均勻掃描，可同時對空中及海面等低RCS目標實施遠距離探測。在該模式下，E-2D探測能力不會受載機方向影響，其探測數據更新時間為10或12秒，可精確測量方位角，且在掃描過程中，預警探測距離不會出現衰減。

• ESS模式

採用機械掃描+電子掃描的工作模式，系統在具備360°覆蓋範圍的同時，能夠對某一扇區進行重點探測與跟蹤。系統可調節需重點探測的扇區，可在任意角度保持探測距離與精度。

• ETS模式

在ETS模式下，雷達系統僅進行電子掃描，對目標所在扇區進行重點探測，以實現對目標的持續跟蹤。機載雷達此時具備快速搜索/跟蹤回訪速率，當探測到高價值目標時，能夠從AAS/ESS模式切換至ETS模式。

3. E-2D預警機作戰分析

在美國海軍的「二十一世紀海權」（Sea Power 21）的建軍目標中，將通過海上打擊（Sea Strike）、海上防禦（Sea Shield）、海上基地（Sea Basing）等三方面，全面升級海軍的戰鬥力量。E-2D具備出色的感知、通信和協同作戰能力，賦予其戰場管理能力，給美國海軍航母戰鬥群提供了一個戰場管理和導彈防禦系統的基石。

E-2D預警機採用模塊化、開放式體系結構，對E-2D預警機戰場管理指揮與控制（BMC2）功能進行有效支撐，可通過CEC和Link-16數據鏈與體系節點實現雷達、電子偵察及敵我識別數據共享，支持關鍵目標的航跡交換，構成了美國海軍綜合防空火控系統(NIFC-CA)的關鍵單元。

NIFC-CA系統包括海上殺傷鏈（FTS）、空中殺傷鏈（FTA）和陸上殺傷鏈（FTL）三條殺傷鏈，下表展示了NIFC-CA的系統組成。

根據NIFC-CA系統殺傷鏈構架，可以看出E-2D在各條殺傷鏈都起到了感測器核心的作用：

（1）海上殺傷鏈

作為海上殺傷鏈的中心節點，E-2D負責連接航母編隊的所有空中作戰平台及編隊艦船，通過CEC、Link-16等數據鏈，將空中飛機、編隊艦船等各種平台的雷達數據融合為單一的實時、高質量目標航跡，共享到作戰網路中的每一個作戰單元，為宙斯盾艦發射的SM-6艦載防空導彈和F/A-18E/F發射的AIM-120空空導彈提供目標指示的能力。未來，E-2D預警機將配備戰術瞄準網路技術（TTNT）數據鏈，其帶寬更大，數據率更高，抗干擾性更強，可容納更多的作戰單元，獲取更多的感測器數據，甚至在未來可以制導第六代戰鬥機發射的導彈。可以看出，E-2D的作戰角色逐漸從為航母編隊提供遠程空中預警，轉變為承擔整個戰場指揮控制任務的全新角色，是構建美國海軍21世紀海上盾牌戰略的重要一環。

（2）空中殺傷鏈

在空中殺傷鏈中， E-2D預警機將通過數據鏈與F/A-18E/F戰鬥機、AIM-120先進中程空空導彈完成戰術協同，不斷增強對有人機、低空來襲續航導彈的打擊能力。典型作戰樣式是，E-2D預警機將目標數據傳輸給F/A-18E/F戰鬥機，後者負責攔截敵方飛機或導彈。

（3）陸上殺傷鏈

E-2D預警機將與JLENS浮空器系統協同，通過通用戰術網路（CTN）與陸基防空導彈系統等形成廣泛的跨軍種協同作戰能力，為地面機動部隊提供防禦漏洞支援和直接支援。

從上面的航母編隊作戰示意圖可以看出，E-2D的任務主要是通過與其它機種協同完成預警探測、指揮引導戰鬥機、通信中繼以及戰區導彈防禦等任務。結合美軍目前發展的重點技術裝備，未來E-2D預警機可能採用的作戰模式如下：

1. 與「宙斯盾」艦協同作戰。依託CEC數據鏈，E-2D預警機與「基線-9」宙斯盾艦實現數據交換，探測感知來襲的敵方超視距反艦導彈，並提供給標準-6導彈火控級別的信息，軍艦發射具備末端雷達尋的能力的標準-6導彈以攔截和摧毀正在來臨的威脅。

2. 與F-35C和F/A-18艦載機協同作戰。在高威脅區域將F-35C艦載機前置，利用五代機隱身特性，通過其感測器對目標實現信息感知，並將態勢信息傳遞給E-2D預警機，這大大拓展了機群的探測半徑，並保障了預警機的安全。E-2D具備引導指揮40架戰鬥機的作戰能力，可作為中繼節點和指揮平台指揮機群作戰。而F-18E/F艦載機則可作為機群的「彈藥庫」，通過E-2D進行中繼制導對目標實施導彈打擊。在作戰中，E-2D預警機可將F-35C戰鬥機發回的數據轉發給航空聯隊的F-18E/F戰鬥機，整個作戰編隊中突前作戰的F-18E/F與F-35C甚至不需要雷達開機，只需接收E-2D發來的數據就可執行作戰任務，實現靜默空戰。

3. 與無人機協同作戰。隨著無人機機載感測器及自主控制技術的發展，預警機與無人機通過數據鏈實現協同作戰成為了可能。未來E-2D預警機將可能和MQ-25加油機（現在還未確定，但應該會具備ISR能力）實現協同作戰，這將降低作戰人員的危險程度，提高作戰效率。此外，未來作戰中，E-2D預警機還可與目前DARPA正開發的Gremlins「小精靈」小型無人機協同作戰，通過低成本小型無人機為作戰集群提供ISR（情報、偵察與監視）能力，提高效費比。

4. 與電子戰飛機實現協同作戰。在航母作戰編隊中，E-2D將與EA-18G電子攻擊機進行協同作戰。E-2D將對敵方目標進行探測，並將具體信息提供給EA-18G對其進行電磁壓制，保障制電磁權。此外，預警機還可與MALD-J（微型空射誘餌-干擾機）進行作戰協同，採用大批量的低成本、模塊化的小型無人機使敵方雷達系統飽和，對其進行有效干擾。

4. E-2D部署對於東海局勢的影響

E-2D部署於日本，其意在於威懾正日益崛起的中國，E-2D預警機出色的探測性能和強大的協同作戰能力值得我國對此高度關注。

美國計劃將裝備75架E-2D預警機，這足以將美軍艦載預警機中隊規模由4架增加至5架。E-2D預警機探測距離可達550千米，大大拓展了美、日的探測範圍。未來美海軍只要進入到高威脅環境中（例如我國南海、台灣附近海域等），就會首先派遣E-2D預警機在遠離航空母艦攻擊戰鬥群的空域，其5架預警機進行輪值（續航時間約為4~5小時），保持24小時戰鬥值守狀態。這種大範圍、全天候的戰備值守對於美軍在突髮狀況發生時佔據有利態勢起到了重要作用。此外，E-2D預警機採用的APY-9先進雷達系統對於防空反導作戰有很大的幫助，E-2D與「宙斯盾」艦、艦載戰鬥機的協同作戰將會賦予美海軍強大的防空反導能力。