飛翔的「豬肉桶」,E-3「望樓」預警機的早期故事
譯者註:本文原文發表在2015年9月刊的美國《空軍》雜誌(AIR FORCE Magazine)上,原作者是《空軍》雜誌的特約編輯約翰·科雷爾(John T. Correll)。科雷爾曾擔任過18年的《空軍》雜誌主編。譯文所配圖片有改動。
「誰有可能會反對E-3空中預警與控制系統飛機?這又是為什麼?」
美國空軍的一架E-3「望樓」空中預警機。在進入戰術空軍司令部服役之前的作戰性模擬測試中,E-3扛住了近300架入侵者飛機盡最大努力對其發動的空襲和攻擊
背景概述
無論何時,倘若要列一張「最有價值的軍用飛機」的簡短列表的話,那麼E-3空中預警與控制系統飛機(Airborne Warning and Control System,AWACS)一定會名列其中。當其於1977年進入部隊服役後,空中預警機立刻就改變了整個空戰的遊戲規則——其機背上旋轉的圓型雷達罩中的脈衝多普勒雷達可以在各個方向上探測到數百英里遠的情況,並且搜索和跟蹤在整個空域內每架正在進行機動的飛機。
E-3A「望樓」預警機的雷達天線
天線罩內部
空中預警機是如此地擅長指揮戰鬥,以至於它可以成倍地放大其所控制的機群的戰鬥力。美國戰術空軍司令部的指揮官們聲稱預警機是「自從雷達出現以來最重要的單一戰術方面的進步」。美國空軍的預警機項目在管理上也運作得很好:第一架量產型飛機僅比預定交付日期晚了四個月,而且僅比預定成本超支了百分之四。
從那時以來,空中預警機就參加了美軍的歷次武裝衝突——從入侵格瑞那達和海灣戰爭直到伊拉克戰爭和阿富汗戰爭。E-3也是北約方面裝備的首架被作為「聯盟資產」的飛機,由北約多國人員組成的空勤機組共同駕駛。在2001年發生了針對紐約和華盛頓的恐怖襲擊之後,美國方面不僅依靠自己的預警機隊,而且還依靠北約的E-3進一步強化了針對可能發生的進一步的恐怖襲擊而開展的不間斷的空中巡邏。
今天,在服役了接近40年之後,E-3空中預警機仍然很強大,而且廣受好評——雖然並不總是如此。在發展早期,空中預警機不斷被那些想要限制或直接斃掉該項目的人所打壓。
最早的預警機批評家之一是參議員威廉·普羅克斯米爾(William Proxmire,威斯康星州民主黨人),他曾因為曝光政府中的浪費和欺詐行為而獲得了很高的名望。普羅克斯米爾在1971年曾指控五角大樓在預警機項目中的浪費行為,後來還稱預警機是一款「正在尋找自身的任務定位的飛機」。
最早期的AWACS項目批評者之一,參議員威廉·普羅克斯米爾(威斯康星州民主黨人)。他稱預警機是一款「正在尋找自身的任務定位的飛機」
曾被《紐約時報》描述為是「與預警機項目展開了一場一個人的戰爭」的參議員托馬斯·伊格爾頓(Thomas F. Eagleton,密蘇里州民主黨人)稱空中預警機是一款「顯而易見的迷惑人的小玩意兒,但沒有真正的戰鬥效用」,是個「滑稽的玩意兒」,他甚至還說空中預警機是一個「不會貢獻任何東西,在遭受攻擊時倖存機會為零」的「災難性失敗」。
參議員托馬斯·伊格爾頓(密蘇里州民主黨人),他就是那個被《紐約時報》描述為「與預警機項目展開了一場一個人的戰爭」的傢伙
新聞媒體和負責項目審查的美國總審計局(General Accounting Office)也在一旁幫腔,然而,要知道,在此前的測試性模擬演習中,大約300架入侵者的飛機也無法擊敗空中預警機——不過顯然國會老爺們、新聞媒體和審計部門對此並沒有留下什麼印象。1976年,眾議員帕特里夏·施羅德(Patricia S. Schroeder,科羅拉多州民主黨人)提出要將空中預警機項目列為「年度火雞」(Turkey of the Year),並試圖取消該項目的所有資金。
眾議員帕特里夏·施羅德(科羅拉多州民主黨人),她將空中預警機項目稱為是「年度火雞」
當福特、卡特和里根政府提出要將空中預警機作為對外軍售物資向盟國出售時,反對之聲頓時洶湧而起。1980年,批評家們反對向沙烏地阿拉伯提供空中預警機,同時他們認為把E-3A預警機出售給沙特將是一個無可挽回的錯誤,而且對以色列來說這將是一個致命的威脅。
總的來看,對預警機項目的遏制還在繼續著。一位名叫亞歷山大·科克伯恩(Alexander C. Cockburn)的「權威人士」在1981年的一期《華爾街日報》上寫道,空中預警機項目對承包商而言是一個「從天而降的災難」和「大筆的意外之財」。他還說,空中預警機的真正秘密在於「它無法起作用」。
面對如此多的非難,空中預警機項目似乎不可能最終修成正果了,然而在20世紀60年代規劃對該項目的要求時,沒有任何跡象表明其會遇到後來所面臨的困境。
一種新式雷達
雷達的軍事價值在1940年的「不列顛之戰」中得到了證實,並得到了人們的明確理解。儘管如此,攻擊方很快就學會了通過「低空飛行」而躲避探測的方法。傳統地面雷達發出的波束是沿著一條直線傳播的,因此只能「看」到地平線以上的地方。對此時的雷達而言,位於地球曲率後方的任何事物都是隱蔽的。
例如,對在100英尺(30.48米)的高度飛行的飛機而言,其可以在不被發現的情況下突防到距離普通地面雷達約13英里(約21千米)的距離之內。即便使用普通的機載雷達系統探測,低空飛行的飛機也會湮沒在「地面雜波」之中——所謂「地面雜波」是一堆從地表反射回來的信號的「大雜燴」。
美國空軍防空司令部於1953年開始裝備EC-121「預警星」(Warning Star)飛機,這是一款在洛克希德公司的「星座」型客機上安裝了雷達的機型,雷達天線罩安裝在機身的上方和下方。EC-121的兩種改進型號後來在越南戰爭中得到了廣泛的運用。EC-121的雷達在中、高空跟蹤飛機時表現得相當不錯,但是卻無法將下方的飛機運動從地面雜波中分離出來。
美國空軍防空司令部於1953年開始裝備的EC-121「預警星」飛機
美國海軍在1961年裝備了E-2「鷹眼」(Hawkeye)預警和控制飛機,這是一款用兩台渦槳發動機驅動的飛機,尺寸比EC-121小得多。「鷹眼」的早期型號具有嚴重的可靠性問題。當「鷹眼」在工作時,其能夠成功地對水面進行監視,但是像美國空軍的EC-121一樣,「鷹眼」也無法從地面雜波中發現和跟蹤目標。
到了1960年左右,美國空軍相信隨著技術的發展(特別是電子產品的小型化),已經達到了可以解決地面雜波這一問題的地步。解決問題的關鍵是一種被稱為「多普勒頻移」(Doppler shift)的現象。
如果一束雷達波打到一個正在運動的物體上並反射回來,那麼返回的電子信號與發送出去的電子信號的頻率是不同的。以脈衝多普勒模式工作的雷達可以基於飛行物相對於雷達的運動速度對目標進行跟蹤,而不僅僅是確定其位置。如果目標正在接近雷達,那麼反射回的波長會被「壓縮」;如果目標正在遠離雷達,那麼反射回的波長會被「拉伸」。處理原始雷達回波的計算機可以將快速移動的飛機從地面上的緩慢移動或靜止的物體中「過濾」出來。
1962年,美國戰術空軍司令部和防空司令部發布了一個「聯合特種作戰要求」,旨在尋求一款機載預警和控制系統,以便在遠距離上探測和跟蹤大批目標。防空司令部希望能使用該系統來保衛北美大陸的領空免遭蘇聯轟炸機的威脅。戰術空軍司令部希望能「看見」敵人的戰鬥機,並獲得對空戰進行管理的能力。
波音707改裝的預警機示意圖
波音的競爭對手:道格拉斯DC-8預警機
波音的競爭對手:洛克希德C-141預警機
三款飛機進入了成為「空中預警和控制系統飛機」(AWACS)機身平台的競標:波音公司的波音-707、道格拉斯飛機公司的DC-8和洛克希德·喬治亞公司的C-141。洛克希德公司在1966年退出了競標。1967年,在馬薩諸塞州漢斯科姆空軍基地(Hanscom AFB)的電子系統分部成立了一個系統方案辦公室。
探索性研究證明了空中預警機在技術上的可行性,而且在1970年7月,美國空軍宣布選擇波音公司作為項目的主承包商。1972年,在經過了漫長的競標之後,西屋公司被選中作為提供雷達的承包商。「空中預警和控制系統飛機」(現在已被正式賦予了E-3A的編號)在1973年進入了全面研發階段。
AWACS系統測試平台在1972年2月1日下線
AWACS系統測試平台在1972年2月9日首飛時的照片
隨著「圓頂」的轉動……
原來的計劃是打算採購64架預警飛機,但到了1970年時採購數量被削減到了42架,最終在1973年又將採購數量減少到了34架。這部分是出於減少開銷的原因,也是因為隨著洲際彈道導彈技術的進步,防禦敵人轟炸機的重要性已經減弱。1974年,當E-3A預警機進入作戰部隊測試時,只剩戰術空軍司令部被指定為預警機項目的唯一管理方了。
當時的批評家們表示,預警機原本要承擔的防空任務已經消失不見了,但在將近40年後預警機卻又重新擔負起了防空任務。例如,在2001年9月11日的恐怖襲擊發生之後,每一架可用的預警機都被要求起飛前去警戒通往美國的航線。
E-3A預警機在外觀上最明顯的特點是機背上巨大的「旋轉圓頂」(即雷達天線罩),圓頂的直徑為30英尺(9.144米),高6英尺(1.83米),圓頂由從機身上突起的兩根支柱支撐著。這個「旋轉圓頂」的一半包含一套敵我識別(IFF)系統,另一半則是功能強大的雷達天線。
E-3預警機的雷達罩,旋轉速度為每分鐘6轉
空中預警機不僅僅是一台飛行的雷達,它更是一個完整的指揮控制中心,配備有先進的計算機處理原始數據,9個任務控制台用於監視、武器指引和戰鬥管理。每10秒鐘E-3A預警機的旋轉雷達就會提供其正在跟蹤的飛機的新位置,每架飛機在控制台屏幕上都顯示為一個明亮的光點。
E-3A預警機上的控制台。每10秒鐘,預警機上的旋轉雷達就會向機上的指揮和控制人員提供其正在跟蹤的飛機的新位置
在脈衝多普勒模式下,預警機雷達可以探測到250多英里(400多千米)的距離,並從樹木和山丘中分辨出在低空飛行的飛機。作為由此帶來的一個「附帶效益」,預警機雷達不會被飛機釋放的干擾金屬箔條所迷惑,因為箔條在空氣中飄行的速度很慢,不會被當成飛行物體而被雷達所記錄。預警機雷達也可以採用普通的非多普勒脈衝模式,從而可將探測範圍擴展到約350英里(563.27千米),但在這種模式下是無法過濾掉地面雜波的。
美國國家電子博物館(National Electronics Museum)中展出的E-3預警機上的AN/APY-1雷達天線陣列
大多數對空中預警機的批評主要集中在「臆想」的其面對敵方干擾和戰鬥機攻擊時的脆弱性上。事實上,E-3A是有可能被干擾或擊落的——如果敵人準備好投入足夠多的兵力並且願意承擔足夠大的損失的話。
「從科學原理上講,我們是不可能拿出一款能夠完全不受任何干擾的雷達的」,在1973至1977年間擔任E-3A預警機項目主管的勞倫斯·斯坎策少將(Maj. Gen. Lawrence A. Skantze)這樣說道。「但是E-3A預警機的雷達超越了有史以來研製過的任何類似的系統,而且最全面地利用了最新的技術。」
在1973至1977年間擔任E-3A預警機項目主管的勞倫斯·斯坎策少將,他說E-3預警機是「可以生存的」,但未說過這款飛機「永遠不會被擊落」。不過,只有在敵人準備好投入足夠多的兵力並且願意承擔足夠大的損失的情況下,E-3預警機才有可能會被擊敗
雷達系統在遭受干擾時所表現出的「脆弱性」主要源於所謂的「天線旁瓣」——旁瓣的能量輻射不是沿著雷達系統的「主瓣」,而是分布在「主瓣」的兩側。敵人可能會試圖通過朝著其波束髮射強烈的電子信號來實施干擾,從而干擾E-3A預警機的雷達。不過,E-3A預警機發射的是一種高度定向的、非常窄的雷達主波束。當雷達主波束被干擾源「掃過」時,位於波束內的目標就會被「遮蔽」起來。干擾信號在E-3A預警機的控制台屏幕上顯示為一條線或頻閃的光點。位於「頻閃光點」之外的目標可以用通常的方式進行跟蹤。
雷達天線輻射波束的「主瓣」和「旁瓣」
由於其雷達的探測範圍很廣,因此對大多數敵方戰鬥機而言,即使它們可以確定預警機的方位,也會由於距離太遠而無法對預警機進行鎖定或發動攻擊。由於E-3A預警機可以「看」到敵機的迫近,所以可以召喚和指揮己方的戰鬥機前來保衛自己。如果需要的話,預警機也有足夠的速度逃脫敵機的追殺。
一項測試證明,為了摧毀一架E-3預警機,敵人將不得不犧牲60到100架他們的飛機。「我說過E-3A是可以生存的」,斯坎策少將這樣說道,「我只是沒說過它永遠不會被擊落。」
批評者們蜂擁而上
就在E-3A預警機幾乎就要破繭而出時,那群批評家們卻對著她開火了。1971年4月,普羅克斯米爾針對空中預警機和其他項目發出了廣泛的呼籲,要求減少國防開支中的浪費。他在國會裡發表了數次演講,其中在一次於1975年發表的演講中他說E-3A「在一些五角大樓的小圈子裡被稱為『BBO』,即『波音救助金』(Boeing Bailout)的簡稱」。
其他一些人還將空中預警機項目稱為是「豬肉桶」(pork barrel,譯者註:這是一句美國俚語,指受政府資助的地方產品或工程項目,其往往是代表某地區的國會議員為該地區爭取來的福利待遇,並以此來籠絡人心,得到當地選民的選票)項目。《紐約時報》甚至在其發表的一篇文章中稱,「幾年前當波音公司在其客運機項目遇到嚴重的經濟困難時就想好要這麼幹了」,卻完全不提其他兩家飛機公司與波音公司就預警機項目展開競爭已經有好幾年了。
E-3A預警機早期方案,雷達安裝在垂尾頂端,垂尾前掠
伊格爾頓一而再、再而三地攻擊了預警機項目,他聲稱預警機可能會被「廉價和簡陋的電子設備從200英里外實施干擾」,使其無法用來執行主要的任務。他把預警機描繪成是一個「尋找其自身任務定位的技術奇蹟」和「我們無論如何也買不起的技術奇蹟」。無論普羅克斯米爾還是伊格爾頓都高調公示了幾份美國政府問責署(GAO)的報告,對E-3A項目的高昂成本和有限的效用進行了批評。以之前曾擔任負責國際安全事務的助理國防部長保羅·沃爾克(Paul Warnke)為首的一些前肯尼迪和約翰遜政府的官員們則建議徹底取消空中預警機項目。
E-3A預警機早期八發方案,大概是要和B-52實現發動機通用
前美國空軍學院政治科學系教員彼得·奧尼貝內(Peter J. Ognibene)在1974年的一期《新共和》(The New Republic)雜誌上撰文,猛烈抨擊美國國防部在北美大陸的防空任務已經不存在的情況下還讓預警機項目「繼續活著」,並稱空中預警機是一款「不會死的飛機」。奧尼貝內說,預警機需要「一整支空中的無敵艦隊來保護它,以便使其免遭諸如三倍音速的『狐蝠』一類的蘇聯戰鬥機的威脅」,而且遠程干擾機會讓其「致盲」而無法對攻擊機群進行引導和控制。他還說,國防預算中有一些「冗贅的無用之物,E-3預警機項目就是其中之一」。
伊格爾頓和他那群抱有類似觀點的同僚們斃掉E-3預警機項目的努力失敗了,但他們說服參議院要求國防部長開展額外的測試來證明這款飛機的性能。在一次這樣的測試中,E-3空中預警機擊敗了2架試圖掩護1架F-4戰鬥機發動模擬攻擊的EB-57電子干擾機。在另外一次類似的測試中,E-3預警機成功地指揮著134架己方飛機對抗了274架「入侵者」飛機。鑒於以上測試結果,美國國防部向國會證明了E-3預警機能夠在充滿敵對因素的環境中執行任務。戰術空軍司令部在1977年3月接收了向其交付的第一架E-3A預警機。在戰術空軍司令部開展的準備性的試航期間,E-3A預警機的機體、雷達和計算機都始終超過了美國空軍設定的標準。E-3預警機系統於1978年5月具備了初始作戰能力。
外售的提議和反對的聲音
當福特政府在1975年12月提出打算向伊朗出售10架E-3A預警機時,頓時導致了一片嘩然——當時的伊朗仍被視為是美國在不穩定的中東地區的一個堅定的盟友。除了其他考慮之外,美國政府也希望藉此收回一些研發成本。
卡特政府也想向伊朗提供預警機,美國國會在1977年10月批准了出售計劃,只不過數量被削減到了7架,而且機上一些較先進的功能被卸載。這7架預警機最終沒有一架被交付。隨著伊朗巴列維王朝在1979年2月被爆發的伊斯蘭革命推翻,準備交付預警機的計劃隨即被取消,待售的F-16戰鬥機也是如此。
《紐約時報》在1975年4月報道說,北約方面正在考慮對E-3空中預警機下達一個「龐大的訂單」。如果這一切真的發生了的話,那麼這將成為歷史上首次北約聯盟採購一款作為「國際資產」而運營的飛機。對這項交易的抗議可謂是鋪天蓋地——從已是老生常談的對這款飛機的性能和生存能力低下的抨擊,一直到對「每架飛機的售價(當時為6870萬美元)太低」的抱怨。伊格爾頓試圖阻止這筆交易,他指責五角大樓方面通過以人為壓低的價格出售E-3空中預警機這一詭計來獲得「後門資金」,並稱這是「偷美國納稅人的錢」。
E-3A預警機是北約方面首款作為「國際資產」而裝備的飛機,由多國人員組成的空勤機組共同操縱
1977年5月,大衛·馬拉什(David Marash)在《紐約雜誌》(New York Magazine)上撰文並提出了一個新的反對意見。他說,位於長島的格魯曼公司被五角大樓方面禁止參加預警機項目的競標(針對北約合同的預警機競標)。馬拉什認為,北約方面應該考慮格魯曼公司的E-2C「鷹眼」預警機,因為該機「擁有現有的最先進的電子系統之一」,而且這款機型「通過多年被成功地用作美國海軍的預警機」而打造了「有效的戰場指揮和控制能力」。
美國海軍裝備的E-2C「鷹眼」預警機
直到1973年才進入艦隊服役的E-2C修正了以前型號的「鷹眼」中存在的一些問題,但仍然無法分辨沿岸地區和內陸地面上的雜波。馬拉什說,「運動緩慢」的E-3空中預警機將很容易被「擊落」,可顯然他忘了,安裝有四台噴氣式發動機的E-3A飛行速度為530 英里/時(853千米/時,相當於237米/秒),而相比之下,只安裝有兩台渦槳發動機的「鷹眼」飛行速度僅為375英里/時(603.5千米/時,相當於167.64米/秒)。
北約方面在各成員國國防部長的大力支持下,於1978年12月同意購買18架E-3預警機。不過,當1980年卡特政府提出要向沙烏地阿拉伯出售E-3預警機時,新一輪的反對爆發了。卡特主要關心的是保護沙特的石油生產——當時沙特每天都會將600萬桶原油出售到世界市場上。伊朗在兩伊戰爭中已經對科威特的石油設施進行了空襲,卡特擔心伊朗可能會試圖封鎖霍爾木茲海峽和波斯灣的石油運輸。
沙特的E-3預警機
卡特下台後,里根政府重新拾起了這一計劃,並提議向沙烏地阿拉伯提供5架預警機。批評人士抗議說,這將導致造成技術泄密的風險,而且會對以色列造成不可接受的威脅。考克伯恩(Cockburn)在《華爾街》雜誌上撰文嘲笑說,無論如何沙烏地阿拉伯只會得到「五坨昂貴的垃圾」。
美國參議院最終於1981年10月批准了向沙特出售E-3預警機,但條件是從飛機上刪除了一些以色列最為擔心的性能。
預警機繼續前進
1983年,北約方面的E-3空中預警機具備了初始作戰能力。此時,美國已經開始經常性地在世界各地發生危機或麻煩事件時派出其E-3A預警機。
隨著E-3A預警機展示了其能力和價值,反對的聲音逐漸消失了,但它們來了一個最後的總爆發。英國人自20世紀70年代中期以來一直對空中預警和指揮飛機感興趣,但是出於保護主義的壓力而購買了本土研製的預警機Mark 3「獵迷」(Nimrod)。「獵迷」原本是在德·哈維蘭公司的「彗星」(Comet)客機的基礎上改裝而來的,主要用於海上巡邏。在經過了長時間的辯論之後,保守黨領袖撒切爾夫人領導下的英國政府於1986年正式選中了E-3空中預警機,並指出「獵迷」無法與「望樓」相媲美。工黨則抱怨說這是「一個糟糕的決定,因為一個國家只能依靠自己的工業和技術基礎來保衛自己」,而且這項採購「奠定了波音公司在預警機市場上的全球壟斷地位」。
英國皇家空軍裝備的一架「獵迷」預警機
E-3空中預警機是1990年的「沙漠盾牌行動」中首批部署到海灣地區的飛機之一,要知道,當時美軍部署在波斯灣地區的兵力還是非常薄弱的。在美軍不斷增兵的作戰準備過程中,戰區里的E-3預警機一直在密切關注著伊拉克空軍的動向,緊接著又於1991年在「沙漠風暴行動」期間飛行了7000多個戰鬥小時。
基於原始的波音-707機身改裝而成的E-3預警機目前正在法國、北約、沙烏地阿拉伯、英國和美國這五個國家或組織的軍隊中服役。日本方面也裝備有4架性能類似於「望樓」的預警機,不過這4架預警機是在波音-767-200ER型飛機的基礎上改裝而成的。
日本航空自衛隊裝備的波音E-767預警機
在為美國空軍生產的34架E-3預警機中,仍有31架位居裝備序列之中。這些飛機已經進行了多次升級,加裝了先進的計算機和電子設備,並強化了機身。1994年開展的E-3B升級項目在飛機的指揮中心裡額外增加了5個任務控制台。部署在俄克拉荷馬州廷克空軍基地(Tinker AFB)的第552航空控制聯隊(552nd Air Control Wing)從2015年起開始接收進行了最新升級的「望樓」(升級到了E-3G型),並計划到2020年對機隊進行更多的改進。
「望樓」的最新改型E-3G
回首E-3「望樓」預警機剛剛誕生的時候,當時該項目的主管斯坎策少將預測說,這款飛機可能會連續服役20年,甚至30年。而到今天(2017年),「望樓」已經整整服役了40個年頭,而且其退役的那一天還遙遙無期,這可以說是對那些當年猛烈攻擊她的那群「批評家」們最有力的駁斥了。
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