空地一体战的纽带----E8战场监视机

  联合监视目标攻击系统(JointSTARS),即E8飞机是美国的一种高性能机载监视和目标
截获系统,是C3I飞机中的一种。这种飞机也像预警机那样装有一部高性能雷达,但它不像
预警机那样主要探测空中目标,而是主要用于实时和精确地探测地面目标。
    JointSTARS是美国空军和陆军的合作项目,由诺斯罗普-格鲁门公司研制。飞机是由波
音707300改装的,其两架原型机称为E-8A,一架试验机和所有的生产型飞机称为E8C。
E8的最大飞行速度为马赫数0.84,实用升限为12600米,在没有空中加油的情况下能在空
中飞行11小时,有空中加油时可停留20小时。E8在执行普通任务时配备21名机组(18名
操作员,3名飞行机组);在执行长时间飞行任务时则配备34名机组(28名操作员,6名飞
行机组)。
    美国从1978年开始就对JointSTARS技术进行研究,已在这种飞机的研制上总共耗资
50亿美元,其中单是发展费就花了30亿美元。诺斯罗普-格鲁门公司已向美国空军交付了3
架E8C飞机。美国空军在1997年12月宣布,E8C已具有初步作战能力。E8C飞机以美国罗
宾斯空军基地作为基地,组成第93航空控制联队。美国空军计划总共购买13架E8C。
    早在1991年的海湾战争期间,仍处于研制阶段的两架E8就被派往战区参战,这种飞机
在战争中提供了重要的战略和战术情报,发挥了很大作用。当时为了更好地使用飞机,以及
迅速排除故障,配备的机组人员,除空军和陆军外,还有飞机制造公司的人员参加。在整个
“沙漠风暴”期间,E8为空中和地面的指挥员提供战争史上从未有过的关于战场的实时画
面。在伊拉克大规模从科威特市撤出期间,E8探测到数千辆逃跑的车辆,依靠E8得到的这
些信息的指引,多国部队的攻击机全歼了伊拉克的部队。而在波黑冲期间,两架E8研制型
飞机两度(1995年年底和1996年10月)被派往那里支援北约的维和部队。而E8在第一次被
派往波黑地区时,正值该机做全面生产前的多军种使用试验和鉴定期间,于是美国国防部决
定鉴定与任务飞行并行进行。
    美国在1991年的海湾战争期间,在研制型E8A飞机的战斗管理方面获得了许多经验教
训,已用在目前的生产型E8飞机上,其中包括改进了操作员的操纵台,简化了通信设备,
提高了雷达的分辨率,以及在飞行任务后对数据进行充分利用。
    E8能完成如此重要的功能,全凭它装有一部先进的APY3雷达。这部雷达重1900千
克,其天线是一个滚转稳定的7.2米长的侧视相控阵,能从飞机的任一侧对战场进行监视。
天线装在前机身下部的一个12米长的独木舟形雷达罩内。它在方位方向采用电子扫描,扫
描范围为±60度,而在俯仰方向则采用机械扫描。因为E8飞机飞得高,飞得远,续航时间
长,雷达的探测距离在200千米以上,故能在火力圈外距离以接近实时的形式探测40万平
方公里的范围,相当于一个军级指挥官管辖的区域。E8是军事指挥员了解战术态势的有效
手段,因为侦察卫星的距离太远,而无人机的探测范围和探测时间又很有限,而且它们的实
时性也没有E8好。这部雷达的神奇之处是它既能以活动目标指示模式(MTI)以高精度探测地
面运动目标和直升机,也能用合成孔径(SAR)模式以高分辨率探测地面上有价值的固定目
标,如停开的车辆、机场、桥梁和“飞毛腿”导弹发射架等。它在很远的距离仍能以很高的
概率探测目标。APY3能全天候、昼夜工作,可对敌方的地面运动目标进行探测、定位、分
类、跟踪和瞄准。它能确定敌方地面车辆和直升机的运动方向、速度和方式,以便探测其作
战意图。它既能在很宽的范围内监视战场情况,也能在一个区域内进行搜索,还可应地面指
挥员的请求在一个具体的地区搜索,或在以前扫描过的区域探测,也可自动跟踪选定的目
标。E8的雷达的数据可同时在机上和通过数据链传到美国陆军的地面工作站上进行处理和
显示。而且雷达的各种工作方式可交错进行,在机上的一个屏幕观察大面积的雷达监视画面
时,可在另一屏幕上观察一个具体的地区。根据E8提供的信息,空军和陆军的作战部门就
可协调行动,对敌方的目标进行攻击,特别是对那些立即构成威胁的目标实施攻击。E8是
进行空地一体战的重要设备,可对空军和陆军的作战行动进行协调。尤其在敌我双方战场犬
牙交错,你中有我,我中有你的情况下,有E8探测战场情况,就可避免误伤自己。E8
还能进行战斗破坏评估,对攻击的效果进行分析,以便采取进一步的行动。高质量的MTI性
能与SAR结合起来,可以更好地发挥系统的性能,因为目标的运动往往可为在什么时间和什
么地方收集SAR图像数据的线索,MTI的指示可显著减少利用SAR所需的时间和资源。
    E8不仅可用于对付人制造的战争危机,还可用于减轻自然引起的灾害。在受到洪水、
飓风和地震灾害时,可利用它探测灾区的情况,指挥救灾。不论是在黑夜或在恶劣气象条件
下,灾民可在E8的指引下,沿着最好的路线疏散。
    雷达的多个发射机通过一个大功率组合器将能量馈送到天线,以增大雷达的覆盖距离,
并增强雷达在恶劣气象条件下的性能。脉冲压缩、连续可变的脉冲重复频率、区域消隐和抗
干扰能力可提高雷达系统的性能。雷达信号在三个负载共同分担的可编程信号处理机上处
理,每个处理机包含高速、定点分布式处理器。
    JointSTARS系统具有自检(BIT)功能,可使操作员将故障隔离到标准更换装置(SRU)或
模块级。主要任务设备的自检在执行飞行任务时周期性地进行。这些设备的修理可以在飞行
中通过由机上携带的备件更换有缺陷的SRU来完成。而且机上的辅助动力装置为主要任务设
备在地面的维修提供充足的电力和冷却,使E8在缺少维修设备的边远机场能也能独立进行
维修。
    如果说E8的雷达是它的眼睛,那么其操作与控制子系统就是它的中枢神经系统。这个
子系统除控制雷达外,还可对航空部队和远程导弹进行有效的指挥。子系统的主要功能是:
监视与威胁分析,攻击计划,攻击支援,攻击后评估,计划和监控飞行路径,雷达和通信管
理以及JointSTARS系统的控制。
    JointSTARS具有一个完整的操作与控制中心,该中心由17个操作员工作站和1个领航
/自卫操作员工作站组成。这些工作站可使系统处理许多与战斗管理和战区范围内战役有关
的重要活动。每个工作站具有一个先进的数字显示处理机(ADDP),以及高分辨率彩色图形监
视器、带跟踪球的键盘、嵌入式硬盘和一个通信终端。ADDP可迅速显示与更新地图、雷达
数据及多种活动的指示符号与字符。
    E8采用保密的数据链和话音通信来分配和交换信息。其最重要的数据链是保密与抗干
扰的监视与控制数据链(SCDL),用于将机上的数据传给机动的陆军地面站(GSM)。GSM需要
雷达服务的要求,也通过这个数据链上行传输到E8平台。这个数据链还可用于在GSM间传
输信息。E8上还装有进行TACAN导航及TADIL/Link16数据通信的JTIDS,可与E3预警机联
系并取得其空中探测画面,以及卫星通信数据链(SATCOM)。飞机的话音通信设备有:12部
保密的UHF无线电台,2部保密的HF电台,3部保密的可装SINCGARS的VHF电台,以及机
内通信网。
    E8上还可安装电子对抗设备,例如被派往波黑地区的E8就装有辛辛那提公司的导弹告
警系统和特雷考公司的曳光弹投放器。E8的电子系统采用了开放结构设计,因此目前已改
用具有先进水平的商用货架(COTS)硬件与软件。这不仅降低了系统的成本,还提高了它的处
理和数据存储能力。在过去几年里,E8C的航空电子设备已从采用专门技术,如DEC公司的
VAX计算机和国际器件公司的可编程信号处理机发展为采用开放系统部件,如DEC公司的
Alpha微处理器,VME底板数据总线和FDDI(光纤分布数据接口)。E8C采用了由雷神公司修
改后的Alpha微处理器后,其运算速度达每秒执行1.5亿个指令,使单架E8C的计算能力比
美国空军整个E3机队的计算能力还要强。
    JointSTARS未来的改进将包括:用增强合成孔径(ESAR)雷达模式来提高分辨率,增加
对陆地的逆SAR(ISAR)模式,自动目标识别(ATR)处理及多传感器信息融合等。
    据报道,五角大楼已在海湾地区部署了一架E8C,其任务之一是帮助发现伊拉克的“飞
毛腿”导弹发射架。为探测“飞毛腿”发射架,由E8C飞机的雷达得到的数据很可能同其他
情报来源综合。美国国防部的一名官员指出,现在发现“飞毛腿”要比1991年的海湾战争
时容易,当时E8只识别了很少的运动目标。