美军预警机最新研究及技术分析

导读：预警机作为空中力量倍增器，仍是美军现阶段乃至未来一定阶段内发展提升空中预警与指挥控制能力的重要力量。据《世界空中力量2022》可知，截至2021年12月，美国海军拥有97架E-2C/D预警机，仍有27架在建;美国空军共计拥有31架E-3B/C/G。美军现阶段正致力于通过对现役的E-2D、E-3G进行能力升级，赋予E-7预警机移动用户目标系统通信、M-Code GPS，以及额外的 络强化和防篡改功能等美国空军特有的功能，以应对未来空战环境与技战术的发展。

E-2D的最新研究及技术分析

被称为“反隐身”利器的E-2D舰载预警机是美国海军主要的机载预警与指挥控制平台，具备强大的隐身飞机与巡航导弹探测能力，与F/A-18E/F战斗机、“宙斯盾”等组 后，有望构建对隐身目标的近乎于全方位多角度的预警探测 络。

E-2D利用AN/APY-9雷达对隐身目标等进行探测，依托协同交战能力(CEC)数据链，将目标数据传输给宙斯盾舰，可引导舰载机发射AIM-120空空导弹，引导宙斯盾巡洋舰、驱逐舰发射“标准-6”(SM-6)超远程舰空导弹，实现对隐身目标等的中远距拦截，甚至摧毁。

E-2D已于2015年开始陆续服役，正逐步替代E-2C(预计将于2025～2030年全部退役) 。该型预警机采用了两台罗尔斯·罗伊斯T56-A-427A涡轮螺旋桨发动机，航速可达到555.6公里/小时以上，升限约11278米，具备8小时滞空时间，可作为区域监视、通信中继平台，其所采用的先进超高频AN/APY-9有源相控阵雷达，不仅擅长远距离探测隐身目标等，还可以与F/A-18E/F的AN/APG-79雷达以及“宙斯盾”系统的AN/SPY-1雷达组 作战，具备针对隐身目标的优势。

基于先进机载雷达探测、识别与跟踪隐身目标

与E-2C相比，E-2D已不再局限于在海域上空执行任务，而是具备了完成海、陆作战域上空任务的能力，并被美军认为是未来对抗五代隐身战机以及导弹预警的重要平台，这与其所装备的AN/APY-9先进超高频有源相控阵雷达以及红外搜索监视跟踪系统(SIRST)息息相关。

AN/APY-9雷达的工作波段位于UHF波段(反隐身战机的主要频段)，其有望使E-2D对雷达反射截面积为3～5m2的战斗机的探测距离约达500公里，可同时处理2000个空中目标，对于最小目标的可检测速度约可达25m/s。

此外，AN/APY-9雷达还具有如下特点：

基于以碳化硅为基底的集成电路材料，该型雷达的发射功率与电路灵敏度均提升了近10倍，使得其对隐身飞机的探测距离与对非隐身飞机的探测距离相近;

采用了高可靠性固态发射器设计，配备了高效的数字接收机和激励器，并整合多种高级复杂算法，既可以更高效地辨析来自远海以及陆地的杂波，也可对指定区域进行专项扫描;

所采用的开放系统架构处理器支持持续技术插入;

采用单脉冲、波束参差等技术，消除了雷达探测与跟踪运动目标的盲速效应;

采用模块化设计方法，提高了装备零件通用性。

总之，AN/APY-9具备雷达机械和电子扫描功能，通过采用碳化硅有源收发组件的有源电子扫描阵列和数字化接收机技术提高了可靠性和灵活性，从而使得E-2D能够有效探测、识别与跟踪强杂波环境下低空飞行的隐身飞机、巡航导弹等隐身机动目标。

此外，E-2D机鼻处所装备的红外搜索监视跟踪系统(SIRST)则大大提升了E-2D的导弹预警能力。该系统可对导弹进行角度跟踪，结合预警雷达的同步检测数据，利用机载任务计算机、Link-16数据链与航母战斗群实时共享导弹的三维位置图像与跟踪信息，以指挥协调对来袭导弹的拦截。

技术升级

截至2022年1月，诺斯罗普·格鲁曼公司已向美国海军交付了 51 架飞机，并向日本交付了 3 架。其中，诺斯罗普·格鲁曼公司所交付的第51架E-2D——基于多年采购 (MYP) 1 合同所交付的最后一架飞机，采用了Delta系统/软件配置 (DSSC) Build 3，包括自动识别系统、内置国家战术接收器、升级版火控系统以及更优的空中加油系统，能够进一步提高 E-2D的操作效率和技术水平。美军还在为E-2D开发DSSC Build 4、DSSC Build 5与DSSC Build 6。其中：

DSSC Build 4除了具备DSSC Build 3中的系统之外，还将具有多功能信息分发系统/联合战术无线电系统、用于战术目标的 络技术、用于 Internet 协议的秘密聊天路由器、数据融合(第一阶段)、战斗机对战斗机反向链路、导航、用于反电子战的传感器等;

DSSC Build 5正在开发中，旨在使E-2D满足NIFC-CA增量3的要求，实现存储和融合来自任务期间收到的所有五个军事领域数据的传感器 络，支持NIFC-CA能力的第二轮性能改进，其他细节则属于机密;

DSSC Build 6将出现在2026年的预算中，除了改进最新版本的所有功能外，还需拥有比现有已知系统更优、更为强大的战斗识别系统，以及下一代反电子战系统。

美军计划在2023财年对DSSC Build 5进行相关运行测试，同时通过绩效评估要求质量(SPARQ)建立E-2D传感器对NIFC-CA解决方案系统贡献的实时需求，扩展和优化作战运用范围，提升空中联队对NIFC-CA系统中E-2D的作战运用能力，减少杀伤链时间线。

综上可知，E-2D的DSSC Build 4、DSSC Build 5、DSSC Build 6 主要与“海军一体化防空火控”(NIFC-CA)相关，旨在提升“协同交战能力”(CEC)的同时，提升反电子战能力等。

此外，美军早在2019财年就开展了中期互操作性加速改进计划(AMII)，提供稳定的传感器融合基础，以支持传感器/武器协调需求，显著提高所有参与方战术监视图像的质量，减少轨迹错误识别的可能性，从而解决最严重的合作参与能力和数据链相关互操作性问题。

MYP 2合同下的E-2D将于2022年晚些时候开始交付，未来的交付将包括能力改进，使美国海军和联合部队能够对抗新的威胁。据美国海军新闻披露，E-2D生产线(位于佛罗里达州圣奥古斯丁)将于2023年开始停产，最终美国海军的E-2D 将于2026年下线。

E-3G的最新研究及技术分析

E-3预警机由美波音公司研发，具备全天候预警能力，其基于707-320客机改进而来，具备在不同环境对于有人/无人机进行空中监视的能力，美国空军现役31架E-3，美国空军部计划于2023财年撤出15架 E-3，其他16架E-3预计将服役至2035 年。

考虑到该型预警机的预警能力以及 络情 分析能力已经不足以满足美军的作战需求，美国空军在对已于2015年服役的最新型 ——E-3G进行电子战能力升级的同时，于2022年2月正式启动了寻找E-3替代平台的相关工作。

基于空中软件更新和空中飞行数据传输的电子战能力升级

E-3G采用了4台TF-33-PW-100A涡扇发动机，最高速度为852.95公里/小时，航程可达7408公里，升限为12497米，续航时间为8小时，能够监视从地表到平流层半径超过402公里的空域。该型预警机配置了能够对海陆空目标进行监测的AN/APY-1/2脉冲多普勒雷达，可以同时进行C2、BM和目标检测/跟踪，工作于S波段，具有较强抗干扰性能。

美军已经围绕采用具有开放式系统结构的任务系统、基于多台新型计算机的架构，提高数据链的性能与使用管理水平，引入多源数据融合能力，提高雷达的测高精度和可靠性等方面进行升级，尽管尚未达到美军对每个目标建立单一的跟踪航迹的要求，但已经具备较优的目标跟踪数据处理能力识别。

此外，E-3G的电子战系统主要被用于为战区的其他作战力量提供态势感知、战斗识别和威胁警告，美军也正在致力于提升E-3G的电子战能力。

2022年4月E-3G就首次展示了其空中软件更新和空中飞行数据传输能力，即接收和处理在飞行中收集和传输的电子战数据衍生的空中电子战软件更新的能力。

该次概念测试由俄克拉荷马州廷克空军基地第1分队第605测试和评估中队进行，基于将E-3G的升级卫星通信系统(被称为互联 协议启用通信(IPEC))与E-3G上更现代、更为灵活的任务计算系统相结合而实现，首次展示了E-3G接收和处理从飞行期间收集和传输的电子战数据衍生的空中电子战软件更新的能力，压缩了任务数据重新编程的时间线，从而在一定程度上展示了E-3G应对新威胁的能力。

E-3G在德克萨斯州中部上空飞行时更新了其电子支持措施数据库，并使用超视距卫星通信(BLoS SATCOM)，将所收集的电子战信息数据传回位于佛罗里达州埃格林空军基地的重新编程中心;

埃格林空军基地的第36电子战中队在一小时内，对数据进行了分析，纠正了缺陷，并将数据传输回E-3G，以便在任务期间立即加载，从而使得E-3G的工作人员能够近乎实时地更新传感器信息，改变了以往通常需要数月甚至数小时的情况。

检测、发现和防御敌对威胁系统的能力与快速更新软件的能力密切相关，尤其是任务数据文件，并且美军具有这类战术需求。而该次测试的核心在于E-3G首创了空中更新和空中飞行数据传输，还展示了其与地面专家交换近乎实时的电子战信息，并立即将该信息反馈到战斗中的能力。

此外，机载合作电子战集成可重编程交换(ACEWIRE)概念被设计为加速E-3G及其控制下的作战平台过时的重编程过程的第一步。美军计划继续在E-3G编队内建立ACEWIRE这一概念，并与其他机载平台合作，使用 IPEC和现有数据链为其他平台提供空中更新。

由此可知，在寻找替代机型的时间周期中，美军还在不断发展并寻找方法，以使E-3G的传统技术能够适应未来作战。

E-7的主要技术分析

美国空军认为E-7 是现阶段唯一能够在替换老化的 E-3 所需的时间内满足国防部战术战斗管理、指挥和控制以及移动目标指示能力要求的平台，已于2022年4月26日宣布将采用E-7取代E-3机队的一部分。美国空军发言人萨曼莎·莫里森上尉透露空军计划购买至少 18 架E-7预警机。

E-7基于波音737客机研发，其多功能电子扫描阵列(MESA)雷达工作于L波段，由两个主要的侧视阵列和两个较小的波瓣组成，具备聚束模式等3类工作模式，可分别用于锁定不同目标。

E-7的雷达性能优于E-3的AN/APY-1/2雷达，具有更高的目标分辨率，使得E-7应对五代机或巡航导弹等隐身目标的能力优于E-3;E-7的刀片型天线能够即时扫描，而E-3的旋转天线罩每隔约7到9秒方能扫描一次，由此可知，E-7更适于应对现代威胁。

美国空军提出所交付的原型机需能够满足一组特定的能力并着重关注先进的空中移动目标指示雷达、战斗管理指挥和控制 (BMC2) 系统、自卫系统等，以及Link 16 和移动用户目标系统等关键通信系统的能力。在此将美军对于替换E-3的预警机能力诉求以及E-7的主要能力特点进行梳理。

梳理可知：

E-7由美国波音公司设计开发，与美国空军的兼容诉求有一定契合度，也符合空军通过协调设计、认证和修改工作以加快进度和低风险开发的优先级原则;

E-7可实现360°覆盖，并具备强大的通信与数据共享能力，以及实施防区外干扰的潜力等;

空军计划为E-7赋予美军所特有的移动用户目标系统通信、M-Code GPS，以及额外的 络强化和防篡改功能等功能。

美国空军在 2023 财年申请了 2.27 亿美元购买第一架E-7原型机，计划于2024 财年购买第二架原型机，并将于2025 财年做出生产决定。美军还设想为未来的太平洋空军同时配备 E-7和下一代空中优势(NGAD)平台。

小结

美军在升级现役E-2D与E-3G的同时，正在致力于赋予E-7预警机新功能，以满足美空军的需求。其中，美军正在持续为E-2D开发DSSC Build 4、DSSC Build 5与DSSC Build 6，以构建更为优异的战斗识别能力、反电子战能力等为目标，以进一步提升“海军一体化防空火控”(NIFC-CA)的系统作战能力，减少杀伤链时间线;E-3G最新测试显示美军为该机型首创了空中更新和空中飞行数据传输能力，美军还在致力于通过将机载合作电子战集成可重编程交换(ACEWIRE)概念引入E-3G编队内，实现该预警机与其他机载平台合作，并使用 IPEC和现有数据链为其他平台提供空中更新;美国空军还计划利用E-7预警机替代E-3，并赋予其移动用户目标系统通信、M-Code GPS，以及额外的 络强化和防篡改功能等美空军特有功能，以实现未来利用E-7与下一代空中优势(NGAD)平台联合执行太平洋地区的作战任务。(北京蓝德信息科技有限公司 研究员 姜林林)

主要参考资料

1 US Navy received Northrop’s E-2D aircraft with DSSC updates.2022.

2 US Air Force AWACS Combined Test Force E-3G Sentry Demonstrates New Capability.2022.

3 US Air Force Request for Funds to Buy E-7 Should Prompt a Rethink on RAF Fleet Size.2022.

4 Air Force Announces It Will Buy E-7 Wedgetails to Replace AWACS.2022.

5 Lockheed Martin to provide advanced airborne radar signal processing for Navy E-2D carrier-based aircraft.2021.

6 RDT&E Budget Item Justification: PB 2019 Navy.