E2系列艦載預警機概覽

2022-01-26 學術plus


學術:下一代預警機主要特徵與發展趨勢研究

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學術: 無人預警機技術特點分析及架構設計

崔繼先:空中作戰機群突防區域分析與評估

E2「鷹眼」是當前世界上裝備數量最多的預警機,也是世界上第一種專門設計的預警機,由諾斯羅普•格魯曼公司(Northrop Grumman Corporation)為美國海軍設計和建造,在航空母艦戰鬥群中擔任空中預警和指揮控制任務。用於艦隊防空和空戰導引指揮,但也適用於執行陸基空中預警任務。

1956年3月開始設計,研製之初被稱為W2F-1,經過方案論證後,諾斯羅普•格魯曼公司共生產了3架原型機,原型機稱為YE-2,第一架原型機於1960年10月21 日完成首飛,1961年4月19日裝備全套機載設備的飛機完成實用性飛行後,正式名稱改稱為 E-2A「鷹眼」。1964年1月19日,第一架批生產型E-2A正式交付海軍使用。

從20世紀50年代開始,歷經多次改型,E-2系列預警機主要經歷了以 A、B、C、D型為代表的四個階段。形成了E-2A、E-2B、E-2C、E-2C Group 0、E-2C Group I、 E-2C Group II、「鷹眼」2000及E-2D等多個型號。

諾斯羅普•格魯曼公司是主承包商,負責設計、開發、製造、組裝、綜合、內裝設、測試以及軟硬體評估和相關的工程服務,還負責飛機任務艙和飛行員駕駛艙航空電子系統的現代化項目,洛克希德.馬丁公司負責雷達現代化項目等一攬子系統升級,雷神公司負責機載協同作戰系統開發。

E-2A是E-2系列的第一個型號,第一架於1960年10月21日首次試飛。E-2A採用上單翼雙發動機懸臂式四立尾布局。在機身背部的支架上有直徑4.11米的雷達天線罩。1964年1月19日開始交付美國海軍使用 ,到1967年停產時總計生產了62架,其中51架後來改裝為E-2B型。

1966年,第一批E-2A被部署到CVA-63「小鷹」號攻擊航母上(70 年代美國海軍取消了攻擊航母和反潛航母的區分後,「小鷹」號航母的編號改為CV-63) ,充當美國海軍艦隊的空中監視之眼。

表1 E-2A載機參數

機身長:17.60m

機高:5.58m

翼展:24.56 m

機翼摺疊時寬度:8.94m

實用升限:8777m

雷達天線罩呈圓形薄餅狀,直徑7.32米、高度0.76米,內裝雷達天線和敵我識別天線,由液壓馬達驅動,每分鐘旋轉6圈。

最大平飛速度:592km/h

常用巡航速度:478km/h

最大巡航速度:602 km/h

爬升率710米/分

空重:14.128t

最大起飛重量:24.866t

續航時間4小時。能在1萬米高度空中巡邏7小時

動力裝置:2臺艾利森(Allison)公司製造的T56-A-8渦輪螺旋槳發動機,每臺功率4050馬力, 驅動2臺四葉可順槳和反槳轉動的恆速螺旋槳

 

機組人員共5名,包括正副駕駛員各1名,作戰情報官員1名,空中控制官員1名以及雷達操作員1名。 在執行長時間巡邏飛行時,可多帶 1 名空勤人員,以便輪流休息。

E-2A預警機的典型執勤程序是:在搜索雷達發現空中和海上目標後,通過「機載戰術諸元系統」進行數據處理,然後將目標的距離、速度、高度和航向等諸元信息及時傳輸給航空母艦上的「海上戰術諸元主系統」,同時對己方作戰飛機和其它武器系統實施指揮引導,對來襲目標進行攔截或發起攻擊 。

E-2A「鷹眼」預警機的空中戰術數據系統(ATDS)由一個自動探測雷達、機載計算機、存儲器和數據鏈系統組成,與部署在艦隊司令部的美國海軍戰術數據系統(NTDS)相連,能提供整個戰術態勢圖片。E-2A預警機可執行空中早期預警和戰術指揮任務,具有海面監視、敵我識別、方位測定、目標搜索和指揮作戰等能力。

E-2A的雷達是AN/APS-96,它採用12個單元的八木陣列天線,安裝在機身背部扁圓形天線罩內,為了減輕天線罩的電氣與結構設計難度,採用天線罩與天線一起旋轉的辦法(「旋罩」一詞由此產生)。雷達發射機採用束射四級管,抑制雜波採用超聲波石英延遲線來實現兩脈衝對消,能抑制海上雜波幹擾,從而捕捉到海面目標。雷達只作二維探測,無測速、測高能力。

在實戰中,E-2A「鷹眼」預警機也暴露出不少問題,主要是機載雷達的戰術性能欠佳,探測距離較短,精度較低,且抗幹擾的能力較差等。到1971年12月,美國海軍的59架E-2A「鷹眼」預警機中,有51架升級至E-2B標準,4架改裝成TE-2A「鷹眼」教練機,2架改裝成為E-2C預警機的原型機YE-2C,還有2架被改裝成 YC-2A型飛機(作為C-2A「快輪」艦載運輸機的原型機,於1964年11月18日進行了首次試飛)。1998年5月4日,第一架 E-2A「鷹眼」預警機被送進博物館保存。


圖1 E-2A/B圖示

E-2B「鷹眼」是以E-2A為原型發展起來的一種改進型預警機,從未進行專門生產。改進部分包括將E-2A型機的磁鼓存儲計算機改進為可編程數字式計算機,即利頓公司的可編程控制的高速數字式L-304型通用計算機;此外提高了電子系統的可靠性,加大了二個垂直尾翼。1971年l2月美軍將尚能使用的51架A型機全部改為B型機。

雖然在E-2B預警機投入使用後不久,新一代E-2C預警機迅速崛起,但為數不多的幾架E-2B「鷹眼」仍在美國海軍中一直服役到1986 年。

從E-2B「鷹眼」預警機開發到使用的過程並權衡其作戰性能可以看出,在設計之初,諾斯羅普•格魯曼公司就把 E-2B 作為一種過渡型產品,以起到承前啟後的作用,與之前的E-2A預警機相比,其技戰術性能上並沒有得到根本性的改進。

E-2C是E-2系列預警機的成熟型。E-2A的機載雷達可在海雜波中檢測出低空目標,但它是根據遠離陸地的深海區作戰的要求設計的,故在近海或海岸上空的作戰性能較差,美海軍後來改裝的B型機使用的AN /APS-125雷達,陸地下視能力仍然較差。美海軍將B型機載雷達換成具有定陸地下視能力的AN/APS-138 等型雷達,並將其命名為E-2C。

圖2 E-2C圖示

E-2C預警機於1968年開始研製,兩架E-2A進行技術改裝後作為原型機,稱為YE-2C。1971年1月20日,原型機YE-2C完成首次試飛。E-2C於1971年1月20日首次飛行,1973年11月,首批11架生產型E-2C預警機正式裝備美國海軍,開始了漫長的服役道路。到1987年,全部84架E-2B都改裝成與C型相同的標準。  

E-2C是目前裝備數量最多的預警機,全美海軍總計有18個E-2C中隊(含後備役中隊),總共裝備了約140架E-2C。美國海軍現役航母的每個艦載機飛行聯隊都配備一支包括4到5架E-2C預警機的預警飛行中隊。E-2預警機的外銷超過40架,其中以色列4架,日本13架,埃及 11架,新加坡6架,泰國3架,臺灣6架,法國若干架。除賣給臺灣的是在E-2B基礎上改裝的E-2T外,其他外銷機型均為E-2C。


圖3 E-2C預警機在全球的銷售情況

美國海軍航母預警機聯隊及美國海軍航母預警機聯隊及其所屬中隊部署如圖4和表2所示。


圖4  美海軍E-2C常駐基地圖

表2  美國海軍預警機部隊部署情況表

部隊番號

部隊編制

部署情況

部署地點

VAW-121、123、124、125、126中隊

大西洋艦隊航空兵預警機聯隊

20架E-2/5個中隊

維吉尼亞州諾福克海軍基地

VAW-112、113、115、116、117中隊

太平洋艦隊航空兵預警機聯隊

20架E-2/5個中隊

加利福尼亞州默古角海軍基地16架,日本厚木海軍基地4架

VAW-120中隊

大西洋艦隊航空兵預警機聯隊(用於海軍訓練和替補)

12架E-2/1個中隊

維吉尼亞州諾福克海軍基地

VAW-77、78中隊

後備部隊

8架E-2/2個中隊

喬治亞州亞特蘭大基地4架,維吉尼亞州歐欣阿納基地4架

美國諾斯羅普•格魯曼公司在E-2C的基礎上,研製出最新改進型艦載遠程雷達預警機--- E-2D(AHE,Advanced Hawkeye Eye,「先進鷹眼」)。

E-2D AHE是一種擴展了預警和監視功能的全天候、雙引擎艦載飛機。這是自1971年E-2C「鷹眼」預警機首飛以來一系列改進的最近一次。

E-2D作為諾斯羅普•格魯曼公司為滿足美國海軍網絡中心戰的迫切需求而研製的新一代主力艦載預警機,是一種擴展了預警和監視功能的全天候、雙引擎艦載飛機。E-2D具有強大的戰場管理、態勢感知能力和多傳感器數據融合能力,能夠與海軍飛彈/傳感器防禦網聯接,進一步提高其在海軍戰區防空反導系統中的作用,與海軍「宙斯盾」系統配合,是海軍未來對付巡航飛彈等低空時敏目標的重要手段。除了可以執行空中警戒、指揮與控制、海面監視、攻擊與封鎖控制和通信中繼等軍事任務外,還可執行邊境防守和搜索救援等多項民事任務。


 圖5 E-2D預警機在航母上降落

 

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