溫杰
英國海軍有關(guān)新一代艦載預(yù)警系統(tǒng)的想法最早可以追溯到20世紀(jì)90年代初。當(dāng)時(shí),英國海軍念念不忘英阿馬島之戰(zhàn)中特混艦隊(duì)防空警戒力量嚴(yán)重不足的慘痛教訓(xùn),首先考慮的是改裝即將裝備的“灰背隼”反潛直升機(jī),用于執(zhí)行空中預(yù)警任務(wù),以便在21世紀(jì)初接替“海王”預(yù)警直升機(jī)。
從1997年開始,英國國防部經(jīng)過幾年的初步分析和論證,在2001年正式啟動(dòng)了“未來建制空中預(yù)警”(FOAEW)計(jì)劃,初步計(jì)劃在2012年投入使用。
2001年初,泰利斯公司開始按照國防部要求展開FOAEW計(jì)劃的第一階段研究,歷時(shí)6個(gè)月。同年6月,英國國防部開始了第二階段研究,以確定系統(tǒng)集成的風(fēng)險(xiǎn),將合同分別授予了泰利斯公司和BAE系統(tǒng)公司/諾格公司的團(tuán)隊(duì),于當(dāng)年底完成。
“海王”預(yù)警直升機(jī)在2018年9月26日全部退役
當(dāng)時(shí),英國海軍盡管尚未定義各項(xiàng)需求,但是希望FOAEW系統(tǒng)應(yīng)具有以下能力:高度先進(jìn),能夠探測和跟蹤在陸地和海面上方飛行的飛機(jī)和導(dǎo)彈:監(jiān)視海洋、陸地和領(lǐng)空;攻擊協(xié)調(diào);戰(zhàn)術(shù)空中控制;數(shù)據(jù)鏈可與其它作戰(zhàn)裝備交換目標(biāo)和指揮與控制信息,用于未來的數(shù)字化戰(zhàn)場。
按照FOAEW計(jì)劃的設(shè)想,新型艦載預(yù)警機(jī)將配備更多的系統(tǒng)操作員,以應(yīng)對不斷擴(kuò)展的作戰(zhàn)任務(wù)和大幅增加的數(shù)據(jù)輸入。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將幫助他們進(jìn)行快速評估和決策,而其它計(jì)算機(jī)將提供有效的傳感器融合和高度的態(tài)勢感知。
針對FOAEW計(jì)劃,英國國防部在論證過程中考慮過多種不同的候選平臺,優(yōu)先考慮續(xù)航能力更好、留空時(shí)間更長的固定翼平臺,潛在方案包括E-2C“鷹眼”預(yù)警機(jī)、V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)和“海鷂”攻擊機(jī),甚至還考慮了飛艇類浮空器。在綜合考慮到艦載預(yù)警機(jī)研制成本和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)后,英國國防部并未放棄艦載預(yù)警直升機(jī)的方案,但明確要求其作戰(zhàn)性能要遠(yuǎn)優(yōu)于“海王”預(yù)警直升機(jī)。這為“灰背隼”直升機(jī)改裝為預(yù)警直升機(jī)埋下了伏筆。
無論最終選擇哪種平臺,較大的機(jī)體都將容納一種更大功率的雷達(dá),甚至采用有源相控陣技術(shù),并具有合成孔徑和移動(dòng)目標(biāo)指示功能。
然而,英國新一代艦載預(yù)警平臺的方案論證和評估過程可謂一波三折。從最初設(shè)想中看出,英國國防部渴望使用最新技術(shù),卻又受制于防務(wù)預(yù)算的巨大壓力,開始傾向于選擇一種低成本、低風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展途徑。
2002年初,隨著作戰(zhàn)需求和分析評估日漸明朗,英國國防部將FOAEW計(jì)劃更名為“海上機(jī)載監(jiān)視與控制”(MASC)計(jì)劃,以便通過重新立項(xiàng)劃撥所需的研制經(jīng)費(fèi)。從發(fā)展規(guī)劃看,MASC計(jì)劃成為“航母打擊”三位一體的一個(gè)主要部分,其它兩個(gè)部分是新型航母和戰(zhàn)斗機(jī)。
時(shí)隔3年,英國國防部在2005年開始MASC計(jì)劃的評估階段。當(dāng)年5月,英國國防部授予洛馬英國分公司(以下簡稱洛馬公司)一項(xiàng)價(jià)值637萬美元的合同,實(shí)施為期15月的研究,以評估“灰背隼”直升機(jī)在海上預(yù)警、指揮與控制方面的潛在能力。同時(shí),英國國防部還分別授予阿古斯特·韋斯特蘭公司和泰利斯公司一項(xiàng)合同,研究其它機(jī)體平臺和任務(wù)系統(tǒng)選擇方案。
在MASC計(jì)劃第一、二階段的方案評估過程中,英國國防部繼續(xù)關(guān)注各種潛在方案,但是面對固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、有人機(jī)或無人機(jī)等諸多方案,左右為難,一時(shí)無法作出選擇。其中,V-22預(yù)警機(jī)方案曾經(jīng)在2007年重新浮現(xiàn),并命名為“戰(zhàn)術(shù)建制傳感器系統(tǒng)”(TOSS)。與直升機(jī)相比,該機(jī)具有更大的續(xù)航能力和更高的飛行高度,還可以提供空中加油、作戰(zhàn)搜索與營救等其它任務(wù)。
正當(dāng)英國國防部猶豫不決之際,英國海軍正在實(shí)施的“灰背隼”升級工作成為一個(gè)切實(shí)可行的選擇。
1999年,“灰背隼”Mk1艦載直升機(jī)正式服役,并于2000年首次部署在戰(zhàn)場上,憑借著多功能、反潛和反水面作戰(zhàn)能力,大大增強(qiáng)了英國海軍的海上作戰(zhàn)能力。2006年,英國海軍啟動(dòng)了“灰背隼”能力維持計(jì)劃(MCSP),由洛馬公司對30架Mk1型“灰背隼”實(shí)施改裝和升級,從HM1標(biāo)準(zhǔn)升級到HM2標(biāo)準(zhǔn),擴(kuò)大了任務(wù)范圍。2013年,首批“灰背隼”Mk2艦載直升機(jī)進(jìn)入英國海軍服役。
2007年,英國海軍曾經(jīng)考慮過V-22預(yù)警機(jī)方案
在此期間,英國國防部經(jīng)過全面權(quán)衡,在2009年決定延續(xù)“海王”預(yù)警直升機(jī)的發(fā)展思路,以“灰背隼”Mk2直升機(jī)作為未來機(jī)載監(jiān)視控制的平臺,接下來再選擇新一代海上機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)。由此,“瞭望臺”計(jì)劃浮出水面。
2010年,Crowsnest一詞首次公開出現(xiàn)在英國政府發(fā)布的《戰(zhàn)略防務(wù)與安全評估》文件中。文件中表示,“航母打擊”項(xiàng)目包括兩艘新型航空母艦,搭載“瞭望臺”預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)的直升機(jī)和其它艦載作戰(zhàn)飛機(jī)。同時(shí),英國國防部還將原計(jì)劃搭載的F-35B戰(zhàn)斗機(jī)更改為F-35C戰(zhàn)斗機(jī),但18個(gè)月后又撤銷了這一決定,以確保成本和進(jìn)度。
根據(jù)初步設(shè)想,英國國防部將購買10套“瞭望臺”系統(tǒng),其中8套可以隨時(shí)加裝到“灰背隼”直升機(jī)上,其余2套作為備份。該計(jì)劃要求所有30架“灰背隼”都可以加裝“瞭望臺”系統(tǒng),從空中反潛能力到空中預(yù)警能力之間的任務(wù)轉(zhuǎn)換必須在24小時(shí)內(nèi)完成。
隨著“瞭望臺”計(jì)劃正式出臺,英國國防部在歷經(jīng)十年的論證和評估后重新回到了艦載預(yù)警直升機(jī)的發(fā)展模式,很大程度是受限于航母的總體設(shè)計(jì)。
2012年,“瞭望臺”計(jì)劃一度停滯,直到英國國防部解決了資金缺口,才在年底重新啟動(dòng),開始第一階段評估。2013年9月,該計(jì)劃進(jìn)入了第二階段評估,涉及到候選的雷達(dá)和任務(wù)系統(tǒng)。實(shí)際上,同年5月,英國國防部考慮到“伊麗莎白女王”號航母由于艦載戰(zhàn)斗機(jī)選型問題可能導(dǎo)致研制成本上漲150%,只好將“瞭望臺”具備作戰(zhàn)能力時(shí)間推遲到2022年。對此,時(shí)任國防大臣菲利普·哈蒙德表示,分階段部署“瞭望臺”系統(tǒng)不會削弱航母打擊能力的如期實(shí)現(xiàn)。
洛馬公司作為“灰背隼”升級計(jì)劃的主承包商,早就認(rèn)為英國海軍在退役“海王”預(yù)警直升機(jī)后,其新一代航母針對未來作戰(zhàn)需求,必然會換裝一種新型艦載預(yù)警直升機(jī),因此在2009~2010年間就積極著手展開“灰背隼”直升機(jī)加裝空中預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)的研究。
洛馬公司創(chuàng)新性地提出了采用有源電子掃描陣列(AESA)技術(shù)的預(yù)警系統(tǒng)方案,其模塊化、可擴(kuò)展的多任務(wù)方案,能以較低的成本擁有前沿技術(shù)。
洛馬公司推出了一種獨(dú)立式傳感器吊艙,可以輕松安裝到直升機(jī)和運(yùn)輸機(jī)上,以將其改裝用于承擔(dān)各種空中監(jiān)視任務(wù)。這種名為“警戒”(Vigilance)的傳感器吊艙可以安裝在外掛點(diǎn)或剛性支架上,包含有雷達(dá)天線、處理器和電源、IFF詢問器、GPS/INS、ESM傳感器及其自身的冷卻系統(tǒng)。
“警戒”吊艙的核心是諾格公司戰(zhàn)斗機(jī)用APG-80/81雷達(dá)系列的衍生型。由于第四代AESA的功能和靈活性,任務(wù)包括機(jī)載預(yù)警和控制、反水面作戰(zhàn)、戰(zhàn)場監(jiān)視和搜索救援。平臺兩側(cè)攜帶的兩個(gè)吊艙可以提供360°覆蓋。
由于考慮到可能受到美國技術(shù)出口的限制,洛馬公司轉(zhuǎn)而與以色列航空航天公司(IAI)下屬的埃爾塔系統(tǒng)公司合作,強(qiáng)調(diào)“警戒”是一種成本較低的監(jiān)視系統(tǒng),參與了“瞭望臺”計(jì)劃的任務(wù)系統(tǒng)評估。
洛馬公司的解決方案是將埃爾塔公司的ELM-2052雷達(dá)安裝在“灰背隼”兩側(cè)的吊艙中,并與“警戒”任務(wù)系統(tǒng)集成。ELM-2052雷達(dá)的天線具體設(shè)計(jì)為4個(gè)120°V形陣列。2012年,洛馬公司和IAI公司合作,在以色列的一架直升機(jī)和一架波音737飛機(jī)上對這種設(shè)計(jì)進(jìn)行了飛行測試,隨后在2014年又將其安裝到“灰背隼”直升機(jī)上進(jìn)行測試。
從技術(shù)先進(jìn)性來看,與使用機(jī)械掃描的雷達(dá)相比,洛馬公司的吊艙式AESA雷達(dá)方案具有快速掃描大面積空域的能力,不僅可以提供更大的探測和跟蹤范圍,還能增強(qiáng)目標(biāo)識別能力,能夠發(fā)現(xiàn)巡航導(dǎo)彈或無人機(jī)等雷達(dá)反射截面積較小的低速目標(biāo)。毫無疑問,這些性能在為航母戰(zhàn)斗群提供預(yù)警防御時(shí)非常重要。
在選擇預(yù)警系統(tǒng)的過程中,英國國防部幾度陷入資金捉襟見肘的尷尬境地,傾向于在技術(shù)方案上采取一脈相承的泰利斯公司的方案,力求在2020年開始部署新一代預(yù)警直升機(jī)。
2014年,“灰背隼”試驗(yàn)機(jī)初步測試“警戒”系統(tǒng)
洛馬公司將“警戒”系統(tǒng)安裝在“灰背隼”試驗(yàn)機(jī)上
泰利斯公司的方案是將“海王”預(yù)警直升機(jī)上的“搜水”2000雷達(dá)拆卸下來,經(jīng)過全面改進(jìn)后再裝備到新平臺上,同時(shí)提供“地獄犬”任務(wù)系統(tǒng)。該方案的主要改進(jìn)包括增加“搜水”2000雷達(dá)的新模式、增強(qiáng)的性能和數(shù)據(jù)處理、改進(jìn)人機(jī)界面、減輕重量以及嵌入式訓(xùn)練。
“瞭望臺”不僅承襲了“海王”預(yù)警直升機(jī)的構(gòu)型設(shè)計(jì),還移植了“搜水”2000雷達(dá),通過進(jìn)一步升級和優(yōu)化來保持一種經(jīng)過作戰(zhàn)驗(yàn)證的能力,最大限度地利用了英國國防部此前在裝備、訓(xùn)練和專業(yè)知識方面的投資。這一方案的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、快速和低風(fēng)險(xiǎn),但在也存在一定的集成問題。
“瞭望臺”系統(tǒng)的核心“搜水”2000雷達(dá),是一種先進(jìn)的大功率脈沖多普勒雷達(dá),具有遠(yuǎn)距離空對空上視/下視功能,用于陸地和海洋上的空中預(yù)警,可以探測和跟蹤海面背景下快速移動(dòng)的小型目標(biāo)。
“搜水”2000雷達(dá)能同時(shí)使用不同波束在不同高度上提供多層級扇區(qū)掃描,實(shí)現(xiàn)近同步的高、中、低高度覆蓋:頂層脈沖波束主要實(shí)施遠(yuǎn)程對空目標(biāo)檢測;中層脈沖多普勒波束進(jìn)行水下和地面目標(biāo)檢測;底層波束實(shí)施對海面目標(biāo)檢測(海上監(jiān)視模式)或地面動(dòng)目標(biāo)跟蹤(地面動(dòng)目標(biāo)指示模式),并提供水面目標(biāo)圖像。
為了提供“瞭望臺”系統(tǒng)所需的多模式能力,“搜水”2000雷達(dá)能探測跟蹤多個(gè)低空目標(biāo)和掠海飛行的反艦導(dǎo)彈,還能探測跟蹤高空目標(biāo)、多個(gè)海面目標(biāo)與地面測繪。
泰利斯公司的公開資料稱,這種雷達(dá)的性能包括:對來自高空和低空的威脅實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程告警:使用高精度INS/GPS導(dǎo)航系統(tǒng)指揮戰(zhàn)斗機(jī)攔截;自主安全的防空力量指揮與控制:先進(jìn)的海上監(jiān)視系統(tǒng),在高雜波背景下探測非常小的、快速的目標(biāo),甚至是潛望鏡;擴(kuò)展了基于海面的系統(tǒng),能夠在地平線上方發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、搜索與救援以及海岸監(jiān)視:特種執(zhí)法行動(dòng)。
最終,英國國防部經(jīng)過深思熟慮,在2015年5月22日宣布選擇了泰利斯公司的方案。而洛馬公司作為“瞭望臺”計(jì)劃的主承包商,負(fù)責(zé)在“灰背隼”直升機(jī)上集成任務(wù)系統(tǒng)。實(shí)際上,英國政府在當(dāng)時(shí)的財(cái)政環(huán)境下,“灰背隼”/“地獄犬”組合不僅是一個(gè)明智的決定,也是唯一現(xiàn)實(shí)的選擇。
2017年1月16日,英國國防部授予洛馬公司一份2.69億英鎊(約合3.517億美元)的合同,采購10套“瞭望臺”預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)。洛馬公司作為系統(tǒng)集成商,泰利斯公司提供雷達(dá),萊昂納多公司負(fù)責(zé)改裝機(jī)身。按照最初合同,首批任務(wù)系統(tǒng)在2018年10月交付,第一架直升機(jī)在2019年6月完成改裝,“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)在2020年形成初始作戰(zhàn)能力。
2019年3月28日,“瞭望臺”試驗(yàn)機(jī)在萊昂納多公司的約維爾機(jī)場首次升空,比合同規(guī)定的首飛截止日期3月31日提前了3天。在試飛過程中,“搜水”2000雷達(dá)的天線罩一直保持在收起位置,機(jī)頭下方的黃色探頭用于在測試期間收集數(shù)據(jù)。
2019年3月28日,“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)實(shí)現(xiàn)首飛
從設(shè)計(jì)理念來看,“瞭望臺”的基本構(gòu)型與“海王”預(yù)警機(jī)一脈相承,雷達(dá)天線均安裝在一個(gè)形狀類似“定音鼓”的雷達(dá)罩內(nèi),通過旋臂實(shí)現(xiàn)升降,差別在于雷達(dá)罩從機(jī)身的右邊移到了左邊,掛裝在原來的魚雷外掛點(diǎn)位置。當(dāng)直升機(jī)在地面停放時(shí),雷達(dá)罩處于水平位置,當(dāng)直升機(jī)升空執(zhí)行任務(wù)時(shí),操作員會將雷達(dá)罩向下旋轉(zhuǎn)90°下垂,通過機(jī)械掃描天線持續(xù)探測空中或海面的威脅。
此外,“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)與意大利海軍裝備的“灰背隼”艦載預(yù)警直升機(jī)不同,后者在機(jī)腹加裝了直徑3米的扁圓形雷達(dá)天線罩,內(nèi)裝X波段HEW-784脈沖多普勒雷達(dá),可實(shí)現(xiàn)360°機(jī)械掃描。
除了采用大功率脈沖多普勒雷達(dá),“瞭望臺”還配備了最新的“地獄犬”任務(wù)系統(tǒng),具有增強(qiáng)的目標(biāo)識別、自主跟蹤系統(tǒng)和觸摸屏技術(shù)。該系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)是采用了開放式系統(tǒng)架構(gòu),可以在全壽命周期中不斷升級。目前,該系統(tǒng)將“搜水”2000雷達(dá)與Mk Ⅻ敵我識別系統(tǒng)、16號數(shù)據(jù)鏈、電子對抗措施(ESM)和INS/GPS系統(tǒng)有效集成在一起。
作為一種機(jī)械掃描系統(tǒng),“搜水”2000雷達(dá)除了性能上不及保形有源相控陣?yán)走_(dá),日常維護(hù)要求也更高。因?yàn)榛顒?dòng)部件更多,如旋臂發(fā)生故障就會影響直升機(jī)正常執(zhí)行任務(wù),旋轉(zhuǎn)盤也需要不斷維護(hù)
作為一種機(jī)械掃描系統(tǒng),“搜水”2000雷達(dá)除了性能上不及保形有源相控陣?yán)走_(dá),日常維護(hù)要求也更高。因?yàn)榛顒?dòng)部件更多,如旋臂發(fā)生故障就會影響直升機(jī)正常執(zhí)行任務(wù),旋轉(zhuǎn)盤也需要不斷維護(hù)
“海王”預(yù)警機(jī)的“搜水”2000雷達(dá)位于機(jī)身右側(cè)
“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)內(nèi)配備了雙操作員戰(zhàn)術(shù)控制臺
4月底,“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)降落在“伊麗莎白女王”號航母上
“瞭望臺”配備了三名機(jī)組人員,包括一名飛行員和兩名任務(wù)和戰(zhàn)術(shù)操作員。英國海軍與泰利斯公司合作設(shè)計(jì)了雙操作員多功能戰(zhàn)術(shù)控制臺,先進(jìn)的人機(jī)界面能確保操作員之間有效地交流溝通,提高數(shù)據(jù)處理能力。兩名操縱員通過觸摸屏可查看戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢,并利用16號數(shù)據(jù)鏈與其它平臺交換信息。
這種戰(zhàn)術(shù)控制臺包括大型高分辨率平板彩色顯示器和交互式控制面板(ICP)。每個(gè)顯示器都提供了一個(gè)清晰的雷達(dá)圖像,并帶有彈出式數(shù)據(jù)窗口,利用地理空間背景下空、海信息疊加顯示戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢信息。交互式控制面板提供系統(tǒng)控制、目標(biāo)輪廓的微型顯示區(qū)域、快速評估信息、可放大的雷達(dá)覆蓋范圍、快速的多模式系統(tǒng)設(shè)置和文本消息。
該系統(tǒng)還采用了基于人工智能的自主跟蹤系統(tǒng),可使用資料庫匹配來自動(dòng)跟蹤目標(biāo),并引入完全集成的電子支援措施。增強(qiáng)的任務(wù)記錄和回放系統(tǒng)可進(jìn)行實(shí)時(shí)和任務(wù)后數(shù)據(jù)分析。
泰利斯公司在原有“海王”預(yù)警機(jī)的核心軟件基礎(chǔ)上,引入了更強(qiáng)大的自動(dòng)化能力,力圖通過軟件實(shí)現(xiàn)雷達(dá)、敵我識別、AIS、16號數(shù)據(jù)鏈、電子支持措施等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)融合。然而,研制人員似乎低估了軟件開發(fā)過程中可能出現(xiàn)的問題,尤其是與現(xiàn)役“灰背隼”Mk2直升機(jī)航空電子設(shè)備的集成方面。
到2019年1月,泰利斯公司公開承認(rèn)將無法達(dá)成交付目標(biāo),但此前并未與洛馬公司進(jìn)行有效的溝通。為此,兩家公司在5月份開始為該項(xiàng)目分配了更多的資源和人員,并在2020年3月進(jìn)行了首次雷達(dá)飛行試驗(yàn),比原定計(jì)劃推遲了6周。
3架“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī)正在接受測試
目前,英國海軍將“瞭望臺”部署在科爾德羅斯航空站,機(jī)組人員正在加緊進(jìn)行訓(xùn)練。預(yù)計(jì),英國海軍第820中隊(duì)將接收5架“瞭望臺”預(yù)警直升機(jī),從而確保在今年9月形成初始作戰(zhàn)能力。
根據(jù)作戰(zhàn)部署計(jì)劃,英國海軍將在航母上配備5架“瞭望臺”,足以實(shí)現(xiàn)連續(xù)7天、每天24小時(shí)至少保持一架預(yù)警直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)。屆時(shí),該機(jī)與其它軍艦上的雷達(dá)系統(tǒng)一起形成的分層警戒能力,將顯著增強(qiáng)“伊麗莎白女王”號航母的海上預(yù)警能力。
回顧發(fā)展歷程,英國海軍新一代艦載預(yù)警系統(tǒng)經(jīng)歷了FOAEW計(jì)劃、MASC計(jì)劃和“瞭望臺”計(jì)劃,歷時(shí)20年才修成正果,令人唏噓。從服役時(shí)間看,受到“灰背隼”直升機(jī)使用壽命的限制,“瞭望臺”理論在役時(shí)間只有大約10年,預(yù)計(jì)到2030年退役。為此,英國海軍已著手研究一種全新的空中預(yù)警平臺。
據(jù)英國媒體5月11日報(bào)道,英國海軍與英國防務(wù)與安全促進(jìn)會(DASA)合作,啟動(dòng)了“雌狐”(Vixen)海上預(yù)警創(chuàng)新競賽,旨在發(fā)展一些未來概念,積極尋求“瞭望臺”的繼任者。初步設(shè)想是在固定翼無人駕駛平臺上安裝一個(gè)大型雷達(dá)傳感器。
或許,英國海軍又踏上了一條漫長而曲折的艦載預(yù)警機(jī)發(fā)展之路。[編輯/行健]