美国空军E-9A遥测中继飞机

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  10月22日,美国空军不经意间发布的一条新闻顿时引起了不小的轰动。报道的标题是《E-9A机组俯瞰海湾、跟踪导弹》,同时配发了几幅图片,首次揭开了E-9A遥测中继飞机的庐山真面目。看到这种貌不惊人的涡桨支线飞机,惊讶之余产生了更多的好奇和关注。尽管并非秘密武器,但E-9A飞机无论是从名称来看,还是就任务而言,在近20年时间里一直鲜为人知。
  
  应运而生
  
  作为一种服役长达20年的特种任务平台,E-9A之所以令人感到陌生,主要是很少在公众面前抛头露面,长期以来一直默默无闻。这很大程度上是其所承担的任务较为单一的缘故。就作战使用而言,该机的主要任务有两个:一是在美国空军演习期间,用于确保墨西哥湾海域不会逗留民用船只和飞机,顺利实施导弹发射:二是通常作为一架遥测数据中继飞机,为全面评估美国空军作战飞机和武器的各种空对空性能提供支持。
  20世纪80年代初,美国空军为满足空对空武器系统测试评估的迫切需要,决定发展第二代具备多用途的遥测飞机,急于替代性能日渐落后的EC-135N。1986年,美国空军经过多次论证,最后选定了“冲”8M飞机作为空中平台,通过改装相应的系统和设备,发展一种专门用途的遥测飞机,用于支持各种空对空武器系统的测试飞行数据。于是,E-9A遥测飞机应运而生。
  从平台来看,“冲”8是加拿大德·哈维兰飞机公司(现属庞巴迪公司)研制的中小型支线飞机,采用了上单翼和T形尾翼的气动布局,具有良好的低速操纵品质和短距起落能力。正因如此,这种飞机很快衍生出了“冲”8M系列军用型号,通过加装远程燃油箱及专用设备,率先用于加拿大运输部的航线校准,随后又为加拿大国防部承担起军事运输、飞行校准和导航训练等军事任务。
  从左侧来看,E-9A与大多数支线飞机极其相似,如果不是机身上的标志清晰可见,几乎很难令人相信这是美国空军的现役装备。该机的独特之处在右侧下方安装了一个大型保形天线罩,十分引人注目,而且在机身腹部还装有一个水滴状的黑色整流罩,内部装有遥测和监视任务的天线。
  
  此外,E-9A还保留了两套操纵系统,仍然采用双人驾驶体制,以便在执行遥测任务期间能够轮流驾驶以减轻飞行员的工作负荷。根据任务需要,该机在并不宽敞的机舱内安装了大量的电子系统和设备,并专门配备了一名遥测操作员和一名雷达操作员。
  1988年6月,E-9A正式投入使用,为埃格林空军基地的美国空军研制试验中心的各项工作提供支持。由于任务的特殊性,美国空军目前仅装备有两架E-9A,均隶属于廷德尔空军基地的第82靶机中队。该中队装备有大约40架全尺寸的QF-4飞机和60架小型靶机(BQM-34和MQM-107D),为美国空军的作战试验与评估以及验证试验与评估等各项计划提供有人驾驶的或无人驾驶的靶机。这支特殊任务中队直属第53武器评估独立团,后者是埃格林空军基地的第53联队的一部分。
  
  关键系统
  
  作为一种特殊装备,E-9A承担着与众不同的遥测任务。为此,美国空军提出了比较具体的性能要求:同时截获和跟踪5个目标,方位跟踪范围 600,作用距离50海里,可以跟踪以M5.0飞行的目标,完整记录空空导弹的全部遥测参数,并且可以中继转发L波段信号频谱。为此,E-9A专门加装了相控阵天线及海上监视雷达等6个子系统。
  E-9A的保形天线由乔治亚大学电子技术研究中心的威廉·库克教授设计,LTV电子系统公司负责制造。天线长9.14米,高0.76米,工作频率为22~24GHz。它采用了模块化总体布局,由8个可以互换的子相控阵组成,依次安装在天线阵的底座上,再整体安装在飞机上。为了适应机械强度要求及电性能要求,天线罩采用了特殊设计的夹层结构,由两层0.5毫米的玻璃钢附着在蜂窝结构上,厚度为5.5厘米。
  工作时,该天线只能在水平方向上扫描,有5个独立扫描波束,通过与其它设备协同工作,检测出相应遥测信号、处理误差信号及控制波束扫描角。可以截获和跟踪5枚导弹发出的遥测信号。天线在接收到S频段遥测信号后,将其转换成为L波段信号,再传输到地面站。同时,E-9A还能够超越地平线的限制,在空中将两种机载UHF频率中继给地面站。
  根据设计要求,E-9A最初采用了AN/APS-128D数字式雷达,通过提高接收机/发射机的性能,能在高海况下探测到雷达反射截面积为1~5米2的海上船只。该雷达在探测到墨西哥湾海面上的各种目标后,通过数据链传输到地面靶场C3I系统中,地面指挥中心负责靶场安全的指挥官将根据情况来确定现场发射行动的海域范围。
  90年代后期,美国空军着手提高靶场监视和安全任务的能力,为E-9A换装了AN/APS-143(V)1海上监视雷达。它将AN/APS-128D雷达的成熟技术与最新的接收机有机结合起来,具有非常优异的探测性能。它的最大探测距离超过了370千米,探测分辨率在50米以内,方位精度达到0.50°,甚至更好。据美国空军称,APS-143 (V)1雷达可以探测到40千米外海面上乘坐救生筏的人。
  除了上述两种主要系统外,E-9A的其它一些子系统还包括:遥测中继子系统,主要实现良好的分频效果;控制和显示子系统,用于综合管理测控系统和实时监控任务状态:四通道多路通信子系统主要实现指令和语音通信;靶机控制子系统,用于靶场测试中对靶机实现遥控。
  
  主要任务
  
  尽管装备数量不多,但是E-9A所承担的任务在美国空军空空导弹发展中不可或缺。自从1988年以来,该机一直在为空对空武器系统的评估、研制和作战试验提供有力保障,几乎每天都出现在廷德尔空军基地的机场上和专用的空域中。
  在每次任务的第一时间,E-9A在起飞后首先爬升到1680米高度,扫描海面的船只通行情况,为发射任务确定“战场”空域。E-9A并不指挥海上交通,它只是跟踪这些船只,查明和标定它们的位置,利用海上监视雷达,能够在46千米半径内跟踪20艘船舶。接着,每艘船只的经纬度通过高频无线电信号,传输给发射场安全指挥官,这样他就可以了解所有船只的坐标方位,为举行演习任务建立一个距离这些船只足够远的发射空域。
  在完成了海面监视任务后,E-9A随后继续爬升到5500米高空,保持飞机的机身右侧面向武器发射空域,开始准备执行遥测数据搜集任务。E-9A可以搜集到大约50千米外的目标的数据,但是常常也能够在210千米之外搜集到美国海军“战斧”巡航导弹的遥测数据。
  在执行遥测任务导弹期间,随着导弹逐步接近其目标,它发出的高频无线电信号日益增强,这时,E-9A可以实时地接收、记录数据,并传输到地面。由于地球存在曲率,E-9A的机组人员扮演着类似“中间人”的角色,中继和传输有关遥测数据,将其提供给导弹数据分析员。从空中传输的遥测数据包括有导弹接近靶机时的各种参数、导弹对干扰的反应以及杀伤率。接着,第53武器评估团的有关人员将充分利用这些信息,及时地编写出或者重新编写出能够让美国空军战斗机更好地攻击所模拟的敌机的作战发射程序。
  毫无疑问,E-9A尽管远离短兵相接的空战现场,但它所承担的导弹测试任务仍然非常重要。战场上使用的每种型号空空导弹在投入实战之前,都力求在测试阶段发现各种问题,最终达到技术成熟状态,才能投入批量生产。
  此外,E-9A还根据临时任务需要,承担其它一些武器测试任务,如在埃格林空军基地的研制和发展武器试验,美国海军的“哈姆”反辐射导弹和“战斧”巡航导弹的作战评估,美国陆军的“爱国者”导弹发射试验,甚至还包括海岸警备队的搜索和救援工作。
  在今后两年时间里,两架E-9A预计还将经历一系列数字化和硬件的升级,继续改进其海上监视雷达和遥测能力。新型海上监视雷达将极大地增强监视性能,可以跟踪200个目标,识别出每一个目标,在执行任务过程中自动更新目标的位置。同时,遥测雷达性能将成倍提高,可以同时跟踪10枚导弹或靶机。由此可见,E-9A飞机在美国空军武器测试评估中仍将扮演着举足轻重的作用。
  
  编辑 秦 蓁
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