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【深度】国外预警机研究报告(十七) 预警机发展趋势

2017-11-18 学术plus 学术plus


《武器与装备研究选编》

第二部分:国外预警机研究报告


【深度】国外预警机研究报告(十)E-2D预警机作战性能分析:电子信息系统组成

【深度】国外预警机研究报告(十一)E-2D预警机作战性能分析:E-2D与E-2C·作战性能对比

【深度】国外预警机研究报告(十二)E-2D预警机作战性能分析:E-2D预警机关键技术

【深度】国外预警机研究报告(十三)E-2D预警机作战性能分析:E-2D与NIFC-CA系统

【深度】国外预警机研究报告(十四) 预警机典型作战应用:预警机在网络中心战中的作用

【深度】国外预警机研究报告(十五) 预警机典型作战应用:预警机与海上编队协同作战样式分析

【报告】国外预警机研究报告(十六)预警机典型作战应用:预警机与空中编队协同作战样式分析


(十七)

预警机发展趋势



(一)预警机装备定位与主要能力



进入21 世纪以来,随着世界范围内新军事变革的持续和深入,作战环境和作战需求发生显著变化,预警机进入了新的发展时期,其装备定位、产品形态和技术形态都将出现重大变革。


在作战需求方面,随着国家利益的拓展,战场可能由本土向远洋推移,预警机应该对远程进攻作战提供全面支持。预警机利用平台升空和集成多种信息化手段的优势,相比没有预警机的情况,作战范围可以前出数千千米,此时已经超出地基探测和通信的视距,可以不依赖地面指挥所独立担负起态势感知、武器控制和对空/地/海打击及其评估等多种作战任务,其中也包括有效融合来自天基的情报或者进行情报和指令分发,也就是实现远程进攻作战条件下的空天一体。这就意味着,远程进攻作战需要一个包含预警机的独立的远程空中作战体系,正是依托这个体系而构建出完整的“发现-跟踪-识别-决策-打击-评估”打击链。


这种独立的空中作战体系在装备层面可以称为空基信息系统,按照美军的装备概念,它实际上是网络中心战中传感器网格信息网格和交战网格在空中的延伸。它依托预警机、电子战飞机、对地侦察监视飞机、战斗机和无人机等各类空中平台,基于数据链和空中网络,构建空基多平台协同探测瞄准和武器控制等作战能力,支持空中编队作战资源的协同运用,形成与远程机动作战相适应的独立自主和完备的空基作战体系。在这个体系中,预警机已经被明确为空基信息系统的枢纽。换言之,即使预警机在日常执行任务中以国土防空为主,但在功能定位上,下一代预警机应该成为攻势作战条件下的体系核心。


在未来的攻势作战条件下,基于信息系统的体系作战环境的主要特点体现为三个方面的复杂化:

  • 一是复杂的目标,包括隐(四代战机)、低(低空突防目标)、慢(慢速目标)、小(导弹等小雷达截面积目标)、高(临近空间目标)、快(高超声速目标),预警机以探测隐身低空和小目标为主要任务,可以兼顾慢速目标的探测。

  • 二是复杂的地理环境,包括远海滨海城市和高原等不同海况或地形,它们将在不同程度上影响预警机的性能以及其部署或出动能力。

  • 三是复杂的电磁环境,包括越来越强烈的有意无意或民用军用干扰,可能导致预警机的性能严重下降。


为适应三个复杂并成为攻势作战条件下的体系核心,新一代预警机必须具备三个方面的主要能力,即:协同的自主情报保障、基于网络的作战要素互联和基于打击链的战斗单元管理,从而使得以预警机为核心的空中作战体系能够更加透彻地感知,更加自由地互联和更加有效地控制。


在攻势作战条件下,没有地基情报依赖,预警机必须具备自主情报保障能力,能够在复杂地理和电磁环境下,探测高中低不同空域内的隐身等特殊类型目标,并完成对各类目标特别是非合作目标的识别。为此,一方面预警机单平台必须基于自身多传感器而具备较强的探测隐身目标的能力,另一方面必须依靠体系中其他单元(空天地/海)的情报综合换言之,预警机的自主情报保障,或者说空基的大情报,必须通过体系中的协同才能实现由于空中作战单元的增多,实现从单平台作战向建立基于信息系统的体系作战能力的转变,横向需要完成各单元的协同探测识别或打击等专项战斗任务,纵向则需要利用各类单元形成侦控打评的杀伤链,都需要利用预警机建立支撑体系的链路与网络,这种网络需要能够实现网络构成的快速规划作战单元进出网络的动态管理,以及包含图像在内的更多情报的传输,而在远程进攻作战条件下,还需要实现对网络的管理(即空基的大网络),而预警机的充裕空间和高性能处理为实现空基的大网络创造了条件。


未来的预警机在作战体系的横向维上需要连接更多的作战单元,在纵向维上可以涉及打击链的更多环节一方面,在第二代预警机对三代主战平台能够实施指挥控制的基础上,第三代预警机要求能够控制隐身战机和测控无人机,甚至提供不同程度的火力控制支持,甚至使得战斗机自身未发现便先攻击,从而缩短打击链的时间,提高体系的响应能力;另一方面,预警机应能够负责战场内所有空中作战资源/要素的调配,特别是管理或调度其他情报获取平台(如对地监视与指挥平台无人机探测平台和电子侦察机),形成战场完整态势图简而言之,未来的预警机在空基信息系统和空中作战体系中与其他装备的关系将更为丰富,核心地位逐步突出,不仅是指挥控制战斗机,也可以调度更多的情报侦察平台负责完成情报与武器平台的铰链,直接引导打击目标,负责调度相关作战单元进行打击效果评估,从而完成打击链的闭环,这实际上要求预警机实现空基的大管控。


(二)未来预警机任务特征



下一代预警机将面临着复杂的战场对抗环境,作为体系作战中的核心节点几乎与侦控打评各个环节的任务都密不可分,在战场上将扮演更加重要的角色:


(1)任务多样化:预警机需要满足对空中地面和海上目标预警探测情报侦察指挥控制等作战任务以及维和反恐护航搜救等其他非军事任务要求;

(2)战场对抗化:战场上不仅有大量的自然和民用无意干扰信号,预警机还要面对目标的隐身反侦察超高音速以及敌方的恶意电磁干扰和武器攻击;

(3)环境复杂化:下一代预警机需要在复杂地理气象和电磁环境下执行任务美国规划2020~2028年具备先进的电磁频谱截获与管理能力,届时可实现对战场电磁环境的实时感知,采取自适应射频技术控制和调整各个平台的射频收发,实现整个电磁环境频谱资源的共享;

(4)从打击链到效果链战争形态发生变化:未来战场中预警机可能承担的使命任务也在变化,效果链是用电磁波和赛博攻击方式破坏对手的C4ISR系统,以阻止对手探测跟踪和识别,破坏对手的发射系统,使对手打击链断裂;

(5)对未来作战样式的影响:目前美军正在积极探索未来战争的形式,电磁空间对抗和赛博作战将成为左右未来战争走向的重要因素;

(6)火力与非火力打击样式:下一代预警机将可以直接引导作战舰艇和飞机上的制导武器进行攻击,或者预警机自身配备有空空和空地导弹实施火力打击也可能配备有高能微波武器定向能武器气象环境武器原子武器以及网络信息战武器等非火力打击手段。


(三)未来预警机产品形态



预警机的产品形态将发生革命性的变化,总的来说,大中小型飞机平台直升机平台和静止平台并举发展,但在规模上可能以中小型飞机平台为主,可以降低造价满足更多用户对预警机的采购需求同时,无人预警机也可能成为预警机的一类产品形态,与有人预警机配合使用满足单一的或特定的作战需求更长远地,依赖于特定平台各传感器或计算机集成的预警机将可能不再存在,具体有以下几个方面:


(1)综合化:

  • 一是功能综合化,例如美军的E-10将E-2、E-3、E-8功能集于一身,既具有空中预警探测能力,也具有对地监视能力以及反潜能力,战场指挥管理能力也将是未来预警机所必备;

  • 二是系统综合化,采用综合天线孔径综合射频综合信息处理综合人机界面的技术途径,实现预警探测目标识别无源探测和有源干扰等战术功能;


(2)无人化和少人化:作为未来的发展方向,有更大载荷更高飞行性能的无人机必将出现,能装载有源相控阵雷达的无人预警系统是可预见的,并可以实现无人预警机在舰面起降少人化是指预警机上无任务系统操作人员,任务系统人员在地面或舰面进行远程操控执行任务;


(3)多样化:产品系列化满足各军兵种的需要,预警平台多样化,星载气球载固定翼机载和直升机载等,或者是装在战斗机的预警吊舱,甚至将出现预警战斗机,多架预警战斗机协同作战;


(4)网络化:

  • 一是预警机利用基于IP体制的新一代宽带数据链能够高速动态接入战区情报网和指控网;

  • 二是多架预警机协同组网,组成分布式预警探测网;

  • 三是本机任务系统的传感器和数据传输网络无线化,新的机载通信网络将具备提供全球信息访问能力以及为任何一个进入网络的用户提供信息的能力;


(5)通用化和模块化:

  • 一是发展机载多任务系统,根据任务需要进行硬件模块配置以及软件加载能够实现不同功能;

  • 二是机上所有射频通道都可以重构和复用,所有设备都采用标准的射频模块和处理模块,并且数量和种类大大减少三是软硬件松耦合,任务系统的硬件和应用软件是解耦的,方便进行移植和升级;


(6)群组化:类似美军提出的多传感器指挥控制群(MC2C)的概念,是一个分布在空地海面和太空的庞大系统,由空基系统无人机地面站以及新型多传感器指挥控制飞机(即下一代预警机)等组成或者幻想预警机作为母机可以随时放出和收回大量的微型传感器飞行器,即所谓的智能尘埃,辅助完成各种功能;


(7)天基化:利用高空浮空器和微卫星平台,构成预警卫星网,在价格及交付时间方面的突破将创造新的军事模式,使超低价预警任务星座成为可能;

(8)同构化:将来组成预警探测网络的各个节点应该是系统同构的,以便于所有节点之间可以互连互通和互操作;

(9)小型化轻型化和低功耗化:下一代预警机将极大地降低任务系统的体积重量和功耗,提高系统装机的适配性;

(10)软件构件化组件化:软件的全部功能都在组件中实现,组件与组件之间,组件和应用程序之间不直接耦合SOA将成为未来软件开发的基本模型,软件设计生产的工程化要求加速了软件复用和软件构件技术发展,SaaS已成为软件发展的重要方向;

(11)天线共形化:采用共形智能蒙皮天线阵列以及智能自适应技术,例如,可膨胀天线群轻型波束成形网络多功能通信天线阵列和多元相控阵天线;

(12)主传感器新型化:太赫兹雷达激光雷达量子雷达和智能自适应雷达等新体制雷达及第4代光电探测器的探测距离分辨率等性能达到新水平。





文章来源:《武器与装备研究选编国际防务科技丛书(2015年第5期,总第15期)中国电子科学研究院管理研究中心编译/ 图片来自于原报告或互联网。



《武器与装备研究选编》

第一部分:美国航母研究报告


美国航母研究报告(一):美国航母的过去与未来

美国航母研究报告(二):航母信息网络环境与CANES

美国航母研究报告(三):航母的眼睛——航母预警探测系统

美国航母研究报告(四):航母通信系统→卫星远距离通信

美国航母研究报告(五):航母通信系统→战斗部队战术网

美国航母研究报告(六):航母通信系统→数据链系统

美国航母研究报告(七):航母武器系统→海麻雀与密集阵

美国航母研究报告(八):航母武器系统→海拉姆与高能激光武器

美国航母研究报告(九):航母武器系统→美海军电磁轨道炮


《武器与装备研究选编》

第二部分:国外预警机研究报告


国外预警机研究报告(一):发展历程+预警机地图

国外预警机研究报告(二):美国E-3系列“望楼”预警机

国外预警机研究报告(三):美国E-2C,E-2D舰载预警机

E2系列舰载预警机概览  E-3预警机发展历程  强势对比:E2C与E2D作战能力大公开!

国外预警机研究报告(四):俄罗斯A-50系列与澳大利亚/土耳其/韩国E-7A预警机

国外预警机研究报告(五):以色列“费尔康”与G550“湾流”预警机

国外预警机研究报告(六):瑞典“爱立眼”与 英国“海王”预警直升机

国外预警机研究报告(七):俄罗斯卡-31与意大利EH-101“灰背隼”

国外预警机研究报告(八):现役预警机雷达设计

国外预警机研究报告(九):世界在研预警机现状




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