美国E-2D舰载预警机发展情况浅析

云脑智库 2022-09-24 00:00



导读:2022年8月,诺斯罗普·格鲁曼公司E-2/C-2机载指挥和控制系统项目办公室的副项目经理卡里略称,美军目前的E-2D机队中已有DSSC3.1版本升级,引入了空中加油能力。卡里略表示,该公司正在将飞机改装为DSSC 4,E-2D飞机不久将在西海岸飞行,以测试DSSC 4配置,并且海军对DSSC 5的需求非常强烈。但卡里略说,海军希望国会为DSSC的第6版提供资金,该版本本应在2027财年采购,但已推迟到2028财年。截至2022年8月,诺斯罗普·格鲁曼公司已完成45架E-2D飞机进行空中加油改装的一半左右,这显著提高了飞机的续航能力。


E-2D介绍


作为“鹰眼”家族的最新型号,E-2D预警机是美国海军在ATS、E-X和CAS等一系列后续飞机替代计划屡遭失败的背景下开始酝酿的,早在20世纪80年代中期,美国海军草拟了一项“先进战术支援飞机”(ATS)计划,希望用于替代E-2C等飞机。然而由于防务预算的削减,ATS计划于1991年悄然终止。


美国海军最终还是选择了继续对E-2C进行一系列的改进。美国海军基于战术环境日益复杂和电子技术飞速发展的因素,希望扩大“鹰眼”预警机的作战范围,承担沿海区域监视和战区导弹防御的任务,同时其功能不应仅局限于预警,而应更多的承担指挥和控制的功能。


2007年8月3日,首架E-2D原型机实现首飞。2010年7月,美国海军接收了首架E-2D预警机。2013年12月3日,VAW-125中队的一架E-2D预警机首次在“西奥多·罗斯福”号航空母舰上实现了弹射起飞和甲板降落,开启了全面换装“高级鹰眼”的序幕。


E-2D“高级鹰眼”舰载预警机


迄今为止,诺斯罗普·格鲁曼公司已经向海军交付了55架E-2D“高级鹰眼”舰载预警机,根据该计划至少还有23架订单。海军还在寻求资金在此基础上再增加8架,总共86架。此外,该公司还在为日本建造13架E-2D,其中4架已经交付,另外2架将在今年年底前交付。同时,还将为法国建造3架E-2D。为日本和法国建造的飞机并不完全相同。日本使用的E-2D是陆基起飞,而非舰载机版本。法国的E-2D是舰载机定位,但不会有使其能够与CEC(协同交战能力)和NIFC-CA(海军一体化防空火控)整合的更新。


美国海军目前正在为E-2D部署DSSC 3(Delta System Software Configuration,德尔塔系统/软件配置构建),其3.1版在2021年末推出。DSSC 3.1引入了联合战术无线电系统(JTRS)和Link16,允许在战术前沿链接、协调、分发和评估目标信息的影响,因此E-2D在2021年已满足国防部规定的网络安全标准。随着每两年推出一个新的DSSC,2023财年将推出第4版,它改进了数据融合和GPS的功能,还对雷达进行了升级。


美军计划每个舰载机联队的预警机中队部署5架E-2D。此外美国海军还有26架E-2C鹰眼,仅用于训练,计划在2026财年末退役。


美国海军2030航母舰载机联队计划


E-2D的定位和后续发展


美国太平洋舰队海军航空兵司令肯尼斯·怀特塞尔中将表示E-2D是舰载机联队内的BMC2(战斗管理指挥和控制)节点。E-2D不仅为航母打击群提供重要的空中预警和战斗管理功能,而且E-2D也已成为海军协同作战能力(CEC)工作的中心节点,其中包括海军一体化防空火控体系(NIFC-CA)概念。在这个角色中,E-2D已经可以显著扩展舰载机联队和航母打击群中的水面战斗人员的范围和灵活性。飞机提供的数据融合和中继功能还允许其他平台与超出其自身传感器范围的目标交战,


诺斯罗普·格鲁曼公司还在为美国海军改装45架E-2D,使其具有空中加油能力,仍然有二十多架E-2D需要进行这些改装。今后,所有新的E-2D都会有空中加油探头。


E-2D在驾驶舱顶部增加了空中加油探头


为了保证海军有能力实现在任何特定时间拥有22架具有完全任务能力的E-2D的目标,同时为未来的需求做准备,需要在操作、维护和改装之间保持微妙的平衡。


还有三个计划中的DSSC升级,都需要E-2D被拉下生产线进行更新,从某种程度上说,鉴于飞机狭小的空间里挤满了大量的设备,这可能比最初的建造更具挑战性。


根据诺斯罗普·格鲁曼公司的说法,这三个DSSC分别是:


  • DSSC 4,旨在“通过改善网络连接,在有争议的环境中提供更高的性能”。

  • DSSC 5,旨在提供“通过安全和战斗管理工具的升级改进传感器和数据管理”。

  • DSSC 6,旨在提供“一个开放的架构,战区作战识别和改进的着陆性能。DSSC 6的资金是部分的,预计将在2028财年交付”。


这一切都旨在创造诺斯罗普·格鲁曼公司所谓的“第六代指挥和控制”能力,这一广泛的倡议包括E-2D的多种升级元素,以允许与未来的第六代战斗机和其他系统整合。在这些更新中,将采用一个开放的系统架构,允许快速升级和迭代软件集成,以及“战区作战识别”,这有助于向攻击集群提供高度可操作的数据。


除了增加空中加油能力外,2022年8月在诺斯罗普·格鲁曼公司的佛罗里达州圣奥古斯丁的工厂的两架E-2D还进行了其他几项升级:


  • 双卫星通信(D/SATCOM),第二个无线电可以与卫星进行安全通信,允许E-2D中的两个人同时进行安全的通信。

  • 自动信息系统(AIS),一种用于商船的自动跟踪系统,供船舶交通服务使用。

  • “AIS设备提供的信息,例如唯一标识、位置、航向和速度,可以显示在屏幕上。

  • 嵌入式国家战术接收器(ENT),通过直接数字射频处理接收情报广播系统(IBS)卫星通信信号,提供综合战术信息图像。

  • Link16/Crypto Modulation/Hybrid Beyond Line of Sight(L16/HBLOS)支持在船舶、飞机和其他支持文本、图像和语音通信交换的实体之间交换战术图片。

  • 导航战(NAVWAR)提供了一个新的GPS天线,以便在受阻的电子环境中提供对信息的持续访问。


增加空中加油能力


在目前对E-2D进行的所有改进中,最近最大的变化之一是通过在驾驶舱顶部增加空中加油受油探头。


E-2D通过KC-135加油机进行空中加油


2019年9月9日,位于弗吉尼亚州诺福克海军基地的“灰鹰”舰载预警中队(VAW-120)接收了第一批配备该系统的非开发型E-2D。目前VAW-120机队中的E-2D已经经过了DSCC 3.1的改装,具有空中加油能力,以及一些先进的追踪改进,还有一些机密的升级,空中加油使得E-2D的飞行时间延长一倍,达到了9小时。


海军还在研究增加其他的升级,因为飞行四至五个小时,然后在黑暗中降落在航空母舰甲板上,这已经是足够的挑战。在此基础上增加额外的飞行时长会增加驾驶员疲劳感,引发安全担忧。


其中之一是改进的着陆模式(Improved Landing Mode,ILM),这是一种半自主系统,可以更容易地在航母上着陆。ILM概念类似于另一个名为“魔毯”的系统,它通过建议适当的航向改变来帮助减少飞行员降落在航空母舰上的工作量。


驾驶舱技术更新


美国海军和诺斯罗普·格鲁曼公司不仅致力于ILM以协助飞行员。2020年,位于马里兰州帕塔克森特河的海军航空系统司令部授予诺斯罗普·格鲁曼公司一份价值3400万美元的合同,用于E-2D驾驶舱技术更新(E-2D Hawkeye Cockpit Technical Refresh,HECTR)的工程、制造和开发的需求阶段。


E-2D驾驶舱


美国海军介绍说,“HECTR是对当前E-2D集成导航、控制和显示系统(INCDS)的硬件和软件组件的关键重新设计,并将驾驶舱解决方案集成到武器系统中。驾驶舱的重新设计将使平台能够实现通信导航监视/空中交通管理所需的区域导航能力。”


几十年来,E-2系列的武器系统不断改进,但驾驶舱基本保持不变, HECTR解决E-2D的一些过时问题,并带来了新的导航和通信能力。E-2D当前的驾驶舱架构不支持第6代指挥和控制系统(Delta System Software Configuration,DSSC)框架内的E-2D任务。


增加平视显示器


一旦C-2A舰载运输机被CMV-22B完全取代,E-2D将是最后一架在航母上降落时没有平视显示器(HUD)的固定翼航母舰载机。由于缺乏现成的地平线参考以及传统驾驶舱设计所要求的缓慢的“内-外”扫描模式,飞行员几乎无法察觉机翼的倾斜。


HECTR将集成一个HUD功能,以减少E-2D飞行员的工作量,提高态势感知,并纠正目前INCDS人机界面的缺陷。HUD将通过为航母着陆提供地平线参考和增加视觉扫描速度来提高安全性并减少E-2D飞行员的工作量,这在夜间和恶劣天气条件下将特别有利。这将通过一个头盔上的显示器来完成,该显示器将在飞行员的眼前叠加HUD的符号。HECTR还将用一个开放的、模块化的、基于应用程序的软件架构取代现有的航空电子飞行管理计算机软件。


“这种架构重新设计将使该计划能够维持DSSC 6及以后的任务准备和执行,”美国海军说。“该计划设计还将包括潜在的外国军事销售伙伴的可出口变体。”HUD升级计划与DSSC 6一起部署,诺斯罗普·格鲁曼公司表示该升级预计在2028财年进行。


与无人机配合


2021年3月,海军宣布计划修改E-2D的任务计算机,使其也可以用作无人机控制器,作为有人-无人合作实验的一部分。这将允许对未来的MQ-25以及潜在的未来无人机进行离舰指挥和控制。这是海军扩大其无人机舰队的更大努力的一部分。


当被问及E-2D将如何与MQ-25一起工作时,海军负责人并没有正面回答,只是表示未来的MQ-25和其他无人机是“第六代指挥和控制的关键部分,我们仍在努力解决这个问题。”


2022年5月,诺斯罗普·格鲁曼公司与制造MQ-25的波音公司一起进行了一次演示,以验证E-2D具有使用MQ-25的Link16的指挥和控制能力。在多个模拟演示中E-2D都显示出其具有向MQ-25发送消息并对其进行指挥和控制的能力。


演示中MQ-25为E-2D空中加油


E-2D还将参加美国军方正在努力建立的分布式海上作战和联合全域指挥和控制结构的额外演示。但被问及E-2D如何参与其中以及是否会指挥控制未来其他舰载无人机时,诺斯罗普·格鲁曼公司负责人不愿提供更多细节,并表示这是高度机密的。


至于E-2D未来是否可以与MQ-9B无人机一起使用,该公司负责人表示,虽然这可能是未来需要考虑的能力,但目前还没有计划为其提供资金。


E-2D未来发展


最后一架E-2D计划于2027年完成制造,但诺斯罗普·格鲁曼公司不愿提供太多关于接下来会发生什么的细节。“认为E-2D将成为海军最后一个指挥和控制平台是愚蠢的,” 该公司负责人说。“现在弄清楚下一步是什么还为时过早。


诺斯罗普·格鲁曼公司在佛罗里达州圣奥古斯丁的工厂


但有一件事是肯定的,那就是E-2D有着很大的持续增长空间,诺斯罗普·格鲁曼公司在购买和后来升级圣奥古斯丁工厂时显然考虑到了这一点。大约十年前,诺斯罗普·格鲁曼公司向圣奥古斯丁生产线投资了约1.2亿美元。如果需要的话,该工厂一年内可以建造十几架E-2D。虽然现在每年只建造大约七八架,但该设施的模块化布局以及关键电气组件意味着它还可以适应各种类型和尺寸的飞机的建造。




参考资料
[1] Navy Plans Upgrades to Fly E-2Ds into the 2040s
[2] E-2D Hawkeye: The Navy’s New AWACS
[3] Keeping The E-2D Advanced Hawkeye On Top Into the 2040s
[4] E-2D Advanced Hawkeye Set For First Ever Test With The French Navy
[5] Navy Training Squadron Receives First E-2D Hawkeye With New Aerial Refueling Capability
[6] What's next for the E-2D? Northrop looks to sixth-gen capability


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