P-8A“波塞冬”海上多任务飞机是美国新一代固定翼反潜巡逻飞机,装备现代化反潜、反舰船装备和大量的情报搜集、巡逻侦察传感器以及Link-16战术数据链、互联网接入装备、通用数据网接入装备等。武器包括空地导弹、无制导火箭、MK54鱼雷、深水炸弹和水雷。随着P-3C海上巡逻机的退役过程接近尾声,P-8A已经成为美国未来反潜作战的最重要空中节点。
P-8A“波塞冬”(Poseidon)海上多任务飞机,是美国波音公司设计生产的新一代海上巡逻机,用于取代老型号P-3C巡逻机。P-8A海上多任务飞机集对潜、对海及对陆侦察打击能力于一体,网络化、自动化水平高,可执行反潜、反舰、情报、监视、侦察和打击任务。
P-8A改装自B-737-NG机体,飞行性能优越,续航力强,未来将搭配无人机构建全时海上监视系统,提供美国海军长时间、大海域的海上情报。P-8A反潜巡逻机的主要的任务系统包括:雷达系统、光电系统、声学系统、电子支援系统、机载通信系统、预警和自我保护系统。 项目 参数 项目 参数 乘员 机组2人,任务7人 长度 39.47米 翼展 37.64米 高度 12.83米 空重 62730千克 最大起飞重量 85820千克 动力装置 2台CFM56-7B27A涡扇发动机 最大速度 907千米/小时 巡航速度 815千米/小时 作战半径 2222千米 最大航程 8300千米 升限 12496米
AN/APY-10型机载雷达是雷神公司为P-8A专门打造的新一代海上监视雷达,是AN/APS-137(V)5型雷达的改进型,缩减了雷达体积、重量和功率,提高了平均失效时间间隔,增加了目标追踪能力和新的彩色气象规避模式。主要用于搜索海上目标,也可对空中目标进行探测,既可探测静态目标,又可跟踪移动目标。能发现和跟踪地面目标、潜望镜和潜艇通气管的搜索雷达,可用于识别目标、评估战斗损失和进行有效跟踪。
AN/APY-10与气象信息、高速数据采集和改进的跟踪器等任务系统集成在一起,可同时跟踪256个目标,对移动目标最高分辨率优于1m,可以检测370公里范围内的地面目标。AN/APY-10型机载雷达和AN/APS-137雷达相比,不仅体积小、质量轻,而且扩大了任务执行范围,它不仅能够在距离和方位上进行探测和搜索,还能进行多目标跟踪和火力控制。针对不同的任务及目标,AN/APY-10有以下功能:彩色天气图像、合成孔径雷达(SAR)、逆向合成孔径雷达(ISAR),潜望镜搜索和导航。
海洋的浅水区域常有许多小雷达截面积的物体漂浮在水面上,其中有可能是柴油潜艇的潜望镜,现役的APS-137雷达无法辨识别该物体,因此AN/APY-10雷达还有一项很重要的改良,就是“自动化雷达潜望镜探测识别”(Automatic Radar Periscope Detection and Discrimination,ARPDD)系统,由洛克希德·马丁公司开发,经验证即便是潜望镜短暂地伸出水面,它也能在3000个目标中成功地找到。 雷神公司的先进机载传感器(Advanced Airborne Sensor,AAS),即AN/APS-154,是AN/APS-149沿海监视雷达系统(LSRS)的后续系统。该系统作为下一代海上巡逻和侦察雷达装备于P-8A海上多任务飞机,作为一种综合的海上情报、监视、侦察和瞄准(ISR&T)设备,提供高度准确的战场态势感知。
这款雷达吊舱于2019年7月首次有媒体对其状况进行了披露。由于该机将雷达挂载在机腹下方,因此其视场不会被飞机的发动机短舱所遮挡。由于P-8A完全基于737-800ER的增长机身,因此它可以容纳AN/APS-154的独木舟式整流罩,具有检测低空飞行的低RCS目标并执行通信中继和电子战任务的能力。AN/APS-154吊舱通过被称为“特殊任务吊舱部署机制(SMPDM)”的特殊挂架直接挂载在机身底部。由于AN/APS-154吊舱的体积过于庞大,会对飞行性能造成影响。因此在该机的腹部加装了一对腹鳍。这种腹鳍,是搭载AN/APS-154吊舱的P-8A所特有的。 AN/APS-154吊舱由雷神公司负责研制,该雷达是具有移动目标指示(MTI)和合成孔径功能的有源相控阵(AESA)雷达,使得AN/APS-154吊舱能够跟踪海上和地面的移动目标,甚至可以在夜间或者恶劣气候条件下,对重点目标进行高质量的雷达成像以进行进一步的分析。
AN/APS-154吊舱在设计时还专门考虑了在沿海地区使用的情况。在沿海地区,雷达可能需要同时扫描海上和陆地区域。传统的地面搜索雷达通常会针对特定环境进行优化,或者针对某种环境具备专用模式,并且很难同时覆盖多种不同环境。 P-8A的探测装备中有AN/ASQ-508“先进整合式磁异常探测”(Advanced Integrated Magnetic Anomaly Detection)系统,由加拿大的CAE公司提供。该磁异探测系统集成于P-8A的尾部,用于反潜作战。该系统可通过确定地球磁场中的磁力变化或由潜艇造成的反常现象,对水下目标进行搜索、探测和定位。作为一种被动探测方式,该系统具有隐蔽性好、识别能力强、执行时间短和定位精度高的特点,一般在最后定位和攻击潜艇时使用。然而,波音公司在系统研制阶段去掉了该装置,但在P-8A的出口型上仍将采用该装置。反潜作战中,MAD探头实现了对目标的探测,然后由机载水下异常探测器鉴定并标明因潜艇存在而引起的地磁场变异,操作员看到和听到报警信号后,利用磁补偿器对局部地区环境变化进行磁补偿,从而得到较为准确的磁变数据。
P-8A可携带美国海军全系列声呐浮标,最多129具,包括可攻击AIP潜艇的“延迟回声距离”(Extended Echo Ranging)新型声呐,这种声呐应用火药爆炸后的声波去撞击潜艇并估计距离,未来还有主动式电子浮标,可进行多重声波撞击;美国海军也考虑在声呐浮标上安装全球定位系统(GPS)接收机,以提升探测精度。
该系统可以进行自保护编程,有手动、半自动和全自动3种模式供飞行员选择。通过自动分析来袭威胁,系统可选择出最有效的对抗组合。系统进一步的改进包括提高计算机性能以及增加战术威胁显示器等。 该系统可持续提供360°全覆盖自动探测,识别威胁类型、载体和杀伤力,为驾驶舱机组人员提供威胁告警,通过座舱多功能显示器进行图像或视频显示。该系统采用先进技术,体积小、重量轻、可保证P-8A有效应对现代战场的威胁。 该系统是一个微处理控制系统的自动威胁-自适应系统。投射器与雷达告警接收机和导弹告警系统接口及机上干扰机和飞行控制系统相连接,以便于系统决定是否投射箔条、曳光弹或诱饵,并确定以什么形式组合投射。该系统可携载的干扰物主要包括RR-129/AL、RR-170/AL、RR-180/AL箔条、MJU-7B、MJU-10B、M-260曳光弹、POET、GEN-X有源辐射诱饵、化学探测战术空投式无线电探测仪等。 该系统可在红外制导导弹逼近飞机时提供报警并提供对抗措施。该系统采用开环定向红外对抗模式工作,用经过调制的红外辐射来干扰红外制导导弹。整个系统由导弹报警子系统和干扰发射转塔子系统组成。导弹报警子系统选用了AAR-54(V)凝视紫外导弹报警系统的改进型,具有宽视场和高分辨率紫外探测的特点。红外干扰发射塔子系统由瞄准转塔、精密跟踪红外传感器、红外干扰发射机、调制器和中央处理机组成,能对红外信号进行有效对抗。
MX-20HD是美国L3哈里斯公司MX-20系列的一款高清光电转塔设备,该转塔内含6个感应器,每个感应器都有自己特定的功能。该系统重量不超过90公斤,尺寸为直径533毫米,高度666毫米,正常使用平均功率320W,峰值功率1000W,主要装备几种传感器,3-5μ米的凝视红外传感器,白昼连续缩放电视,微光电视,激光测距机,以及激光照射器,其中凝视红外传感器,分辨率最高配置1280×1024,视场有31.5°,6.4°,1.3°,0.86°四种档次,可以在720p或者1080p高清模式运行。
白昼连续缩放电视,采用彩色2百万宽幅,1080P模式下视场从2.8°到40.5°,720P模式下则为1.8°到27.7°;还有微光电视设备,采用单色CCD,波长450~1000nm之间可选,视野0.73°,0.37°,0.23°,0.14°,720P或者1080P;激光测距机,采用人眼安全频率,波长1540nm,每分钟12次脉冲,测距范围高达30公里,精度5米;激光照射器,采用二氧化碳激光器设计,波长860nm,可以连续照射或者脉冲照射。总体而言这一套光电系统非常先进,但是造价也非常昂贵,P-8A反潜机3亿美元的单价中,这款光电系统预计上千万美元。实用下来,P-8A反潜机这一套先进的光电系统,可以发现20~30公里内车辆房屋人员,该机强悍的红外和电视系统是核心元素。 P-8A可装载多种武器,包括一系列的精确导向炸弹。P-8A后机身的武器舱内有5个挂弹位,总载弹量5.6吨;前机身机腹有两个外挂点,各能载重658公斤,可携带联合制导攻击炸弹(JDAM)和联合远距炸弹(Joint Stand-Off Weapon);两翼下方共4个外挂点,各能载重1360公斤,可携带远距攻地增强反应(Stand-off Land-Attack Missile-Expanded Response)巡航炸弹。
P-8A初期携带现役制式武器,包括:MK-54轻重量鱼雷、远距攻地增强反应巡航炸弹、“鱼叉”反舰导弹、SLAM远程对地攻击导弹、AGM-65“小牛”空地/空舰导弹、水雷、联合系列(J-series)的制导炸弹,以后所携带的鱼雷或水雷会有飞行翼面及制导装置。
由洛·马公司研发的一型可装于鱼雷上的飞行翼面,称为高海拔反潜战武器概念(High Altitude ASW Weapon Concept,HAAWC)。配备了HAAWC系统后,P-8A可从9100米的高空直接投放鱼雷,在GPS卫星的制导下,攻击敌方水面舰艇或潜艇,而无需冒险接近到敌方防空武器射程内再开火,大大提高了机组人员的生存性以及攻击突然性。它的长射(Long-Shot)翼面转接器上内置全球定位接收机,MK-54装上此飞行翼面后,P-8A不需降低飞行高度到1000米下,且无需靠近目标就能投掷MK-54,MK-54滑翔飞行到低空靠近目标时,再依照一般方式以降落伞减速钻入海中。 HAAWC将ALA套件与GPS制导系统和折叠机翼集成到一枚标准的Mk-54鱼雷上,使武器能够在从“机翼”释放之前飞到预定的释放点和高度。此后,P-8A在3万英尺高空投放加装了HAAWC附件的MK-54型鱼雷,该鱼雷将滑翔7~10分钟到达水面;飞行过程中,HAAWC采用完全自主的控制技术,HAAWC适配器套件包含一部飞行控制计算机、一部GPS制导系统以及动力系统,在接近水面的时候,该系统的飞行翼将脱落,一个降落伞被打开并将鱼雷送至水面;一旦进入水域,该鱼雷将承担起自主探测、跟踪、攻击敌方潜艇的任务。敌方潜艇不太可能探测到在3万英尺高空飞行的P-8A,唯一令其预警的将是HAAWC鱼雷进入自身附近水域时发出的声音。加装波音公司生产的HAAWC附加套件后,MK-54型鱼雷及P-8A反潜巡逻机仅需进行较少改动甚至无需进行改动。 2021年4月,波音公司获得一份价值约7300万美元的合同,将LRASM远程反舰导弹集成到P-8A反潜巡逻机上,预计将于2024年10月完成。
在美国海军的规划中,未来的海上监视机队,将是有人机、无人机的混编搭配。美国海军于2009年11月以2750万美元的合约金额,要求波音进行由P-8A上操作“磁鹰”(MagEagle Compressed Carriage)折叠无人机的研究,该无人机的滞空时间为14到24小时,巡航时速80节,最高时速115节,没有武装,它的机翼、飞控翼面、以及螺旋桨都可以向内折叠,放置于P-8A的机腹武器舱内或外挂于机翼下,由P-8A发射后专责对海面可疑目标进行定位及追踪,任务完毕降落于航空母舰或地面基地。搭配无人机后,不但可以提高P-8A的侦察距离及成效,P-8A也因此不必时而爬升、时而低飞去追踪目标,减轻飞机结构的疲劳损伤,延长飞机的服役寿命。
2015年1月美国海军研究署还授予英国BAE系统公司电子系统分部890万美元的合同,旨在研制一种装备磁异探测仪(MAD)的小型无人机,可自动或半自动为P-8A反潜机提供反潜瞄准,2017年技术成熟度达到6级。 除自身可发射小型无人机外,P-8A还能与MQ-4C“海神”(海军版“全球鹰”)远程监视无人机联网作战,可通过专用机载通用数据链为后者提供实时的海上以及海岸情报、侦察以及监视(ISR)目标数据,协助P-8A追踪和攻击潜在目标。MQ-4C的最大航程超过3700千米,最大续航时间超过24小时,一次执行任务就可覆盖700万平方千米的海域。
在美国海军的规划中,P-8A搭配的无人化“广域海上监视系统(BAMS)”(即MQ-4C无人机)将长时间在海上飞航,借由搭载的水面搜索雷达、光电/红外线显像系统、电子支持措施传感器,探测、分辨海上目标,执行持久的大范围情报、监视及侦察(ISR)任务,而P-8A则专心于反潜任务,二者构成“海上巡逻搜索机队”(Maritime Patrol and Reconnaissance Force),与其他的侦察平台共同合作,为预备进入作战或作战中的航空母舰战斗群,提供持续的海上情势讯息。广域海上监视系统不携带武器,P-8A则携带武器。
小规模局部战争及非战争军事行动逐渐成为作战的主要形式后,反潜巡逻机的功能更加多样化,不再局限于反潜作战,而是发展成为集反潜、反舰、对岸攻击及救护等功能于一体的空中作战平台,P-3C海上巡逻机也发展成为了P-8A海上多任务飞机。未来的海上多任务飞机在强化对海洋水域、特别是近海水域水面/水下控制能力的同时,还将会拥有对内陆目标的控制能力;不仅能够遂行远洋/近海水域监控巡逻任务,还将能够遂行复杂内陆地区监控巡逻任务。未来的海上多任务飞机还将具备强大的情报侦察能力,并将链入信息战网络,成为网络中心战系统的支撑节点。 2. P-8A Poseidon Multi-Mission Maritime Aircraft (P-8A)_DOD 3. Boeing set to underscore benefits of P-8A Poseidon_IQPC 4. An eye on the future_ BOEING FRONTIERS 5. Naval Air Systems Command P-8A Poseidon ESOH Team FY-15 CNO Environmental Award Environmental Excellence in Weapon System Acquisition Large Program 6. Mission Computing Capabilities_BAE Systems 7. WORLD AIR FORCES 2021_Flight Global 8. 美军P-8A反潜巡逻机及其电子信息装备综述_武坦然 9. 美军P-8A新型反潜巡逻机战技能力探析_朱晓亮 10. 详解P-8A“海神”新一代海上巡逻机_中外舰闻
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