美国空军E-8 JSTARS雷达喷气式飞机系统技术介绍

新用户73286115 2023-10-21 发布于北京

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美国空军正在进行的最热门的采购计划之一是对E-8C联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）机队进行资本重组，该系统在二十五年多的时间里一直以16架摇摇晃晃的旧707为基础。由主要飞机制造商波音，洛克希德马丁公司和诺斯罗普格鲁曼公司领导的三个团队一直在争夺合同。尽管JSTARS替换系统将容纳专门用于地面移动目标指示器（GMTI）和合成孔径监视功能的雷达，就像其前身一样，但它们也将具有更大的能力作为网络节点和飞行战斗管理中心。

最近，当五角大楼领导层的高层突然质疑该计划的方向并提出也许转向临时“分布式”解决方案会是更好的选择时，JSTARS回顾计划被抛出了一个曲线球。

E-8联合监视目标攻击雷达系统（STARS）

诺斯罗普·格鲁曼公司的E-8联合STAR通常被称为“地面重击手的预警机”，为美国军方提供了一个无与伦比的上帝视角，可以看到面积高达19,305平方英里（50,000平方公里）的战场空间。巨大的机载雷达，可见飞机机身下方的大凸起，可以探测到250公里范围内的小型移动目标。即使是单个下马的敌方战斗机也无法躲避J-Stars的下一代传感器套件和AN/APY-7合成孔径雷达。

正式命名为联合监视目标攻击雷达系统（Joint STARS），这架军用飞机由经过大量改装的波音707-300商用班轮框架建造而成。五角大楼设计于冷战后期，在苏联解体后几乎取消了J-STAR计划。然而，当1991年波斯湾战争开始时，这一切都发生了变化。

面对扫描大型战区以寻找移动导弹基地和挖掘装甲部队的迫切需求，美国空军匆忙将第一架原型E-8投入使用。在那场短暂的冲突中，两架J-Stars飞行了500多个飞行小时，任务成功率为100%。在海湾战争和反恐战争之间，J-STARS在南斯拉夫内战干预期间还充当了北约的首选战斗管理平台。J-STARS 最初旨在协调第三次世界大战期间的大型、复杂和流动的移动战场，在小规模反叛乱战争中表现出色。截至2015年，E-8联合星际机队已经飞行了超过85,000个任务小时，以支持伊拉克，阿富汗，叙利亚和利比亚的作战行动。

由于E-8C的九小时未加油续航能力，很少有其他侦察机可以与它在站上的时间相媲美。这对于任何支持地面作战的飞机来说都是一个巨大的优势。无论是协调涉及广阔地区数千名士兵的大规模行动，还是帮助陷入困境的孤独排找到出路，J-STAR 都是天空中真正的守护天使。

由于最近对E-8C版本的升级，J-STARS还可以作为火控网络节点。在几次战斗任务中，J-STARS已经确定了移动目标，并直接引导了由美国海军F/A-154“大黄蜂”发射的AGM-1 C-18联合防区外武器，以成功交战。

E-8联合之星也是美国监视朝鲜非军事区的首选侦察机。凭借其无与伦比的能力，可以扫描非军事区以寻找伪装的渗透者，并发现该地区以北数百公里的任何新部队集中，J-STAR在维护朝鲜半岛和平方面发挥着至关重要的作用。

E-8C JSTARS是关键的传感器和战场管理平台，但它们使用非常古老且昂贵的平台，波音707，美国空军。

目前尚不清楚该计划是否会按计划继续进行，或者是否会推迟甚至取代整个“战场监视指挥和控制”（BSC2）任务集的不同方法，或者至少是其中的一部分。国防部长马蒂斯上个月在空军协会会议上说：

“我刚刚和空军参谋长谈过;我们站在房间前，谈论完成JSTARS任务的新方法......我渴望听到这些互相帮助的努力，其他服务。

空战司令部司令迈克·霍姆斯将军也表示：

“真正的问题是，我们继续以经典的方式为GMTI（地面移动目标指示器）能力提供资金多长时间：使用一个集成平台，其中有一个传感器和空战管理器......未来我们有多少威胁环境允许我们这样做？

他们可能谈论的是一些分散的资产，即无人驾驶飞机，升级的现有飞机，以及可能的卫星，这些资产可以共同“贡献”一个共同的整体战场监视“图片”，地面上的战斗管理人员使用这些系统的产品。这听起来很棒，但它也比集中式载人平台（如JSTARS回顾飞机）更依赖于潜在易受攻击的数据链路通信。

事实是，即使是新的JSTARS飞机在未来仍将越来越依赖这些相同类型的“分布式”传感器平台，因为它将无法深入到足够接近敌方领空的地方，以将自己的雷达和传感器系统用于反介入/空中拒止作战环境。

但雷达只是拼图的一部分，新的JSTARS飞机将能够从远处管理这些资产，并将其情报产品分发给所有类型的用户（船舶，飞机，地面单位，高级指挥和控制等），这是一个经过验证的概念。

此外，BSC2飞机可以比大型分布式“系统系统”更有效地执行更简单的任务，因为它将雷达，通信以及指挥和控制元件都打包在一个易于部署的软件包中。所以基本上，当涉及到推进JSTARS回顾飞机或开发临时分布式概念的争论时，我们谈论的是是否将集中式飞行BSC2节点从游戏中移除。

美国空军高层可能愿意放弃谨慎的BMC2解决方案这一事实表明，存在穿透性隐形无人驾驶飞机，可以将他们的传感器带到敌方领土深处。

我们知道RQ-170哨兵可以在局部战术层面上做到这一点，并且人们认为它携带了一个小型雷达系统，专门能够跟踪生命模式并收集GMTI数据。大型秘密开发的无人作战飞行器，如无人系统，也可以在战术层面提供这种能力，但美国空军也几乎正式披露了一种高空战略监视资产的存在，该资产可以深入有争议的空域并在那里长时间徘徊而不会被发现和参与。

美国空军高层可能愿意放弃谨慎的BMC2解决方案这一事实表明，存在穿透性隐形无人驾驶飞机，可以将他们的传感器带到敌方领土深处。

请注意隐形飞翼（显示为B-2）是如何在充当通信网关的隐形资产（F-35，F-22，UCAVS）上方绘制的。正如EQ-4全球鹰与BACN平台的作用类似一样，类似RQ-180的飞行器也会对隐形资产及其定向和低概率拦截数据链做同样的事情。，洛克希德渲染

其他形式的分布式战场监视资产包括非隐形无人机、战斗机和轰炸机，在某些情况下可以使用自己的先进雷达和传感器系统，特别是模块化吊舱系统，在竞争较少的战斗环境中提供地面移动目标指示器和其他信息。

因此，战场监视任务集可能有一些有趣的替代解决方案，指挥和控制元件基本上放置在世界任何地方，并通过先进的数据共享网络连接，而不仅仅是将大量新装备塞到公务机上。但再一次，这将更多地依赖于网络和前沿技术，而不是像新的JSTARS替换飞机这样的谨慎系统。

空军参谋长大卫·戈德费恩将军似乎不仅对更多地依赖网络没有问题，而且实际上，在他任职期间，他已经把让美国空军这样做作为自己的卓越目标。他曾多次表示，他认为空军的未来是以信息为中心，而不是以平台为中心，而这将由先进的网络概念提供。有了这样的前景，你可以看到集中式JSTARS的替代品对于前F-117联队指挥官来说似乎是朝着错误方向迈出的笨拙和过时的一步。

那么，将数十亿美元倾销给直接更换JSTARS是否有意义？在一个完美的世界里，会有钱来构建BMC2方程的两端，而且这样做确实会产生协同效应。但是，如果目前这根本不可能，那么是否值得冒险使用非常依赖网络连接而不是更传统的集中式连接的分布式概念？

如前所述，现实情况是，它不会长期只是一个或另一个。如果JSTARS替换飞机投入使用，它将越来越依赖分布式资产，特别是那些可以渗透到有争议空域的资产，以提供其战场“图片”，至少对于高端冲突场景而言。如果一架远程公务机想要携带自己的传感器，它将无法在反介入环境中生存，这是一个简单的现实。

这并不意味着它不能仍然提供非常关键的指挥和控制职责，甚至可能同时提供巡航导弹筛选和其他监视和通信中继功能。它也可能是将这些隐形资产引导到下游并动态分配它们以支持快速适应的作战计划的理想平台。

洛克希德公司的高级开发计划战略和客户需求副总裁J ackO'Banion（有些头衔吗？）在接受国防新闻记者Aaron Mheta采访时，为基于Global Express 6000的JSTARS替换飞机做了令人难以置信的巧妙宣传。Mheta在向洛克希德大辉格党提出正确的问题方面做得非常出色，在交流中，O'Branion明确表示，一些非常敏感的能力已经从高度机密的计划转移到了他们的JSTARS替代竞争者。

那么他在说什么呢？我的意思是这是一架飞行雷达飞机，而不是一些高超音速间谍和攻击机。雷达系统的某些部分肯定是敏感的，以及它的次要能力（例如电子战）。但他很有可能在暗示飞机的战斗管理软件，以及支持它的计算机系统和网络工具。这听起来不太安静吧？但事实可能并非如此，因为此类软件很可能至少部分地从用于在动态战场上控制半自主无人机的高端战斗管理软件套件移植过来。

“正如UCAV可以通过开放式架构设计和更敏捷的施工概念随着时间的推移而发展一样，他们的人机界面和操作软件也可以。严格来说，尽管新的UCAV设计可能会改变群体的外观，但它的云大脑（命令逻辑和人工智能）可以继续线性进化。可以将其视为购买一台新的台式计算机，但在其上运行不断升级的相同操作系统。

建造新型攻击战斗机的一些最昂贵和最危险的元素是软件开发和“后端”基础设施。UCAV的好处是，它的软件和指挥和控制元件可以随着时间的推移而发展，并且可以应用于用于一系列独特任务的多个无人驾驶机身。这些不同的无人系统也可以更容易地交织在一起，因为它们运行在一个通用的软件和控制平台上。

随着通用软件套件的发展，系统的稳定性、安全性和整体功能只会增加。这种控制自主集群的操作系统可以在数年甚至数十年内进行调整和定制，并且可以整体适应新的威胁、战术和技术，而无需为单独的飞机设计调整一系列谨慎的控制系统。

例如，相同的任务软件和指挥控制界面可能被一家制造商制造的大型高空隐形监视无人机使用，同时也可用于另一家制造商制造的一群UCAV。通过这样做，这些系统可以无缝灵活地协同工作，即使它们的任务甚至制造商都不同。

一种情况可能是将高空飞行的隐形无人机充当超级服务器和通信中继系统，该系统将启用并增强在其下方作战的一群战术UCAV的意识和互操作性。在另一种情况下，同样的高空无人驾驶飞机可能会为许多UCAV群提供，比如每个UCAV有六个，它在雷达上看到移动的地面目标，可以从数百英里外进行攻击。与此同时，同样的软件和接口系统可以将低端无人补给无人机引向敌方领土深处的特种部队，UCAV被立即分配在途中保护它们。

这种类似“沙盒”的方法可以为任务规划者和战略家提供任务规划系统和指挥和控制套件，用于一系列无人驾驶飞机，所有这些都在一个整洁且不断发展的软件包中。

将其视为一个通用的操作系统，可以不断改进并由新的和现有的硬件使用。这一概念不仅具有成本效益和开发效率，而且可以大大提高其支持的所有硬件的作战能力和灵活性。出于任务规划的目的，以及通过将少量不同和专业的力量乘以无人驾驶飞机整合到其中来进一步利用超级灵活的群体心态，一个通用的软件平台和命令界面将成倍增加整个群体的杀伤力。

虽然我们在这里谈论的是无人驾驶飞机的指挥和控制以及战斗管理，但相同的软件本质上是适应性强的，非常适合整个战争领域的战斗管理目的，通常被称为多域指挥和控制。该软件和系统可能会提供来自大量外部资产以及飞机自身机载传感器的无缝数据融合，并以易于解释和采取行动的方式呈现这些数据。直观的数据过滤是这里的关键，系统能够向操作员提供他们请求的信息，这对他们的任务至关重要，仅此而已。再一次，它还可以为在近距离工作的半自主无人资产提供直接指挥和控制。

拥有如此强大的人机界面套件的飞机将真正代表两全其美 - 能够单独执行今天的旧E-8C任务，而且随着技术的发展，不仅能够将分布式资产的数据，而且能够将分布式资产的命令和控制带入画面。

据推测，美国空军仍计划在2018年8月之前选择其未来的JSTARS替代团队，但考虑到五角大楼仍然没有预算以及该部门高管关于可能走向另一个方向的言论，这种情况随时可能正式改变。目前的E-2023C机队计划在<>年之前可以飞行。

JSTARS回顾计划的部分目标是与目前组成JSTARS机队的旧707相比，大幅降低系统的运营和维护成本。去远程公务机平台甚至波音737衍生产品，将实现这一目标。此外，更高的自动化程度将意味着比目前的E-8C所需的人员配备要求要少得多。

以E-11战场机载连接节点的形式在美国空军服役。诺斯罗普·格鲁曼公司提供的湾流550在五角大楼的库存中更为普遍，名称为C-37。海军还将收到该类型的高度修改版本，以满足其靶场控制和遥测任务，名称为NC-37B。G6000和G550都具有高空和远程巡航能力。G550最近也被选为EC-130H指南针呼叫替代平台。