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新型地面监视系统:ASTOR飞机

2009-10-28赵长辉

航空知识 2009年10期
关键词:哨兵数据链雷达

赵长辉 王 琦 张 建

据英国国防部网站2009年2月9日报道,英国皇家空军的第五架也是最后一架“哨兵”RMk 1机载防区外雷达(ASTOR)飞机在成功完成在阿富汗的实战测试之后顺利返回英国。2月10日,正式交付林肯郡沃丁顿基地的第五混合中队,标志着历时10年的ASTOR项目顺利完成。

ASTOR系统主要包括五架装备先进合成孔径雷达和卫星通信/数据链系统的“哨兵”R1飞机(由“环球快车”超远程喷气公务机平台改装)和地面站系统。“哨兵”R1飞机在距战场上百千米、高度上万米的安全空域执行作战任务,可以在空中连续飞行9小时以上。机载雷达能够全天候探测和识别地面及低空的移动、静止和固定目标,机载先进计算机和软件系统能够迅速对信息进行处理,生成高分辨率地面图像和数以百计的战场机动目标信息、军力调动信息。这些信息通过数据链系统下传给地面站,再通过通信网络系统传送到作战指挥部,这样可使作战部队快速实施战术计划以及更有效地进行目标瞄准攻击。ASTOR系统有如高悬于天空的“天眼”,对战场状况能够“明察秋毫”,将敌军的一举一动“尽收眼底”。装备ASTOR系统后,英军的作战能力将实现大跨越。

ASTOR系统是英军ISTAR(情报、监视、目标跟踪和侦察)系统的核心之一,能够与其他各种系统(如空中预警和指挥飞机、侦察机、无人机等)和网络交联,是英军网络作战能力(NEC,与美国所倡导的网络中心战类似)的主要支撑系统。

从功能和用途上看,ASTOR系统与美国的E-8 JSTARS(联合监视目标攻击雷达系统)很相近,都属于新型地面监视系统。

为什么英国人和美国人不约而同地发展ASTOR和JSTARS系统呢?笔者认为:现代战争条件下,需要快速获取全方位战场信息,包括海、陆、空、天多维空间内敌方武装力量和武器装备的动态(实时)信息,配备高性能雷达的大型(战略)特种飞机平台是获得信息的重要手段,例如:对于空中目标,空中预警和指挥控制飞机最有效;对于海上舰艇及潜艇等,反潜巡逻/监视飞机最有效。对于地面固定目标和地面/低空低速移动目标,特别是坦克/车辆、低空低速飞行的直升机/轻型固定翼飞机等,长期以来缺乏有效的监测手段。此外,现代信息化战争中,情报、监视、目标截获和侦察能力至关重要,地面监视系统飞机无疑是新型地面监视能力的重要保障之一。因此非常需要ASTOR和JSTARS这样的地面监视系统飞机。

“哨兵”R Mk1飞机平台

“哨兵”R Mk1飞机利用“环球快车”超远程喷气公务机改装,加装雷达、通信等任务设备/系统,飞机尺寸和重量数据与“环球快车”基本相同。

在执行典型任务时,飞机将进行1小时的过渡飞行,在作战任务航线飞行7小时,高度12190~15240米,最大不加油续航时间可达11小时。如果有必要,可以在地面站控制距离以外执行任务,在飞机上完成图像分析,回到地面站控制范围以内时再下传数据/情报。

“哨兵”飞机最明显的外部特征是机背上安装的卫星通信天线整流罩和机腹“独木舟”形整流罩(内部安装雷达和数据链系统天线,长约5.5米)。其他外部特征有在后机身下部两侧增加一对腹鳍,改善飞机航向稳定性;加长加大垂尾翼尖整流罩,内部安装后向雷达告警接收机天线;尾锥两侧安装有导弹逼近告警系统传感器;后机身侧面安装干扰弹投放系统;机翼后缘后部的机腹有牵引式假目标发射器。

飞机内部布局(从前到后)为:驾驶舱2名驾驶员,后面有休息区(带有橱柜、盥洗室和两个休息用的座椅),客舱前部布置大型任务设备机柜,后部左侧为操纵控制台,有3名操作员(2名为图像分析员,1名为任务控制员),还可增加2名投放操作员。

ASARS-2+先进合成孔径雷达系统于20世纪70年代末为U-2飞机配套研制。20世纪80年代中期,开始装备使用,在90年代初期的“沙漠风暴”作战行动中广泛使用,取得很好的效果。90年代末期,进行了一些改进。

雷达能够全天侯远距离探测和精确定位固定及移动目标,可以从12000米高空对160千米远处的目标进行探测,并生成高分辨率雷达图像,分辨率高达0.7×0.7米以上。此外,系统还具有跟踪和处理多个目标的能力。雷达系统能够在载机上实时处理和显示目标信息,并可通过数据链实时发送到专用地面处理站,并及时转换成带状地图或局部地图,几分钟内即可供指挥员使用。

“哨兵”飞机采用了ASARS-2+最新改型雷达,采用新的接收机/激励器,升级型处理机和机械/电子综合扫描天线阵列(方位为电扫描,俯仰为机械扫描)。雷达的工作模式交替进行,能够进行图像融合和修正。

雷达有多种对地工作模式,包括静止目标及其周围环境的局部(不连续)高分辨率图像;平行于飞机航迹的连续条形区域目标/地形图像(SAR带状区域模式);大范围区域内快速和低速运动车辆的探测和定位;相对狭小范围内的地面高速和低速目标探测;低空低速飞行器(直升机、固定翼飞机)探测和跟踪。SAR图像分辨率和目标定位精度足以满足武器瞄准和实时分析,有力支援对时间敏感目标瞄准任务。

2005年~2007年期间,ASARS-2+雷达系统在“哨兵”飞机上完成各项试验。

“哨兵”飞机由于安装雷达、通信系统和任务设备,以及大型整流罩,飞行性能有所降低,主要技术数据基本上与“环球快车”相同,不同之处主要有:机高8.23米,空重24000千克,最大起飞重量42400千克,巡航速度0.75马赫,最大续航时间11小时。

地面站系统

“哨兵”飞机地面站系统包括8个机动式地面站,其中6个为战术地面站和2个为大型(战略用途)作战使用地面站,两者都可以用c-130运输机运载。

地面站系统具有很大的作战使用灵活性。作战使用地面站模块的远程工作站布置在离地面站有一定距离的指挥部内,这样指挥官可以直接查看SAR图像和地面移动目标指示。有关人员直接在ASTOR地面站分机上工作,就可以获得信息,提交新任务,以及与其他系统进行交联。

战术地面站安装在斯太尔6×6全地形车上,包括通信、工作站、支援模块,以及宽带和窄带数据链。

作战使用地面站采用可空运的方舱模块,其成套设备包括:

2个7米长,带有三防装置的通信模块;5个7米长,带有三防装置的地面站模块;2个可展开的广播模式数据链(BMDL)天线单元;2个安装在拖车上的联络中继/数据链模块;7个安装在拖车上的机动式发电机模块;4个远程终端。

ASTOR系统空地通信使用窄带广播数据链和宽带双向数据链,可以保证系统各部

分之间通信,以及近实时接收图像。今后在各展开布置的地面站分机和主运行基地的通信网络之间将增加e-mail连接能力和与联合战术信息发布系统(JTIDS)的协同能力。

装备英国空军并取得战果

“哨兵”飞机装备林肯郡沃丁顿基地的第五混合中队,由英国皇家空军和陆军混合编成,还有部分海军人员,该中队以枫叶作为徽标。

2008年年底,2架“哨兵”ASTOR系统飞机首次进行实战检验试验,在阿富汗地区累计执行了19次任务,飞行时间约10小时。机载合成孔径雷达系统共生成约17000组移动目标数据和近150幅高质量图像,从中得到很多关于塔利班武装的各种重要情报。ASTOR系统能够从天空俯视广阔的大地,并通知地面作战士兵关于遥远地区的情况及可能的威胁,有力支援了士兵们的作战行动。“哨兵”飞机还与“赫尔姆斯”450无人机和“猎迷”MR2侦察机系统进行交联。

ASTOR系统能够有效执行打击时间敏感目标和锁定动态快速出没目标的任务。

打击时间敏感目标所谓“时间敏感目标”(TST)是指必须在有限的“攻击窗口”或“交战机会”内发现、定位、识别、瞄准和攻击的目标。TST可分为两类:一类是各种飞行器,它们的位置随时会变化,攻击机会稍纵即逝。另一类是地面活动目标,如机动的战术弹道导弹发射器;或者虽然是固定设施,但对攻击时机很“敏感”,如敌人即将通过的桥梁,即将发射的导弹阵地等。所谓“适时打击”,指时间敏感目标一经发现,即争取在尽可能短的时间内予以摧毁。要力争将“攻击窗口”缩短到十几分钟甚至几分钟,因为只有“适时打击”时间敏感目标,才能及时有效地歼灭敌人的有生力量。

ASTOR系统首先收集实时目标雷达图像,通过图像处理和通信连接过程完成分析和分发。ASTOR生成的与时间敏感目标有关的信息将作为目标瞄准情报,在目标瞄准过程中,与其他瞄准信息综合,之后授权一个武器平台执行任务。

在现代战争中,运动车辆、低空飞行的直升机和无人机是一大类高性能重要目标。军队调动(执行攻击、推进或撤退等行动),准军事部队活动,渗透非对称攻击边境等都是非静止的军事力量,在前方战场和后方都在进行各种活动。对于此类活武装力量移动目标,目前的红外和光学传感器、非组网雷达、被动式雷达、卫星定位系统都无法有效实施锁定。与ASTOR系统配合的组网雷达却能够胜任。

ASTOR系统具有提供广阔战场区域的大范围、高分辨率监视信息的能力,对于伊拉克和阿富汗作战行动非常有用。在伊拉克和阿富汗战场,往往是数量有限的军队控制大片地区,如果有ASTOR系统提供友军、平民和潜在威胁的实时图像和运动轨迹信息,将使部队的作战效率/控制能力大大提升。

锁定动态快速出没目标ASOTR系统一次常规单机任务生成的高分辨率图像能够覆盖五倍于10万多平方千米的广大区域,可以使高价值移动目标彻底失去恶劣天气或战场遮蔽物的掩护。

根据在伊拉克的作战经验,英军得出结论:锁定移动地面目标,特别是动态快速出没目标的能力非常重要。在战争中,由于不具备获得移动目标高精度坐标的能力,近距空中支援行动无法有效实施。在瞬息万变的战场,陆军提供的移动目标GPS定位信息往往滞后,飞行员在发起攻击之前无法对目标进行再次确认。为了完成搜寻和打击任务,需要增派一些安装目标指示系统的飞机。这说明,当前独立作战的侦察系统和武器平台无法满足时间敏感瞄准的精确度和及时性要求。通过ASTOR系统与侦察系统、武器平台以及相关系统交联,能够实现锁定和有效攻击动态快速出没目标。

可以预见,ASTOR将在未来作战行动中发挥很大作用,让我们拭目以待!

责任编辑:阚南

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