美国海军第二代空中早期预警机
当然,TBM-3W也并非美国海军航母装备的唯一一型AEW机型。就在朝鲜战争期间,美军航母上还出现了另外一种AEW预警机的身影,这就是AF-2W“卫士”舰载预警机。该机是迄今为止体积最大的单发活塞式航母舰载机。经过改进,“卫士”发展出了两种重要改型——AF-2W空中早期预警机和AF-2S反潜机。同样的,这两种机型共同参与了航母猎潜作战,由装备APS-20雷达的AF-2W探测水面航行的敌潜艇,由反潜型的AF-2S执行攻击。1948至1957年间共有为数153架的AF-2W型机投入美海军服役,并在航母上的VS中队里一直服役至上世纪5年代末,后为S2F-1(S-2A)以及AD-5W所代替。
AF-2W空中早期预警机和AF-2S反潜机
道格拉斯的“空中袭击者”是该公司为取代SBD俯冲轰炸机而研制的第三个机型。原型机型号为XBT2D-1,1945年3月原型机首飞,美国海军于当年底开始接收该型机,并将其命名为“AD”舰载攻击机。AD“空中袭击者”在服役历程中经历了为数庞大的系列改进,在AD-1到AD-7之间的基本型基础上形成了多达49个改型,并且一直生产到1957年初,产量高达3180架。“空中袭击者”机身结构牢固、操纵简易、可靠性高,速度也比AF-2W快,特别适合海军航母的舰载部署,在整个20世纪50年代里还被用于美军航母编队的猎潜作战。AD“空中袭击者”共发展了三个AEW型号,首个AEW型为XAD-1W,后被更名为AD-3W,于1948年至1949年间投产,共完成29架。由于AD-3W机身短粗,机首下方安装有体积巨大的雷达天线整流罩,曾被人戏称为“古比鱼”(Guppy)。AD-4W是AD系列的第二个AEW改型,1950年至1951年间共生产了168架,但均未进入美国海军服役。根据《共同防御援助计划》(NDAP),其中50架后被售予英国皇家海军(AEW.1)并全部配备给第849飞行中队,也有少量AD-4W由美国海军陆战队装备使用。该机最大飞行时速为365英里/小时,实用升限25000英尺,作战半径1500英里。AD-4W共有3名机组——1名驾驶员和2名雷达操作员。
1954年VC-12中队的AD-4W编队从中途岛号航母上空飞过
AD“空中袭击者”最重要、也是产量最高的AEW改型是AD-5W,该机于1951年至1956年间投产,共完成218架,并且一直服役至1965年。根据朝鲜战场上积累的经验,AD-5W的座舱变的更宽,机身更长,结构也进行了进一步加强,特别是机载雷达的性能得到了很大程度的改进,此外还装备了ARC-27型UHF无线电从而令该机还可执行中继通信任务。由于APS-20雷达具备包括空中预警功能在内的多任务能力,因此该机还曾大量装备美国海军的其他中队执行诸如反潜、攻击引导、搜救、电子战和海面搜索/指挥控制等任务,是20世纪50至60年代美国海军空中早期预警力量的核心。
AD-5W加宽了机身,内部可容纳更多的人员和设备
美国海军早期的陆基AEW飞机是波音PB-1W型,后于上世纪50年代初被洛克希德公司的PO-1W(WV-1)取代。在此基础上,美国海军开始发展其改进型——PO-2W(WV-2)型“预警星”(Warning Star)预警机,该机共生产了142架。WV-2型飞机在机腹处设计安装有雷达天线整流罩,用于容纳APS-20型雷达,外观呈鲨鱼鳍状的APS-45型测高雷达天线则位于飞机背部。尽管机上只有2部大型雷达信号显示屏,但整体雷达探测和跟踪性能还是有很大提高。
PO-1W(WV-1)是WV-2在服役前的教练机,机腹下的APS-20雷达天线罩小于WV-2
PO-2W(WV-2)型“预警星”(Warning Star)预警机
回顾上世纪40年代末到50年代初美国海军AEW系统的发展,读者也许会问,空中早期预警机已有显著发展,那么AEW雷达系统的发展情况又如何呢?的确,相比载机的发展,这一时期美国海军空中早期预警雷达的确进展不大,其间一直采用的是S波段的APS-20雷达,直到60年代新型AEW雷达和下一代空中早期预警机的出现。整个50年代里美国海军基本也没有组织专门的空中预警作战演习,显然由于上述机型所具备的多任务能力,美国海军方面认为把AEW飞机用在其他作战任务中更重要。而上世纪50年代里的美国海军海基和陆基空中早期预警机都没能真正体现出全天候AEW平台的作战能力,同时由于雷达装备的探测和跟踪性能还有待进一步提高,美国海军的AEW系统还将面临着一段更加漫长的发展道路。
美国本土的“拦截屏障”——AEW体系的首次大规模应用
自美国海、空军AEW系统诞生以来,还没有经历过一次真正的军事运用。直到深切体会到来自前苏联可能发动的针对美国本土的战略轰炸威胁时,美国海军和空军的陆基空中早期预警机才真正开始承担起美国沿岸上空的早期预警与监视任务,而且持续了上十年之久。所幸的是,美国人的这一“拦截屏障”并没有真正经受过现实考验,但是它的存在价值却是毋庸质疑的,作为美国国家战略的一部分,美国希望以此来有效防范来自其冷战对手不宣而战的突然空中攻击。
随着前苏联于上世纪50年代中期开始研制新型远程战略轰炸机,美国对此深表担忧。特别是考虑到美国自己也大量部署了远程核打击力量,这种担忧就更具备现实意义。而1950年夏北朝鲜发动的南下攻势更是证实了前苏联针对美国和西欧的突袭(包括核攻击)也许并不遥远。1950年11月,美国与加拿大达成协议在北美地区建立3道雷达预警屏障。然而,陆基雷达的探测范围并不能很好的延伸至海上,可想而知如果前苏联轰炸机在空中加油机的协同下从阿拉斯加和冰岛一线的海上实施低空突防,那么在预警雷达发挥作用之前美国全境将完全暴露在前苏联轰炸机的火力之下。为了避免这种灾难性后果的出现,雷达的探测和预警范围必须扩展到海上,只有这样才能为美国战略空军司令部提供足够的反应时间实施拦截和反击。
1950年11月,美国与加拿大达成协议在北美地区建立3道雷达预警屏障。东西海岸由海军负责
把美国海军AEW预警机作为本土“拦截屏障”的战术设想源于当年的OP/V26/F42-1计划,早在1946年美国海军方面就开展了一项为期3年的将AEW系统用于大型早期预警网的可行性研究。为了弥补陆基雷达探测距离的缺陷,当时可行的办法是在沿岸地区和海上部署陆基的AEW飞行中队以及海上雷达警戒舰,以此构成海上远程早期雷达预警线(SEADEW)。按道理说,这一耗资巨大的国土防空计划原本应由美国空军主导,但是当这一任务扩大到海上时,美国海军也觉得有必要承担起这一海上警戒任务。限于资金短缺以及美国海、空军之间就各自的职责和指挥权利问题难以达成一致,这项计划起初的进展非常缓慢。美国空军认为其战术空军力量的主要任务就是防空,因而是最适合这一防空体系的组织力量,因此要求海军方面同时提供AEW预警机和海上警戒舰来协同扩展这一雷达预警网。而美国海军显然不想就这样失去对这些作战力量的控制,而且认为海军方面的一大战略使命就是对海洋的控制,而这正是拱卫美国本土的重要屏障,因此要求由海军方面全权负责这些预警机和雷达警戒舰艇的作战部署。美国海军其实无意与空军方面联手建立和维护这一雷达早期预警体系,而是希望以自身装备独立负责这一“拦截屏障”(包括反潜任务)的运行——二者的矛盾就在这里。
美国在格陵兰建立的大型陆基雷达站
当然,矛盾也并非不可调和——1948年,美国海军作战部与美国空军在海军AEW力量的使用问题上终于达成一致,为了应对来自空中的战略攻击,二者以“协同指挥和联合作战”的方式提供海上防空和预警体系。第一批投入海上“拦截屏障”计划部署的美国海军AEW力量来自VW-1、VW-2、VW-3以及VW-4气象侦察飞行中队。其中来自美国西岸的VW-1和VW-3负责太平洋地区的巡逻。在东岸,VW-4中队负责加勒比海地区。第二批投入“拦截屏障”战斗巡逻任务的是来自VW-11、VW-13、VW-15和大西洋地区的AEW训练飞行中队,以及VW-12、VW-14、VW-16和太平洋地区的AEW后勤维护飞行中队。
起初大西洋海域的“拦截屏障”由两条并行的巡逻线构成。其中外线由冰岛经由亚述尔群岛至巴西一带,内线则由纽芬兰至波多黎各、百慕大一线组成。但由于财政预算的问题,上述体系后来简化为分别位于大西洋和太平洋的两条“拦截屏障”。其中太平洋海域的“拦截屏障”以夏威夷群岛为中心,向北延伸至中途岛和阿留申群岛一线;大西洋“拦截屏障”则从阿根廷、纽芬兰延伸至亚述尔群岛一带。无论是哪一条线,美国海军的“拦截屏障”都要比美国空军方面所负责的区域要广的多。美国空军宣称针对未来可能的攻击可提供至少1小时的早期预警时间,而一旦发生来自高空的攻击,美国海军的“预警星”则可提供至少3.5小时的预警时间,低空区域也能提供2.5小时的预警时间。即便对于可能发生的来自速度达马赫3的前苏联远程洲际巡航导弹的攻击,也至少能留出1小时时间作出反应。显然,美国海军的早期预警体系更为行之有效,作为其核心的WV-2预警机也在接下来的十余年时间里矢志不移的履行着在空中巡逻的任务,保卫着美国大陆免受前苏联战略轰炸机和战略导弹的攻击。而另一方面,美国海军在为空军方面提供雷达警戒舰协同的同时,还在圣迭戈和马里兰两地为美国战术空军部队培养了一大批雷达操作员,技术人员则在加州伯班克由洛克希德公司协助进行培训。
1960年VW-3中队的WV-2预警机
那么,美国海军空中早期预警机具体是怎样遂行“拦截屏障”的战术使命的呢?美国海军的大西洋和太平洋“拦截屏障”分别需要同时部署2至4架预警机在空中执行巡逻任务。就WV-2(或RC-121)预警机本身来看,该机作战半径接近1000英里,因此滞空作战时间可超过16小时。巡航速度为200节,作战高度则可达24000英尺。WV-2预警机可配备5名军官和13名作战人员。在执行远程任务时,机组人员最多可达31名。其中包括驾驶员、雷达技术操作员、无线电操作员以及测高操作员等。机上有5部雷达操作台,雷达操作人员控制显示屏的扫描,对接触目标进行相应处理。当时的雷达并不具备自动处理能力,因此机上的雷达操作员必须时刻关注雷达显示屏扫描的动态变化并作出相应标记,同时还需估算目标方位、轨迹和速度等参数。毫无疑问这是项艰苦而枯燥的工作,而且错失目标的几率也很大。特别是由于设备众多,机舱内的温度往往接近40度!为此,每位雷达操作员的工作时间被控制在1小时以内,采用轮换工作制。在真空电子管时代,预警机上复杂的雷达电子设备特别需要有效的运行维护,因此机上一般还安排有至少2名雷达维护人员。
WV-2的舱内操作台
由于飞行任务是全天候的,巡逻飞行过程中遭遇极端雨雪、强风以及浓雾等恶劣天气的场合并不少见,据统计,遭遇强对流天气的飞行任务几乎占到了总数的一半。曾有记录表明一架美国海军预警机曾在接近92节的风速下强行升空!尤其是在阿根廷、纽芬兰等地执行任务的美国海军飞机遭遇恶劣天气更为频繁。而每次漫长的飞行任务和任务期间的工作几乎是例行公事一般雷同,特别是起飞后的爬升过程尤其令人生厌。WV-2预警机使用的R-3350发动机在使用过程中也时常暴露出性能不可靠、故障率高的问题。1965年7月11日就有一架EC-121H空中早期预警机在执行任务途中因发动机起火而坠毁在大西洋中部海域,全体机组仅3人获救。
在“拦截屏障”计划的执行过程中,美国空军和海军方面不约而同的体会到了WV-2(RC-121)型预警机在执行这类任务中的不足,而这主要是电子装备的性能缺陷造成的。与此同时,两大军方也充分认识到该计划涉及到的人员、飞行装备以及配套设施等耗资巨大,与政府日益紧缩的财政支出显得越来越格格不入。当上世纪60年代初美国开始建立大型陆基警戒雷达时,海上远程早期雷达预警线的存在也逐渐失去了必要。特别是美国军方将战略轰炸机的防范重点逐渐转移到速度更快的战略导弹防御上时,包括海上雷达警戒舰以及其他防空力量的存在就显得不合时宜了。部分用于执行“拦截屏障”计划任务的美国海军VW飞行中队(如VW-1/2/3/4)还曾转而执行其他包括气象侦察在内的舰队支援任务(特别是VW-4中队)。1958年8月至12月炮击金门事件中,VW-3中队的WV-2预警机还曾在台湾以南海域执行巡逻任务;位于冲绳的VW-3中队的WV-2则在北部海域为美国海军水面编队执行空情情报搜集任务。部分任务的持续时间甚至长达16-20小时。
1957年VW-15中队的WV-2在加拿大纽芬兰海域和Sellstrom号驱逐舰协同巡逻
1960年2月起,美国海军开始陆续退役和撤消一批太平洋地区部署的AEW作战单位,并将其重新整编为太平洋空中早期预警中队(AEWBARRONPAC)。6月,美国海军取消了太平洋一线的“拦截屏障”,VW-3和VW-15中队也分别于当月底和次年4月中旬撤消。大西洋警戒线依然存在,但向东北方向移动到了冰岛一带,并分别构成了东、西两条线。前者由冰岛至挪威海,后者位于冰岛至丹麦海峡之间。而随之进行的预警巡逻任务也逐渐减少,以至最终于1965年中期正式停止了。
如何正确看待和评价“拦截屏障”体系的意义和作用呢?其实,很难说这一体系真正成功,毕竟在花费了巨额的资金和牵扯到庞大的人员组织、机构的同时,该体系并没能发挥实际作用。但从另一方面来看,“拦截屏障”体系对于防范可能的来自前苏联的战略进攻上的作用是存在的,更重要的是让美国民众真切的感受到自己正在受到有效的保护以免受攻击。同时,“拦截屏障”对于前苏联而言也是种震慑,从而令冷战时代美苏间的微妙平衡得以延续。
对新一代空中早期预警平台的探索
上世纪50年代对于美国海军陆基和海基AEW而言是个发展极为迅速的阶段,特别是在美国海军航母编队的作战中扮演了越来越重要的角色。同样的,美国空军也逐渐认识到EC-121预警机在空中指挥和控制上的巨大潜力,因此也在不断加大其研究和训练使用的力度。到了1955年,美国海军提出了发展一种承担作战情报中心职责,并且具备雷达自动跟踪能力的航母舰载预警机的需求。一旦这种新一代的空中早期预警机成为现实,那么机载雷达操作人员将一改过去手动操作跟踪的方式,使同时跟踪处理上百个空中和海上目标成为可能,同时还能有效执行与编队指挥中心进行关键情报的无线电中继任务。简单的说,它将能在整个航母编队的上空居高临下控制整个战场的作战态势。
回顾AD-5W、WV-2或EC-121预警机的服役历史,其中表现最突出的是APS-20雷达系统的性能缺陷。尽管在AEW系统发展的早期阶段,这种雷达还是发挥了巨大作用,但雷达操作员无法得到直观而形象的雷达接触信号显示,而只能通过一个雷达返回的原始脉冲信号进行判断分析,显然这个脉冲信号是不包含目标航向、速度和高度信息的。为了进一步确定目标的运动轨迹,雷达操作员不得不在数分钟内持续不断地单独标记每一个雷达接触信号,以此获得一个初步的目标运动参数。可想而知,在目标数量较多的情况下,操作员很容易被这种精力耗费巨大的任务弄的筋疲力尽。没有动态图形显示、没有高度信息显示、没有目标自动跟踪功能,APS-20雷达系统粗糙、笨重、使用不便的缺点使得其在近岸搜索以及多目标跟踪等任务能力上存在着极大的不足。到了上世纪50年代末,随着前苏联先进远程反舰巡航导弹和远程战略轰炸机的威胁加大,美国军方要求发展新一代AEW飞机和雷达系统的呼声也越来越高。
APS-20雷达劳苦功高,但已经跟不上时代的需要了
美国海军认为,改进AEW雷达性能的第一步是改善AEW载机的性能(速度更块的预警机意味着更大的探测搜索范围),使其有效协同编队中的反潜和攻击机的作战。随着AEW载机平台在现役的不同机型中的反复轮换试验,美国海军还曾考虑将APS-20雷达系统安装在ZPG-2W和ZPG-3W型飞艇上。这种内部充填氦气的软式飞艇在其顶部安装有测高雷达,APS-20雷达则安装在下方的吊舱内,空中连续作战时间可达60小时以上。不过在试验过程中,试验人员反映飞艇上的工作环境过于狭小,而且噪音也很大,不适合作为长时间作战平台。因此经历了最初的试验阶段后,美国海军放弃了上述想法,将这些飞艇转交给了美国海岸警卫队。而另一方面,美国海军也在与洛克希德公司合作开发出WV-2E型机,洛克希德重新设计了一种直径达11.8米的大型旋转式雷达天线整流罩,将其设计在了WV-2E的机身后部上方。1956年8月,装备了新型APS-82型预警雷达的WV-2E型预警机正式问世,美国海军起初计划用其逐步取代WV-2。不过,由于适合美国海军的是航母舰载型AEW平台,因此WV-2E型预警机只得永远停留在了试验阶段。
WV-2E是第一种上“盘子”的预警机
转轴以及直径达11.8米的大型整流罩
可见,美国海军在发展新一代AEW平台的过程中作出了不懈的努力,取得了一定成果,但这些成果都不能从根本上解决AEW系统的整体作战性能的问题。美国海军也意识到自己需要的是一种装备新一代预警雷达系统、具备360°全方位同步探测、自动目标跟踪与测高能力的多座舰载预警机。
1955年,由于美国海军迫切需要寻求一种AD-5W的替代机型,美国海军航空部曾提出一项新型航母舰载空中早期预警/空中拦截控制机(AEW/AIC)研制计划,该机将具备探测远程空中目标并引导已方拦截机进入作战位置的能力。当时有多家公司参与了该计划,但最终格鲁曼公司的方案最终入选。1955年11月,美国海军航空部签署了采购2架AEW/AIC原型机——格鲁曼E-1B(最初为XWF-1和WF-2型)“跟踪者”(Tracer)舰载预警机的合同,1957年3月原型机完成首飞。也许当时谁也没有想到,当时作为临时过渡装备机型的E-1B直到1976年才正式装备部队,而且最终装备数量也只有89架。
XWF-1的天线罩要比后来的E-1B小上许多,内装APS-20雷达天线
第一架WF-2,由于更换了APS-82雷达,整流罩大了不少,为此改成了双垂尾
巨大的翼形截面雷达罩,在飞行中能产生升力
E-1B是在AD-5W基础上改进设计而来,装备与WV-2E上相同的APS-82型S波段雷达,其显著特征是水滴状的整流罩,乘员为2名驾驶员和2名雷达操作员。E-1B的作战高度通常在5000至7000英尺间,这样可以有效减小地面和海面杂波的影响。APS-82型雷达在APS-20型雷达基础上有了很大进步,不但采用了技术指标和抗干扰性能更加出色的单脉冲体制,而且对战斗机目标的有效探测距离增加到了310千米,并能同时对20架左右的作战飞机进行编队指挥和截击引导,而且还可在反潜支援作战中对反潜机进行目标引导以提高搜索精度。然而,E-1B在执行舰队编队任务的能力上提升效果并不明显——没有与水面舰艇之间进行数据实时通信的能力,雷达性能和指挥控制水平仍不能满足要求。由于雷达测高性能有限,而且同样不具备雷达动态图形显示与目标自动跟踪能力,ASP-82型雷达在多目标作战环境下仍然显得力不从心。
WF-2/E-1B奠定了美国海军现代舰载预警机的基础
美国海军空中早期预警系统的发展历程(一)
美国海军空中早期预警系统的发展历程(二)
美国海军空中早期预警系统的发展历程(三)
美国海军空中早期预警系统的发展历程(四)