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现代海战范围广阔, 情况复杂多变。 在战役战斗的不同阶段, 需要遂行的任务繁多, 必须集中统一指挥, 将有限的兵力用于战役战斗的主要方向和重要时节, 统筹兼顾各种作战需要。舰载预警机作为航母编队的最远层防御屏障, 是作战网络重要节点。该机能为航母编队提供早期预警时间, 探测空中飞机、掠海飞行低空目标、海面舰船、通气管深度航行潜艇、港口以及导弹发射阵地, 还可作为航母编队远程攻击指挥节点指挥、引导舰载机和导弹等攻防武器。
信息化海战的两大关键因素
战场态势感知和指挥控制能力是信息化海战的两大关键因素。随着现代战争作战形式由传统平台中心战向网络中心战演变, 以及对敌方时敏目标实施精确打击的需求越来越重要。仅依靠舰载预警机或编队内某单个平台的传感器探测和指挥控制已无法满足未来海战的需求, 需将多层次、 多平台的传感器、 指挥控制节点和武器平台等链接成网络作战系统。为此, 美国海军于1996年提出Cooperative Engagement Capability(CEC)并率先由“艾森豪威尔”号航母战斗群实现。
此前, 美国海军就协同作战进行了多次重大试验, 包括1990 年原型机首次海上试验, 1993年在驱逐舰上试验, 1994年在航母、巡洋舰和两栖攻击舰上试验, 以及 1994年在航母战斗群上试验, 直至1996年试验正式完成并研制了相应的协同作战系统。经过十多年的发展,美国海军航母编队各型舰艇以及舰载E-2系列预警机均安装了协同作战系统。这样, 舰载E-2系列预警机不但具备远程警戒监视功能, 还具备战场综合态势感知、 综合信息处理与分发、 空中指挥控制、 协同作战和战场管理等功能, 已成为美军航母编队预警探测和作战指挥网络体系的重要节点。
图1 E-2D预警机的协同作战
舰载预警机协同作战的5种任务类型
1) 对空警戒：对空警戒是舰载预警机首要任务。在远离本方编队防空区域范围内, 及早发现、识别和跟踪各种高、低空目标, 将情报下传至编队各级指挥控制火力单元, 为编队防空提供足够的预警时间;
2) 对空拦截：舰载预警机不仅具备预警探测功能,也是一个空中指挥所。 在编队指挥所的授权下, 舰载预警机能够指挥引导空中作战平台完成对空中威胁目标的拦截任务;
3) 对地/对海攻击：能够依据预加载或临时规划的突击方案, 计算其他突击平台完成对陆地/海上目标突击的飞行方案和攻击时机, 并生成方案数据和指令输出, 指挥突击平台突击陆地/海上目标;
4) 指挥搜潜、反潜：计算搜潜、反潜作战平台进入海上潜艇出现区域的方案和时间, 引导作战平台执行搜潜、反潜任务;
5) 中继制导：舰载预警机既能在战场范围内执行搜索、探测、指挥和引导等任务, 又能在大范围内、多个作战方向上和指挥中枢进行远距离情报信息联系, 并且完成通信中继任务, 对我方武器系统进行中继制导, 实施超视距攻击。
舰载预警机协同作战5种模式
1) 与编队指挥所协同
由于舰载预警机飞得高、看得远, 能够对各种威胁目标提早发现和预警, 并对编队雷达系统不能发现的区域进行补盲。舰载预警机分析各种目标的威胁程度, 并通过数据链将收集的信息下传到编队指挥所, 同时根据任务需要向编队定制相关空域、海域的统一战术图像和合成战术数据, 并生成战场综合态势。基于该态势, 舰载预警机可对目标诸元分析计算。获得舰载预警机授权时,可指挥编队的空中和水面作战平台执行目标拦截、搜潜、反潜及对/对海突击等任务。
2) 与编队内其他舰艇协同
舰载预警机利用预警探测特点, 为编队内其他舰艇的探测区域补盲, 从而形成统一实时的战场态势图。同时根据任务需要向相应的舰艇定制相关空域和海域的态势信息。
对目标进行远程打击过程中, 由于编队内其他舰艇作为导弹发射平台时, 自身制导设备已不能满足对舰空、舰舰导弹远程制导需求, 舰载预警机可为编队内其他舰艇的导弹武器实施中继制导。此外, 在编队内其他舰艇发射导弹后, 导弹经过一段时间飞行, 脱离舰艇制导范围, 可将制导权移交给舰载预警机, 由其引导导弹飞向目标。
3) 与其他舰载预警机协同
舰载预警机在执行任务过程中可与其他舰载预警机协同, 共享战场态势信息。 舰载预警机与其他舰载预警机进行任务接替时会出现以下情况：
① 空中资源重新分配;
② 某架舰载预警机需前往其他任务区;
③ 该舰载预警机已不能有效控制某作战平台, 而其他舰载预警机可以;
④ 该舰载预警机认为其他舰载预警机能更好地控制某作战平台。
4) 与舰载飞机协同
可实现对舰载作战飞机的协同指挥, 根据目标的探测分析情况自主生成相应的突击航路, 对舰载作战飞机进行编队和目标协同分配, 引导作战飞机对目标实施打击。
为舰载反潜飞机提供目标指示, 计算生成搜潜方案, 同时接收舰载反潜飞机的目标信息, 实现对潜艇的探测与跟踪。根据发现潜艇诸元信息对目标进行分析、判断和计算, 生成反潜攻击方案。指挥作战飞机对目标实施攻击, 并将打击效果反馈给舰载反潜飞机。
5) 武器中继制导
舰载预警机发现敌方目标后, 将目标位置、高度、速度和航向等相关参数通过数据链传送给载有空空/ 舰空导弹的作战平台, 并下达远程攻击指令。作战平台根据目标参数给空空/ 舰空导弹装订相关参数后发射导弹, 并将导弹发射消息通知所属指挥控制平台后遂行其他战斗任务。舰载预警机持续快速给导弹发送目标运动信息, 导弹对目标信息进行融合, 依据导弹导航系统所提供的自身运动信息,形成制导指令, 实现对导弹的中继制导。
导弹在飞行过程中, 持续回传导弹自身信息, 包括位置、高度、速度、航向和工作状态等。舰载预警机根据导弹当前状态改变攻击目标, 进行参数二次装订, 实现二次瞄准, 并为打击效果评估提供依据。
舰载预警机协同作战的关键技术
信息化条件下的舰载预警机与编队协同作战是未来信息化海战的主要作战方式。舰载预警机实现有效的协同作战, 其作战样式、 运用方法以及使用的技术手段是未来高技术海战的研究重点。舰载预警机实现与编队的协同作战应突破以下关键技术：
1) 数据链
数据链技术是实现舰载预警机与编队协同作战的基础, 包括战术数据链和武器协同数据链。战术数据链用于连接舰载预警机与编队内各指挥控制节点、作战平台和武器平台, 适合传输数字信息, 是具有标准化消息格式、组网和通信协议的信息系统, 该系统能根据需要以不同数据速率及信道传输作战指挥系统的战术信息; 武器协同数据链是用于武器系统的数据链, 其使用范围较窄, 仅用于提供武器引导, 一般用于传输中、远程空空导弹中程导引用的弹道修正指令, 或防区外空对面武器的导引数据, 也可用于导弹回传自身状态信息, 使得导弹具有二次瞄准能力。
总之, 数据链涉及的关键技术有:
①统一通信协议和消息标准制定;
②复杂电磁环境下抗干扰保密通信;
③多型数据链协同作战;
④一体化数据链;
⑤相对导航定位。
2) 信息融合
信息融合技术是统一战场态势生成的基础, 包括对多源信息进行检测、相关、组合和估计等技术,用以提高状态和身份估计的精度, 对战场态势和威胁的重要程度进行适时且完整的评价。舰载预警机根据自身传感器( 雷达、光电、电子对抗和红外等)及编队内其他指挥控制平台报告的空中、 陆地和水面航迹消息, 进行目标信息融合, 形成统一的战场态势。
信息融合涉及的关键技术有:
①时间空间配准;
②精确导航定位;
③多机动目标跟踪与识别;
④航迹关联与维持;
⑤态势评估与威胁估计。
3) 协同指挥引导
舰载预警机与编队的协同指挥引导技术, 能够实现与其他指挥控制平台进行大量不同批次、类型和功能的参战平台进行统一组织与调度, 从而确定整个编队各作战平台的作战任务, 引导各参战平台按一定时间和空间关系有序到达作战区域, 并展开对目标的打击, 为了实现舰载预警机与编队作战协同指挥与控制高度自动化与智能化, 提高整个编队的作战效率和作战能力。
协同指挥引导的关键技术应包括：
①战场态势综合评估;
②面向多层次、多作战节点的自动化指挥与智能决策;
③多编队、多机种协同作战方案生成;
④编队控制与位置保持自动化;
⑤一体化联合作战指挥引导;
⑥基于多源信息的一体化攻击引导。
4) 协同发射与中继制导
舰载预警机协同发射与制导技术是实现编队打击武器中继制导能力的关键。该技术充分利用舰载预警机传感器的探测优势, 对作战平台发射的制导武器进行中继制导。
涉及的关键技术有:
①远距目标定位、 识别与信息获取;
②制导平台移交制导权;
③制导平稳切换;
④制导坐标系建立;
⑤协同发射与制导方案生成;
⑥协同发射武器投放点计算;
⑦制导武器二次瞄准。
E-2C的协同作战能力
协同作战能力系统作为由雷神公司（Raytheon Company）开发的系统，在美国海军的许多舰船上和E-2C“鹰眼”预警飞机上已经使用了十年之久。E-2C的装备可以通过一种具有高度抗干扰性能的C波段数据分布网络，来实现实时目标跟踪，将所有的数据融合成一幅单一的综合空中图片，并在所有参与单位的显示器上显示出来。CEC允许更好地探测、跟踪类似巡航导弹这一类的低可探测性、高机动性的目标。这样，“鹰眼”预警机就可以在高空与海上军舰形成网络，有效地超越地平线的制约，相互分配各种不同水面作战任务，扩大态势感知图像和增加舰队反应时间。
协同作战能力系统可以安装在不同平台，舰载协同作战能力系统USG-2安装在6艘航空母舰，8艘两栖攻击舰和30多艘巡洋舰和驱逐舰上。机载型的协同作战能力系统USG-3装备了大约30架E-2C型预警机上。由于协同作战能力系统并没有在全舰队范围内装备，所以海军考虑将装备了该系统的航空母舰和E-2型预警机一起部署，从而最大限度地利用这种系统的能力。使E-2C完全融入战区弹道导弹防御和巡航导弹防御系统中。这种先进的跟踪能力同“宙斯盾”和升级的“标准”导弹相结合，使战斗群能够布置一个有机的全战区巡航导弹和战区弹道导弹防御伞, 为重点防区和美国及多国部队提供保护。
E-2D的协同作战能力
E-2D预警机扩展防空任务的一个关键是协同作战能力，通过数据链将来自各种平台的雷达跟踪测量数据融合为一幅高质量、实时合成的跟踪图像，实时地参与到军舰和飞机的信息网络中。例如，E-2D接收到舰载系统发送的初始通信数据后，机上的CEC系统检验这些数据，识别飞机同时跟踪同一目标，增加其自己监测的相关雷达数据后，再次将所有的信息发送回到军舰。这一过程允许网络内的所有作战平台在其传感器的监视容量内同时看到完整的空中图像，并且协同应对各种威胁。
改进型协同作战能力系统USG-3A以及之后的USG-3B，被部署到E-2D上，USG-3A有一个全新的信号数据处理器，体积更小，有一个造价更低的天线，成本更低。这种改进过后的协同作战能力系统使E-2D飞机载的此类系统的综合成本下降了三分之一。
E-2D的雷达进一步依靠改善精确性来增强CEC图像，从而针对不确定的较小区域进一步改进的探测距离，以及改善跟踪的连续性，识别目标将变得更加容易。E-2D还将支持进一步增强的交战解决途径，即当舰载相控阵雷达未能锁定机动目标时，ADS-18雷达的探测能力可以填补空白。此外，该雷达还向舰载CEC网络提供了更高的保真度、更丰富的细节，并且潜在地更加频繁地更新目标数据。
雷神公司（Raytheon Company）针对E-2D预警机的发展需要，还研制CEC电子设备的减重型。这包括一个“迷你型终端”，将无线电功能、接收机/合成器和CEC处理器集成到一个部件内，重量只有235千克。
图 2 Cooperative Engagement Capability（CEC）概念图
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