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北约“联盟地面监视”无人机首飞

发布时间:2019-01-02 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    北约“联盟地面监视”无人机首飞作者: 温杰   2015年12月19日,诺格公司为“北约联盟对地监视”(AGS)打算生产的第一架衍生型“全球鹰”从美国加利福尼亚州帕姆代尔升空,爬升到12 190米高度,接着在2.5小时里飞过了一系列测试点,顺利地下降在爱德华兹空军基地,成功完成了首飞,表明了北约即将装备和使用的AGS无人机具有成熟的抑制系统和出色的适航性。
  作为“全球鹰”家族的最新成员,这架AGS无人机与RQ-4B Block 40无人机有94%的通用性,最引人注目之处是在机身下部配装了全新的AN/ZPY-2型雷达,能够有效地扩展北约的结合情报、监视与侦察(ISR)能力。按照合同,北约将陆续接收5架AGS无人机,先后部署到位于意大利锡戈内拉空军基地的北约作战中心,预计在2017年底达到初始作战能力。
  整体方案几易其稿
  北约AGS观念最早出现于20世纪90年代初。海湾战争结束后,北约防务规划委员会在1992年首次提出了“机载对地监视”(AGS)的作战需求。两者缩写相同,但定义不同。1995年,北约各国的国防部长一致赞成“联盟应该继续致力于发展一种北约拥有和管理使用的最基本核心能力,并且能够由共同使用的国家资产作为补充。”
  AGS打算将为北约联盟及其成员国提供一个完整的和综合的地面监视能力,能够不受限制、以近乎实时和共享的方式使用地面监视数据。从本能来讲,AGS系统非常于美国空军的E-8C“结合监视指标抨击雷达系统”(JSTARS),然而将选取更现代化的雷达和载机。这项打算主要包括两个局部:空中局部由飞行平台和机载传感器组成,地面局部由固定式和可运输的移动式机动地面站组成,后者能够实现情报数据的分析和分发,所有系统都通过高本能数据链无缝地彼此连接。
  从当初的一纸方案到今天的成功首飞,AGS打算的整体方案在20年时间里几易其稿,履历了多次变化。早在20世纪90年代中期,诺格公司曾经大力向北约推销E-8C飞机,但遭到了明确拒绝。时隔几年后,北约起初着手考虑有人机和无人机的混合机队方案,进展对照缓慢。
  2001年,北大西洋合作委员会决定加快推进AGS打算,重点强调全体北约成员国结合采购和共同使用。次年,北约在布拉格峰会上决定成立“跨大西洋合作AGS雷达”(TCAR)集团,在美国的“多平台雷达技能嵌入打算”(MP-RTIP)和欧洲的“防区外监视及指标截获雷达验证机”(SOSTAR-X)打算基础上,结合研制新的雷达。2004年,北约决定以混合机队方案推进AGS打算,并选择了一支多国工业联盟组成的“跨大西洋工业朋友解决方案”(TIPS)团队。
  按照那时设想,混合机队的空中局部由4~8架空客A321改进型飞机与7~9架“全球鹰”无人机组成,两种平台都能携带TCAR集团打算研发的电子扫描阵列雷达。其中,A321飞机可承载由14名操作员组成的多国机组成员,并在飞机背部的突出部位安装了一部TCAR,可以覆盖机翼产生的雷达遮蔽区。这种混合机队方案将使北约可以从241千米或更远的防区外距离对地面活动指标实施广域观察。
  但是,时隔不到两年,由于AGS打算过分依赖美国的雷达技能和局部成员国表示不愿提供资金,北约在2007年决定终止混合机队方案,放弃了A321平台的研制事务,转而选取了经过简化的AGS系统,即空中局部基于“全球鹰”Block 40无人机及其MP-RTIP传感器,而地面局部依旧保持不变,因为它的功能和使用特性很大程度上独立于实际的飞机和传感器,仍然由欧洲和加拿大的工业部门负责研制。 ◎北约在AGS打算初期曾经考虑选取混合机队方案
  北约各国达成共识
  实际上,AGS打算在协调各成员国意见方面绝非一蹴而就。这项打算不仅要考虑联盟作战需求,而且还要满足工业界参与的要求,因此,如何基于美国的成熟产品使用自主研发的设备,已经对参与这项打算的北约成员国提出了挑战。此后数年间,受到国际金融危机的影响,参与国在防务预算方面捉襟见肘,使得AGS打算依然步履维艰。
  但是出乎预料的是,北约主导的利比亚战争极大地推动了AGS打算的进展。2011年3月19日,以法国和英国为首的空中力量起初对利比亚实施空袭。在这场战争中,欧洲一些国家严重依赖美国无人机提供的侦察和监视情报,后者在战争中承担了识别和打击指标的任务。对此,北约官员表示,利比亚战争显示出拥有这样一种能力的重要性。 ◎北约确定选取简化的AGS系统方案,图中国旗代表首先的参与国
  这样,北约成员国的国防部长们在有关采购资金分担问题长期争辨不休之后,最后有13个成员国赞成采购AGS系统,它们是保加利亚、捷克、爱沙尼亚、德国、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、挪威、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚和美国,后来丹麦和波兰成为AGS打算的朋友国。北约赞成英国的“哨兵”侦察机和法国“苍鹭”TP无人机能够作为额外的监视系统,用于补充AGS打算,替代这两个成员国的财政分摊额。
  AGS无人机将提供给所有28个成员国,北约任意一个成员国如果愿意支付无人机的运行费用,那么该国即可调用无人侦察机。2012年2月3日,北大西洋理事会做出一项决议,保证北约共同投资于基础设施、卫星通讯、作战与支援,为授予AGS采购合同铺平和道路。   在国际金融危机的大背景下,各国都面临减少防务预算的巨大压力,但AGS打算成为联盟共同拥有和分享资源的最好范例。早在2010年,拉斯穆森首次提出了“巧防务”(Smart Defence)来加强能力建设的理念,即北约盟友共同提供和分享军事资源与能力,通过加强统筹协调、明确共同优先指标等方式,削减防务方面的反复建设,避免成员国浪费有限的防务资源,同时提高北约行动的效率。
  2012年5月20日,第25届北约峰会在美国芝加哥开幕,各成员国在军费紧张背景下就实施“巧防务”策略上达成共识,发布了《北约峰会防务能力宣言》。作为此次峰会的一个重要成果,北约28个成员国的国防部长共同见证了AGS打算采购合同签署的历史时刻。5月20日,北约联盟地面监视管理机构(NAGSMA)与诺格公司正式签署了价值17亿美元(12亿欧元)的AGS无人机采购合同,北约将采购5架AGS无人机,用于承担结合情报、监视和侦察(JISR)任务。
  监视系统实现集成 ◎2009年2月,北约15个成员国正式签署了AGS打算的谅解备忘录
  作为AGS打算的主承包商,诺格公司在“全球鹰”Block 40型无人机的基础上起初制造5架AGS无人机。早在2009年6月26日,诺格公司和美国空军结合推出了新一代高空长航时无人机――“全球鹰”Block 40型,编号AF-18。该机翼展39.3米,机长14.5米,比已服役型号“全球鹰”能够多携带454千克的有效载荷。最重要的是,这种“全球鹰”的机翼内部拥有33米长的空间结构来容纳燃料箱,在装满燃料时的起飞重量大约为14.6吨。
  与此同时,诺格公司还负责在AGS无人机上集成AN/ ZPY-2型雷达和其它任务载荷。从Block 30型到Block 40型,“全球鹰”的最大变化是加装了诺格公司研制的AN/ZPY-2雷达,其在机身腹部设计了一个长121.9厘米、宽45.7厘米的雷达天线舱。
  作为AGS无人机的核心局部,AN/ZPY-2雷达是一种双部件系统,天线和相关电子设备安装在前机身下面的一个整流罩中,信号处理机安装在航空电子设备舱内。雷达事务模式软件放在信号处理机中,负责抑制雷达,管理雷达的运行和处理数据。 ◎空中客车公司防务分部为AGS打算研制的地面抑制站
  实际上,AN/ZPY-2雷达是一种侧视雷达,天线安装在一个万向架上,通过伺服电机实现机械驱动,能够沿着纵轴转动180度来扫描另一侧的空域。这样,一副天线就能够实现两侧观察。从事务机理看,雷达天线在方位和俯仰方向不能实现机械运动,而是利用波束以电子方式进行扫描。这种电子扫描能力使雷达波束的运动比从前的机械扫描系统快得多,从而提高了雷达的搜索和多指标跟踪能力。
  此外,AGS无人机还配备有一种网络中心战设备,能够提供视距和超视距的远程、宽波段数据链,可以融合传感器数据、持续地探测和跟踪移动指标,并提供清晰的图像。
  AGS系统的地面局部则全部由欧洲工业部门负责研制和生产,从而为参与国提供直接承担AGS打算的事务份额,这些公司主要包括德国的卡希迪安公司、意大利的塞莱克斯・伽利略公司、挪威的康斯伯格公司等。据最新消息,空中客车公司防务分部已经向NAGSMA交付了首个移动式地面站。
  与美国空军使用“全球鹰”不同的是,北约AGS系统的特点是使用了两种完全不同类型的地面抑制中心,分辨称作“移动式通用地面系统”(MGGS)和“战术级通用地面系统”(TGGS)。而且,抑制无人机的软件也不同于美国。根据合同,通用动力公司加拿大分公司为AGS打算提供了地面通讯抑制系统软件,将用于管理AGS无人机与锡戈内拉空军基地之间的无线电和卫星通讯。同时,该公司提供了军事基地与移动指挥中心之间的IP语音对讲系统。
  雷达系统水到渠成 ◎2009年6月26日,美国空军的首架“全球鹰”Block 40无人机出厂
  从研制过程来看,AN/ZPY-2雷达是美国空军MP-RTIP的结晶。早在1998年,美国空军就启动了“雷达技能嵌入打算”(RTIP),着手发展一种不但能探测飞机和车辆,同时还能探测和跟踪低空飞行的巡航导弹机载监视雷达。2000年12月,美国空军将RTIP重组为MP-RTIP,旨在发展一种模块化、可重构雷达,打算将其安装在正在研发的E-10A广域监视(WAS)飞机和“全球鹰”无人机上。
  在MP-RTIP中,美国空军试图通过AESA技能把AWACS和JSTARS的两种截然不同的功能整合在一部雷达中,这样,未来的预警机就能够同时完成对空和对地/海的监视、指挥和抑制的任务。从技能上讲,AWACS所要滤除的杂波,偏偏是JSTARS所要探测的指标。因此,MP-RTIP的研制过程,对机载雷达设计不但是一次挑战,而且也是对战场侦察和监视系统、空中预警系统的一次革命。
  从设计理念来看,AN/ZPY-2雷达是一种模块化、可缩放的有源电子扫描阵列雷达系统,可以根据需要集成在有人驾驶飞机和无人驾驶飞机上。该雷达系统选取了几千个发射机/接收机(T/R),装配成通用模块后嵌入到天线中,具备先进的广域监视能力,能够提供前所未有的态势感知能力,为作战人员提供指标信息。   按照首先的MP-RTIP,雷达天线根据平台的需要任意缩放,设计成为大、中、小型等不同尺寸。其中,大型天线(7.2米×0.6米)原打算用于E-10A广域监视平台,中型天线(5.4米×0.6米)曾筹备用于北约AGS打算的有人驾驶平台,而小型天线(1.5米×0.45米)能够安装到“全球鹰”无人机上。随着北约签署AGS采购合同,以MP-RTIP发展出的生产型号正式命名为AN/ZPY-2雷达。 ◎2010年9月29日,第一部生产型MP-RTIP雷达在“海神”飞机上完成试飞(上),在测试中获得SAR图像(下)
  AN/ZPY-2雷达事务在X波段,能够提供至少6种不同的事务模式:地面移动指标指示(GMTI)、合成孔径雷达(SAR)、空中跟踪、空中移动指标显示、辅助搜索和高分别率对地雷达。它可按顺序运行各种模式,也可穿插运行各种模式。这样,一个AGS系统就能完成不同的任务,既能搜集地面运动指标和固定指标的情报及图像,还能够探测低空飞行的威胁,为北约各国提供有关广域威胁的各种监视信息。
  与现役E-8C对地监视飞机上的AN/APY-7雷达需要在GMTI和SAR模式之间进行切换,而AN/ZPY-2雷达几近能同时搜集SAR图像和GMTI图像。因此,AN/ZPY-2雷达能更快地探测、跟踪和识别更多的指标。这种雷达能提供更远的探测距离和更短的重访时间,具有更高的精度,分别率从大约4米提高到0.3米左右。因此,AN/ZPY-2雷达的空地监视能力为AN/APY-7雷达的5~10倍。
  AGS无人机选取了有源相控阵技能后,不但改进了SAR/ GMTI对面指标的监视本能,而且还增加了对空中指标的搜索和跟踪能力。与AN/APY-7雷达的最大差别在于,AN/ZPY-2雷达具有导弹防御能力,这种能力是现有的机载雷达都不具备的。它还能够通过机载数据链把空中指标数据传送到地面指挥所,指引地空导弹对指标进行抨击。
  飞行测试正式启动
  2015年6月4日,首架AGS无人机在帕姆代尔隆重出厂,证明AGS打算已经完成了90%的研制事务,剩余局部为适航鉴定事务,也是问题最多的局部,因为这种型号无人机上的一些设备不同于美国空军“全球鹰”上的机载设备。因此,AGS无人机的首次升空标志着飞行测试阶段的正式启动,接下来将在几个月内完成传感器集成测试和地面站测试。
  为了保证适航鉴定的顺利进行,意大利的适航部门已经派出一支认证队伍飞赴加利福尼亚州,将负责AGS型无人机的试飞认证事务。这个过程基本类似于卢森堡认证北约E-3A预警机的流程。从飞行平安方面来看,这些新系统必须通过试飞证明都是兼容的。 ◎2011年7月21日,“全球鹰”Block 40首次完成AN/ZPY-2雷达全系统试飞
  如果一切顺利,支持广泛任务的各种传感器和能力将彻底改变北约获得ISR的方式。AGS系统用于全天候近实时持久广域地面和海上监视任务,不但能够保护地面部队和平民、实施边界管控和海上平安,还能在反恐和危机应对中发挥重要作用,并且能够在自然灾害中实施人道主义援助。
  按照打算,第一架AGS无人机将在2016年交付NAGSMA,接着部署到意大利锡戈内拉空军基地。根据安排,第5架AGS无人机将在2017年底下线。目前,北约正在锡戈内拉空军基地建立地面站、指挥与抑制系统、训练与后勤支持服务。AGS系统将在2017年变成初始作战能力,在2018年变成全面作战能力。与现役E-3A空中警戒与抑制系统(AWACS)机队一样,AGS机队将最后成为北约独立拥有和管理使用的装备。
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