E-8C“聯合星系統”

E－8C 聯合星系統是是美國空軍和陸軍的合作研製項目，美軍現代空地一體戰的重要裝備，對監視軍事衝突和突發事件中的地面情況，控制空地聯合作戰都具有重要作用，堪稱空中與地面之間的神經中樞。

基本介紹

• 中文名：E-8C“聯合星系統”
• 外文名：JSTARS或JointSTARS
• 項目：美國空軍和陸軍
• 類型：神經中樞

簡介

E－8C 聯合星系統，其全稱應為聯合監視目標攻擊雷達系統（JSTARS或JointSTARS）。系統主承包商是諾斯羅普－格魯門公司。

美空軍的E-8C“聯合星”飛機

E－8C聯合星系統是一種先進的遠距空地監視飛機，雖然它也像E－3A預警機那樣裝有高性能雷達及其它先進設備，但該機所監控的對象並不是空中目標，而主要用於對付地面目標。整個聯合監視目標攻擊雷達系統，主要由載機、機載系統和地面站系統組成。用於全天候下對地面靜止或活動目標進行定位、探測與跟蹤，其縱深距離可達到250公里左右。

研發歷史

JSTARS是在美軍陸軍的“遠程目標捕獲系統”（Stand-off Target Acguistion System）和空軍“鋪路機”（Pave Mover）系統的基礎上發展而來的。“遠程目標捕獲系統”是美國陸軍直升機使用的一種機載雷達系統，用來快速、連續、大區域地監視地面活動目標；“鋪路機”系統是美國空軍使用的一種機載雷達系統，用來監視、探測和攻擊陸軍前沿部隊縱深地帶的敵方的面活動目標。為節省投資及儘快研製出能滿足空地一體戰需要的指揮、控制和通信（C3）系統，美國防部長辦公室於1982年5月決定將上述兩個系統合併成一個系統――聯合監視與目標攻擊雷達系統。1985年，美陸、空軍聯合投資15.5億美元，開始合作研製聯合監視與目標攻擊雷達系統，主承包商是諾斯羅普--格魯門公司，前兩架原型機的載機是用兩架二手的波音707飛機改裝而成的，稱為E－8A，經試驗後定型的生產型稱為E－8C聯合星系統。 E－8C聯合星系統是現代空地一體戰的重要裝備，對監視軍事衝突和突發事件中的地面情況，控制空地聯合作戰都具有重要作用，堪稱空中與地面之間的神經中樞。

美空軍的E-8C“聯合星”飛機2

載機

E－8C聯合星系統的載機是老式波音707飛機。其主要參數為：機長46.6米，機高12.9米，翼展44.4米，機翼面積為268.6平方米。動力裝置為4台JT－3D型渦扇發動機，單台推力84.48千牛。最大載容量40.3噸，最大燃油重量70噸，最大起飛重量152.4噸，實用升限為12600米，最大平飛速度為每小時1010千米，續航時間為11小時，如進行空中加油則可在空中停留20小時。

美空軍的E-8C“聯合星”飛機3

E－8C聯合星系統飛機上共有17個系統操作員和1個領航/自衛操作員，此外還有駕駛飛機的4名機組人員。飛機的每個工作檯都配備有先進的數字顯示處理機和高解析度彩色圖形監視器、鍵盤和通信終端。

機載系統

機載系統主要有雷達設備、天線、高速處理機以及各種相關軟體等。

飛機規劃示意圖

E－8C聯合星系統雷達設備採用的是APY－3相控陣雷達系統，該系統重1900公斤，其多個發射機通過一個組合的大功率放大器將能量饋送到天線，這樣做可增大雷達的探測距離，提高雷達系統的性能。APY－3相控陣雷達系統有多種工作模式，其中廣域活動目標監視指示模式（WAS/MTI）是該雷達的基本工作模式。用這種模式，可對地面機動目標和直升機等慢速移動目標進行探測、定位和識別。通過信號分析處理，“聯合星系統”可區分出輪式和履帶式車輛的運動。通過對地面小範圍的監視可使雷達探測到的目標成像顯示更加清晰。不但可提供高解析度的圖像，可用於對地面移動目標進行監視，並可為戰鬥部隊制定進攻計畫提供準確的信息。因此，E－8C聯合星系統可在任何氣象條件下對地面目標進行探測、定位、分類、跟蹤和瞄準，同時，還可準確地判斷其運動方向和速度，從而了解其作戰行動的意圖。E－8C飛機既能在很寬的範圍內監視戰場情況，也能在一個區域內進行搜尋，還可應地面指揮員的請求對某個目標重點搜尋或自動跟蹤選定的目標。對於地面固定目標的監視，使用的是合成孔徑雷達/固定目標指示模式（SAR/FTI），這種模式能以100米的解析度每隔35秒對160×180平方公里的區域進行一次搜尋，可獲得高解析度的敵方陣地和地面固定目標的圖像和照片。如橋樑、港口、機場和靜止車輛，以及諸如“飛毛腿”等飛彈的發射架等，都可以在很遠的距離以很高的機率探測到，並獲得高清晰度圖像。

E－8C飛機的前機身下部有一個12米長的獨木舟形的雷達天線罩，裡面裝有一付APY－3型相控陣雷達天線。該雷達天線可從飛機的任意一側對戰場進行監視，無論在前方、後方或側面，都可對地面靜止或移動目標進行探測與跟蹤，其縱深距離可達250公里左右。在平面方位採用電子掃描，掃描範圍可達到±60度；而在俯仰方向則採用機械掃描，可為“聯合星系統”（包括在該機上和在地面站的工作人員）提供目標數據和戰鬥控制數據。根據這些數據，操作人員可向飛機、飛彈或火炮發出指令，進行火力支援。據報導，由於E－8C飛機飛得遠，飛得高，續航時間又長，且雷達探測距離大，因此它可以在敵火力範圍之外活動。單架飛機飛行8小時，其覆蓋面積可達到10萬平方公里左右。

機載相控陣天線

E－8C 聯合星系統的處理機是該系統的神經中樞，可迅速顯示與更新地圖、雷達數據及各種指示符號等。處理機的速度可達到每秒60億次。除控制雷達外，它還可對航空部隊和遠程飛彈部隊進行有效指揮。“聯合星系統”採用保密的數據鏈和話音通信來分配和交換信息，其最重要的數據鏈是既保密又抗干擾的監視與控制數據鏈，用於將機上的數據傳給機動的陸軍地面站。同時，地面站對戰場情報的要求也通過這一數據鏈傳輸到E－8C飛機上。

E－8C飛機還裝有“塔康”導航及TADIL/Link16數據通信設備，可與E－3預警機進行聯繫，獲得其它裝備所探測到的信息，包括衛星數據。飛機上還安裝有電子對抗設備，如派往波赫地區的該型飛機上就裝有飛彈告警系統和曳光彈投放器等。 聯合監視目標攻擊雷達系統有保密語音和數據鏈到陸軍地面指揮和通信站，並且到空軍指揮中心。聲音通信系統包括12套加密超高頻（UHF）無線電通信，二套加密高頻（HF）無線電通信，三套特高頻（VHF）加密無線電通信用於單通道地面系統、機載無線電系統（SINCGARS）和多路內部通信聯絡系統網路。

數字式數據鏈包括一套衛星通信鏈路（SATCOM）、一個監視和控制數據鏈（SCDL）用於傳輸到可移動地面站和聯合戰術信息分發系統（JTIDS）。JTIDS提供戰術空中導航系統（TACAN）操作和戰術情況報告信息鏈路-J（TADIL-J）生成和處理。立體防衛系統SCDL使用時間分割多路存取數據鏈，合併靈活的頻率操縱（frequency management）技術。

系統使用寬頻帶頻率跳變、解碼和多樣性數據去獲得穩定性對抗敵方蓄意干擾。上行線路傳輸使用一個調製技術去測定在地面系統模組和E-8飛機之間通路延遲。聯合監視目標攻擊雷達系統提供在空中和陸地分布軍事力量之間無縫連通性。

地面站系統

“聯合星系統”的地面站為移動式的，分為一級地面站和二級地面站。一級地面站是一個可進行多種信息處理的中心。其信息和數據來自於“聯合星系統”載機指揮官戰術終端（CTT）、聯合戰術終端（JTT）和無人駕駛飛行器（UAV）傳輸的數據，同時通過區域網路、有線網和無線網，向陸軍指揮、控制、通信與情報部門的節點分發情報，以通報戰場情況和目標數據。

美空軍的E-8C“聯合星”飛機4

二級地面站，也稱之為普通地面站（CGS），屬於第二級情報與電子戰（IEW）系統。它可以將二次圖像及其它感測器數據分發給各戰術指揮官，使他們對戰場管理、情報和目標作戰，具有一個全面的整體的認識。陸軍的普通地面站將對從E－8C飛機接收到的雷達圖像數據進行分析，然後再將分析結果分發、通報到所有旅以上單位。名為地面站，實際上它可移動，不僅是地面和水面，而且包括空間。如普通地面站的設備，可裝在C－130、C－141、C－17、C－5和CH－47D、CH－53等在空中飛行的飛機或直升機上，也可以裝在水上航行的LACV－30和其它船隻上，以及諸如LCU兩棲艦或陸地上的平板運輸車上，總之地面站的移動方式非常靈活。普通地面站共有6名操作人員，可一天24小時運轉，不過每天需要有1.5小時的系統預防性維修。

主要性能

E－8C飛機上設有10個控制台和18名工作人員。生產型飛機將配17個控制台和21名工作人員，執行長期任務可增加到34人。飛機留空時間11小時，在空中加油可達21小時。E－8飛機在11000米高度飛行時，其機載雷達可探測250千米外的地面目標，能在全天候條件下，離前線100～200千米外的地方監視150千米×180千米（最大可達512千米×512千米）的大面積戰場區域，能探測、定位、分類和跟蹤固定目標和活動目標。APY—3相控陣雷達系統有多種工作模式，其中廣域活動目標監視指示模式（WAS/MTI）是該雷達的基本工作模式。用這種模式，可對地面機動目標和直升機等慢速移動目標進行探測、定位和識別。通過信號分析處理，“聯合星系統”可區分出輪式和履帶式車輛的運動。通過對地面小範圍的監視可使雷達探測到的目標成像顯示更加清晰。不但可提供高解析度的圖像，可用於對地面移動目標進行監視，並可為戰鬥部隊制定進攻計畫提供準確的信息。對於地面固定目標的監視，使用的是合成孔徑雷達/固定目標指示模式（SAR/FTI），這種模式可獲得高解析度的敵方陣地和地面固定目標的圖像和照片。如橋樑、港口、機場和靜止車輛，以及諸如“飛毛腿”等飛彈的發射架等，都可以在很遠的距離以很高的機率探測到，並獲得高清晰度圖像。

控制台操作員

據報導，該機在8小時飛行中可監視100萬平方千米的地區，並且有很高的探測精度，可區分履帶式和輪式車輛。該機在監視10千米×10千米的區域時，可確定橋樑、公路、汽車、坦克和飛彈發射架等固定目標的精確位置，可探測出以行人速度移動的目標。另據報導，該機除了能探測地面部隊和坦克外，還可探測海面艦船及直升機和低速飛行的飛機。E－8C飛機不僅能探測到敵方戰鬥前沿和縱深地帶的固定目標和活動目標，而且還可為指揮官提供戰場管理信息，引導飛機、飛彈、高炮和機動部隊對這些目標進行攻擊。陸軍的軍或師一級單位以及戰術空軍可根據該機提供的信息對戰場態勢作出評估，確定兵力資源的優先等級；實時掌握敵情，了解威脅，合理調動兵力，阻止敵方第二梯隊的進攻，以保證戰鬥獲得勝利。

功能特點

在未來戰場上，E－8C飛機在遠離前沿的友軍一側空中飛行，居高臨下同時對前沿和敵方縱深兩個地域的目標進行探測和跟蹤，獲得的目標數據將在以下兩方面為一體化作戰提供支援。

（1）提供目標數據

E－8C飛機對雷達獲得的原始數據處理後，將目標的方位、速度等數據通過JTIDS終端傳送給擔負前沿及縱深空中攔截任務的F－15和F－16戰鬥機，引導空地飛彈攻擊目標。如F－15的導航系統根據E－8C飛機提供的數據可建立起一個時－空坐標，提示飛行員在正確的時刻和地點發動攻擊。空軍隱身巡航飛彈也將使用E－8C飛機提供的數據制導。原始數據可通過監視控制數據網傳至地面站，經處理後再送到戰術指揮中心，引導地面機動部隊，包括前沿攻擊直升機部隊和炮兵部隊，對敵裝甲目標發起攻擊。陸軍使用E－8C飛機目標數據的基本配套武器系統是多管火箭發射系統（MLRS）。

戰術操作員手持式終端設備

E－8飛機還具有直接引導飛機和飛彈攻擊目標的能力，如果在攻擊飛機和飛彈上安裝專用數據接收設備，則整個攻擊過程無需人來干預。

（2）保障戰場管理

E－8飛機將成為管理未來一體化戰場的主要手段。通過對原始數據的處理和顯示，可為指揮官提供完整的戰場景況，使之對敵人在前沿地域的進攻規模、兵力部署以及縱深第二梯隊的推進情況了如指掌。例如，處理後的目標數據迭加上儲存在計算機中地圖信息，然後顯示出來，可供指揮官掌握敵方第二梯隊的推進方向、速度及沿途地形、道路情況，推斷遭遇地點，選擇可供利用的山脈、橋樑等屏障阻止敵行動。利用E－8飛機，指揮官還可及時掌握敵方裝甲部隊在戰鬥中的受損情況，確定是否需要再次發動進攻。由於空軍和陸軍幾乎是同時獲得同樣的戰場景況和目標數據，從而能共同設計他們的一體化戰場，提高協同作戰能力。

空中和陸地軍事力量之間連通示意圖

由於機載雷達具有多種工作模式，使系統能滿足指揮官各種不同需要。E－8飛機由戰術空軍司令部統一指揮，地面指揮官如有特殊需求可通過地面站直接與E－8飛機聯繫，機上的部分控制台也將由陸軍人員操作。該機既可監視整個戰場的情況，也可根據地面指揮官的要求集中監視某一小塊區域，甚至是某個運動或靜止目標。通過JTIDS，E－8C飛機可滿足長時間的滯空需要，經空中加油能連續飛行21小時，從而為作戰部隊提供可靠而有效的情報支援。

套用發展

（1）實戰套用

1991年海灣戰爭爆發，當時剛剛問世，但仍處於試驗階段的兩架 E—8A 型飛機就被派往海灣前線，參加了“沙漠風暴”行動、接受實戰檢驗。在這次作戰行動中，E—8A聯合星系統主要用於監視跟蹤伊拉克的地面坦克、飛毛腿飛彈以及其機動部隊的行動，為多國部隊的空中和地面指揮員提供了前所未有過的關於戰場的實時畫面，及其它戰略和戰術方面的情報，為前線指揮員的決策和作戰方案的制定，發揮了重要的作用，受到了軍方的高度評價。　海灣戰爭期間，兩架E-8A聯合星系統飛機，共飛行749架次，作戰飛行時間總計500多小時。在它們所執行的多次任務中，有兩次任務最使人難以忘：一次是多國部隊在對伊拉克的哈夫迪城進攻期間，為戰場提供的監視與支援。當時E-8A飛機探測到伊拉克增援部隊的80輛機動車輛正向哈夫迪城前進，多國部隊依據“聯合星系統”提供的情報，迅速調集戰術空中力量，及時阻截了伊拉克的增援部隊，使戰事更加主動地向有利方向發展。

另一次是在伊拉克部隊大規模從科威特市撤出期間，E-8A聯合星系統探測到有數千輛正逃跑的車輛，並實時地將伊軍的撤軍信息及時地傳輸給了多國部隊的空軍作戰中心，指揮官們依靠這些情報採取行動，在伊拉克部隊撤出科威特市外的必由之路上，利用戰術空中力量，阻斷並全部消滅了伊拉克的這支機械化部隊。

通過實戰的初步檢驗證明了“聯合星系統”的作用，於是海灣戰爭結束後，美參議院要求加速發展“聯合星系統”的進程，同時也針對“E—8A型”飛機在實戰中發現的一些問題，要求在以後的飛機中加以改進，其中包括改進操作員的操縱台，簡化通信設備，提高雷達的解析度，以及加強對飛行任務中所獲數據的充分利用等。

E-8的空勤人員

E—8C聯合星系統通過參加波赫“聯合行動”證明，不管其在惡劣的天氣，還是複雜的地形情況下，都能很好地執行任務。其機組人員共飛行了95個作戰架次，1000多飛行小時，完成任務的有效率達到98%。同時也暴露了一些問題，並沒有完全滿足適應性評估要求。據美作戰試驗與評估處主任介紹：該機的發動機推力有限，很難達到正常的11000米的作戰高度，對於達到12600米的最大高度相差甚遠。在執行“聯合行動中，該機在加滿燃料起飛時，所需跑道長度大約為3350米，而北約的標準跑道長度約2500米，這些都會使它的使用受到限制。

1997年，E—8C聯合星系統首次參加了在韓國進行的美韓聯合軍事演習。在演習中，E—8C飛機為韓國和美軍指揮官們提供支援，對部隊的調動進行跟蹤，提供指令與預警，成為了地面部隊的通信中繼平台。在阿富汗戰爭中，由於經常需要遠程奔襲阿富汗境內作戰，以數位化為基礎的信息戰的作用越來越重要。“捕食者”無人機雖然可以為指揮員提供清晰的目標圖像，但前提條件是它們必須知道目標在戰場的具體位置。為了滿足作戰需要，五角大樓命令E-8聯合星和“全球鷹”無人偵察機離開美國本土前往阿富汗鄰國的前線作戰基地，為美軍指揮員提供了大範圍的阿富汗重要地區的監視情況。　E－8C飛機存在的不足，特別經過科索沃戰爭的考驗，引起了美國空軍對改進JSTARS系統的高度關注。首先，E－8C上的APY－E雷達分辨力僅3m左右，SAR/MTI不能同時工作，經改進後使其能同時工作，並要提高掃描速率，擴大可探測目標的速度範圍。另外，在飛機的生存能力、通信能力、地面接收能力方面應予以改進，增加新的數傳鏈路，使JSTARS飛機不通過地面站就能直接引導巡航飛彈和陸軍戰術飛彈等精製導武器，縮短發現目標與實施打擊之間的時間。還希望配備自動目標識別算法，同時使該機能引導和控制UAV。

（2）未來發展

美國空軍除對E-8進行升級改進外，還積極尋找其它後繼飛機。改進方面主要是提高該機的通信能力和計算能力。2004年12月，美空軍和諾斯羅普·格魯曼公司成功演示驗證了在機上安全保密的環境中，通過網際網路進行實時協同的演示。這種被稱為“過渡性機載網路能力”（ICAN）的新方法使E-8C機組人員能與地面上的部隊以及指揮中心實時對話。ICAN使機組人員可以參與在空戰中心決策聊天室進行的交談，使機組人員在問題出現時能夠直接做出反應。ICAN演示驗證是根據美空軍研究實驗室和E-8C系統項目辦公室授予的契約進行的。這次演示採用了信息集成分部研製的硬體和軟體，與飛機上的高頻、超高頻、甚高頻以及衛星通信電台聯接在一起，向地面指揮中心實時轉發信息。

由於第1到第10架E-8C屬於BLOCK 10配置。因此，諾斯羅普·格魯曼公司還將負責將BLOCK 10型E-8C升級到BLOCK 20配置。BLOCK 20配置的主要改進在於計算能力的極大提高，改進包括安裝20台功能強大的“康柏 Alphaserver”EC40CV機載計算機，18部操作員工作檯，1台中央計算機以及一套備份中央計算機系統。

2007年7月，諾斯羅普·格魯門公司最近完成了對於美國空軍聯合監視目標攻擊雷達系統（JSTARS）改進目標定位能力計畫的首次試飛。主要目的是對公司開發的數據融合系統（DFS）以及對JSTARS和導航系統的相應改進進行演示。飛行是根據去年授予諾·格公司的一項契約進行的，其中包括：提高陸海監視模式/經濟可承受的運動面目標交戰/先進雷達模式（ELMM/AMSTE/ARM）。在ELMM首飛期間，飛機乘員演示了對海上目標的遠距跟蹤、並對一個目標實現了兩個多小時的連續跟蹤。諾·格公司負責情報、監視和偵察的副總裁表示：數據融合系統（DFS）可以在雷達視場內跟蹤多個目標，並保持對這些目標實施高質量和穩定的跟蹤。系統還將提供對目標的自動截獲能力。飛行試驗還演示了把一部IBM的貨架產品（COTS）伺服器集成到JSTARS的數據管理系統，這是自20世紀90年代以來，JSTARS成為第一個採用貨架產品的軍用平台。一部IBM （Blade Center）伺服器在飛行中執行DFS任務，在後續飛行中還將執行雷達處理的某些任務。ELMM的改進還將包括諾·格公司的LN-260 嵌入式GPS/慣導系統。LN-260使得導航系統和合成孔徑雷達（SAR）的穩定性得到了很大程度的提高。這次成功的飛行說明採用簡單的光纖技術即可經濟地改善雷達的性能。

2007年7月，E-8C聯合星隨著新軟硬體升級的完成，可以承擔海上作戰任務。諾斯羅普·格魯門公司近期進行了首次“聯合星”海上能力和下一代跟蹤能力的飛行測試，成功對海上目標進行了兩小時以上的精確長時間自動跟蹤。作為美空軍唯一裝備“聯合星”的部隊，駐羅賓斯空軍基地的第116空中控制聯隊承擔了所有相關測試任務。最近完成的測試是“聯合星”海上勤務能力全面投入作戰使用的第一步。除進行軟體升級外，此次改進還包括安裝IBM BladeCenter伺服器、諾斯羅普·格魯門公司生產的全球定位系統、慣性導航和引導系統等。E-8C是用波音707-300系列商用飛機改裝的，加裝了長度為12米的雷達、通信子系統。機身前下方安裝了長7.3米、形狀如同獨木舟的雷達天線禁止器。其雷達系統能詳細地蒐集地面戰場資料，並實時傳遞給C4I系統；天線能夠傾斜到機身任何一側，能探測250公里左右的目標，覆蓋範圍達5萬平方公里。“聯合星”海上能力項目計畫要求2007年年底前對第116空中控制聯隊的2架E-8C進行改裝，其餘15架將在2008年接受改裝。

在後繼研究方面，美國空軍為保持E-8的信息優勢，正在發展下一代系統，即E-10A多感測器的指揮和控制飛機。空軍希望將把預警機和E-8的空中和地面監視、戰場管理、指揮和控制、目標瞄準能力綜合到多任務平台指揮和控制飛機。空軍位於蘭利空軍基地的指揮控制、情報、偵察監視中心，在分析了多個製造商生產的多種飛機之後，認為波音767-400增程型飛機能滿足動力、空間、航程和載荷量要求，可作為E-10的載機。E-10將採用螺旋式漸近發展方式，因為按以前的方法，交付具備全性能飛機需要的時間太長。螺旋式發展的第一步，集中於發展同E-8相似的地面監視、瞄準、指揮控制和戰場管理能力上。系統結構以光纖為主幹，以滿足將來性能增長及綜合新系統的需要。螺旋式發展的第二步，是發展與E-3相似的空中活動目標指示能力，進一步加強戰場管理、監視、目標瞄準、指揮控制能力。空軍已獲得45億美元開展第一階段的發展工作。於2008年生產出第一架試驗機，到2012年生產出4架生產型飛機。