飞翔的“猪肉桶”，E-3“望楼”预警机的早期故事

万磁王

作者：《空军》杂志的特约编辑约翰•科雷尔（John T. Correll）
翻译：李昭辉
原文发表在2015年9月刊的美国《空军》杂志（AIR FORCE Magazine）
来自空翼


　　译者注：本文原文发表在2015年9月刊的美国《空军》杂志（AIR FORCE  Magazine）上，原作者是《空军》杂志的特约编辑约翰•科雷尔（John T. Correll）。科雷尔曾担任过18年的《空军》杂志主编。译文所配图片有改动。
　　“谁有可能会反对E-3空中预警与控制系统飞机？这又是为什么？”

美国空军的一架E-3“望楼”空中预警机。在进入战术空军司令部服役之前的作战性模拟测试中，E-3扛住了近300架入侵者飞机尽最大努力对其发动的空袭和攻击

万磁王

背景概述
　　无论何时，倘若要列一张“最有价值的军用飞机”的简短列表的话，那么E-3空中预警与控制系统飞机（Airborne Warning and Control  System，AWACS）一定会名列其中。当其于1977年进入部队服役后，空中预警机立刻就改变了整个空战的游戏规则——其机背上旋转的圆型雷达罩中的脉冲多普勒雷达可以在各个方向上探测到数百英里远的情况，并且搜索和跟踪在整个空域内每架正在进行机动的飞机。

E-3A“望楼”预警机的雷达天线

天线罩内部

万磁王

　　空中预警机是如此地擅长指挥战斗，以至于它可以成倍地放大其所控制的机群的战斗力。美国战术空军司令部的指挥官们声称预警机是“自从雷达出现以来最重要的单一战术方面的进步”。美国空军的预警机项目在管理上也运作得很好：第一架量产型飞机仅比预定交付日期晚了四个月，而且仅比预定成本超支了百分之四。
　　从那时以来，空中预警机就参加了美军的历次武装冲突——从入侵格林纳达和海湾战争直到伊拉克战争和阿富汗战争。E-3也是北约方面装备的首架被作为“联盟资产”的飞机，由北约多国人员组成的空勤机组共同驾驶。在2001年发生了针对纽约和华盛顿的恐怖袭击之后，美国方面不仅依靠自己的预警机队，而且还依靠北约的E-3进一步强化了针对可能发生的进一步的恐怖袭击而开展的不间断的空中巡逻。
　　今天，在服役了接近40年之后，E-3空中预警机仍然很强大，而且广受好评——虽然并不总是如此。在发展早期，空中预警机不断被那些想要限制或直接毙掉该项目的人所打压。
　　最早的预警机批评家之一是参议员威廉•普罗克斯米尔（William  Proxmire，威斯康星州民主党人），他曾因为曝光政府中的浪费和欺诈行为而获得了很高的名望。普罗克斯米尔在1971年曾指控五角大楼在预警机项目中的浪费行为，后来还称预警机是一款“正在寻找自身的任务定位的飞机”。

最早期的AWACS项目批评者之一，参议员威廉•普罗克斯米尔（威斯康星州民主党人）。他称预警机是一款“正在寻找自身的任务定位的飞机”

　　曾被《纽约时报》描述为是“与预警机项目展开了一场一个人的战争”的参议员托马斯•伊格尔顿（Thomas F.  Eagleton，密苏里州民主党人）称空中预警机是一款“显而易见的迷惑人的小玩意儿，但没有真正的战斗效用”，是个“滑稽的玩意儿”，他甚至还说空中预警机是一个“不会贡献任何东西，在遭受攻击时幸存机会为零”的“灾难性失败”。

参议员托马斯•伊格尔顿（密苏里州民主党人），他就是那个被《纽约时报》描述为“与预警机项目展开了一场一个人的战争”的家伙

　　新闻媒体和负责项目审查的美国总审计局（General Accounting  Office）也在一旁帮腔，然而，要知道，在此前的测试性模拟演习中，大约300架入侵者的飞机也无法击败空中预警机——不过显然国会老爷们、新闻媒体和审计部门对此并没有留下什么印象。1976年，众议员帕特里夏•施罗德（Patricia  S. Schroeder，科罗拉多州民主党人）提出要将空中预警机项目列为“年度火鸡”（Turkey of the Year），并试图取消该项目的所有资金。

众议员帕特里夏•施罗德（科罗拉多州民主党人），她将空中预警机项目称为是“年度火鸡”

　　当福特、卡特和里根政府提出要将空中预警机作为对外军售物资向盟国出售时，反对之声顿时汹涌而起。1980年，批评家们反对向沙特阿拉伯提供空中预警机，同时他们认为把E-3A预警机出售给沙特将是一个无可挽回的错误，而且对以色列来说这将是一个致命的威胁。
　　总的来看，对预警机项目的遏制还在继续着。一位名叫亚历山大•科克伯恩（Alexander C.  Cockburn）的“权威人士”在1981年的一期《华尔街日报》上写道，空中预警机项目对承包商而言是一个“从天而降的灾难”和“大笔的意外之财”。他还说，空中预警机的真正秘密在于“它无法起作用”。
　　面对如此多的非难，空中预警机项目似乎不可能最终修成正果了，然而在20世纪60年代规划对该项目的要求时，没有任何迹象表明其会遇到后来所面临的困境。

万磁王

一种新式雷达
　　雷达的军事价值在1940年的“不列颠之战”中得到了证实，并得到了人们的明确理解。尽管如此，攻击方很快就学会了通过“低空飞行”而躲避探测的方法。传统地面雷达发出的波束是沿着一条直线传播的，因此只能“看”到地平线以上的地方。对此时的雷达而言，位于地球曲率后方的任何事物都是隐蔽的。
　　例如，对在100英尺（30.48米）的高度飞行的飞机而言，其可以在不被发现的情况下突防到距离普通地面雷达约13英里（约21千米）的距离之内。即便使用普通的机载雷达系统探测，低空飞行的飞机也会湮没在“地面杂波”之中——所谓“地面杂波”是一堆从地表反射回来的信号的“大杂烩”。
　　美国空军防空司令部于1953年开始装备EC-121“预警星”（Warning  Star）飞机，这是一款在洛克希德公司的“星座”型客机上安装了雷达的机型，雷达天线罩安装在机身的上方和下方。EC-121的两种改进型号后来在越南战争中得到了广泛的运用。EC-121的雷达在中、高空跟踪飞机时表现得相当不错，但是却无法将下方的飞机运动从地面杂波中分离出来。

美国空军防空司令部于1953年开始装备的EC-121“预警星”飞机

万磁王

　　美国海军在1961年装备了E-2“鹰眼”（Hawkeye）预警和控制飞机，这是一款用两台涡桨发动机驱动的飞机，尺寸比EC-121小得多。“鹰眼”的早期型号具有严重的可靠性问题。当“鹰眼”在工作时，其能够成功地对水面进行监视，但是像美国空军的EC-121一样，“鹰眼”也无法从地面杂波中发现和跟踪目标。
　　到了1960年左右，美国空军相信随着技术的发展（特别是电子产品的小型化），已经达到了可以解决地面杂波这一问题的地步。解决问题的关键是一种被称为“多普勒频移”（Doppler  shift）的现象。
　　如果一束雷达波打到一个正在运动的物体上并反射回来，那么返回的电子信号与发送出去的电子信号的频率是不同的。以脉冲多普勒模式工作的雷达可以基于飞行物相对于雷达的运动速度对目标进行跟踪，而不仅仅是确定其位置。如果目标正在接近雷达，那么反射回的波长会被“压缩”；如果目标正在远离雷达，那么反射回的波长会被“拉伸”。处理原始雷达回波的计算机可以将快速移动的飞机从地面上的缓慢移动或静止的物体中“过滤”出来。
　　1962年，美国战术空军司令部和防空司令部发布了一个“联合特种作战要求”，旨在寻求一款机载预警和控制系统，以便在远距离上探测和跟踪大批目标。防空司令部希望能使用该系统来保卫北美大陆的领空免遭苏联轰炸机的威胁。战术空军司令部希望能“看见”敌人的战斗机，并获得对空战进行管理的能力。

波音707改装的预警机示意图

波音的竞争对手：道格拉斯DC-8预警机

波音的竞争对手：洛克希德C-141预警机

万磁王

　　三款飞机进入了成为“空中预警和控制系统飞机”（AWACS）机身平台的竞标：波音公司的波音-707、道格拉斯飞机公司的DC-8和洛克希德•佐治亚公司的C-141。洛克希德公司在1966年退出了竞标。1967年，在马萨诸塞州汉斯科姆空军基地（Hanscom  AFB）的电子系统分部成立了一个系统方案办公室。
　　探索性研究证明了空中预警机在技术上的可行性，而且在1970年7月，美国空军宣布选择波音公司作为项目的主承包商。1972年，在经过了漫长的竞标之后，西屋公司被选中作为提供雷达的承包商。“空中预警和控制系统飞机”（现在已被正式赋予了E-3A的编号）在1973年进入了全面研发阶段。

AWACS系统测试平台在1972年2月1日下线

AWACS系统测试平台在1972年2月9日首飞时的照片

万磁王

随着“圆顶”的转动……
原来的计划是打算采购64架预警飞机，但到了1970年时采购数量被削减到了42架，最终在1973年又将采购数量减少到了34架。这部分是出于减少开销的原因，也是因为随着洲际弹道导弹技术的进步，防御敌人轰炸机的重要性已经减弱。1974年，当E-3A预警机进入作战部队测试时，只剩战术空军司令部被指定为预警机项目的唯一管理方了。
　　当时的批评家们表示，预警机原本要承担的防空任务已经消失不见了，但在将近40年后预警机却又重新担负起了防空任务。例如，在2001年9月11日的恐怖袭击发生之后，每一架可用的预警机都被要求起飞前去警戒通往美国的航线。
　　E-3A预警机在外观上最明显的特点是机背上巨大的“旋转圆顶”（即雷达天线罩），圆顶的直径为30英尺（9.144米），高6英尺（1.83米），圆顶由从机身上突起的两根支柱支撑着。这个“旋转圆顶”的一半包含一套敌我识别（IFF）系统，另一半则是功能强大的雷达天线。

E-3预警机的雷达罩，旋转速度为每分钟6转

万磁王

　　空中预警机不仅仅是一台飞行的雷达，它更是一个完整的指挥控制中心，配备有先进的计算机处理原始数据，9个任务控制台用于监视、武器指引和战斗管理。每10秒钟E-3A预警机的旋转雷达就会提供其正在跟踪的飞机的新位置，每架飞机在控制台屏幕上都显示为一个明亮的光点。

E-3A预警机上的控制台。每10秒钟，预警机上的旋转雷达就会向机上的指挥和控制人员提供其正在跟踪的飞机的新位置

万磁王

　　在脉冲多普勒模式下，预警机雷达可以探测到250多英里（400多千米）的距离，并从树木和山丘中分辨出在低空飞行的飞机。作为由此带来的一个“附带效益”，预警机雷达不会被飞机释放的干扰金属箔条所迷惑，因为箔条在空气中飘行的速度很慢，不会被当成飞行物体而被雷达所记录。预警机雷达也可以采用普通的非多普勒脉冲模式，从而可将探测范围扩展到约350英里（563.27千米），但在这种模式下是无法过滤掉地面杂波的。

美国国家电子博物馆（National Electronics  Museum）中展出的E-3预警机上的AN/APY-1雷达天线阵列

万磁王

　　大多数对空中预警机的批评主要集中在“臆想”的其面对敌方干扰和战斗机攻击时的脆弱性上。事实上，E-3A是有可能被干扰或击落的——如果敌人准备好投入足够多的兵力并且愿意承担足够大的损失的话。
　　“从科学原理上讲，我们是不可能拿出一款能够完全不受任何干扰的雷达的”，在1973至1977年间担任E-3A预警机项目主管的劳伦斯•斯坎策少将（Maj.  Gen. Lawrence A. Skantze）这样说道。“但是E-3A预警机的雷达超越了有史以来研制过的任何类似的系统，而且最全面地利用了最新的技术。”

在1973至1977年间担任E-3A预警机项目主管的劳伦斯•斯坎策少将，他说E-3预警机是“可以生存的”，但未说过这款飞机“永远不会被击落”。不过，只有在敌人准备好投入足够多的兵力并且愿意承担足够大的损失的情况下，E-3预警机才有可能会被击败