标题：E-8C“联合星系统”
简介
  美空军的E-8C“联合星”飞机[1]E－8C 联合星系统是是美国空军和陆军的合作研制项目，美军现代空地一体战的重要装备，对监视军事冲突和突发事件中的地面情况，控制空地联合作战都具有重要作用，堪称空中与地面之间的神经中枢。E－8C 联合星系统，其全称应为联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS或JointSTARS）。系统主承包商是诺斯罗普－格鲁门公司。 
E－8C联合星系统是一种先进的远距空地监视飞机，虽然它也像E－3A预警机那样装有高性能雷达及其它先进设备，但该机所监控的对象并不是空中目标，而主要用于对付地面目标。整个联合监视目标攻击雷达系统，主要由载机、机载系统和地面站系统组成。用于全天候下对地面静止或活动目标进行定位、探测与跟踪，其纵深距离可达到250公里左右。[2] [3]
研发历史
  美空军的E-8C“联合星”飞机2[4]JSTARS是在美军陆军的“远程目标捕获系统”（Stand-off Target Acguistion System）和空军“铺路机”（Pave Mover）系统的基础上发展而来的。“远程目标捕获系统”是美国陆军直升机使用的一种机载雷达系统，用来快速、连续、大区域地监视地面活动目标；“铺路机”系统是美国空军使用的一种机载雷达系统，用来监视、探测和攻击陆军前沿部队纵深地带的敌方的面活动目标。为节省投资及尽快研制出能满足空地一体战需要的指挥、控制和通信（C3）系统，美国防部长办公室于1982年5月决定将上述两个系统合并成一个系统――联合监视与目标攻击雷达系统。1985年，美陆、空军联合投资15.5亿美元，开始合作研制联合监视与目标攻击雷达系统，主承包商是诺斯罗普--格鲁门公司，前两架原型机的载机是用两架二手的波音707飞机改装而成的，称为E－8A，经试验后定型的生产型称为E－8C联合星系统。 E－8C联合星系统是现代空地一体战的重要装备，对监视军事冲突和突发事件中的地面情况，控制空地联合作战都具有重要作用，堪称空中与地面之间的神经中枢。[3]
载机
  美空军的E-8C“联合星”飞机3[5]　E－8C联合星系统的载机是老式波音707飞机。其主要参数为：机长46.6米，机高12.9米，翼展44.4米，机翼面积为268.6平方米。动力装置为4台JT－3D型涡扇发动机，单台推力84.48千牛。最大载容量40.3吨，最大燃油重量70吨，最大起飞重量152.4吨，实用升限为12600米，最大平飞速度为每小时1010千米，续航时间为11小时，如进行空中加油则可在空中停留20小时。
E－8C联合星系统飞机上共有17个系统操作员和1个领航/自卫操作员，此外还有驾驶飞机的4名机组人员。飞机的每个工作台都配备有先进的数字显示处理机和高分辨率彩色图形监视器、键盘和通信终端。[3]
机载系统
  飞机规划示意图[6]机载系统主要有雷达设备、天线、高速处理机以及各种相关软件等。
E－8C联合星系统雷达设备采用的是APY－3相控阵雷达系统，该系统重1900公斤，其多个发射机通过一个组合的大功率放大器将能量馈送到天线，这样做可增大雷达的探测距离，提高雷达系统的性能。APY－3相控阵雷达系统有多种工作模式，其中广域活动目标监视指示模式（WAS／MTI）是该雷达的基本工作模式。用这种模式，可对地面机动目标和直升机等慢速移动目标进行探测、定位和识别。通过信号分析处理，“联合星系统”可区分出轮式和履带式车辆的运动。通过对地面小范围的监视可使雷达探测到的目标成像显示更加清晰。不但可提供高分辨率的图像，可用于对地面移动目标进行监视，并可为战斗部队制定进攻计划提供准确的信息。因此，E－8C联合星系统可在任何气象条件下对地面目标进行探测、定位、分类、跟踪和瞄准，同时，还可准确地判断其运动方向和速度，从而了解其作战行动的意图。E－8C飞机既能在很宽的范围内监视战场情况，也能在一个区域内进行搜索，还可应地面指挥员的请求对某个目标重点搜索或自动跟踪选定的目标。对于地面固定目标的监视，使用的是合成孔径雷达/固定目标指示模式（SAR／FTI），这种模式能以100米的分辨率每隔35秒对160×180平方公里的区域进行一次搜索，可获得高分辨率的敌方阵地和地面固定目标的图像和照片。如桥梁、港口、机场和静止车辆，以及诸如“飞毛腿”等导弹的发射架等，都可以在很远的距离以很高的概率探测到，并获得高清晰度图像。
  机载相控阵天线[7]E－8C飞机的前机身下部有一个12米长的独木舟形的雷达天线罩，里面装有一付APY－3型相控阵雷达天线。该雷达天线可从飞机的任意一侧对战场进行监视，无论在前方、后方或侧面，都可对地面静止或移动目标进行探测与跟踪，其纵深距离可达250公里左右。在平面方位采用电子扫描，扫描范围可达到±60度；而在俯仰方向则采用机械扫描，可为“联合星系统”（包括在该机上和在地面站的工作人员）提供目标数据和战斗控制数据。根据这些数据，操作人员可向飞机、导弹或火炮发出指令，进行火力支援。据报道，由于E－8C飞机飞得远，飞得高，续航时间又长，且雷达探测距离大，因此它可以在敌火力范围之外活动。单架飞机飞行8小时，其覆盖面积可达到10万平方公里左右。
E－8C 联合星系统的处理机是该系统的神经中枢，可迅速显示与更新地图、雷达数据及各种指示符号等。处理机的速度可达到每秒60亿次。除控制雷达外，它还可对航空部队和远程导弹部队进行有效指挥。“联合星系统”采用保密的数据链和话音通信来分配和交换信息，其最重要的数据链是既保密又抗干扰的监视与控制数据链，用于将机上的数据传给机动的陆军地面站。同时，地面站对战场情报的要求也通过这一数据链传输到E－8C飞机上。
E－8C飞机还装有“塔康”导航及TADIL／Link16数据通信设备，可与E－3预警机进行联系，获得其它装备所探测到的信息，包括卫星数据。飞机上还安装有电子对抗设备，如派往波黑地区的该型飞机上就装有导弹告警系统和曳光弹投放器等。[8] [3]联合监视目标攻击雷达系统有保密语音和数据链到陆军地面指挥和通信站，并且到空军指挥中心。声音通信系统包括12套加密超高频（UHF）无线电通信，二套加密高频（HF）无线电通信，三套特高频（VHF）加密无线电通信用于单通道地面系统、机载无线电系统（SINCGARS）和多路内部通信联络系统网络。
数字式数据链包括一套卫星通信链路（SATCOM）、一个监视和控制数据链（SCDL）用于传输到可移动地面站和联合战术信息分发系统（JTIDS）。JTIDS提供战术空中导航系统（TACAN）操作和战术情况报告信息链路-J（TADIL-J）生成和处理。立体防卫系统SCDL使用时间分割多路存取数据链，合并灵活的频率操纵（frequency management）技术。
系统使用宽频带频率跳变、译码和多样性数据去获得稳定性对抗敌方蓄意干扰。上行线路传输使用一个调制技术去测定在地面系统模块和E-8飞机之间通路延迟。联合监视目标攻击雷达系统提供在空中和陆地分布军事力量之间无缝连通性。[9]
地面站系统
  美空军的E-8C“联合星”飞机4[10]“联合星系统”的地面站为移动式的，分为一级地面站和二级地面站。一级地面站是一个可进行多种信息处理的中心。其信息和数据来自于“联合星系统”载机指挥官战术终端（CTT）、联合战术终端（JTT）和无人驾驶飞行器（UAV）传输的数据，同时通过局域网、有线网和无线网，向陆军指挥、控制、通信与情报部门的节点分发情报，以通报战场情况和目标数据。
二级地面站，也称之为普通地面站（CGS），属于第二级情报与电子战（IEW）系统。它可以将二次图像及其它传感器数据分发给各战术指挥官，使他们对战场管理、情报和目标作战，具有一个全面的整体的认识。陆军的普通地面站将对从E－8C飞机接收到的雷达图像数据进行分析，然后再将分析结果分发、通报到所有旅以上单位。名为地面站，实际上它可移动，不仅是地面和水面，而且包括空间。如普通地面站的设备，可装在C－130、C－141、C－17、C－5和CH－47D、CH－53等在空中飞行的飞机或直升机上，也可以装在水上航行的LACV－30和其它船只上，以及诸如LCU两栖舰或陆地上的平板运输车上，总之地面站的移动方式非常灵活。普通地面站共有6名操作人员，可一天24小时运转，不过每天需要有1.5小时的系统预防性维修。
主要性能
  控制台操作员[11]E－8C飞机上设有10个控制台和18名工作人员。生产型飞机将配17个控制台和21名工作人员，执行长期任务可增加到34人。飞机留空时间11小时，在空中加油可达21小时。E－8飞机在11000米高度飞行时，其机载雷达可探测250千米外的地面目标，能在全天候条件下，离前线100～200千米外的地方监视150千米×180千米（最大可达512千米×512千米）的大面积战场区域，能探测、定位、分类和跟踪固定目标和活动目标。APY—3相控阵雷达系统有多种工作模式，其中广域活动目标监视指示模式（WAS／MTI）是该雷达的基本工作模式。用这种模式，可对地面机动目标和直升机等慢速移动目标进行探测、定位和识别。通过信号分析处理，“联合星系统”可区分出轮式和履带式车辆的运动。通过对地面小范围的监视可使雷达探测到的目标成像显示更加清晰。不但可提供高分辨率的图像，可用于对地面移动目标进行监视，并可为战斗部队制定进攻计划提供准确的信息。对于地面固定目标的监视，使用的是合成孔径雷达／固定目标指示模式（SAR／FTI），这种模式可获得高分辨率的敌方阵地和地面固定目标的图像和照片。如桥梁、港口、机场和静止车辆，以及诸如“飞毛腿”等导弹的发射架等，都可以在很远的距离以很高的概率探测到，并获得高清晰度图像。 
据报道，该机在8小时飞行中可监视100万平方千米的地区，并且有很高的探测精度，可区分履带式和轮式车辆。该机在监视10千米×10千米的区域时，可确定桥梁、公路、汽车、坦克和导弹发射架等固定目标的精确位置，可探测出以行人速度移动的目标。另据报道，该机除了能探测地面部队和坦克外，还可探测海面舰船及直升机和低速飞行的飞机。E－8C飞机不仅能探测到敌方战斗前沿和纵深地带的固定目标和活动目标，而且还可为指挥官提供战场管理信息，引导飞机、导弹、高炮和机动部队对这些目标进行攻击。陆军的军或师一级单位以及战术空军可根据该机提供的信息对战场态势作出评估，确定兵力资源的优先等级；实时掌握敌情，了解威胁，合理调动兵力，阻止敌方第二梯队的进攻，以保证战斗获得胜利。 [3]
功能特点
在未来战场上，E－8C飞机在远离前沿的友军一侧空中飞行，居高临下同时对前沿和敌方纵深两个地域的目标进行探测和跟踪，获得的目标数据将在以下两方面为一体化作战提供支援。
（1）提供目标数据  战术操作员手持式终端设备[9]　　E－8C飞机对雷达获得的原始数据处理后，将目标的方位、速度等数据通过JTIDS终端传送给担负前沿及纵深空中拦截任务的F－15和F－16战斗机，引导空地导弹攻击目标。如F－15的导航系统根据E－8C飞机提供的数据可建立起一个时－空坐标，提示飞行员在正确的时刻和地点发动攻击。空军隐身巡航导弹也将使用E－8C飞机提供的数据制导。原始数据可通过监视控制数据网传至地面站，经处理后再送到战术指挥中心，引导地面机动部队，包括前沿攻击直升机部队和炮兵部队，对敌装甲目标发起攻击。陆军使用E－8C飞机目标数据的基本配套武器系统是多管火箭发射系统（MLRS）。
E－8飞机还具有直接引导飞机和导弹攻击目标的能力，如果在攻击飞机和导弹上安装专用数据接收设备，则整个攻击过程无需人来干预。[3]
（2）保障战场管理  空中和陆地军事力量之间连通示意图[12]E－8飞机将成为管理未来一体化战场的主要手段。通过对原始数据的处理和显示，可为指挥官提供完整的战场景况，使之对敌人在前沿地域的进攻规模、兵力部署以及纵深第二梯队的推进情况了如指掌。例如，处理后的目标数据迭加上储存在计算机中地图信息，然后显示出来，可供指挥官掌握敌方第二梯队的推进方向、速度及沿途地形、道路情况，推断遭遇地点，选择可供利用的山脉、桥梁等屏障阻止敌行动。利用E－8飞机，指挥官还可及时掌握敌方装甲部队在战斗中的受损情况，确定是否需要再次发动进攻。由于空军和陆军几乎是同时获得同样的战场景况和目标数据，从而能共同设计他们的一体化战场，提高协同作战能力。
由于机载雷达具有多种工作模式，使系统能满足指挥官各种不同需要。E－8飞机由战术空军司令部统一指挥，地面指挥官如有特殊需求可通过地面站直接与E－8飞机联系，机上的部分控制台也将由陆军人员操作。该机既可监视整个战场的情况，也可根据地面指挥官的要求集中监视某一小块区域，甚至是某个运动或静止目标。通过JTIDS，E－8C飞机可满足长时间的滞空需要，经空中加油能连续飞行21小时，从而为作战部队提供可靠而有效的情报支援。[3]
应用发展
（1）实战应用1991年海湾战争爆发，当时刚刚问世，但仍处于试验阶段的两架 E—8A 型飞机就被派往海湾前线，参加了“沙漠风暴”行动、接受实战检验。在这次作战行动中，E—8A联合星系统主要用于监视跟踪伊拉克的地面坦克、飞毛腿导弹以及其机动部队的行动，为多国部队的空中和地面指挥员提供了前所未有过的关于战场的实时画面，及其它战略和战术方面的情报，为前线指挥员的决策和作战方案的制定，发挥了重要的作用，受到了军方的高度评价。[3]　　海湾战争期间，两架E-8A联合星系统飞机，共飞行749架次，作战飞行时间共计500多小时。在它们所执行的多次任务中，有两次任务最使人难以忘：一次是多国部队在对伊拉克的哈夫迪城进攻期间，为战场提供的监视与支援。当时E-8A飞机探测到伊拉克增援部队的80辆机动车辆正向哈夫迪城前进，多国部队依据“联合星系统”提供的情报，迅速调集战术空中力量，及时阻截了伊拉克的增援部队，使战事更加主动地向有利方向发展。
另一次是在伊拉克部队大规模从科威特市撤出期间，E-8A联合星系统探测到有数千辆正逃跑的车辆，并实时地将伊军的撤军信息及时地传输给了多国部队的空军作战中心，指挥官们依靠这些情报采取行动，在伊拉克部队撤出科威特市外的必由之路上，利用战术空中力量，阻断并全部消灭了伊拉克的这支机械化部队。[13]   
  E-8的空勤人员[13]通过实战的初步检验证明了“联合星系统”的作用，于是海湾战争结束后，美参议院要求加速发展“联合星系统”的进程，同时也针对“E—8A型”飞机在实战中发现的一些问题，要求在以后的飞机中加以改进，其中包括改进操作员的操纵台，简化通信设备，提高雷达的分辨率，以及加强对飞行任务中所获数据的充分利用等。
E—8C联合星系统通过参加波黑“联合行动”证明，不管其在恶劣的天气，还是复杂的地形情况下，都能很好地执行任务。其机组人员共飞行了95个作战架次，1000多飞行小时，完成任务的有效率达到98％。同时也暴露了一些问题，并没有完全满足适应性评估要求。据美作战试验与评估处主任介绍：该机的发动机推力有限，很难达到正常的11000米的作战高度，对于达到12600米的最大高度相差甚远。在执行“联合行动中，该机在加满燃料起飞时，所需跑道长度大约为3350米，而北约的标准跑道长度约2500米，这些都会使它的使用受到限制。
1997年，E—8C联合星系统首次参加了在韩国进行的美韩联合军事演习。在演习中，E—8C飞机为韩国和美军指挥官们提供支援，对部队的调动进行跟踪，提供指令与预警，成为了地面部队的通信中继平台。[3]在阿富汗战争中，由于经常需要远程奔袭阿富汗境内作战，以数字化为基础的信息战的作用越来越重要。“捕食者”无人机虽然可以为指挥员提供清晰的目标图像，但前提条件是它们必须知道目标在战场的具体位置。为了满足作战需要，五角大楼命令E-8联合星和“全球鹰”无人侦察机离开美国本土前往阿富汗邻国的前线作战基地，为美军指挥员提供了大范围的阿富汗重要地区的监视情况。[13]　　E－8C飞机存在的不足，特别经过科索沃战争的考验，引起了美国空军对改进JSTARS系统的高度关注。首先，E－8C上的APY－E雷达分辨力仅3m左右，SAR／MTI不能同时工作，经改进后使其能同时工作，并要提高扫描速率，扩大可探测目标的速度范围。另外，在飞机的生存能力、通信能力、地面接收能力方面应予以改进，增加新的数传链路，使JSTARS飞机不通过地面站就能直接引导巡航导弹和陆军战术导弹等精制导武器，缩短发现目标与实施打击之间的时间。还希望配备自动目标识别算法，同时使该机能引导和控制UAV。[3]
（2）未来发展美国空军除对E-8进行升级改进外，还积极寻找其它后继飞机。改进方面主要是提高该机的通信能力和计算能力。2004年12月，美空军和诺斯罗普·格鲁曼公司成功演示验证了在机上安全保密的环境中，通过互联网进行实时协同的演示。这种被称为“过渡性机载网络能力”（ICAN）的新方法使E-8C机组人员能与地面上的部队以及指挥中心实时对话。ICAN使机组人员可以参与在空战中心决策聊天室进行的交谈，使机组人员在问题出现时能够直接做出反应。ICAN演示验证是根据美空军研究实验室和E-8C系统项目办公室授予的合同进行的。这次演示采用了信息集成分部研制的硬件和软件，与飞机上的高频、超高频、甚高频以及卫星通信电台联接在一起，向地面指挥中心实时转发信息。[13]     
由于第1到第10架E-8C属于BLOCK 10配置。因此，诺斯罗普·格鲁曼公司还将负责将BLOCK 10型E-8C升级到BLOCK 20配置。BLOCK 20配置的主要改进在于计算能力的极大提高，改进包括安装20台功能强大的“康柏 Alphaserver”EC40CV机载计算机，18部操作员工作台，1台中央计算机以及一套备份中央计算机系统。
2007年7月，诺斯罗普·格鲁门公司最近完成了对于美国空军联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）改进目标定位能力计划的首次试飞。主要目的是对公司开发的数据融合系统（DFS）以及对JSTARS和导航系统的相应改进进行演示。飞行是根据去年授予诺·格公司的一项合同进行的，其中包括：提高陆海监视模式/经济可承受的运动面目标交战／先进雷达模式（ELMM／AMSTE／ARM）。在ELMM首飞期间，飞机乘员演示了对海上目标的远距跟踪、并对一个目标实现了两个多小时的连续跟踪。诺·格公司负责情报、监视和侦察的副总裁表示：数据融合系统（DFS）可以在雷达视场内跟踪多个目标，并保持对这些目标实施高质量和稳定的跟踪。系统还将提供对目标的自动截获能力。飞行试验还演示了把一部IBM的货架产品（COTS）服务器集成到JSTARS的数据管理系统，这是自20世纪90年代以来，JSTARS成为第一个采用货架产品的军用平台。一部IBM （Blade Center）服务器在飞行中执行DFS任务，在后续飞行中还将执行雷达处理的某些任务。ELMM的改进还将包括诺·格公司的LN-260 嵌入式GPS／惯导系统。LN-260使得导航系统和合成孔径雷达（SAR）的稳定性得到了很大程度的提高。这次成功的飞行说明采用简单的光纤技术即可经济地改善雷达的性能。[13]    
E-8C“联合星系统”(20张)2007年7月，E-8C联合星随着新软硬件升级的完成，可以承担海上作战任务。诺斯罗普·格鲁门公司近期进行了首次“联合星”海上能力和下一代跟踪能力的飞行测试，成功对海上目标进行了两小时以上的精确长时间自动跟踪。作为美空军唯一装备“联合星”的部队，驻罗宾斯空军基地的第116空中控制联队承担了所有相关测试任务。最近完成的测试是“联合星”海上勤务能力全面投入作战使用的第一步。除进行软件升级外，此次改进还包括安装IBM BladeCenter服务器、诺斯罗普·格鲁门公司生产的全球定位系统、惯性导航和引导系统等。E-8C是用波音707-300系列商用飞机改装的，加装了长度为12米的雷达、通信子系统。机身前下方安装了长7.3米、形状如同独木舟的雷达天线屏蔽器。其雷达系统能详细地搜集地面战场资料，并实时传递给C4I系统；天线能够倾斜到机身任何一侧，能探测250公里左右的目标，覆盖范围达5万平方公里。“联合星”海上能力项目计划要求2007年年底前对第116空中控制联队的2架E-8C进行改装，其余15架将在2008年接受改装。 [3]   
E-8C“联合星系统”(11张)在后继研究方面，美国空军为保持E-8的信息优势，正在发展下一代系统，即E-10A多传感器的指挥和控制飞机。空军希望将把预警机和E-8的空中和地面监视、战场管理、指挥和控制、目标瞄准能力综合到多任务平台指挥和控制飞机。空军位于兰利空军基地的指挥控制、情报、侦察监视中心，在分析了多个制造商生产的多种飞机之后，认为波音767-400增程型飞机能满足动力、空间、航程和载荷量要求，可作为E-10的载机。E-10将采用螺旋式渐近发展方式，因为按以前的方法，交付具备全性能飞机需要的时间太长。螺旋式发展的第一步，集中于发展同E-8相似的地面监视、瞄准、指挥控制和战场管理能力上。系统结构以光纤为主干，以满足将来性能增长及综合新系统的需要。螺旋式发展的第二步，是发展与E-3相似的空中活动目标指示能力，进一步加强战场管理、监视、目标瞄准、指挥控制能力。空军已获得45亿美元开展第一阶段的发展工作。于2008年生产出第一架试验机，到2012年生产出4架生产型飞机。[13]