P-8A“波塞冬”海上多任務飛機是美國新一代固定翼反潛巡邏飛機,裝備現代化反潛、反艦船裝備和大量的情報搜集、巡邏偵察傳感器以及Link-16戰術數據鏈、互聯網接入裝備、通用數據網接入裝備等。武器包括空地導彈、無制導火箭、MK54魚雷、深水炸彈和水雷。隨著P-3C海上巡邏機的退役過程接近尾聲,P-8A已經成為美國未來反潛作戰的最重要空中節點。
P-8A“波塞冬”(Poseidon)海上多任務飛機,是美國波音公司設計生產的新一代海上巡邏機,用于取代老型號P-3C巡邏機。P-8A海上多任務飛機集對潛、對海及對陸偵察打擊能力于一體,網絡化、自動化水平高,可執行反潛、反艦、情報、監視、偵察和打擊任務。
P-8A改裝自B-737-NG機體,飛行性能優越,續航力強,未來將搭配無人機構建全時海上監視系統,提供美國海軍長時間、大海域的海上情報。P-8A反潛巡邏機的主要的任務系統包括:雷達系統、光電系統、聲學系統、電子支援系統、機載通信系統、預警和自我保護系統。 項目 參數 項目 參數 乘員 機組2人,任務7人 長度 39.47米 翼展 37.64米 高度 12.83米 空重 62730千克 最大起飛重量 85820千克 動力裝置 2臺CFM56-7B27A渦扇發動機 最大速度 907千米/小時 巡航速度 815千米/小時 作戰半徑 2222千米 最大航程 8300千米 升限 12496米
AN/APY-10型機載雷達是雷神公司為P-8A專門打造的新一代海上監視雷達,是AN/APS-137(V)5型雷達的改進型,縮減了雷達體積、重量和功率,提高了平均失效時間間隔,增加了目標追蹤能力和新的彩色氣象規避模式。主要用于搜索海上目標,也可對空中目標進行探測,既可探測靜態目標,又可跟蹤移動目標。能發現和跟蹤地面目標、潛望鏡和潛艇通氣管的搜索雷達,可用于識別目標、評估戰斗損失和進行有效跟蹤。
AN/APY-10與氣象信息、高速數據采集和改進的跟蹤器等任務系統集成在一起,可同時跟蹤256個目標,對移動目標最高分辨率優于1m,可以檢測370公里范圍內的地面目標。AN/APY-10型機載雷達和AN/APS-137雷達相比,不僅體積小、質量輕,而且擴大了任務執行范圍,它不僅能夠在距離和方位上進行探測和搜索,還能進行多目標跟蹤和火力控制。針對不同的任務及目標,AN/APY-10有以下功能:彩色天氣圖像、合成孔徑雷達(SAR)、逆向合成孔徑雷達(ISAR),潛望鏡搜索和導航。
海洋的淺水區域常有許多小雷達截面積的物體漂浮在水面上,其中有可能是柴油潛艇的潛望鏡,現役的APS-137雷達無法辨識別該物體,因此AN/APY-10雷達還有一項很重要的改良,就是“自動化雷達潛望鏡探測識別”(Automatic Radar Periscope Detection and Discrimination,ARPDD)系統,由洛克希德·馬丁公司開發,經驗證即便是潛望鏡短暫地伸出水面,它也能在3000個目標中成功地找到。 雷神公司的先進機載傳感器(Advanced Airborne Sensor,AAS),即AN/APS-154,是AN/APS-149沿海監視雷達系統(LSRS)的后續系統。該系統作為下一代海上巡邏和偵察雷達裝備于P-8A海上多任務飛機,作為一種綜合的海上情報、監視、偵察和瞄準(ISR&T)設備,提供高度準確的戰場態勢感知。
這款雷達吊艙于2019年7月首次有媒體對其狀況進行了披露。由于該機將雷達掛載在機腹下方,因此其視場不會被飛機的發動機短艙所遮擋。由于P-8A完全基于737-800ER的增長機身,因此它可以容納AN/APS-154的獨木舟式整流罩,具有檢測低空飛行的低RCS目標并執行通信中繼和電子戰任務的能力。AN/APS-154吊艙通過被稱為“特殊任務吊艙部署機制(SMPDM)”的特殊掛架直接掛載在機身底部。由于AN/APS-154吊艙的體積過于龐大,會對飛行性能造成影響。因此在該機的腹部加裝了一對腹鰭。這種腹鰭,是搭載AN/APS-154吊艙的P-8A所特有的。 AN/APS-154吊艙由雷神公司負責研制,該雷達是具有移動目標指示(MTI)和合成孔徑功能的有源相控陣(AESA)雷達,使得AN/APS-154吊艙能夠跟蹤海上和地面的移動目標,甚至可以在夜間或者惡劣氣候條件下,對重點目標進行高質量的雷達成像以進行進一步的分析。
AN/APS-154吊艙在設計時還專門考慮了在沿海地區使用的情況。在沿海地區,雷達可能需要同時掃描海上和陸地區域。傳統的地面搜索雷達通常會針對特定環境進行優化,或者針對某種環境具備專用模式,并且很難同時覆蓋多種不同環境。 P-8A的探測裝備中有AN/ASQ-508“先進整合式磁異常探測”(Advanced Integrated Magnetic Anomaly Detection)系統,由加拿大的CAE公司提供。該磁異探測系統集成于P-8A的尾部,用于反潛作戰。該系統可通過確定地球磁場中的磁力變化或由潛艇造成的反常現象,對水下目標進行搜索、探測和定位。作為一種被動探測方式,該系統具有隱蔽性好、識別能力強、執行時間短和定位精度高的特點,一般在最后定位和攻擊潛艇時使用。然而,波音公司在系統研制階段去掉了該裝置,但在P-8A的出口型上仍將采用該裝置。反潛作戰中,MAD探頭實現了對目標的探測,然后由機載水下異常探測器鑒定并標明因潛艇存在而引起的地磁場變異,操作員看到和聽到報警信號后,利用磁補償器對局部地區環境變化進行磁補償,從而得到較為準確的磁變數據。
P-8A可攜帶美國海軍全系列聲吶浮標,最多129具,包括可攻擊AIP潛艇的“延遲回聲距離”(Extended Echo Ranging)新型聲吶,這種聲吶應用火藥爆炸后的聲波去撞擊潛艇并估計距離,未來還有主動式電子浮標,可進行多重聲波撞擊;美國海軍也考慮在聲吶浮標上安裝全球定位系統(GPS)接收機,以提升探測精度。
該系統可以進行自保護編程,有手動、半自動和全自動3種模式供飛行員選擇。通過自動分析來襲威脅,系統可選擇出最有效的對抗組合。系統進一步的改進包括提高計算機性能以及增加戰術威脅顯示器等。 該系統可持續提供360°全覆蓋自動探測,識別威脅類型、載體和殺傷力,為駕駛艙機組人員提供威脅告警,通過座艙多功能顯示器進行圖像或視頻顯示。該系統采用先進技術,體積小、重量輕、可保證P-8A有效應對現代戰場的威脅。 該系統是一個微處理控制系統的自動威脅-自適應系統。投射器與雷達告警接收機和導彈告警系統接口及機上干擾機和飛行控制系統相連接,以便于系統決定是否投射箔條、曳光彈或誘餌,并確定以什么形式組合投射。該系統可攜載的干擾物主要包括RR-129/AL、RR-170/AL、RR-180/AL箔條、MJU-7B、MJU-10B、M-260曳光彈、POET、GEN-X有源輻射誘餌、化學探測戰術空投式無線電探測儀等。 該系統可在紅外制導導彈逼近飛機時提供報警并提供對抗措施。該系統采用開環定向紅外對抗模式工作,用經過調制的紅外輻射來干擾紅外制導導彈。整個系統由導彈報警子系統和干擾發射轉塔子系統組成。導彈報警子系統選用了AAR-54(V)凝視紫外導彈報警系統的改進型,具有寬視場和高分辨率紫外探測的特點。紅外干擾發射塔子系統由瞄準轉塔、精密跟蹤紅外傳感器、紅外干擾發射機、調制器和中央處理機組成,能對紅外信號進行有效對抗。
MX-20HD是美國L3哈里斯公司MX-20系列的一款高清光電轉塔設備,該轉塔內含6個感應器,每個感應器都有自己特定的功能。該系統重量不超過90公斤,尺寸為直徑533毫米,高度666毫米,正常使用平均功率320W,峰值功率1000W,主要裝備幾種傳感器,3-5μ米的凝視紅外傳感器,白晝連續縮放電視,微光電視,激光測距機,以及激光照射器,其中凝視紅外傳感器,分辨率最高配置1280×1024,視場有31.5°,6.4°,1.3°,0.86°四種檔次,可以在720p或者1080p高清模式運行。
白晝連續縮放電視,采用彩色2百萬寬幅,1080P模式下視場從2.8°到40.5°,720P模式下則為1.8°到27.7°;還有微光電視設備,采用單色CCD,波長450~1000nm之間可選,視野0.73°,0.37°,0.23°,0.14°,720P或者1080P;激光測距機,采用人眼安全頻率,波長1540nm,每分鐘12次脈沖,測距范圍高達30公里,精度5米;激光照射器,采用二氧化碳激光器設計,波長860nm,可以連續照射或者脈沖照射。總體而言這一套光電系統非常先進,但是造價也非常昂貴,P-8A反潛機3億美元的單價中,這款光電系統預計上千萬美元。實用下來,P-8A反潛機這一套先進的光電系統,可以發現20~30公里內車輛房屋人員,該機強悍的紅外和電視系統是核心元素。 P-8A可裝載多種武器,包括一系列的精確導向炸彈。P-8A后機身的武器艙內有5個掛彈位,總載彈量5.6噸;前機身機腹有兩個外掛點,各能載重658公斤,可攜帶聯合制導攻擊炸彈(JDAM)和聯合遠距炸彈(Joint Stand-Off Weapon);兩翼下方共4個外掛點,各能載重1360公斤,可攜帶遠距攻地增強反應(Stand-off Land-Attack Missile-Expanded Response)巡航炸彈。
P-8A初期攜帶現役制式武器,包括:MK-54輕重量魚雷、遠距攻地增強反應巡航炸彈、“魚叉”反艦導彈、SLAM遠程對地攻擊導彈、AGM-65“小牛”空地/空艦導彈、水雷、聯合系列(J-series)的制導炸彈,以后所攜帶的魚雷或水雷會有飛行翼面及制導裝置。
由洛·馬公司研發的一型可裝于魚雷上的飛行翼面,稱為高海拔反潛戰武器概念(High Altitude ASW Weapon Concept,HAAWC)。配備了HAAWC系統后,P-8A可從9100米的高空直接投放魚雷,在GPS衛星的制導下,攻擊敵方水面艦艇或潛艇,而無需冒險接近到敵方防空武器射程內再開火,大大提高了機組人員的生存性以及攻擊突然性。它的長射(Long-Shot)翼面轉接器上內置全球定位接收機,MK-54裝上此飛行翼面后,P-8A不需降低飛行高度到1000米下,且無需靠近目標就能投擲MK-54,MK-54滑翔飛行到低空靠近目標時,再依照一般方式以降落傘減速鉆入海中。 HAAWC將ALA套件與GPS制導系統和折疊機翼集成到一枚標準的Mk-54魚雷上,使武器能夠在從“機翼”釋放之前飛到預定的釋放點和高度。此后,P-8A在3萬英尺高空投放加裝了HAAWC附件的MK-54型魚雷,該魚雷將滑翔7~10分鐘到達水面;飛行過程中,HAAWC采用完全自主的控制技術,HAAWC適配器套件包含一部飛行控制計算機、一部GPS制導系統以及動力系統,在接近水面的時候,該系統的飛行翼將脫落,一個降落傘被打開并將魚雷送至水面;一旦進入水域,該魚雷將承擔起自主探測、跟蹤、攻擊敵方潛艇的任務。敵方潛艇不太可能探測到在3萬英尺高空飛行的P-8A,唯一令其預警的將是HAAWC魚雷進入自身附近水域時發出的聲音。加裝波音公司生產的HAAWC附加套件后,MK-54型魚雷及P-8A反潛巡邏機僅需進行較少改動甚至無需進行改動。 2021年4月,波音公司獲得一份價值約7300萬美元的合同,將LRASM遠程反艦導彈集成到P-8A反潛巡邏機上,預計將于2024年10月完成。
在美國海軍的規劃中,未來的海上監視機隊,將是有人機、無人機的混編搭配。美國海軍于2009年11月以2750萬美元的合約金額,要求波音進行由P-8A上操作“磁鷹”(MagEagle Compressed Carriage)折疊無人機的研究,該無人機的滯空時間為14到24小時,巡航時速80節,最高時速115節,沒有武裝,它的機翼、飛控翼面、以及螺旋槳都可以向內折疊,放置于P-8A的機腹武器艙內或外掛于機翼下,由P-8A發射后專責對海面可疑目標進行定位及追蹤,任務完畢降落于航空母艦或地面基地。搭配無人機后,不但可以提高P-8A的偵察距離及成效,P-8A也因此不必時而爬升、時而低飛去追蹤目標,減輕飛機結構的疲勞損傷,延長飛機的服役壽命。
2015年1月美國海軍研究署還授予英國BAE系統公司電子系統分部890萬美元的合同,旨在研制一種裝備磁異探測儀(MAD)的小型無人機,可自動或半自動為P-8A反潛機提供反潛瞄準,2017年技術成熟度達到6級。 除自身可發射小型無人機外,P-8A還能與MQ-4C“海神”(海軍版“全球鷹”)遠程監視無人機聯網作戰,可通過專用機載通用數據鏈為后者提供實時的海上以及海岸情報、偵察以及監視(ISR)目標數據,協助P-8A追蹤和攻擊潛在目標。MQ-4C的最大航程超過3700千米,最大續航時間超過24小時,一次執行任務就可覆蓋700萬平方千米的海域。
在美國海軍的規劃中,P-8A搭配的無人化“廣域海上監視系統(BAMS)”(即MQ-4C無人機)將長時間在海上飛航,借由搭載的水面搜索雷達、光電/紅外線顯像系統、電子支持措施傳感器,探測、分辨海上目標,執行持久的大范圍情報、監視及偵察(ISR)任務,而P-8A則專心于反潛任務,二者構成“海上巡邏搜索機隊”(Maritime Patrol and Reconnaissance Force),與其他的偵察平臺共同合作,為預備進入作戰或作戰中的航空母艦戰斗群,提供持續的海上情勢訊息。廣域海上監視系統不攜帶武器,P-8A則攜帶武器。
小規模局部戰爭及非戰爭軍事行動逐漸成為作戰的主要形式后,反潛巡邏機的功能更加多樣化,不再局限于反潛作戰,而是發展成為集反潛、反艦、對岸攻擊及救護等功能于一體的空中作戰平臺,P-3C海上巡邏機也發展成為了P-8A海上多任務飛機。未來的海上多任務飛機在強化對海洋水域、特別是近海水域水面/水下控制能力的同時,還將會擁有對內陸目標的控制能力;不僅能夠遂行遠洋/近海水域監控巡邏任務,還將能夠遂行復雜內陸地區監控巡邏任務。未來的海上多任務飛機還將具備強大的情報偵察能力,并將鏈入信息戰網絡,成為網絡中心戰系統的支撐節點。 2. P-8A Poseidon Multi-Mission Maritime Aircraft (P-8A)_DOD 3. Boeing set to underscore benefits of P-8A Poseidon_IQPC 4. An eye on the future_ BOEING FRONTIERS 5. Naval Air Systems Command P-8A Poseidon ESOH Team FY-15 CNO Environmental Award Environmental Excellence in Weapon System Acquisition Large Program 6. Mission Computing Capabilities_BAE Systems 7. WORLD AIR FORCES 2021_Flight Global 8. 美軍P-8A反潛巡邏機及其電子信息裝備綜述_武坦然 9. 美軍P-8A新型反潛巡邏機戰技能力探析_朱曉亮 10. 詳解P-8A“海神”新一代海上巡邏機_中外艦聞
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