六架E-2D斥資80億美金?台美發價書簽訂時程決定價錢

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日前有媒體報導稱空軍希望採購E-2D「先進鷹眼」預警機性能雖佳並可偵測共軍的殲20匿蹤戰機,但採購6架價格卻高達80億美金! 經筆者向各有關方面瞭解,謹藉此機會做一些彙總與澄清。簡要的答案是,E-2D很可能具偵測殲20的能力, 而若採購及時的話,成本也應不超過三四十億美金。

「先進鷹眼」可否抗匿蹤?

先來談談E-2D是否能偵測殲20等級的低雷達截面積戰機。對於抗匿蹤目標能力,美國海軍礙於保密考慮,迄今不願證實或評論E-2D或其他雷達系統在此方面的性能。但根據公開資料的技術分析,或可窺其一二。

因為電磁波長的物理限制,利用低雷達截面積外形設計與吸電磁波材料達成匿蹤效果的戰鬥機/戰轟機,一般都只能對較高頻率的雷達波段(Ka, Ku, X, C 以及S波段之部分)有效。

這些因此也通常被稱之為「窄頻匿蹤」(narrow-band stealth)設計,像中共的殲20、殲31、甚至美國的F-35、F-22等基本上都屬於這個等級,即便匿蹤性能在程度上可能有所出入。

但像UHF這樣頻率較低的雷達波段(300-1000 MHz),因為其波長(100-30公分)遠較有可能達到目標或其曝露部件(如: 飛機外部的結構、翼面或天線等)的若干倍數(一般文獻稱2-8倍),從而形成諧振(resonance),使目標的有效雷達截面積階躍增大,反射足以在相當遠的距離可偵測到的雷達回訊。

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▲E-2D預警機構型示意圖。(圖/Northrop Grumman 公司)

就窄頻匿蹤戰機而言,若大小與重量不允許在所有曝露部件裝納厚達至少約60公分的吸電磁波材料/塗料,那在設計時就必須針對何種雷達波段優化低偵測度做出捨取,而無法(像B-2轟炸機那樣藉結合基本上無曝露部件的外型與大量吸電磁波材料)具有全頻譜匿蹤性能。

像UHF這樣長波長的雷達以往都因測距與測角的解析度不足而無法提供目標精準追蹤與射控等功能。但先進電子掃描陣列能力、龐大電腦運算能量所提供的「空時適應性處理」(STAP)能力,理論上已可克服許多這些限制,而在戰術上有意義的距離外與合乎作戰需求門欄的偵測精度條件(測距、測角、測高度)下對低雷達截面(匿蹤)目標進行追蹤。

美軍與廠商都不願討論E-2D對匿蹤目標的偵測能力,但在一份2020年底的公開簡報中確有明顯提到對抗「低雷達截面」(low-RC)威脅與「第五代戰機」等為對該機之需求,而該簡報的插圖中亦出現殲20! 可見E-2D的APY-9雷達對(至少窄頻)匿蹤目標應已具有一定的可靠偵測與追蹤能力。

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▲E-2D的外機翼內建有整合式油箱。(圖/美國海軍)

雖然有些報導稱E-2D具有AESA雷達能力,但其APY-9雷達實際上採用的是混合了360度機械旋轉式與可電子波束掃描的被動相位陣列天線設計,並搭配電子掃描式的敵我識別系統(相當於一個副雷達系統)。

而由於機組操作人員可以視戰術需要而混合調適天線的旋轉速度與波束掃描模式,以優化對不同性質的目標或涵蓋範圍的蒐索掌控。

尤其在使用所謂「扇區增益追蹤」(Enhanced Tracking Sector/ETS)模式時,機械天線保持相對地理位置固定,完全依靠電子波束掃描針對特定空域區塊內、聚焦發射功率並加速追蹤更新率,以大幅提高對低雷達截面(匿蹤)目標之穩定偵測距離與追蹤精度。

其他精進性能

美海軍航空系統指揮部(NAVAIR)只公開聲稱E-2D的APY-9雷達較之前(我國E-2K所用的)APS-145雷達要「躍進了二代」。在25,000英呎執行預警巡邏任務時,E-2D的雷達的有效偵測距離超過300海浬(550公里)。也就是說,若在台北市上空飛行,E-2D理論上至少可以掌握寧波周遭的空域活動狀況以及距台北數百公里之外的水面目標。

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▲E-2D預警機APY-9雷達的天線。(圖/維基百科)

台灣將可能獲得的E-2D將具有跟日本所採購之構型一樣的外機翼整體油箱(wet outer wing),故燃油攜載量增加,可顯著延長任務滯空時間或緊急轉往備降地點(diversion)之續航力。

同時,亦將包括新一代共通作業標凖(MIDS/JTRS軟體無線電鏈路)、強化抗電子干擾(Counter Electronic Attack/CEA)與電子支援(ESM)能力等,以提供更強韌的通電戰力。

此外,正如同當年我國採購了E-2T後得以隨同美軍的技術翻新而對該機的任務系統進行大幅性能提升一般,如果引進了新世代的E-2D預警機與APY-9雷達,將可確保美國海軍的技術支援至2050年無虞。