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美国“水面电子战改进”项目发展综述

发布时间:2024-01-15 19:35:10 文章来源: 爱游戏官网首页

  2002年4月,美国海军AN/SLY-2(V)“先进综合电子战系统”(AIEWS)项目突然被中止,这使得海军一度迷失了舰船电子作战能力的发展方向。

  美国海军曾设想采用AIEWS来替代AN/SLQ-32(V)系列电子战系统。AN/SLQ-32(V)系统最早由雷声公司开发,该系统从1970年代后期开始部署。SLQ-32衍生出5个型号,不同的型号提供不一样的等级/组合的信号探测、分析、威胁告警、电子攻击(EA)功能——(V)3、(V)4和(V)5版本具备EA功能。然而,随着新型威胁的持续不断的发展以及作战环境变得愈发复杂,SLQ-32逐渐不足以满足新的需求,这成为AIEWS项目的需求来源。

  1997年12月,美国海军海上系统司令部授予洛克希德·马丁公司6600万美元的AIEWS项目工程与制造研制(EMD)合同,按照计划首套SLY-2(V)装备将于2000年代中期服役。

  作为SLQ-32(V)系列的替代型号,AIEWS设计具备远程态势感知能力,并与载舰的整个作战系统相协调从而具备分层次的对抗手段,因此能在信号愈加密集的濒海作战环境中提升舰船的生存能力。按照预期规划,AIEWS的增量1阶段具备对射频信号进行探测、分析和识别的电子监视能力,通过得到的精确到达角测量信息,引导“硬杀伤”火控系统的传感器,并对“软杀伤”对抗措施来管理。在增量1之后还规划有增量2,增量2将增加先进的有源电子攻击能力,能够对抗射频和红外威胁。

  然而,这些设想并未得到实现。由于AIEWS项目的状态不稳定、费用一直增长且进度滞后,2002年4月15日美国国防部宣布终止AIEWS项目。美国国防部认为继续开展AIEWS项目将存在巨大风险,并对在限定时间内提供成本可接受的AIEWS系统没有信心。这迫使美国海军另谋出路,即通过“水面电子战改进项目”(SEWIP)对SLQ-32进行升级。

  2002年7月SEWIP项目成立,它是一个采购类型II类(ACAT II)项目。SEWIP采用“螺旋改进”方式对已经停产的AN/SLQ-32(V)电子战套件进行升级,旨在缓解系统的能力退化、提升可维护性、逐步引入先进的电子防护和电子攻击能力。海上系统司令部下属的综合作战系统项目执行办公室负责对SEWIP项目来管理,项目通过公开竞标的方式按增量分阶段实施。

  SEWIP的增量1,即Block 1,包含了一系列的提升措施,聚焦于可快速研发和部署的低风险升级举措。这些升级不仅使现有SLQ-32的性能得到提升,同时还解决了关键硬件的退化问题。

  Block 1A利用商用现货技术对控制台显示器和显示/脉冲处理计算机进行更新,使系统能够更迅速识别威胁并能更好地将信息展示给操作人员。

  Block 1B1增加了独立的辐射源个体识别(SEI)装置。Block 1B1利用了美国海军研究实验室的AN/SSX-1“小型舰船电子支援措施”(SSESM)模块,并能显示战斗系统的轨迹,提升了威胁关联和态势感知能力。

  Block 1B3在SEI中引入了高增益/高灵敏度(HGHS)能力,并允许操作人员向战斗系统的路径上发射“纳尔卡”(Nulka)有源诱饵和无源对抗措施。

  Block 1A利用商用现货技术对控制台显示器和显示/脉冲处理计算机进行更新,使系统能够更迅速识别威胁并能更好地将信息展示给操作人员。

  Block 1B1增加了独立的辐射源个体识别(SEI)装置。Block 1B1利用了美国海军研究实验室的AN/SSX-1“小型舰船电子支援措施”(SSESM)模块,并能显示战斗系统的轨迹,提升了威胁关联和态势感知能力。

  Block 1B3在SEI中引入了高增益/高灵敏度(HGHS)能力,并允许操作人员向战斗系统的路径上发射“纳尔卡”(Nulka)有源诱饵和无源对抗措施。

  2002年7月,诺斯罗普·格鲁曼公司被授予Block 1A电子支援增强措施的合同。2002年7月,DSR公司获得一份合同,负责基于Q-70A的“改进型控制和显示”(ICAD)子系统的研发。DSR现在是通用动力公司任务系统(GDMS)的一部分。2003年1月,GDMS成为SEWIP Block 1的主要集成商,其任务涵盖了系统管理、架构设计、软件的设计开发集成和测试。

  SEWIP Block 1使用新的基于Q-70A的“改进型控制和显示”子系统替代了传统的显示器。

  GDMS介绍称,新系统采用开放式架构,能快速将新技术整合应用到反舰导弹防御和电子战态势感知上。此外,项目还采用了开放的商业模式,通过螺旋式发展提供更低的成本和风险,并广泛采用了现代商用货架技术。

  SEWIP Block 1B1中增加了AN/SSX-1 SSESM天线、接收机和处理器,并使用单独的便携式电脑用于显示。而在Block 1B2中则将SSESM集成到ICAD架构中。下一代通信负责AN/SSX-1装置的架构管理支持、备件、维修、组装、升级和改型。

  从右舷上层横桅杆端安放的天线能判断出,“詹森·杜汉”号导弹驱逐舰(DDG109)已经安装了AN/SSX-1 SSESM系统,该系统是SEWIPBlock 1的一部分,具备辐射源个体识别功能。

  Block 1B3的升级主要侧重于缓解系统的功能过时问题,并引入一个高增益/高灵敏度的辅助探测能力,从而能够对低截获概率信号进行探测和归类。作为通用动力公司的子承包商,洛克希德·马丁公司在2008年获得高增益/高灵敏度模块的研发合同,合同包括了桅杆天线系统、安装在甲板下的信号处理器以及处理器中运用的处理算法。

  通用动力公司作为SEWIP Block 1B3低速率初始生产(LRIP)阶段的唯一厂商在2014年8月获得1950万美元的合同,合同要求通用动力提供15套HGHS系统。随后,海上系统司令部决定对2015-2019财年的全速生产(FPR)合同进行招标。2014年12月系统发布建议征集书,通用动力和洛马公司参与了招标。

  2015年6月,海上系统司令部宣布洛马公司在竞标中胜出,获得初始金额为796万美元、带有附加选项的合同,如果执行附加选项,合同的总计金额将达到5892万美元。然而,通用动力公司随后向政府问责局(GAO)提出抗议,认为海上系统司令部对该公司计算的成本做出了错误的上浮修订。

  随后GAO对该事件做出详细的调查,2015年10月20日GAO宣布其认为海上系统司令部确实做出了错误的上浮修订。GAO还得出结论,若不是因为错误的上浮修订,通用动力的报价应该是技术可实现的最低报价。

  海上系统司令部随后对GAO的判决做出回应,取消了授予洛马公司的合同。2016年1月11日,通用动力公司宣布获得Block 1B3阶段的全速生产合同。如果执行合同的所有选项,该公司将在5年的合同期限内交付67套系统。

  SEWIP Block 2对AN/SLQ-32系统的无源探测能力进行了更多的重要升级,包括扩展频率覆盖范围、提升灵敏度、增加精确到达角测量,同时重新搭建系统架构以使未来的升级更便捷。经过竞争,2009年洛马公司获得SEWIP Block 2工程制造与研制阶段的合同,合同初始金额为990美元的合同(执行所有选项后总金额将超过1.67亿美元)。

  Block 2对天线进行了升级,使用了新的数字化接收机和开放式战斗系统接口,旨在提升对辐射源探测和测量的准确性,从而与威胁的发展保持同步。SEWIP Block 2服役后的装备代号为AN/SLQ-32(V)6。

  2010年7月,美国海军执行了第一条合同选项(金额为5110万美元)并同意了洛马公司SEWIP Block 2的初步设计。2011年2月,洛马公司通过了关键设计评审,为两套SLQ-32(V)6工程研发样机的生产铺平了道路。

  SEWIP Block 2的设计的具体方案是以洛马公司的“综合通用电子战系统”样机为基础,该样机曾在2010年10月进行了水上试验。Block 2采用了“企业级解决方案”从而能够最大化利用商用现货电子科技类产品,Block 2中使用了水星公司生产的Echotek系列微波调谐器和数字化接收机。水星系统公司还参与了所有信号处理子系统的设计工作。

  SEWIP Block 2的另一个重要子承包商是Cobham综合电子解决方案公司。该公司为AN/SLQ-32(V)6提供干涉仪天线阵列面板套件。SEWIP在具备精细角度分辨率的同时还可以有效的进行高度测量。

  据洛马公司SEWIP项目主管Joe Ottaviano介绍称,电磁环境正变得日益拥塞和愈发复杂,其中充斥着各种新型射频辐射源,这影响着对Block 2的性能要求。“Block 2的性能提升大多数表现在作用距离和分辨率方面”。“SEWIP Block 2具备极高的灵敏度…我将它的性能比喻为准ELINT系统。它将成为海军的新典范,我认为舰队将很快能开始理解它的能力。”

  2013年1月,Block 2通过了里程碑C节点。此后系统开始做地基测试,为舰船安装做准备。洛马随后被授予5700万美元低速率初始生产合同,要求在2013财年移交10套系统。2014年9月,洛马公司又获得一份1.47亿美元的低速率初始生产合同,该合同为2014财年的14套SEWIP Block 2系统和2015财年的12套系统提供资金。2016年10月,洛马公司获得SEWIP Block 2全速生产合同,合同金额为1.489亿美元。

  2014年7月,美国海军为“班布里奇”号驱逐舰(DDG 96)装备了Block 2系统,该舰成为首艘配备AN/SLQ-32(V)6的舰船。2014年8月到11月,指挥官测试和作战评估测试部队(COTF)对SEWIP Block 2进行了第一阶段初始作战测试和评估(IOT&E)。

  2015年12月,作战实验与评估处处长(DOT&E)办公室向国会提交了一份秘密的前期部署报告。对有效的IOT&E数据来进行分析,分析结果显示SEWIP Block 2升级措施在对威胁辐射源的探测和分类上比传统AN/SLQ-32具备更强的能力。

  然而,在这过程中也发现了大量问题。包括单个辐射源出现多个轨迹、不正确的分类、轨迹丢失和大量软件可靠性问题。此外,DOT&E认为操作人员缺乏训练、对系统不熟悉,这导致COTF测试团队为舰队提供的实战支援不真实,对一些测试结果产生了不利影响。

  洛马公司和美国海军共同努力来纠正这些不足。第二阶段的IOT&E计划在2016年5月进行。至2016年1月,洛马公司已经交付了2013/2014财年低速率初始生产阶段购买的14套SEWIP Block 2系统。在首部AN/SLQ-32(V)6系统安装在“班布里奇”号后,后续正为“波特”号 (DDG 78)、“拉布恩”号 (DDG 58)、“米彻尔”号 (DDG 57)和“米利厄斯”号 (DDG 69)安装该系统。

  小型AN/SLQ-32C(V)6被称为SEWIP Block2 Lite。由于洛马公司拥有AN/SLQ-32C(V)6的架构研究经验,2013年9月洛马公司获得合同,推进小型AN/SLQ-32C(V)6的舰船验证工作。洛马公司花费8个月的时间对SEWIP Block 2的架构进行合理化改进和重新设计,2014年8月其交付了一套生产准备系统。在洛马公司以及美国海军的加速推动下,SEWIP Block 2 Lite系统于2014年安装在“自由”号濒海战斗舰上。美国海军从2014年10月开始在“自由”号濒海战斗舰上对该系统上进行了局部评估。目前的规划是为两种濒海战斗舰都配备这种雷达截面积更小的AN/SLQ-32 C (V)6。按照设想,AN/SLQ-32 C (V)6能为濒海战斗舰的两种舰型带来非常大的能力提升。

  洛马公司称,“SEWIP Block 2 Lite是对SEWIP Block 2的架构进行设计使其适应濒海战斗舰,它具备与安装在更大型舰船上的AN/SLQ-32(V)6系统相同的能力。两者的通用性达到90%......相比下AN/SLQ-32C(V)6只是更加紧凑、重量稍轻,从而更好地适应平台。”

  洛马公司表示AN/SLQ-32C(V)6已经实现项目目标。海上系统司令部对项目进展给予了肯定,“SEWIP Block 2 Lite项目已经成功完成了里程碑C/低速率初始生产决策,该系统将用于美国海军的护卫舰和美国海岸警卫队的海上巡逻艇项目。” 2016年10月,AN/SLQ-32C(V)6作为SEWIP Block 2的一部分已进入全速生产阶段。

  SEWIP Block 3作为Block 2的下一个阶段,将为Block 2阶段开发的AN/SLQ-32(V)6系统增加先进的EA功能。2015年2月,海上系统司令部选择诺格公司进行SEWIP Block 3的设计和研发。诺格公司在竞争中击败了洛马公司(它与雷声公司组成联合团队)。2015年8月进行了Block 3的初始设计评审,2015年10月项目进入了EMD阶段,诺格公司获得的合同经费为9170万美元。

  SEWIP Block 3旨在为新建平台和所有装备有AN/SLQ-32(V)3和AN/SLQ-32(V)4的巡洋舰、驱逐舰、航空母舰和两栖攻击船提供通用的电子攻击能力。Block 3将引入综合电子攻击能力(包括新的发射机、天线阵列和相关的干扰技术),从而使舰船免受射频制导导弹的威胁。

  Block 3还包含为“软杀伤协同装置”(SKC)进行软件开发,从而为舰上和舷外软杀伤行动提供指导和规划。约翰·霍普金斯大学应用物理实验室主导SKC的工程设计、算法开发和原型样机制造。

  诺格公司的SEWIP Block 3技术方案采用基于氮化镓发射/接收模块的有源电扫阵列,并结合了之前为美国海军试验办公室“集成桅杆”(InTop)项目开发的成熟技术。InTop项目对综合化的EW/IO/通信样机进行了验证,解决了SEWIP Block 3阶段的关键技术)。

  新的EA系统和AN/SLQ-32(V)6系统结合后就形成了AN/SLQ-32(V)7。AN/SLQ-32(V)7将会根据安装舰船的大小分成两种架构。经过6个月的初始设计阶段,诺格公司和海上系统司令部在2015年8月成功完成了AN/SLQ-32(V)7的初始设计评审,评估了系统架构的状态和初始设计,从而确认技术成熟度和技术开发规划。

  2015年10月项目进入EMD阶段,诺格公司将继续对AN/SLQ-32(V)7的系统模块设计进行完善,对一体化、建模和测试规划进行最终定稿,并生产两套工程研发模型用于实验室和实地测试。2016年5月,SEWIP Block 3的AN/SLQ-32(V)7电子战系统通过关键设计评审。工程研发模型计划在2017财年交付,从而为2018财年的陆地测试进行准备。

  海上系统司令部称:“美国海军、诺格公司和洛马公司将一起努力,确保为舰队提供综合电子战能力。系统集成已确定进入设计阶段,2017财年将继续开展硬件方面的工作,计划在2018年开展陆地测试。AN/SLQ-32(V)7 的低速率初始生产系统将在2019财年交付并部署。

  除了可提供先进的舰载EA能力,AN/SLQ-32(V)7和其中嵌入的SKC功能将能通过Link 16数据链引导和控制直升机搭载的有源平台外电子战(AOEW)电子攻击系统。通过SLQ-32/SKC,在交战中AOEW 电子攻击系统将与其他的软杀伤射频对抗措施协同工作。

  海上系统司令部在2014年4月透露,初步计划通过在MH-60R和MH-60S直升机上搭载长航时电子战有源任务载荷(AMP)的方式实现AOEW功能。2014年8月,AMP的完整版建议征集书发布,要求工业界为AMP的初始设计、工程研制开发和低速初始生产进行竞标,但合同授予被多次延期,竞标结果推迟到2016年4月末。

  建议征集书中表示将生产8套AMP的工程研发模型,其中两套模型大多数都用在支撑评估而不具备功能。除了用于效能测试,工程研发模型还将用于评估SLQ-32/SKC和作战系统的接口,并获取MH-60的飞行许可。

  在实现SEWIP Block 3的全部能力之前,为了弥补能力缺口、满足美国太平洋舰队提出的紧急作战需求,美国海军开展了Block 3T项目。该项目是对海军研究实验室的“便携式电子战模块”(TEWM)的一种快速部署应用。据预算文件介绍,所谓TEWM快速部署舰队(S2F)项目是“一种非采购研发和验证项目,能够以便携方式向舰队快速交付先进的末端对抗电子战能力”。海军研究实验室选择哈里斯公司作为承包商来实施TEWM-S2F项目的生产和安装活动。

  根据海上系统司令部介绍,SEWIP Block 3T项目“已经成功具备快速部署能力,能满足舰队紧迫的作战需求”。TEWM-S2F的原始样机已经部署,相关辅助系统目前正在最终装配中。

  按照规划,后续的SEWIP Block 4项目将为AN/SLQ-32(V)系统引入先进的光电/红外对抗能力。海军研究办公室的“复合式红外/光电监视和相应系统”(CESARS)项目将牵引Block 4的需求并降低技术风险。

  CESARS最重要的包含两个不同的功能组成:舰载全景光电/红外指示与监视系统(SPECSS)以及多谱光电/红外先进威胁对抗措施(MEIRCAT)。SPECSS设计用来实现宽视场的目标探测和跟踪,并能为MEIRCAT系统的高分辨率传感器提供指示,以此来实现目标的再捕获、跟踪、分类/识别、3D测距、威胁评估、对抗措施的实施以及效能监测。MEIRCAT需要具备多频带能力,能够同时对抗多个目标。

  2016年2月,海军研究办公室授予L-3公司890万美元的合同,从事CESARS项目中SPECSS功能的相关工作。为此L-3将设计、开发和测试中波红外和可见光两种全景成像仪。



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