(哨兵R1战场侦察机)
发展历史
合成孔径雷达在1951年就已经出现,从 1960 年代开始装备并投入越南战争,但因为性能要求很难满足实际需要。随着 70 年代雷达成像技术和数据链技术的飞速发展,为大面积侦察任务开辟了新的视野。特别是合成孔径雷达 (SAR) 实现的雷达图像数字化处理为侦查地面地形带来了革命性的变革。
此外,合成孔径雷达甚至可以分析运动物体的多普勒变化,因此可用于监测运动移动目标。将移动目标指示器 (MTI) 功能与能够进行地面测绘的合成孔径雷达相结合,就可以进行全天候夜间精确监测。
美国是第一个将这些最新雷达技术付诸实践的国家。1978年,美国国防先进技术规划局(DARPA)启动了突击破坏者项目,该项目旨在开发先进的武器系统,以对抗数量占多数的苏联地面部队。
(默蓝技术验证机)
通过这个项目,“Pave Mover”雷达在默蓝验证机中得到应用。该项目为E-8和RQ-4全球鹰的发展奠定了基础。
(英国还开发了用于战场监视的空中雷达,陆军进行了CASTOR项目。照片显示了带有雷达的BN-2T)
与此同时,与美国一起准备抵抗苏联装甲攻击的英国陆军希望拥有类似的技术能力。因此英国于1980年开始CASTOR项目。CASTOR 是一种通过在飞机上安装 MTI 传感器并在中高海拔地区操作它们来监控敌对地区的概念。因此英国国防部在BN-2T飞机上安装了Ferranti的MTI雷达,并于1984年5月开始测试和评估。与此同时,英国皇家空军通过在堪培拉 B.6 轰炸机上安装 Thorn-EMI 的 SAR 开发了一种能够监测大面积区域的新型飞机。
(英国空军试图将 SAR 雷达安装在堪培拉轰炸机上)
但英国的努力远远落后于美国。自1985年以来,美国已经在英国奥尔康伯里空军基地部署了配备先进合成孔径雷达系统(ASARS)的U-2高空侦察机TR-1,并开始执行侦察任务。同年,联合之星飞机研制成功,这是一款配备MTI / SAR传感器的飞机。在这种情况下,英国国防部决定整合CASTOR和空军侦察机业务。因此,英国于1986年开始了一项名为ASTOR的新战场侦察机计划。
(英国陆军和空军的单独项目被统一为ASTOR项目)
首先,在英国国防部下属的 RSRE的监督下进行了一个技术示范项目,并开发了两个 ASTOR 。第一个型号是Searchwater雷达和 雷神公司的 MTI 的组合,并在堪培拉轰炸机上进行了测试,而低功率测试版本则安装在安多弗运输机上。
雷神公司还通过在BN-2T上安装 Skymaster AEW 雷达来测试低空 MTI 系统。1990年试飞最后阶段,该机成功与美军联合之星使用的摩托罗拉地面站进行数据联动。
(洛克希德·马丁公司提出了一种基于湾流V的ASTOR模型)
该技术论证项目持续了长达5年,直到1991年7月,在此期间证实可以从高速飞机上获得相当清晰的SAR图像。雷达探测范围最初预计为10公里至220公里的极限实际为15公里至300公里。同时确认了能够满足这些条件的机身:庞巴迪的全球快车和湾流V。英国人认为这些飞机就足够了,因为它们不需要空中指挥和控制任务,这样的话机身价格就会很便宜。
然而到1991年,地缘政治局势发生了巨大变化。同年3月,华沙条约组织解体,当初的假想敌已经消失了。
(雷神公司提出了一种基于最新一代Global Express机身的ASTOR模型)
90年代初爆发的海湾战争掀起了新的战争浪潮和新的战术思维,开创了战争的新趋势,具有 SAR/MTI 能力的美国 TR-1 和 E-8 联合星提供近实时雷达侦察能力,同时还能够提供快速变化的战场信息。英国人反应过来后重新推进了ASTOR 项目。
1994年3月,英国国防部向8家公司发出了招标书,7家公司做出了回应。在 1995 年 1 月,英国国防部选择了洛克希德马丁公司和雷神公司,两家公司将在未来 17 个月内提供最优的 ASTOR 设计。
洛克希德·马丁公司基于湾流V公务机设计了该系统,雷神选择了庞巴迪全球快车作为其平台。与此同时,诺斯罗普·格鲁曼插了一脚,公司推出了一款名为“Wizard”的新飞机。
在美国人的压力下,英国国防部于1998年2月底收到了3家公司的报价。在激烈的竞争中,最终在1999年6月的巴黎航展期间,英国国防部选择雷神作为ASTOR的最终运营商。
ASTOR的飞机开发始于2000年1月。雷神最初打算装备APAR-2 Plus雷达,但认为它不足以满足未来的任务并开发了新的 4.2m AESA 雷达。为了将新的航空设备与飞机相集成,雷神于2002年2月接收了全球快车飞机,为其配备了各种设备,并制作了一架系统集成测试飞机并于2004年开始飞行。该原型机于2005年系统集成成功,当年年底开始正式进行性能评估,并成功验证了所有SAR、MTI和数据链的性能。
(这是在喷漆前进行试飞的成品哨兵R1飞机)
ASTOR完成的飞机于2006年7月在范堡罗航展上首次向公众亮相。直到2007年,英国皇家空军才接管了完全研制的飞机,将其命名为 Sentinel(哨兵) R1,并由第 5 中队操作。
特征
哨兵R1的核心设备也是SAR / MTI雷达,称为“Sentinel Dual Mode Radar Sensor”(DMRS)。Sentinel DMRS采用AESA技术,可靠性高,是对TR-1侦察机最初使用的ASARS-2雷达的改进。据雷神公司介绍,如果DMRS得到改进,它还可以用于海上监视任务。据说ASAR-2雷达能够探测到12.2公里到160公里,而哨兵DMRS据说能够从12.2公里到200公里之间获取地面信息。
(Sentinel R1 的核心是 SAR/MTI 传感器和数据链路)
在 ASTOR 项目开始时,除了 SAR/MTI 雷达外,还打算额外安装一个电光/红外传感器。但由于在制造阶段采用了DMRS,雷达天线的重量增加,同时还安装了额外的冷却装置,因此取消了光电传感器的安装。
(已知哨兵的主要雷达DMRS能够探测300公里)
哨兵 R1的机体采用庞巴迪全球快车公务机。全球快车从1996年开发之初就引起了人们的关注,当时原型机在首次飞行中取得了成功,续航里程为12000公里,比湾流还长。全球快车采用宝马/劳斯莱斯的BR710涡扇发动机,最大飞行时间为14小时。哨兵R1配备了雷达和航电设备,能够执行超过12小时的任务。
(Sentinel R1是在庞巴迪全球快车机身的基础上建造的)
在 ASTOR 项目开始时,打算在飞机上安装空中加油系统,但在设计审查阶段被删除,它的机组人员只有5人。
(哨兵R1的驾驶舱(左)和任务站(右))
哨兵 R1配备了防御辅助子系统(DASS),以保护飞机免受防空威胁。同时,由于哨兵R1中信息的实时传输很重要,因此安装了HF·VHF·UHF、JTDIS、SATCOM等一系列通信设备以及包括链路16在内的数据链。作为数据链,从发展之初就选择了L3通信的CDL(Common Data Link),通过宽带高速通信传输雷达信息。
(哨兵R1能够通过芬奇高尔卡车地面站向地面部队提供实时信息)
哨兵 R1是一个向地面部队传输关键信息的集成系统,地面站也起着非常重要的作用。作为地面站,英国陆军使用芬奇高尔6x6卡车。一个车组车辆种类繁多,包括配备两个工作站的信息分析车辆、通信车辆、支持车辆和配备拖车和天线的拖车。
使用状态
英国皇家空军于2007年3月开始接收哨兵R1 ASTOR飞机。在2008年11月中旬,向阿富汗部署了两架“哨兵R1”和一个地面站,为“赫里克行动”提供支持和实际评估。
(2007 年在美国莫哈韦沙漠国家试飞学校飞行的哨兵 R1 )
哨兵的地面站通过收集来自 哨兵R1 的信息以及来自这些无人机的信息来提供分析。
(哨兵R1充当了战场上的空中指挥和控制中继站)
哨兵R1在任务的规划中发挥了非常重要的作用。通常当一个作战单位从作战级地面站(OLGS)请求信息时由多达9人工作的OLGS分析师根据信息请求将要收集的信息交付给哨兵R1,任务计划需要提前24小时准备就绪。然而在实践中,即使在信息收集过程中也会出现附加信息请求的情况,而且经常需要改变飞行路线。例如,当监控无人机在沿河监视敌人的动向时,有时一次只能针对一座桥梁进行监视,或者由于云或灰尘而无法监视。在这种情况下,哨兵 R1 将作为战场上唯一的监控传感器,哨兵上的三位操作员将能够分工并监控三座桥梁。
(ASTOR的地面站不仅能够与哨兵通信,还能够与联合星和其他无人机进行通信)
(尽管用途广泛,但由于英国政府的财政困难,哨兵R1已经计划提前退役)
哨兵R1在战场上是一架非常有用的飞机,但在 2008 年全球金融危机之后,它开始被视为英国政府的负担。英国政府一直受到预算短缺的困扰。在2010年,英国政府通过战略防御和安全评估,决定在英国陆军在阿富汗的部署结束后立即退役哨兵 R1。
(尽管它很有用,但哨兵R1最终决定在2021年退役)
由于哨兵作为ISR工具具有巨大的战略贡献,英国政府宣布将延期至2021年。除军事行动外,哨兵还表明了其在人道主义援助任务中的有用性。在2014年1月英格兰南部和西部发生大洪水之后,哨兵被部署通过获取河流洪水和地形的雷达镜头并将其传达给救灾机构,为救援行动做出贡献。
2021年2月26日,第5中队在哨兵R1最后一次飞行后解散。因为没有国家和组织对哨兵感兴趣,所以最终决定所有的哨兵 R1都将会被报废处理。
至于哨兵R1退役后将产生的任务真空,英国人将用波音P-8 波塞冬和通用的无人机取代它,但目前尚不清楚ASTOR的空白是否容易填补。