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武備巡禮

【武備巡禮】U-2高空偵察機

(U-2S高空偵察機性能諸元)
(U-2S高空偵察機性能諸元)

文:寧博

  由美國洛馬公司臭鼬鼠工廠設計開發的U-2蛟龍夫人( Dragon Lady),首次飛行於1955年8月,是一款單發動機的高空偵察機,從冷戰時期到現代,都是提供關鍵情報資訊給決策者的機種。雖然不幸地在1960年5月首次被飛彈擊落,而有電影「間諜橋」的故事背景,1962年10月U-2拍到蘇聯在古巴存放核子飛彈的照片,觸發聞名於世的「古巴危機」,電影「驚爆13天」就是在描述這一段世界瀕臨核武互相毀滅的實際情況。

  估計可運作至2045年

  U-2偵察機目前仍在服役中,飛臨亟需蒐集情報的地區,從巴爾幹半島、伊拉克、阿富汗到朝鮮半島等地,如有緊急需要,也會用於天災地震等災難救助任務上。其憑藉著過往的運作經驗,每年飛行3500架次任務的U-2S在過去10年性能績效達到無可比擬的95%任務達成率,證明蛟龍夫人的可靠性、反應性與高生存性,而且U-2S飛行高度至少比起無人的RQ-4全球鷹式或是MQ-4C海信使式偵察機都高出1萬呎,速度快上每小時100哩,更具有較寬的頻譜鏈結。

 全天候偵察機U-2S相較於之前的U-2,翼面積大出40%,最大起飛重量也多出40%,發動機更換為GE F118型渦扇發動機,由於輕量省油,幾乎無須空中加油就可以執行長時間的偵察任務。駕駛艙已全部更新為數位顯示螢幕、光纖通訊、先進航電系統與感測系統。

  U-2S機型源自於1967年重新設計的U-2R以及在1981年出現的戰術偵察機型TR-1A,1992年全部的TR-1與U-2都一起改編為U-2R,並在1994年起開始對機體與感測器陸續現代化,加上改裝渦輪扇發動機後,所有美國空軍的編號就改為U-2S。目前U-2機隊大部分是1980年代以後製造的,至少還有80%壽期以上的時間可以服役,因而美國國防部在其2018年預算藍圖顯示會讓U-2繼續飛下去,取代美國空軍原定在2019年退役的構想,U-2會與其他無人偵察機共同運作,依據現有使用狀況,估計U-2S仍可以運作至2045年。

  憑藉著修長機翼可飛至7萬呎以上高空的U-2S,其電力系統已由先進的光纖技術取代傳統的電線迴路,從而降低整體電子訊號自我干擾能力,使得U-2S對於新世代感測器而言是個較安靜的平台。也由於大功率的電力系統能提供機載系統所需電力,藉此可與日益縮小的晶片相搭配,使得她具有優於其他無人偵察機的能力。U-2S具有執行測量與特徵情報(MASINT)的功能,包括多頻譜電子光學、紅外線和合成孔徑雷達掃描的訊號與影像之情報蒐集與偵察,這些資料可儲存於機上,也可即時透過網路通訊衛星傳送至地面接收站,另外相機所拍攝的高解析廣域合成影像圖片可帶回地面加以分析。

 「愛因斯坦盒」保密性佳

  U-2額外升級是加裝新的電戰系統及視距外與戰術資料鏈的戰場通訊裝備,後者是洛馬公司持續開發中,但外界甚少知道的開放式架構任務電腦,英文縮寫為EMC2,由於類似由愛因斯坦提出的E=MC²公式,因而暱稱為「愛因斯坦盒」,簡單地說它是即插即用系統,可與現有U-2機載航電處理器相融合而具有各種不同的功能。

  其中最主要的應用方式作為戰場的通訊中繼站,連結戰機的各種不同類型戰術資料鏈,包括一般美軍飛機使用的傳統戰術資料鏈LINK 16、F-35戰機的多功能先進資料鏈(MADL)以及F-22戰機的飛航內連資料鏈(IFDL),從而解決美國空軍最大的問題,也就是讓不同世代的戰機可以有效地相互溝通與分享資訊。

  F-22與F-35可以扮演傳輸樞紐,將蒐集到的最重要威脅資訊傳輸至世界各處,但F-22是以秘密通訊為主要設計,運用其IFDL通訊可以降低被敵偵知與被攔截機率,F-35的MADL也是可與僚機進行祕密通訊,但其他戰機都使用LINK 16,其無線電波頻譜都很容易被偵測與攔截,這3大類戰機一旦開始通訊,匿蹤的效果馬上打折扣,因此U-2S的「愛因斯坦盒」就可以將戰場上通訊串成網路而不會喪失戰機的匿蹤功能。

 「愛因斯坦盒」還不只如此,簡單地說,它如同智慧型手機的多功性,可以動態地重新規劃任務,或是進行情報、監視與偵察,以及電戰的任務。由於其開放式架構,如同智慧型手機在應用性,允許整合其他的軟體服務,以及第3方應用軟體的加入而不影響其平台系統架構。

 由洛馬公司自行研發的開放式架構任務電腦是該公司在硬體研發過程的特定成果,第1代已經透過F-22 IFDL與傳統的戰術資料鏈相聯結達到目標,第2代是於2017年美軍在阿拉斯加的北境(Northern Edge)演習中進行實測。洛馬公司認為「愛因斯坦盒」也可用於其他戰機平台上,目前應用於U-2S上,是因其具有充足的空間、載重、電力與冷卻能量可以搭載其他的系統酬載,以及其本身也是開放式架構可便利地與其他系統結合。

  開放式架構滿足空軍需求

  U-2S作為機載平台易於與匿蹤戰機及傳統戰機相互溝通的另一項特色,是能飛行至很高的高度,不易於偵察到也可使通訊維持在視線內,也就是從遠距離使IFDL與MADL的方向性通訊資料鏈易於溝通。

  目前美國空軍正在建構主動網路,亦即為戰場雲,以使戰場任一端的戰術單位可以有效地與指管中樞傳輸資訊,不過產業界尚未針對這項所謂「第4代至第5代」計畫提出任何提案書。儘管如此,「愛因斯坦盒」的開放式架構在某些方面可以滿足空軍需求,但是要達到盡善盡美仍有一段路要走,正如同智慧型手機的演進,客戶需求不只是簡單地通訊,還要更多功能。

  U-2高空偵察機雖已服役多年,但創下的優異戰績舉世共睹 ,中華民國空軍亦曾使用過U-2保衛臺海安全,在沒有衛星的時代,多次深入中國大陸,空軍健兒以優異戰技,犧牲奉獻寶貴生命,換取無數珍貴情報,可歌可泣英勇事蹟永傳後世。如今U-2進行多次改良,仍然於自由世界進行偵察任務,其無可取代的地位,將為軍事情報做出更多貢獻。

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