漫话俄罗斯预警机
1999-06-07吴宜春
吴宜春
预警机全称为空中警戒和控制系统(AWACS),是为了对付低空飞机、增加预警时间而诞生的。俗话说“站得高看得远”,把预警雷达及相应的数据处理设备搬到9000~10000米的高空,既不存在“低空盲区”问题(由于地球曲率的影响,地面预警雷达存在探测不到的低空区域称为低空盲区),又可扩大预警范围。现代预警机,不仅能及早发现和监视来自各个方向300~600公里以外的空中目标,而且能引导和指挥己方战斗机进行拦截,故又称空中预警与控制飞机。
鉴于预警机的这种特殊作用,很多国家都很重视对这一机种的研究、发展与使用。当然,在最近十多年来的局部战争中,参与最多的预警机,不是E-2“鹰眼”,就是E-3“望楼”。乍看起来,在预警机领域,只有美国一统天下了。其实不然,航空大国俄罗斯在这方面也不比老美逊色多少,只不过俄罗斯的预警机很少参加实战,而显得默默无闻罢了。
俄罗斯预警机的发展简史
在第二次世界大战后,美国率先开始研制预警机,并于40年代末和50年代初交付使用。与美国相比,俄罗斯在这方面起步要晚些。前苏联是在美国早期的AD-3W、EC-121C等预警机服役后,于50年代开始着手这方面工作的,他们先是在图-4飞机的基础上,改装成一架名为Д-5000的预警机,来进行这方面的试验。从1958年至1964年,前苏联实施代号为“蔓藤”(Лиана)的空中预警雷达研发计划,并研制出了装备“蔓藤”雷达系统的图-126预警机,该系统的基本功能是探测和识别海上空中目标,并把早期预警信号发给己方的空防力量。然而“蔓藤”双坐标雷达不能提供目标高度的信息,因此妨碍了它对战斗机的引导和控制。
在完成“蔓藤”计划的研究工作后,前苏联“织女星”科学生产联合体开始发展名为“熊蜂”(Шмель)的预警雷达系统,目的是研制一种用于取代图-126的新型预警机。该系统采用的是三坐标雷达,并具有无源方向探测能力,这就意味着它具有有效的主动质疑响应功能,并能把指令或把目标指示数据传送给截击机。
从60年代中期起,该联合体和塔干罗格别里耶夫航空科技综合体开始在安-12运输机上加装“熊蜂”雷达系统。经过飞行试验,该机的性能不能令人满意,所以这架装有“熊蜂”预警和控制系统的“安”式飞机,随后就被用作飞行实验机以研究新型雷达设备,至今它仍停放在塔干罗格机场上。
由于用安-12运输机改装预警机的尝试失败,前苏联从70年代初期开始寻找适合改装的新机型,恰巧在这一时期伊尔-76飞机诞生,于是专家们把眼光盯在了这一新机型的身上。他们把“熊蜂”系统安装到伊尔-76飞机上进行试验,结果令人满意。装备了该系统的伊尔-76飞机后来称作А-50预警机。
70年代末和80年代初,随着苏-27和米格-29战斗机的出现,前苏联军方提出了能配合新一代战斗机作战的预警机需求,同时也提出了研制舰载预警机的计划。为此,“织女星”科学生产联合体加紧了对早期的“熊蜂”系统的改进,先后推出了“熊蜂-2”和“熊蜂-М”系统。与此同时该联合体还研制出了一种名为“量子”(Квант)的新型预警雷达系统,并生产出了装备“量子”系统的安-71预警机,但由于这种飞机的机体过长、过高,无法在舰船甲板上起降。80年代末,前苏联做出了制造一架用雅克-44飞机装备“量子-М”雷达系统的舰载预警与控制飞机的决定,但由于军事预算削减,该方案被暂时搁置。
不过,从80年代中期开始研制,90年代中期开始服役的卡-31预警直升机,多少弥补了俄罗斯海军没有舰载预警与控制飞机的不足。
下面对俄罗斯现有的几种空中预警飞机和直升机分别作一简要介绍。
图-126预警飞机
图-126预警机是图波列夫设计局在一架图-114运输机的基础上发展的,是前苏联第一架自行研制的实用预警机,也属于今天俄第一代早期空中警戒与控制飞机,可作为截击机或对地攻击机的空中引导指挥站。其研发工作始于50年代初,1960年开始改装,1962年首飞,并开始飞行试验,通过系统鉴定试验后,于1965年加入前苏联国土防空军服役。到1984年全部退役为止,前苏联军队共装备了50多架图-126。北约给它取名为“苔藓”。
图-126沿用了图-114运输的机体,装有四台库兹涅佐夫设计局的НК-12МВ涡桨发动机,圆盘形雷达天线罩的配置方式与美国的E-3A一样,安装在机身后部上方。后机身下部装有尾鳍,机头装有空中加油受油管。据外刊报道:1971年12月,由苏联飞行员驾驶的图-126曾被派到印度参加印巴战争。在印巴战争期间,由于有该机的协助,印度飞机曾多次成功地进入巴空域纵深达160公里,而且是在夜间飞行,并多次精确确定目标。巴方后来也证实,每次攻击期间,都有一架飞机在6000米高度,离开巴基斯坦有一定安全距离的印度地空导弹防区内飞行。还说,这种飞机所采用的反电子措施非常有效。西方认为,通过这次战争,苏联预警机成功地经过了作战条件下的使用鉴定。印巴战争的目击者指出,这种飞机不仅能作为护航和电子战飞机的控制中心,而且能用来控制和指挥攻击机。从战争中获取的技术情报表明,由“苔藓”引导的攻击机,其进入战地纵深范围可达到185公里。飞行高度6000米时,雷达的探测距离为370公里。可同时处理80个目标的信息,并指挥18架战斗机作战。但这种飞机只有在海上使用时,较为有效;在陆地上空,由于其下视能力有限,使用效果稍差。
该机的机载电子设备包括:“蔓藤”双坐标雷达、 НИ-50БН计算机、СРО-2М型应答机、АРК-11无线电罗盘、РВ-УМ/РВ-17УМ无线电高度表、АРП-56П无线电信标接收机等组成。通信设备包括:Р-831/РСИУ-5超高频/甚高频无线电台、СБ-70/Р-837高频电台、АРП-П数据传输系统和ПУ-10机内通话器。
60年代,各国开始研制具有低空和超低空突防能力的作战飞机,并在此后的一段时期内得到迅速发展。在这种情况下,“苔藓”因其电子设备和低空预警能力不强而显得无能为力,终于在1984年全部被淘汰。
图-126的有关数据:机长55.2米,机高15.5米,翼展51.2米,雷达天线直径11米。该机空重100000公斤,载油量6000公斤,最大起飞重量170000公斤。最大平飞速度850公里/小时,巡航速度780公里/小时,实用升限11000米,至11公里高度爬升时间35分钟,最大航程上万公里。值勤巡航速度650公里/小时,执勤巡航高度6000米。离基地2000公里时,值勤巡航时间6小时,离基地1000公里时值勤巡航时间9小时。
安-71预警飞机
安-71预警机是在前苏联安东诺夫设计局研制的短距起落运输机的基础上改装而成的,为前苏联研发的新式空中预警与控制飞机,其作用与美国的E-2C基本相同。最初,安-71是作为海军的舰载预警机而设计的,目的是支援雅克-36垂直起落战斗机的作战。该机的研制工作始于70年代末和80年代初,由于研制生产工作一直处于保密状态,直到1984年外界才知道该机已经生产,因此受到西方的极大关注。安-71于1985年11月12日首次试飞,1987年首次对外公开亮相,西方给它的绰号为“鲁莽者”。起初,前苏联准备将它装备到“库兹涅佐夫”号航母上,但由于机体过长、过高无法在航母甲板上起降。加上机载设备和系统存在一系列问题,该型机投入使用后不久便退出现役。
安-71预警机沿用了安-72运输机的机身,采用悬臂式上单翼,机翼上装有双缝后缘襟翼、外段为三缝后缘襟翼。两台发动机装在机翼前上方,使尾喷流沿上机翼表面流向后方,以改善翼面的流动状态,增加机翼升力。发动机为洛塔列夫设计局研制的Д-36К涡轮风扇发动机,单台功率73.54千牛。
安-71的主要机载电子设备有:“织女星”科学生产联合体生产的“量子”预警雷达、电子情报和高频电子系统、自动导航和飞行控制系统、MK-12敌我识别器等。该机的最大特点是它的扁圆形旋转雷达天线罩,不是位于机身上部,而是装在飞机的垂直尾翼上,其旋转雷达天线每分钟可旋转6周。“量子”雷达能进行360度扫描,可监视从海平面到13000米高空、370公里范围内的目标。可同时探测300个目标,并跟踪120个目标。
安-71的有关数据:机组乘员6人,翼展31.89米,机长23.5米,机高9.2米,最大水平飞速度650公里/小时,巡航速度500~530公里/小时(高度8000米),实用升限9500~10800米,跑道长度要求为400~1800米,留空时间4.5~5小时。
雅克-44舰载预警飞机
雅克-44是根据80年代末前苏联军方要求而研制的舰载预警机。是由雅克福列夫设计局全新设计的飞机,安装了“织女星”科学生产联合体研制的“量子-М”(即“量子”的改进型)预警雷达系统。旋转雷达天线安装在机身上部,尾翼布局呈H型,整个飞机的外形与美国的E-2C“鹰眼”有惊人的相似之处。因此,西方把它也起名为“鹰眼”(HAWKEYE)。
雅克-44装两台穆罗夫钦科设计局研制的Д-27桨扇发动机,最大飞行速度740公里/小时,实用升限13000米,续航时间6.5小时。据说雅克-44的性能要比安-71高出30%~50%,与美国E-2C预警机在80年代中期的改进型相当。
但是,由于当时苏联军事预算大规模削减,雅克-44发展计划被暂时搁置。不过据说有关该型机的所有硬件设备都已制造出来,只要经济条件允许,该计划随时都可以恢复进行。
А-50远程预警飞机
А-50远程预警与控制飞机是伊柳申设计局在伊尔-76МД军用运输机的基础上改装而成的。由塔干罗格别里耶夫航空科技综合体、“织女星”科学生产联合体和仪表制造科研所联合改装。А-50的研发工作始于1965年,1978年底完成原型机生产并首飞,1984年开始服役。1987年,北约一架P-3B“猎户座”反潜机拍下一架在巴伦支海上空飞行的А-50照片,并给这种飞机起名为“支柱”(也可译为“中坚”)。自1984年服役至今,А-50共生产了30余架,全部被俄罗斯继承,除现役的20架外,还有10余架被封存备用。
在国土防空作战中,А-50用于配合米格-29、米格-31或苏-27执行防空或战术作战任务,监视对象包括巡航导弹、远程轰炸机、攻击机、战斗轰炸机、武装直升机、侦察机、无人机等。在进行预警飞行时,可在10000米高的空中巡逻,并沿8字形航线巡航,该8字的两圆心距离为100公里。
А-50装备的“熊蜂”大功率电子综合系统主要包括:1)脉冲多普勒雷达,这种三坐标雷达可进行全方位扫描,能发现和跟踪位于自由空间与地面背景上的空中目标,其旋转天线直径9米、高2米,位于后机身上部的蘑菇状整流罩内;2)地形测绘雷达,位于机头头锥下方的雷达罩内;3)电子对抗监视天线,位于机身腹部两侧的天线罩内;4)雷达信息标示、记录装置及信息处理与分析设备;5)敌我识别器;6)与地面和军舰指挥台联系的数字式抗干扰通信设备;7)数字式及全景式彩色显示器,能以字母和数字方式显示战斗截击机的编号、航线、飞行高度与速度及机内剩余燃料。除此之外,机上还装有大气数据采样分析系统、惯性导航系统、气象雷达、近距导航系统等设备。
А-50的动力装置为四台Д-30К涡轮风扇发动机,单台最大推力120千牛。
А-50在搜索目标的距离和引导己方飞机的数量上不如美国的E-3“望楼”预警机,但它辨别低空目标的能力要优于E-3。
А-50的性能数据:翼展50.5米,机长46.59米,机高14.76米,展弦比8.5,机翼面积300平方米。最大起飞重量190000公斤,载油量84600公斤,巡航速度760公里/小时,最大平飞速度800公里/小时,实用升限11000米。
А-50预警机服役后,一直没有停止对其进行改进,继早期的А-50之后又先后推出了А-50М和А-50У等型别。
А-50М装备的是“熊蜂-2”型综合电子系统,同时换装了一套新型计算机处理系统。该系统具有更远的目标探测距离,可指挥更多的战斗机去对付更多的目标。比如在8000~10000米的巡航高度飞行时,它能同时跟踪50个目标,能探测到远在230公里处低空飞行的战斗机和远在400公里海面上航行的战舰,可同时引导10架战斗机攻击目标。俄罗斯专家称:А-50М与美国的E-3C性能相当。
А-50У将装备“熊蜂-М”空中预警与控制系统,该系统的试验工作即将结束,预计2000年之前可获得初步作战能力。该型预警机的起飞重量从原来А-50的190000公斤增加到了210000公斤,机上可载更多的燃油,巡航时间从4小时增加到了6小时。和А-50、А-50М相比,А-50У的目标探测距离更远,能同时探测并跟踪的目标数量更多,而且抗干扰能力更强。同时新型机的机体也作了较大的改进,如从一个垂直尾翼改为三个垂直尾翼,装有方向舵的主垂尾较低。采用三垂尾布局的原因是,一方面机背上的旋转雷达天线罩对T型尾翼的效率有影响,另一方面T型尾翼的水平安定面又会对雷达的工作产生干扰。
卡-31舰载预警直升机
卡-31是在卡-29基础上研制的舰载预警直升机。主要用于防范在岸基雷达和预警机作用范围之外的敌舰艇编队采取的空袭行动,同时也可用于搜索陆地上空的低空目标和水面目标。它能自动将目标信息传输给作战舰艇或地面防空系统。
卡莫夫设计局于1985年接到舰载预警直升机研制任务,而后便立即投入研制工作。卡-31的试验原型机于1987年首次升空,1992年开始在“库兹涅佐夫”号航母的甲板上进行试验。在经过长期的试验与改造后,卡-31于1995年加入俄罗斯海军航空兵服役。
卡-31借鉴了卡-29运输直升机的机体、动力装置和承力系统。在研制过程中碰到的最大困难是如何实现其大功率雷达与其它导航、驾驶系统的交联,以及如何保障直升机在旋转雷达天线工作时的飞行稳定性。
卡-31安装了由下戈罗德无线电技术科研所研制的E-801“眼睛”远程雷达预警系统。它能搜索和跟踪在低空或超低空飞行的小目标及小型海上目标,能搜索和识别100~150公里范围内的空中目标(如战斗机),能保障同时跟踪20个空中目标。它能发现250公里范围的水面目标,如小型水面舰艇。E-801环视雷达在分米波段工作,其平板式相控阵天线重200公斤,长5.75米,面积6平方米,每10秒钟旋转一周。在直升机起降以及一般飞行状态时,天线紧贴在机身下表面上,目的是减小直升机的阻力,进入工作状态时,天线要向下偏转90度,同时起落架支柱要稍稍向上抬起,以免干扰雷达的工作。
由于装备了旋转雷达天线,所以如何保障飞行中的稳定性也是预警直升机研制过程中要重点考虑的问题之一。为此专家们采用了由萨拉托夫仪表制造设计局研制的导航/驾驶系统,该系统除了能保证卡-31直升机的飞行稳定性外,还能保障它保持指定航线和飞行高度自动飞行、沿指定航线自动进入着陆。卡-31能在昼夜复杂天气条件下飞行。
卡-31可在能搭载卡-27和卡-29直升机的军舰上使用。
卡-31的性能数据:乘员2~3人,旋翼直径15.90米,机身长11.30米,机高5.60米,起飞重量12500公斤,最大速度255公里/小时,巡航速度220公里/小时,悬停升限3700米,巡航高度3500米,转场飞行距离680公里,续航时间1.5~2小时。■