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空中的千里眼——预警机

2005-07-01

现代军事 2005年6期
关键词:相控阵预警机天线

预警机是空中预警与控制(AEW&C)飞机或空中警戒与控制系统(AWACS)飞机的简称,随着指挥与控制功能的发展和完善,有时也被称为预警指挥机。预警机是具有特种用途的军用飞机,它集空中巡逻警戒、指挥、控制和通信功能于一体,是世界各国空军预警探测和作战指挥系统的重要组成部分。

海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争的实践证明,预警机已经成为现代信息化战争中不可或缺的重要装备,在特定的场合已成为战斗或战役成败的关键。因此,尽管预警机技术复杂,研制难度大,生产、采购和使用费用都十分昂贵,但世界各国空军都把预警机作为重点发展,或自行研制或出重金购买,以此提高部队的战斗力。本文重点介绍预警机的发展历程。

早期预警机:

不过是地面雷达升空

预警机是在第二次世界大战中产生的。1944年,为了对付日本低空鱼雷轰炸机对美国战舰构成的威胁,美国海军把当时较先进的AN/APS-20警戒雷达安装到TBM“复仇者”鱼雷轰炸机上,雷达天线安装在机腹。这就是在著名的“卡迪拉克”计划中研制成功的TBM-3W舰载预警机。TBM-3W是世界上第一种预警机,它能在100~120千米范围内发现150米高度上低飞的飞机,在320千米外探测到战舰。后来,美国海军又把APS-20雷达安装在其他飞机上,先后改装成PB-lW、AF-2W“卫士”岸基预警机和AD-3/4/5W“空中袭击者”系列舰载预警机,雷达天线也都装在机腹。这些早期的预警机只是把地面的脉冲雷达升到空中,其下视能力较差,只能在杂波比较弱的海上使用,部分机种还同时兼任反潜与预警任务。

第一代预警机:初具指挥控制功能

20世纪50~60年代,美国海军组织研制了E-1B“追踪者”舰载预警机和WV-2岸基预警机,E-1B首次将固定式天线罩配置在机背土,机上的AN/APS-82雷达是APS-20雷达的改进型,增加了“机载动目标显示”(AMTl)功能,同时采用脉冲测高技术,成为世界上第一种真正实用化的预警机,一直用到1977年才全部退役。WV-2是在C-121运输机机腹加装APS-20搜索雷达、机背安装APS-45测高雷达。后来用APS-95取代了APS-20,探测距离增加到400千米,并具有动目标显示能力和初步的滤除海面杂波能力。1955年,美国空军正式装备了海军研发的WV-2预警机,并改称EC-121。英国也用APS-20等雷达,改装成“塘鹅”舰载预警机和“沙克尔顿”岸基预警机。一般把这个时期的以E-1B为代表的预警机称为第一代预警机,其雷达性能、巡航时间等都优于早期预警机,初步具备了指挥、控制功能。在此期间,美国为研制和使用预警机积累了丰富的经验。

第二代预警机:以E-2系列为代表

60年代初,美海军研制成功E-2“鹰眼”舰载预警机。它能在复杂海情下探测低空小型飞机,并具有一定的指挥引导能力。从1964年1月第一架E-2A交付美海军使用后,雷达性能不断提高,又陆续加装了数据链、电子侦察和电子对抗等设备,形成了E-2A、E-2B、E-2C、E-2C Group 0、E-2C Group I、E-2CGroupⅡ系列,目前在产的是E-2C“鹰眼2000”机型,着手研制采用相控阵雷达技术的“先进鹰眼”。E-2系列预警机是世界上使用时间最长、装备数量最多的预警机,成为第二代预警机的代表。

在这个时期,前苏联研制并装备了“图-126”“苔藓”预警机。“图-126”由“图-114”民航机改装而成,机身上部装有直径11米的旋转雷达天线罩,雷达作用距离约370千米,具有海上下视和有限陆上下视能力,可作为截击机或对地攻击机的空中导引指挥所。“图-126”曾经参加过1971年印巴战争。

第三代预警机:具备战场管理能力

70年代到80年代,预警机发展到了第三代。随着现代轰炸机和战斗机低空高速突防能力的提高,以及远程空地导弹的出现,美国原有的防空预警系统已不能满足防空作战的需要。1965年12月,美空军提出“机载警戒与控制系统”(AWACS)计划,选用波音707客机作为载机,研制成功E-3“望楼”系列预警机并于1977年开始使用。E-3的AN/APY-1/2预警雷达采用脉冲多普勒体制和平面裂缝阵列天线,解决了低副瓣天线、高纯度频谱等技术问题,具有良好的陆上/海上工作能力。再加上Link 16数据链的应用,E-3成为世界上性能最好的预警指挥飞机,到海湾战争时已具备战场管理能力。E-3系列有E-3A、E-3B、E-3C及出口的E-3D、E-3F等机型。除美国空军外,北约、英国、法国和沙特阿拉伯也采购了E-3,日本则于90年代装备了与E-3任务电子系统相同而载机不同的E-767预警机。

在這个时期,前苏联研制、生产了A-50预警机。A-50用“伊尔-76”作为载机,雷达体制与E-3的APY-1雷达相似但性能不及后者。前苏联海军为解决航母战斗群的空中预警问题,研制了与美国E-2C类似的“雅克-44”舰载预警机,以及以短距离起降运输机为载机的“安-71”舰载预警机。它们均因经费短缺和电磁兼容等技术问题而半途夭折,只好用“卡-31”预警直升机来弥补空缺。英国自行研制“猎迷”预警机的工作历时11年,耗费9亿多英镑(约14亿美元),终因技术和政治的双重原因未获成功。英国皇家空军采购了美国的E-3D,皇家海军则装备了“海王”预警直升机。

新一代预警机:

采用相控阵预警雷达

80~90年代,相控阵雷达技术的应用推动预警机进入新的发展阶段。以色列和瑞典打破了预警机技术由美、俄垄断的局面,分别研制成功智利空军使用的707“费尔康”预警机和瑞典空军使用的“萨伯340B”预警机。瑞典还与巴西合作在ERJ-145喷气式支线客机上安装“爱立眼”相控阵雷达,构成EMB-145预警机。它性能价格比合理且不受美国制约,得到巴西、希腊、墨西哥和一些南亚国家的垂青。印度从80年代中期开始研制带圆盘形雷达天线旋罩的HS-748预警机,原型机在1991年1月11日试飞时坠毁,项目被搁置。2004年9月,印度政府决定恢复自行研制预警机的计划,在5年内投资4.35亿美元制造3架小型预警机,载机可能选用巴西的ERJ-145支线客机。

进入新世纪,美国在研究下一代预警机的同时,仍对E-2C、E-3C等老一代预警机投巨资进行升级改造,冀其继续发挥作用。而美国波音公司为澳大利亚和土耳其研制的波音-737预警机、以

色列飞机工业公司为以色列空军研制的“湾流G550”预警机和为印度空军研制的“伊尔-76”预警机当属新机型的杰出代表。这三种新机型的雷达天线安装方式全然不同。

波音737预警机

波音737预警机的载机是波音737-700喷气式客机,预警雷达选用诺思罗普·格鲁曼公司研制的多功能相控阵雷达。相控阵天线采用T形背鳍方式安装在后机身上方,机尾下方两侧各加装一个腹鳍以改善气动特性。T形背鳍两侧各有一个天线阵,在飞机两侧各覆盖120°;背鳍上面有一个“顶帽”天线阵,在飞机前后方各覆盖60°;3个天线阵合起来形成360°覆盖。雷达工作在L波段,对战斗机目标下视探测距离370千米,可同时跟踪3000个目标。任务电子系统还包括敌我识别系统、电子支援措施系统、通信系统和自卫系统等。任务计算机采用开放式结构,80%选用货架产品,配置6个操作员显控台。通信系统由3部短波电台、8部超短波电台、卫星通信终端及Link 4、Link 11、Link 16数据链等组成。2000年12月,澳大利亚国防部与波音公司签订16.4亿美元合同采购4架波音737预警机,合同还包括飞行机组训练模拟器、任务机组训练模拟器、相关支持设备与预警机保障中心,以及另外购买3架飞机的选项。2004年5月,澳大利亚国防部又以2.3亿美元增订2架,使预警机装备数量增加到6架。澳大利亚国内企业提供有关的设备和部件,并参加系统集成工作,有4架飞机在澳大利亚国内组装。2006年底前交付前两架飞机,2007年形成初始作战能力。

2003年7月,土耳其政府批准了2002年6月与波音公司签订的以12亿美元购买4架波音737预警机合同。土耳其国内企业提供电子支援措施和通信设备,参加系统集成工作,后三架飞机将在土耳其国内集成组装。计划2007年7月交付第一架、2008年6月交付第四架。“湾流G550'预警机

“湾流G550'预警机的预警雷达采用共形相控阵技术,雷达两个主天线阵面安装在前机身两侧,在机头和机尾各安装前向和后向天线阵面。4个天线阵可提供方位360‘覆盖。头、尾天线阵工作于L波段,两侧天线阵工作于S波段。电子支援措施天线分别安装在机头雷达罩上端、机尾雷达罩下端及两个翼尖吊舱里。机背和机腹分布10多副超短波通信天线。卫星通信天线安装在尾鳍顶部流线型外罩里。前舱安装雷达等电子设备,后舱安排6个操作员席位。G550飞机改装后最大起飞重量41吨,最大着陆重量34吨,最大升限为12500米,续航时间可达10小时。以色列空军将于2005年初接收第一架飞机。

“伊尔-76”预警机

“伊尔-76”预警机的圆盘形雷达罩有三面相控阵天线,各自覆盖120°方位,采用背负圆罩式安装,雷达罩以两根支柱架在机背上。由于相控阵雷达在方位和俯仰上均采用电子扫描方式,故圆盘雷达罩是不旋转的。

可以看出,上述三种新型预警机浓缩了现代电子技术的精华,折射出各国空军对预警机的新要求。在信息化戰争的需求牵引和电子技术发展的推动下,预警机的技战术水平不断提高,装备预警机的国家增多。预警机必将在现代战争中发挥“力量倍增器”的作用。

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