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预警机-空中多面手-空中多面手

【摘要】:第三章高空鹰眼——预警机Gao Kong Ying Yan—Yu Jing Ji第一节预警机的成长历程预警机又称预警指挥机,是指装有雷达等电子侦察和指挥控制设备,用于搜索、监视空中、海上、地面目标,指挥引导己方作战武器进行作战任务的一种军用飞机。一直到第二次世界大战末期,美国海军才开始进行空中预警机的研究。装载雷达代号为TBM-3W的“复仇者”是世界上第一架空中预警机,它的问世,代表空中预警机的诞生。第二代预警机兼警戒与指挥控制双重功能。

第三章 高空鹰眼——预警机

Gao Kong Ying Yan—Yu Jing Ji

第一节 预警机的成长历程

预警机又称预警指挥机,是指装有雷达电子侦察和指挥控制设备,用于搜索、监视空中、海上、地面目标,指挥引导己方作战武器进行作战任务的一种军用飞机。空中预警指挥机是现代军用飞机中的一个重要成员,对于充分发挥其他军用飞机和坦克、军舰等其他武器装备的性能具有重要作用,被称为军队作战能力的放大器。

一、早期的空中预警活动

● 预警机

美国空军创始人W.米切尔早在1921年进行的用飞机轰炸军舰的试验虽然已经向世人表明了飞机是军舰的天敌,但一直到第二次世界大战中的珊瑚海、中途岛等海空大战才真正证明这个思想。这时,大型舰艇上普遍装备了雷达,以尽早发现来袭敌机。然而在海平面上,由于受地球曲率的影响,直线行进的雷达波束无法探测到海平面以下的目标,对低空飞行的飞机探测距离十分有限。虽然提高雷达天线的高度可增加探测海面目标的距离,但军舰桅杆最多不过15~20米高,装在上面的雷达天线高度还是太低,不像陆基雷达可安装在数百甚至数千米高的高山以延伸视界。另外,过高的桅杆或上层结构会影响到舰艇航行时的稳定性,故舰载雷达的视距十分有限,对高空目标虽能拥有数百千米的探测距离,但对低空目标的探测距离就只有数十千米,对海面目标的探测距离只有30千米左右。如果飞机的速度是600千米/小时,这样的探测距离内能提供3分钟的预警时间。因此,舰艇若要尽早发现来袭的超低空飞机,性能已经发挥到极限的舰载雷达已经是力不从心了,只能另辟蹊径,由此产生了将雷达搬上飞机的想法。

● 舰艇雷达

这个想法是十分大胆的。根据计算,一部功率相同的雷达,天线架设在15米高的设施上,对于高空目标假设探测距离是300千米,但探测100米高的飞行目标时,其理论距离最多不超过50千米。若将雷达天线升高到1万米,对100米高度的目标,其理论探测距离则达到400千米。按照上述不同高度探测距离,可知雷达在1万米高空是在15米高度时所能覆盖的空域范围的64倍,相当于按50千米距离配置的64艘舰载雷达的功能。如果把雷达安装在飞机上,不但可轻易将雷达搬到几千甚至上万米的高空,而且考虑飞机的高速飞行,其机载雷达的探测范围将更大。

实际上,第二次世界大战初期雷达已被安装在战斗机上作为夜间搜索和攻击敌方飞机的探测器。由于战斗机载荷有限,机载雷达的体积和重量不可能很大,因此机载雷达的发射功率很低,探测距离只有几千米,最多十多千米,只能满 足夜间截击敌机的最低需要。一直到第二次世界大战末期,美国海军才开始进行空中预警机的研究。1944年2月,由美国麻省理工学院主持设计,对一架TBM“复仇者”鱼雷轰炸机进行了改装,在其机腹下方搭载了一部美国通用公司生产的AN/APS-20雷达,代号是TBM-3W。这是一部S波段的二维探测雷达,峰值功率1千瓦,天线直径2.4米,重318千克。TBM-3W对低空飞机的探测距离达到100千米以上,对海面大型舰艇可达320千米,并可作为舰艇与滞空飞机间的无线电通讯中继站。装载雷达代号为TBM-3W的“复仇者”是世界上第一架空中预警机,它的问世,代表空中预警机的诞生。

● TBM“复仇者”轰炸机

● 第一架预警机TBM-3W

● 配备APS-20雷达的预警机

由于当时滤除杂波的技术还未发明,不能滤除 海面波浪反射的杂波,致使TBM-3W雷达的探测能力有限。AN/APS-20在第二次世界大战与战后初期,被广泛运用于多种型号的空中预警机与反潜机上,经多次改良后一直服役到1950年。

二、第一代预警机

20世纪50年代前后,美国等军事强国研制了第一代预警指挥机。这一代预警机的特点,一是装载的是机械扫描雷达,滤波能力差,分辨率不高,精确度差;二是有些型号预警机的雷达只是二维雷达,不具备测定目标高度的能力;三是指挥控制能力差,通常只能引导控制少量的战斗机进行作战。有些型号的预警机只具有警戒能力,不具备指挥控制作战飞机的能力。在研制预警机的国家中,美国第一代预警指挥机具有代表性,其次是英国、苏联等国。

三、第二代预警机

第二代预警机主要指20世纪50年代末至60年代研制的预警机,从功能上比第一代预警机有较大提高,成为越南战争后期及80年代局部战争的主力预警机。在使用中,第二代预警机不断进行技术更新,具备了第三代预警机的性能,有些型号现在仍然在使用。

预警指挥机是个复杂的系统,是多种技术的综合体。第二代预警机兼警戒与指挥控制双重功能。在使用过程中,第二代预警机不断换装新型设备而使性能不断提高,成为功能越来越完善的全新系统。第二代预警机主要包括以下技术系统:

1.载机

载机是空中飞行的平台,是预警机各种技术设备与操作控制人员的载体。第二代预警机主要是舰载机,使用的是当时的中型运输机,承载能力不高,速度、活动范围、留空时间有限。

● 第二代舰载预警机“塘鹅”

2.雷达系统

预警机不是简单将雷达搬上飞机并考虑空气动力学的影响就成的,在雷达上天后,雷达俯视大地和海面,地表的各种物体会产生杂波,即使有低空目标也很难分辨出来。第二代预警机的雷达开始使用滤波技术。滤波技术是将前一个回波信号和后一个回波信号做比较,由于地表杂波是不动的而被滤掉,有差值的就是动目标予以保留。不过这种技术在地面上是可以使用的,在空中则因雷达载机本身是运动体,本来不动的地表杂波也因飞机的运动而运动起来,不再是零。直到20世纪50年代后期美国发明了多普勒技术才算比较彻底地解决这个技术难题,它的作用是将某些低速目标从雷达屏幕上滤除掉。电扫描技术是针对雷达的机械扫描而言的,是依靠电扫描技术改变天线波束在空间的指向或使波束快速扫描。第二代预警指挥机功能更加完善,技术水平有较大提高。

3.敌我识别系统

主要用于在复杂的战区内辨别敌我,由询问机和应答机组成。询问天线通常安装在雷达天线上,在雷达探测的同时对目标进行询问,目标的回波被送入数据处理系统,天线扫描一次可以询问200个装有应答机的目标。经过综合处理的信号最后输入到显控台,使机上操作员和指挥员对战区敌我力量的分布一目了然。

● APX-113敌我识别系统

4.雷达侦察和通信侦察系统

主要用于对各种雷达和通信信号进行探测、识别、定位和跟踪,是雷达探测系统主要的情报支援手段。

5.是导航系统

主要用于为预警机提供飞机的精确位置、姿态和速度参数。这些数据被输入计算机数据处理系统,从而给雷达系统提供基准位置,使各种传感器获得的信息能够准确地转换并传送到目的地。

6.是数据处理系统

主要由一部处理速度达到每秒几十万甚至上百万次的计算机组成。预警机之所以能迅速、准确地处理、显示上百个目标,全是它的功劳。

● 预警机上指挥控制人员在工作

7.是通信系统

包括机内通信和外部通信。机内通信系统为操作员和机组建立话音通信;外部 通信系统由数部短波和超短波电台组成,可将大量信息传递给空中友机、海上舰船或地面指挥所,信息传递可以是语音或数字模式。

8.显示和控制系统

主要用于显示战区综合信息,供指挥员和操作员对战场进行控制指挥,发出指令,并进行数据处理和编辑。显示台分为搜索、引导拦截、指挥、电子侦察等多种功能。

此外,为了保证上述系统能够正常工作,预警机还配备了冷却、电源等辅助系统。

四、第三代预警机

第三代预警机是指军事强国空军在20世纪60~80年代以大型运输机为载机,以相控阵雷达、合成孔径雷达、脉冲多普勒雷达等为主要设备研制的一代预警机,其代表型号E-3。这一代预警机经历了20世纪80年代以来局部战争的考验,当前仍然活跃在战场上。

在第三代预警机问世前,预警机一直是以海上作战为重点研制的。因此,虽然以E-2“鹰眼”为代表的第二代预警机战功卓著,但它毕竟是作为舰载机研制的,比较适合于辽阔的海洋和平原地带,对于陆地特别是地形起伏比较大的山区,探测能力大打折扣。加之它的活动范围比较小,在空中停留的时间也不长,使用受到更多限制。为了满足战争发展的需要,美国等军事强国从20世纪60年代开始研制新一代预警机。

● E-2预警机

推进第三代预警机研制的动因主要有两点:一是战争越来越趋向空中化。20世纪60年代,越南战争不断升级,空中作战对战争的影响越来越大,美国空军在北越开辟了独立于地面战场之外的空中战场,保证美国能够体面地撤出战争,对战争的结局产生了重要影响。第三、第四次中东战争,叙以战争、马岛战争以及20世纪80年代发生的几次外科手术式的战争,显示了空中作战对战争的决定作用,高技术局部战争出现了空中化趋势。战争的演变要求研制功能更加完善的预警指 挥机。二是计算机、雷达等电子技术的发展,使得研制新一代预警指挥机的技术更加成熟。从60年代开始,美国、苏联等国展开了第三代预警机的研制,第三代预警机具备部分电扫描能力雷达、合成孔径雷达等作为基本装备。20世纪80年代以后,军事强国在对预警机改装中,为其加装了具有下视能力的脉冲多普勒雷达,能在地面和海面的严重杂波中探测和跟踪高空或低空、高速或低速飞行目标,能对数百个目标进行处理和显示。在雷达更新的同时,数据链等网络通信技术也不断改进,使预警指挥机与作战飞机等更紧密地结成一体,成为战争舞台的神经中枢。

● 第三代预警机代表型号E-3

五、预警机发展新潮流

20世纪80年代以后,相控阵雷达技术趋于成熟,预警机的发展主要表现在研制监视陆地小速度运动目标预警指挥机和装备相控阵雷达的新型预警指挥机两个方面。

过去的预警指挥机的雷达是采用机械扫描方式控制天线波束探测目标的。该方式必须待雷达天线旋转一周或完成一次扫描周期、再次捕捉到目标后,才能对同一个目标实施连续跟踪。

相控阵雷达是一种通过控制阵列天线中各辐射单元的馈电相位,以改变天线波束指向和形状的电子扫描雷达。相控阵雷达的平面阵列定向天线由几十个乃至上万个辐射单元排列而成,天线波束扫描时天线口径不动,利用计算机技术控制阵列天线辐射单元的馈电相位,使波束指向在数微秒内快速灵活地变化,较机械式扫描快了数十倍。只要一扫描到可疑目标,立即可以控制波束以极高的速率对该目标反复扫描,而不须机械式扫描需等天线转完一周后才进行第二次扫描,多目标探测能力大幅提高。另外,相控阵雷达的孔径控制可将多个天线元件发射的波束合成极高的能量,增强了探测隐形目标与小型目标的能力,而灵活的波束也使雷达的扫描跟踪能力大为提高,抗干扰的能力也较传统雷达强。已经服役的预警指挥机中,只有E-3系列配备的AN/ APY-1/2雷达使用了部分的电子扫描技术(用于俯仰方向的扫描)。

● 机载相控阵雷达

20世纪80年代以来,相控阵雷达技术逐渐成熟,相控阵雷达预警指挥机已经成为发展趋势。其中,每个天线单元皆具有独立发射功能的主动式相控阵雷达,较所有天线单元皆由共同的发射机馈送电磁波的被动式相控阵雷达具有更多技术与性能上的优势,可在天线面积相同时使所需的发射功率降低数倍,或在发射功率相同时大幅度提升天线孔径值,增加探测距离,提高可靠性与工作寿命,使雷达的工作能力大为提高。另外,由于主动式相控阵雷达可将各面天线串联,以分时方式轮流进行扫描即可满足信息更新的要求,无须使各面天线随时保持工作状态。处于等待状态的天线可以去执行如电子信号探测、地形测绘,或兼用于合成孔径雷达成像侦察等其他的任务,提高天线利用率,使雷达功能多样化。尽管主动式相控阵雷达使用的固态发射/接收模件研制成本高,但仍被各国积极发展与广泛采用。

● 采用机身适形天线的预警机

预警机配置相控阵天线的方式有三种:贴附于机身上的适形式天线(如以色列的法康系统)、背负 在机身上的长条状或背鳍式天线(如瑞典的S-100与波音E-737)、与传统预警机类似的背负式圆盘天线(如A-310)。三种方式在空气动力、雷达覆盖范围与改装难易程度方面各有利弊。

利用“逆合成孔径”的方式实现的“非协同目标识别技术”,可形成探测目标的三维雷达图像,或通过分析目标反射回来的雷达特征(如发动机涡扇或压缩机叶片的多普勒特征或极化量测等)与资料库对比等方式,可在视距外识别出目标的类型,与传统的敌我识别技术相比,效率和可靠性均大幅度提高。该技术目前仍处于实验阶段,是一项引人注目的新技术。

● 采用长条状天线的预警机

另外,降低旁波瓣、使用功率管理等低截获概率技术,可增强隐形目标的探测能力、强化电子对抗能力、降低反辐射导弹威胁等技术,也是雷达的发展重点。在预警机载机的选择方面,为降低开发与使用成本,几乎所有的新型预警机都选择以现有的中、小型商用客机作为基础来改装。

● 采用背负式圆盘天线的预警机

● 美国E-8预警机

监视陆地小速度运动目标预警指挥机是适应空地联合作战需要研制的,代表型号是美国E-8“联合监视目标攻击雷达系统”。

E-8是美军联合作战概念的产物,由波音公司707/300客机改装,是以监视地面目标和小速度移动目标为主的预警指挥机。从1978年起,美国有关方面就开始对E-8相关技术进行研究。1982年,在美国国防部主持下,陆军的“远距离目标捕捉系统”和空军的“铺路移动者”系统合并成该项目,由空军的电子系统部负责。1988年4月,诺斯罗普-格鲁门公司研制出第一架原型机,很快完成了飞行试验。同年12月,诺顿公司制造的雷达探测设备安装到该型飞机上,进行了首次全面的飞行试验。E-8的机载系统主要有雷达设备、天线、高速处理器以及各种相关软件等,其处理器的速度可达到每秒60亿次。它装载的是APY-3相控阵雷达,重1900千克,探测距离可达到250千米,有多种工作模式。其中广域活动目标监视指示模式(WAS/MTI)是该雷达的基本工作模式,可在任何气象条件下对地面机动目标和直升机等慢速移动目标进行探测、定位和识别。通过信号分析处理,可区分出轮式和履带式车辆的运动,准确地判断其运动方向和速度,提供的高分辨率图像为部队制订计划和作战提供准确信息。其合成孔径雷达/固定目标指示模式(SAR/FTI)可获得高分辨率的敌方阵地和桥梁港口、机场和静止车辆、“飞毛腿”发射架等地面固定目标的图像和照片。E-8的续航时间为11小时、空中加油后可在空中停留20小时,覆盖面积可达到10万平方千米,既能在很大的范围内监视战场情况,也能在一个区域内进行搜索,还可应地面指挥员的请求对某个目标重点搜索或自动跟踪选定的目标。

● 波音300客机

随着相控阵雷达技术的逐渐成熟,有些国家开始了新型预警指挥机的研究。以色列飞机工业公司推出的“费尔康”预警指挥机首开相控阵雷达预警指挥机研制的先河。紧随其后,瑞典、美国等也开始了新型预警机的研制。(www.chuimin.cn)

● “费尔康”预警机

第二节 经典预警机

空中预警机最早亮相战场是在20世纪60年代的越南战争。但由于是初次使用并缺乏经验,再加上当时所使用的E-1B“跟踪者”预警机性能也不尽完美,因此并未产生轰动效应。真正令人对空中预警机刮目相看的,还是在E-2“鹰眼”预警机诞生之后。接下来,我们一起欣赏世界经典预警机。

一、E-2“鹰眼”空中预警机(美)

“鹰眼”是由美国著名的格鲁门飞机制造公司研制,也是美国第一种专门设计制造的空中预警机。在此之前,美国的预警机都是用运输机或其他飞机改装而成的。格鲁门公司于1956年开始设计E-2。经过方案论证后,共制造了3架原型机。第1架原型机于1960年升空。1961年4月19日,装备全套机载设备的飞机完成了首次实用性飞行后,正式编号为E-2A。3年后,这种预警机开始交付使用。

● E-1B“跟踪者”预警机 

● E-2A预警机

“鹰眼”问世后,立即被派往越南战场,并发挥了一定的作用。据资料记载,在越战中,美国海军飞机对北越的攻击有95%是由E-2A指挥引导的。但是,在使用中也暴露出了不少问题。主要是雷达不行,探测距离短,抗干扰能力差和精度低。为此,格鲁门公司在E-2A的基础上研制出了E-2B。但由于雷达系统没有换,并未从根本上解决问题。实际上,E-2B只是对电子设备进行了改进,并加装了一个中央处理计算机。直到换装了AN/APS-120型雷达的E-2D预警机问世后,“鹰眼”的性能才算上了一个新的台阶。1976年12月,E-2C又换装了AN/APS-125型雷达,进一步提高了目标探测和抗干扰能力,对不同目标的发现距离分别达到:高空轰炸机741千米,低空轰炸机463千米,舰船360千米,低空战斗机408千米,低空导弹269千米。此后,在1983年和1990年,E-2C又分别换装了AN/APS-138和145型雷达,探测跟踪能力、数据处理速度和抗干扰能力有了大幅度提高。一种武器能否被接受,主要是看它在实战中的表现和所起的作用,纸上谈兵是不能令人信服的。“鹰眼”自投入使用以来,曾参加过许多局部战争,最有代表性的还要数发生在20世纪80年代的以叙贝卡谷之战。

● E-2预警机

● E-2B预警机

● E-2C预警机

● E-2D预警机

以色列与叙利亚于1982年6月9日在贝卡谷地展开了一场“中东历史上规模最大的空战”。这天,以色列首先派出两架E-2C“鹰眼”预警机飞到黎巴嫩西海岸上空,在9000米高空紧紧盯住叙利亚的导弹阵地和空军基地的动静。叙利亚的飞机一起飞,立即就进入“鹰眼”的“视线”。“鹰眼”从容不迫地将叙利亚飞机的型号、速度、高度、航向等数据,源源不断地通报给早已等候在空中的F-15和F-16战斗机,并向其提供最佳的截击方案。F-15和F-16接令后,很快作出相应对策。与此相反,叙利亚的飞机因没有预警机提供信息,好似盲人瞎马,自然难以抵抗以色列的飞机。因此,一战下来,叙利亚损兵折将,连续被击落81架飞机,而以色列空军竟无一损伤。空战打成了81∶0,这在现代空战史上是史无前例的。

● F-15战斗机

● F-16战斗机

此次战役之后,“鹰眼”因其战绩杰出而名扬四海。此后,它不时在全世界的报刊上和广播电视中抛头露面。它那背上驮个大圆盘、后面翘着四个“尾巴”的奇特外型,格外引人注目。此后,在1986年的美军空袭利比亚之战和1991年的海湾战争中,“鹰眼”也都登场亮相,并且都有极为出色的表现。目前,“鹰眼”已在近很多国家和地区“安家落户”,总数超过百架,是目前世界上装备数量最多的预警机。

虽然“鹰眼”战功卓著,但它并不是目前世界上第一流的预警机。由于当初它是作为舰载预警机研制的,因此,它装备的雷达比较适合于辽阔的海洋和平原地带。如果在地形起伏比较大的山区,其“视力”就要受到影响。此外,它的活动范围比较小,在空中停留的时间也不长。这些缺点使“鹰眼”的使用范围受到很大限制。

二、E-3“望楼”预警机(美)

为了克服“鹰眼”的这些不足,满足陆上作战的需要,新一代预警机E-3“望楼”便应运而生了。

● E-3预警机

E-3“望楼”是美国波音公司根据美国空军“空中警戒和控制系统”计划研制的全天候远程空中预警机。1963年美国空军提出要求,1966~1970年对比筛选出预警机方案,1964~1973年研制筛选出雷达方案,又用三年时间对预警机所用雷达、数据处理、显示、通信进行分系统与全系统综合试飞,最后以波音707客机为基础研制三架原型机,1975年首次试飞,对生产型电子设备进行了飞行试验。1977年3月,第一架生产型E-3交付使用。E-3的主要型别有:EC-137D,用波音707-320B改型的试验机,其中一架在完成试验后返厂改装成A型;A型是美国空军首批生产型,1977年3月开始交付。

● E-3 A型预警机

美国E-3预警机是美国波音公司以波音707型飞机的机体为基础研制的。除美国空军采用外,沙特、英国和法国空军也购买了这种飞机。该机机身上方安装圆形旋转天线罩,罩内有AN/APY-1型S波段脉冲多普勒转达。工作时旋转火线罩由液压驱动。当该机在9000米高度飞行时,机载雷达可探测有效前赴半径370千米范围内的高空与低空空中目标,有下视能力,抗干扰能力也相当强。海湾战争中,美军共派出5架E-3A预警机,指挥美空军对伊拉克军事目标进行轰炸,协调美空军完成截击、格斗、对地对海支援、遮断、空运、空中加油、救援等各种作战任务,被称为“空中指挥所”。

● E-3A 内部指挥作战图

三、E-8C战场联合监视机(美)

E-8C“联合星系统”,其全称应为联合监视目标攻击雷达系统。这是一种先进的远距空地监视飞机,虽然它也像E-3A预警机那样装有高性能雷达及其他先进设备,但该机所监控的对象并不是空中目标,而主要用于对付地面目标。E-8C可在任何气象条件下对地面目标进行定位、探测与跟踪。当它在空中飞行时,无论在前方、后方或侧面,都可对地面静止或移动目标进行探测与跟踪,其纵深距离可达到250千米左右。由此可见,E-8C“联合星系统”是现代空地一体战的重要装备,对监视军事冲突和突发事件中的地面情况,控制空地联合作战都具有重要作用。

● E-8C监视机

到目前为止,美国空军已经装备的4架E-8C“联合星系统”均由已使用过的波音707改装而成。1997年12月,空军宣布:它们装备的E-8C飞机已具备初步的作战能力。整个联合监视目标攻击雷达系统,主要由载机、机载设备和地面站系统组成。E-8C“联合星系统”的载机是老式波音707飞机。波音707是美国波音公司早期研制的四发远程喷气运输机,1954年7月15日第一架试验机首次试飞,后来发展成民航客机,曾广泛使用于美国及世界上许多国家的航线。

● 波音707

KC-135空中加油机也是在其试验机的基础上发展而来的,至今仍为美国空军所使用。除此以外,在波音707的基础还改作了一些其他特殊的专用飞机,如E-3A空中预警机和E-6空中通信机,这里所介绍的“联合星系统”载机也是由它改装而成的。

● E-6空中通信机

机载系统主要有雷达设备、天线、高速处理器以及各种相关软件等,其处理器的速度可达到每秒60亿次。E-8C飞机的前机身下部有一个12米长的独木舟形的雷达天线罩,里面装有一副APY-3型相控阵雷达天线。APY-3雷达设备重1900千克,其多个发射机通过一个组合的大功率放大器将能量馈送到天线,这样做可增大雷达的探测距离,提高雷达系统的性能。该雷达天线可从飞机的任一一侧对战场进行监视,在平面方位采用电子扫描,扫描范围可达到60°方位;而在俯仰方向则采用机械扫描,可为“联合星系统”(包括在该机上和在地面站的工作人员)提供目标数据和战斗控制数据。根据这些数据,操作人员可向飞机、导弹或火炮发出指令,进行火力支援。据报道,由于E-8C飞机飞得远,飞得高,续航时间又长,且雷达探测距离大,可达到250千米,因此它可以在敌火力、范围之外活动。单架飞机飞行8小时,其覆盖面积可达到10万平方千米左右。APY-3相控阵雷达系统有多种工作模式,其中广域活动目标监视指示模式是该雷达的基本工作模式。用这种模式,可对地面机动目标和直升机等慢速移动目标进行探测、定位和识别。通过信号分析处理,“联合星系统”可区分出轮式和履带式车辆的运动。通过对地面小范围的监视可使雷达探测到的目标成像显示更加清晰。不但可提供高分辨率的图像,可用于对地面移动目标进行监视,并可为战斗部队制定进攻计划提供准确的信息。对于地面固定目标的监视,使用的是合成孔径雷达/固定目标指示模式,这种模式可获得高分辨率的敌方阵地和地面固定目标的图像和照片。如桥梁、港口、机场和静止车辆,以及诸如“飞毛腿”等导弹的发射架等,都可以在很远的距离以很高的概率探测到,并获得高清晰度图像。

“联合星系统”可在任何气象条件下全天候工作。对地面运动目标,除可进行探测、定位、分类、跟踪和瞄准外,还可准确地判断其运动方向和速度,从而了解其作战行动的意图。E-8C飞机既能在很宽的范围内监视战场情况,也能在一个区域内进行搜索,还可应地面指挥员的请求对某个目标重点搜索或自动跟踪选定的目标。

● E-8C监视机

四、图系列预警控制机(苏)

图-126是苏联图波列夫设计局在图-114民航机基础上研制的空中预警机和控制机。1962年首次试飞,20世纪60年代末期开始服役。

图-126的机体与图-114基本相同,机身上部装有直径达11米的旋转雷达天线罩,构成了该机在外形上的突出特点。动力装置为涡桨发动机,机载电子设备除雷达外,还有敌我识别器、护尾雷达、电子计算机、近距导航仪和远距惯性导航系统。通信设备有超高频/甚高频电台、高频电台和数据链,机上还备有无源与有源电子对抗设备。该机的翼展为51.20米,机长55.20米,机高16.05米,机翼面积为311平方米。雷达天线罩直径11米,厚度1.9米。空重10万千克,最大起飞重17万千克。最大平飞速度850千米/小时,巡航速度780千米/小时,值勤巡航速度650千米/小时,实用升限1.1万米,值勤巡航高度6000米,值勤持续时间(值勤站距起飞点1000千米)9小时,(值勤站距起飞点2000千米)6小时,(空中加油,值勤巡逻点距起飞点1000~2000千米)为21~17小时。

● 图-126预警机

● 改装成预警机的图-4

1961年,苏联在图-126飞机上采用了空中预警和指挥系统。在此之前,他们曾在图-4飞机的基础上制造了装有这类雷达的飞机D-5000,但这种试验机并未使用。图波列夫设计局还曾有过另一种空中预警和指挥系统的构想,其计划使用的改型飞机是图-114。

● 安-12运输机

● 图-114客机

苏联往飞机上安装空中预警和指挥系统的工作主要在塔干罗格市进行。该市有一家航空厂,厂内设有别里耶夫设计局和一家有权威性的无线电技术研究所。

● A-50预警机

自20世纪60年代中期,他们开始在安-12运输机上加装空中预警和指挥系统。经飞行试验,该机的性能不能令人满意,所以这唯一的一架装有该系统的飞机,被用做飞行实验室以研究加工雷达设备(它至今仍停放在塔干罗格的机场上)。大约在同一时期,美国人在波音707-320B的基础上,安装了新型的空中预警和指挥系统,从而使该机成为第一架E-3预警机,取名为“望楼”。美国和其他一些国家于20世纪70年代中期相继装备了该型飞机。苏联已明显地感觉到,图波列夫设计局的图-126已经老化并需及时更换。正巧这一时期出现了新型飞机伊尔-76。以别里耶夫命名的塔干罗格航空科技组在该机上安装了新雷达,飞机代号为A-50。

● 米格-29

● 米格-31

● 伊尔-76客机

领导此项工作的是总设计师阿列克塞·康斯坦丁诺夫。这种新型的ASO飞机,实际上是用伊尔-76客机加装具有下视 能力空中预警雷达的预警指挥机。该机于20世纪70年代末开始研制,80年代初开始生产,1984年开始服役。到1992年大约已有25架A-50在服役,主要用于配合米格-29、米格-31或苏-27执行防空或战术作战任务。

A-50飞机在其机翼后的机身支架上安装了一个直径为9米、高2米的全方位旋转雷达天线罩。

从上述不难看出,预警机可谓神通广大,但是也有其致命的弱点。至今,预警机的自身安全问题仍是一个颇有争议的话题。预警机大多由运输机或客机改装而成,体积大、飞行速度慢,是一个容易受到攻击的目标。尽管有些预警机配备了自卫干扰设备,但是其安全通常由一组护航战斗机负责。鉴于此,一些专家提出,新一代预警机应减小体积和重量,并加装防卫武器和采用隐身技术,以增强生存能力。

● 苏-27

五、“百人巨眼”预警机(瑞)

瑞典的雷达技术是较为先进的。1985年,瑞典皇家空军决定独立发展预警机,选用爱立信公司制造的Erieye主动式相控阵雷达FSR-890作为机载雷达。1994年,瑞典将Erieye系统配置在“绅宝”SAAB-340区间客机上研制成功S-100B“百眼巨人”预警机。雷达使用S波段,两面8.606米的平衡木形天线安装在机身上方的天线罩内,每面天线可覆盖机身两侧各120°的方位角(在机身前后各有60°的盲区),在6000米空中对大型目标的最大探测距离是450千米,对作战飞机的探测距离是330千米,搜索海面船舰的有效探测距离是320千米,可同时跟踪300个目标。该机除飞行员外只有1名雷达操作员,采用空中监视-地面控制工作模式,将机载雷达所获得的信息通过数据链传送到地面防空控制中心,由控制中心对战斗机进行指挥。该机在7000米高度上经济航速270~300千米/小时,能在离基地185千米处值勤4~6小时。

● SAAB-340客机

1992年底,瑞典国防器材局向爱立信公司订购的6架预警机,载机改为瑞典萨伯公司生产的较大的SAAB-340型机。其机身长19.73米,翼展21.44米,起飞总重12.93吨,可装4个雷达显控台与相应操作员。该型机飞行高度7500~8000米,巡航速度450~470千米/小时,可在离基地185千米处值勤7~9小时,具备了控制、引导己方飞机的功能。1996~1998年,爱立信公司向瑞典空军交付6架预警机。

● “百眼巨人”预警机

1999年,瑞典与巴西合作,将Erieye雷达安装在ERJ145 型40座小型喷气式客机上,编号为EMB145预警控制机。可搭载2名飞行人员和3名雷达与控制操作员,必要时可增加4名操作员,利用机舱内的3个显示控制台显示的情报,进行指挥控制,续航时间可达9小时。

● EMB145预警控制机

此外,爱立信公司还与荷兰福克飞机公司协议,准备在FOKKER50民航机上安装埃里眼背鳍天线雷达,定名为王鸟MK2E。该机起飞重量21吨。机舱内可搭载更多任务电子设备和操作人员。飞行高度7600米,巡航速度480千米/小时,可在离基地556千米处值勤8小时。