預警機是空中預警與控制(AEW&C)飛機或空中警戒與控制系統(tǒng)(AWACS)飛機的簡稱,隨著指揮與控制功能的發(fā)展和完善,有時也被稱為預警指揮機。預警機是具有特種用途的軍用飛機,它集空中巡邏警戒、指揮、控制和通信功能于一體,是世界各國空軍預警探測和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的重要組成部分。
海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭的實踐證明,預警機已經成為現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中不可或缺的重要裝備,在特定的場合已成為戰(zhàn)斗或戰(zhàn)役成敗的關鍵。因此,盡管預警機技術復雜,研制難度大,生產、采購和使用費用都十分昂貴,但世界各國空軍都把預警機作為重點發(fā)展,或自行研制或出重金購買,以此提高部隊的戰(zhàn)斗力。本文重點介紹預警機的發(fā)展歷程。
早期預警機:
不過是地面雷達升空
預警機是在第二次世界大戰(zhàn)中產生的。1944年,為了對付日本低空魚雷轟炸機對美國戰(zhàn)艦構成的威脅,美國海軍把當時較先進的AN/APS-20警戒雷達安裝到TBM“復仇者”魚雷轟炸機上,雷達天線安裝在機腹。這就是在著名的“卡迪拉克”計劃中研制成功的TBM-3W艦載預警機。TBM-3W是世界上第一種預警機,它能在100~120千米范圍內發(fā)現(xiàn)150米高度上低飛的飛機,在320千米外探測到戰(zhàn)艦。后來,美國海軍又把APS-20雷達安裝在其他飛機上,先后改裝成PB-lW、AF-2W“衛(wèi)士”岸基預警機和AD-3/4/5W“空中襲擊者”系列艦載預警機,雷達天線也都裝在機腹。這些早期的預警機只是把地面的脈沖雷達升到空中,其下視能力較差,只能在雜波比較弱的海上使用,部分機種還同時兼任反潛與預警任務。
第一代預警機:初具指揮控制功能
20世紀50~60年代,美國海軍組織研制了E-1B“追蹤者”艦載預警機和WV-2岸基預警機,E-1B首次將固定式天線罩配置在機背土,機上的AN/APS-82雷達是APS-20雷達的改進型,增加了“機載動目標顯示”(AMTl)功能,同時采用脈沖測高技術,成為世界上第一種真正實用化的預警機,一直用到1977年才全部退役。WV-2是在C-121運輸機機腹加裝APS-20搜索雷達、機背安裝APS-45測高雷達。后來用APS-95取代了APS-20,探測距離增加到400千米,并具有動目標顯示能力和初步的濾除海面雜波能力。1955年,美國空軍正式裝備了海軍研發(fā)的WV-2預警機,并改稱EC-121。英國也用APS-20等雷達,改裝成“塘鵝”艦載預警機和“沙克爾頓”岸基預警機。一般把這個時期的以E-1B為代表的預警機稱為第一代預警機,其雷達性能、巡航時間等都優(yōu)于早期預警機,初步具備了指揮、控制功能。在此期間,美國為研制和使用預警機積累了豐富的經驗。
第二代預警機:以E-2系列為代表
60年代初,美海軍研制成功E-2“鷹眼”艦載預警機。它能在復雜海情下探測低空小型飛機,并具有一定的指揮引導能力。從1964年1月第一架E-2A交付美海軍使用后,雷達性能不斷提高,又陸續(xù)加裝了數(shù)據(jù)鏈、電子偵察和電子對抗等設備,形成了E-2A、E-2B、E-2C、E-2C Group 0、E-2C Group I、E-2CGroupⅡ系列,目前在產的是E-2C“鷹眼2000”機型,著手研制采用相控陣雷達技術的“先進鷹眼”。E-2系列預警機是世界上使用時間最長、裝備數(shù)量最多的預警機,成為第二代預警機的代表。
在這個時期,前蘇聯(lián)研制并裝備了“圖-126”“苔蘚”預警機?!皥D-126”由“圖-114”民航機改裝而成,機身上部裝有直徑11米的旋轉雷達天線罩,雷達作用距離約370千米,具有海上下視和有限陸上下視能力,可作為截擊機或對地攻擊機的空中導引指揮所。“圖-126”曾經參加過1971年印巴戰(zhàn)爭。
第三代預警機:具備戰(zhàn)場管理能力
70年代到80年代,預警機發(fā)展到了第三代。隨著現(xiàn)代轟炸機和戰(zhàn)斗機低空高速突防能力的提高,以及遠程空地導彈的出現(xiàn),美國原有的防空預警系統(tǒng)已不能滿足防空作戰(zhàn)的需要。1965年12月,美空軍提出“機載警戒與控制系統(tǒng)”(AWACS)計劃,選用波音707客機作為載機,研制成功E-3“望樓”系列預警機并于1977年開始使用。E-3的AN/APY-1/2預警雷達采用脈沖多普勒體制和平面裂縫陣列天線,解決了低副瓣天線、高純度頻譜等技術問題,具有良好的陸上/海上工作能力。再加上Link 16數(shù)據(jù)鏈的應用,E-3成為世界上性能最好的預警指揮飛機,到海灣戰(zhàn)爭時已具備戰(zhàn)場管理能力。E-3系列有E-3A、E-3B、E-3C及出口的E-3D、E-3F等機型。除美國空軍外,北約、英國、法國和沙特阿拉伯也采購了E-3,日本則于90年代裝備了與E-3任務電子系統(tǒng)相同而載機不同的E-767預警機。
在這個時期,前蘇聯(lián)研制、生產了A-50預警機。A-50用“伊爾-76”作為載機,雷達體制與E-3的APY-1雷達相似但性能不及后者。前蘇聯(lián)海軍為解決航母戰(zhàn)斗群的空中預警問題,研制了與美國E-2C類似的“雅克-44”艦載預警機,以及以短距離起降運輸機為載機的“安-71”艦載預警機。它們均因經費短缺和電磁兼容等技術問題而半途夭折,只好用“卡-31”預警直升機來彌補空缺。英國自行研制“獵迷”預警機的工作歷時11年,耗費9億多英鎊(約14億美元),終因技術和政治的雙重原因未獲成功。英國皇家空軍采購了美國的E-3D,皇家海軍則裝備了“海王”預警直升機。
新一代預警機:
采用相控陣預警雷達
80~90年代,相控陣雷達技術的應用推動預警機進入新的發(fā)展階段。以色列和瑞典打破了預警機技術由美、俄壟斷的局面,分別研制成功智利空軍使用的707“費爾康”預警機和瑞典空軍使用的“薩伯340B”預警機。瑞典還與巴西合作在ERJ-145噴氣式支線客機上安裝“愛立眼”相控陣雷達,構成EMB-145預警機。它性能價格比合理且不受美國制約,得到巴西、希臘、墨西哥和一些南亞國家的垂青。印度從80年代中期開始研制帶圓盤形雷達天線旋罩的HS-748預警機,原型機在1991年1月11日試飛時墜毀,項目被擱置。2004年9月,印度政府決定恢復自行研制預警機的計劃,在5年內投資4.35億美元制造3架小型預警機,載機可能選用巴西的ERJ-145支線客機。
進入新世紀,美國在研究下一代預警機的同時,仍對E-2C、E-3C等老一代預警機投巨資進行升級改造,冀其繼續(xù)發(fā)揮作用。而美國波音公司為澳大利亞和土耳其研制的波音-737預警機、以
色列飛機工業(yè)公司為以色列空軍研制的“灣流G550”預警機和為印度空軍研制的“伊爾-76”預警機當屬新機型的杰出代表。這三種新機型的雷達天線安裝方式全然不同。
波音737預警機
波音737預警機的載機是波音737-700噴氣式客機,預警雷達選用諾思羅普·格魯曼公司研制的多功能相控陣雷達。相控陣天線采用T形背鰭方式安裝在后機身上方,機尾下方兩側各加裝一個腹鰭以改善氣動特性。T形背鰭兩側各有一個天線陣,在飛機兩側各覆蓋120°;背鰭上面有一個“頂帽”天線陣,在飛機前后方各覆蓋60°;3個天線陣合起來形成360°覆蓋。雷達工作在L波段,對戰(zhàn)斗機目標下視探測距離370千米,可同時跟蹤3000個目標。任務電子系統(tǒng)還包括敵我識別系統(tǒng)、電子支援措施系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和自衛(wèi)系統(tǒng)等。任務計算機采用開放式結構,80%選用貨架產品,配置6個操作員顯控臺。通信系統(tǒng)由3部短波電臺、8部超短波電臺、衛(wèi)星通信終端及Link 4、Link 11、Link 16數(shù)據(jù)鏈等組成。2000年12月,澳大利亞國防部與波音公司簽訂16.4億美元合同采購4架波音737預警機,合同還包括飛行機組訓練模擬器、任務機組訓練模擬器、相關支持設備與預警機保障中心,以及另外購買3架飛機的選項。2004年5月,澳大利亞國防部又以2.3億美元增訂2架,使預警機裝備數(shù)量增加到6架。澳大利亞國內企業(yè)提供有關的設備和部件,并參加系統(tǒng)集成工作,有4架飛機在澳大利亞國內組裝。2006年底前交付前兩架飛機,2007年形成初始作戰(zhàn)能力。
2003年7月,土耳其政府批準了2002年6月與波音公司簽訂的以12億美元購買4架波音737預警機合同。土耳其國內企業(yè)提供電子支援措施和通信設備,參加系統(tǒng)集成工作,后三架飛機將在土耳其國內集成組裝。計劃2007年7月交付第一架、2008年6月交付第四架?!盀沉鱃550'預警機
“灣流G550'預警機的預警雷達采用共形相控陣技術,雷達兩個主天線陣面安裝在前機身兩側,在機頭和機尾各安裝前向和后向天線陣面。4個天線陣可提供方位360‘覆蓋。頭、尾天線陣工作于L波段,兩側天線陣工作于S波段。電子支援措施天線分別安裝在機頭雷達罩上端、機尾雷達罩下端及兩個翼尖吊艙里。機背和機腹分布10多副超短波通信天線。衛(wèi)星通信天線安裝在尾鰭頂部流線型外罩里。前艙安裝雷達等電子設備,后艙安排6個操作員席位。G550飛機改裝后最大起飛重量41噸,最大著陸重量34噸,最大升限為12500米,續(xù)航時間可達10小時。以色列空軍將于2005年初接收第一架飛機。
“伊爾-76”預警機
“伊爾-76”預警機的圓盤形雷達罩有三面相控陣天線,各自覆蓋120°方位,采用背負圓罩式安裝,雷達罩以兩根支柱架在機背上。由于相控陣雷達在方位和俯仰上均采用電子掃描方式,故圓盤雷達罩是不旋轉的。
可以看出,上述三種新型預警機濃縮了現(xiàn)代電子技術的精華,折射出各國空軍對預警機的新要求。在信息化戰(zhàn)爭的需求牽引和電子技術發(fā)展的推動下,預警機的技戰(zhàn)術水平不斷提高,裝備預警機的國家增多。預警機必將在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮“力量倍增器”的作用。