瑞典在預(yù)警機(jī)領(lǐng)域雖然難以和美、俄等大國(guó)相比,但其發(fā)展的S-100B“百眼巨人”預(yù)警機(jī)卻非常有特色,該機(jī)所采用的FSR-890“愛(ài)立眼”預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)成為許多國(guó)家爭(zhēng)相采購(gòu)的熱門(mén)裝備。特別是在巴基斯坦采購(gòu)了6架“薩伯2000”預(yù)警機(jī)后,更是引起了國(guó)內(nèi)讀者朋友對(duì)這種裝在機(jī)背上的“平衡木”的興趣。下面我們就來(lái)看看S-100B的前世今生到底是個(gè)什么樣的情況。
研發(fā)背景
瑞典發(fā)展預(yù)警機(jī)可以追溯到20世紀(jì)80年代初。當(dāng)時(shí)正值美蘇冷戰(zhàn)的高峰時(shí)期,盡管里根上臺(tái)后,美國(guó)改變了“蘇攻美守”的態(tài)勢(shì),但是以蘇聯(lián)為首的華約對(duì)于西歐各國(guó)的戰(zhàn)略壓力依然十分巨大。瑞典雖地處北歐,而且奉行中立政策,但其仍屬于傳統(tǒng)意義上的西方國(guó)家,因此對(duì)蘇聯(lián)的敵視態(tài)度并不比其他西歐國(guó)家輕多少,軍事戰(zhàn)略和裝備的發(fā)展也都主要圍繞如何應(yīng)對(duì)蘇軍入侵進(jìn)行。
瑞典軍方認(rèn)為,蘇聯(lián)和華約軍隊(duì)如果發(fā)起進(jìn)攻,必定會(huì)以其空軍為主要進(jìn)攻力量對(duì)瑞典進(jìn)行大規(guī)模、高強(qiáng)度的空中打擊,一旦瑞典的防空體系被打癱,則掌握制空權(quán)的蘇聯(lián)和華約海、陸軍將會(huì)從波羅的海方向直逼瑞典南部平原心臟,以求迅速結(jié)束戰(zhàn)爭(zhēng)。由此可見(jiàn),能否抵抗住蘇聯(lián)和華約空軍的強(qiáng)力空襲就成為瑞典抗擊八侵勝敗的關(guān)鍵。為此,瑞典軍方采取了兩條應(yīng)對(duì)措施:一是在全國(guó)范圍內(nèi)建立綿密的雷達(dá)預(yù)警體系,力求給空軍和防空部隊(duì)提供更長(zhǎng)的預(yù)警時(shí)間,以便更充分地做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備;二是將瑞典空軍裝備的戰(zhàn)機(jī)分散部署在山區(qū)修建的洞庫(kù)和森林里的隱蔽機(jī)堡,以避免戰(zhàn)時(shí)因遭突襲而可能被窩端的厄運(yùn)。同時(shí),鑒于對(duì)手實(shí)力極為強(qiáng)大,瑞典空軍戰(zhàn)機(jī)的升空作戰(zhàn)也不像其他國(guó)家那樣依賴正規(guī)機(jī)場(chǎng),而是以遍布全國(guó)的高速公路為主要起降地,以小批、多群、打了就跑的空中游擊戰(zhàn)術(shù)來(lái)打擊入侵的而聯(lián)和華約空軍攻擊機(jī)群。
但凡有軍事常識(shí)的人部清楚,第一條措施是關(guān)系到整個(gè)防空作戰(zhàn)成敗的關(guān)鍵——沒(méi)有“耳聰目明”的預(yù)警體系,再先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)和地面防空火力也都不過(guò)是一堆擺設(shè)而已。為了建立覆蓋全國(guó)的雷達(dá)預(yù)警網(wǎng)絡(luò),瑞典人曾煞費(fèi)苦心。有山的地方,他們就把預(yù)警雷達(dá)搬到山頂上;如果是平原,就豎起上百米高的鐵塔,然后把雷達(dá)天線架在上面。但由于地球曲率和多山地形影響,用這些方法建立起的雷達(dá)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)只適合探測(cè)和監(jiān)視中高空入侵目標(biāo),對(duì)低空和超低空入侵目標(biāo)漏警率很高。而要解決低空探測(cè)問(wèn)題,最好的辦法是把雷達(dá)搬到天上去,從上往下看,那么低空入侵目標(biāo)就會(huì)一覽無(wú)余。最初,瑞典人把獲得機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)的希望放在國(guó)外,并沒(méi)有想著自己研制。但是在考察一番后,瑞典人發(fā)現(xiàn)美、英等國(guó)發(fā)展的預(yù)警機(jī)并不適合自己的戰(zhàn)術(shù)要求。且不說(shuō)價(jià)格因素,背著大盤(pán)子(脈沖多普勒預(yù)警雷達(dá)罩)的美國(guó)E-3、E-2C等預(yù)警機(jī)個(gè)頭部太大,很難從瑞典的高速公路跑道起飛(注:由于瑞典地形多山,所以作戰(zhàn)飛機(jī)起飛時(shí)如果不能早點(diǎn)拉起,就有撞山的危險(xiǎn),這也是瑞典對(duì)作戰(zhàn)飛機(jī)短距起降能力刻意要求的重要原因),英國(guó)的“獵迷”倒是不背盤(pán)子一但其采用的“彗星”4C客機(jī)也是個(gè)大塊頭,同樣難以從瑞典的高速公路機(jī)場(chǎng)起降,更糟糕的是“獵迷”采用的脈沖多普勒雷達(dá)重復(fù)頻率過(guò)低、信號(hào)處理過(guò)于簡(jiǎn)單、天線副瓣大,因此對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力很差,在試驗(yàn)中出現(xiàn)很多虛警。另外,“獵迷”預(yù)警機(jī)的雷達(dá)發(fā)射機(jī)可靠性太低,行波管常打火燒壞電路,平均故障間隔僅17小時(shí)。雖然英國(guó)人后來(lái)對(duì)“獵迷”預(yù)警機(jī)進(jìn)行了改、進(jìn)但仍不能從根本上解決這些問(wèn)題,最后不得不放棄發(fā)展。
眼見(jiàn)國(guó)外沒(méi)有合適的采購(gòu)對(duì)象,國(guó)內(nèi)防空預(yù)警又迫切需要,瑞典人決心“自己動(dòng)手、豐衣足食”。由于瑞典國(guó)土面積不大,加上地形以及瑞典空軍戰(zhàn)術(shù)的特殊性限制,因此瑞典軍方在1982年提出發(fā)展最適合自己的小型預(yù)警機(jī)??紤]到當(dāng)時(shí)的脈沖多普勒預(yù)警雷達(dá)體積和重量都比較大,很難裝上小型空中平臺(tái),于是瑞典人決定另辟蹊徑,研制體積小、重量輕、功能強(qiáng)、抗干擾性好、可靠性高的有源相控陣預(yù)警雷達(dá),并將這個(gè)任務(wù)交給了愛(ài)立信公司。從研發(fā)條件上講,有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)到80年代時(shí)已經(jīng)逐漸成熟,而愛(ài)立信公司在電子技術(shù)方面又有很強(qiáng)的實(shí)力,因此研制這種先進(jìn)雷達(dá)還是很有把握的。至于搭載平臺(tái),瑞典軍方最初選擇的是美國(guó)仙童道尼爾公司的“梅特羅”III小型支線客機(jī)(起飛重量只有7.5噸)。
肥水不流外人田
愛(ài)立信公司在研制機(jī)載預(yù)警雷達(dá)時(shí)對(duì)其采用什么樣的外形是頗費(fèi)了心思的。要想在小型飛機(jī)上搭載,就不能像E-3、E-2C那樣采用圓盤(pán)狀雷達(dá)外形,因?yàn)槟菢訋?lái)的氣動(dòng)阻力太大,嚴(yán)重影響小飛機(jī)的飛行性能;但雷達(dá)天線尺寸和功率不大又會(huì)帶來(lái)探測(cè)能力下降的問(wèn)題。為了平衡這對(duì)矛盾,愛(ài)立信公司經(jīng)過(guò)幾番分析和對(duì)比,最后確定了一種獨(dú)特的方案,就是把雷達(dá)天線裝在長(zhǎng)條狀整流罩內(nèi),呈縱向裝在飛機(jī)背部,并用前后兩個(gè)兩腳支架進(jìn)行固定。這樣一來(lái),飛機(jī)所受的氣動(dòng)阻力較小,而雷達(dá)天線也可以做得較長(zhǎng),相應(yīng)的也就增大了尺寸,提高了探測(cè)距離。由于愛(ài)立信公司設(shè)計(jì)的這種雷達(dá)天線整流罩從外形上看頗似女子體操器械中的平衡木,所以外界干脆就以“平衡木”作為這種機(jī)載相控陣預(yù)警雷達(dá)的昵稱,而愛(ài)立信公司則稱之為PS-890雷達(dá)。
1985年,愛(ài)立信公司完成了PS-890雷達(dá)的設(shè)計(jì)工作。1986年,PS-890雷達(dá)工程樣機(jī)在巴黎航展上首次公開(kāi)亮相。1987年,愛(ài)立信公司將PS-890雷達(dá)工程樣機(jī)整合到一架經(jīng)過(guò)改裝的“梅特羅”III型飛機(jī)(為消除機(jī)背加裝雷達(dá)整流罩后對(duì)機(jī)身尾部的氣流擾動(dòng)以及對(duì)側(cè)向操縱性的負(fù)影響,這架“梅特羅”III型飛機(jī)將機(jī)尾垂直舵面加大,并增加了2個(gè)小型垂直安定面)上進(jìn)行首飛。1991年,愛(ài)立信公司開(kāi)始進(jìn)行PS-890雷達(dá)全系統(tǒng)空中檢飛試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn)考核,PS-890雷達(dá)系統(tǒng)在空中表現(xiàn)出來(lái)的預(yù)警能力令瑞典軍方十分滿意。1992年12月,瑞典國(guó)防裝備管理局與愛(ài)立信公司簽署了一項(xiàng)合同,正式采購(gòu)6套PS-890雷達(dá)的完備系統(tǒng)——FSR-890“愛(ài)立眼”預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)。但瑞典軍方不再選用美國(guó)“梅特羅”III型飛機(jī)作為生產(chǎn)型“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)的搭載平臺(tái),而是換成了瑞典薩伯公司生產(chǎn)的薩伯-340B渦槳支線客機(jī),從而使新型預(yù)警機(jī)由試驗(yàn)時(shí)的“混血”變成了“純正的瑞典血統(tǒng)”。薩伯-340B比“梅特羅”III型飛機(jī)要大,因此以其為搭載平臺(tái),也相應(yīng)提高了預(yù)警機(jī)的綜合技術(shù)性能。根據(jù)公開(kāi)資料,薩伯-340B的主要技術(shù)性能參數(shù)為:機(jī)長(zhǎng)19.73米,翼展21.43米,機(jī)高6.97米,最大起飛重量13155千克,動(dòng)力裝置為2臺(tái)通用電氣CT7-9B發(fā)動(dòng)機(jī)(單臺(tái)推力1870馬力),最大速度528千米/小時(shí),巡航速度300千米/小時(shí),最大航程1300千米(攜帶全部有效載荷),最大升限7600米,巡航高度6000-7000米,
1994年1月17日,經(jīng)過(guò)改裝的薩伯-340B開(kāi)始首飛。同年7月,加裝“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)的薩伯-340B預(yù)警機(jī)首飛成功。1995年,瑞典空軍將薩伯-340B預(yù)警機(jī)正式命名為S-100B“百眼巨人”。1997~1998年,6架S-100B預(yù)警機(jī)全部交付給瑞典空軍。但這6架預(yù)警機(jī)并非都裝著“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng), 般只保持4架為S-100B狀態(tài),其余2架薩伯-340B則在平時(shí)執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù),只有到戰(zhàn)時(shí)才加裝“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)。更有甚者,如果平時(shí)預(yù)警任務(wù)不繁重的話,則4架S-100B也可在24小時(shí)內(nèi)拆掉“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)變成薩伯-340B運(yùn)輸機(jī)。由此可以看出,瑞典人在裝備發(fā)展和使用上真是精打細(xì)算,遠(yuǎn)不像美國(guó)人那么淘綽。
小國(guó)大精品
S-100B預(yù)警機(jī)的任務(wù)設(shè)備主要包括FSR-890“愛(ài)立眼”有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、FRS-890戰(zhàn)術(shù)顯控臺(tái)、TSB2500敵我識(shí)別系統(tǒng)。其中“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)是任務(wù)核心設(shè)備,它的天線罩長(zhǎng)9.3米,厚0.5米,在機(jī)背上斜置安裝(前低后高)。在天線罩前端有個(gè)冷卻系統(tǒng)的沖壓空氣入口,罩內(nèi)以背靠背方式布置有兩塊長(zhǎng)8米、高0.6米的有源相控陣?yán)走_(dá)天線陣面。每塊天線陣面有178(水平向)×12(垂直向)個(gè)天線振子。兩塊天線陣面之間安裝有192個(gè)固態(tài)發(fā)射/接收(T/R)模塊,每個(gè)模塊與8個(gè)天線振子連接,其平均發(fā)射功率為15瓦。模塊內(nèi)部包含電子開(kāi)關(guān),可受控與左側(cè)或右側(cè)天線陣面相連,因此每塊有源相控陣?yán)走_(dá)天線陣面的平均發(fā)射總功率約3千瓦。除雷達(dá)天線陣面外,罩內(nèi)還裝有2組敵我識(shí)別天線。整個(gè)“平衡木”(包括天線罩及罩內(nèi)設(shè)備)重量約為900千克。
“愛(ài)立眼”的PS-890相控陣?yán)走_(dá)工作在s波段,可提供窄小的主電波及極低側(cè)向波;而且電子掃描的特點(diǎn)是掃描速度快、波束指向性好,所以比常規(guī)的機(jī)械掃描雷達(dá)具有更好的探測(cè)和跟蹤性能——通過(guò)將雷達(dá)波指向任何想要的方向,就可將所需搜索目標(biāo)的優(yōu)先順序迅速排列出來(lái)。電子掃描還給雷達(dá)帶來(lái)個(gè)很大優(yōu)點(diǎn),就是可靠性高。PS-890雷達(dá)的全部T/R模塊中如有10%失效對(duì)系統(tǒng)性能無(wú)顯著影響,不需要立即維修;即使有30%失效,系統(tǒng)增益也不過(guò)降低3分貝,仍可維持基本探測(cè)能力。此外,PS-890相控陣?yán)走_(dá)還采用了頻率捷變技術(shù),具有高、中、低三種頻率,大幅提高了抗干擾能力,能夠?yàn)V除地/海面背景雜波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),并精確測(cè)定目標(biāo)方位。
S-100B一次出航,可在距離基地185千米處持續(xù)活動(dòng)7小時(shí)左右。執(zhí)行預(yù)警巡邏任務(wù)時(shí),S-100B通常在6000米高度飛行,此時(shí)PS-890雷達(dá)的最大探測(cè)距離為450千米,對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)(雷達(dá)反射面積5平方米)有效探測(cè)距離為350千米,對(duì)水面艦艇有效探測(cè)距離為320千米,對(duì)低空巡航導(dǎo)彈的探測(cè)距離為150千米(良好天候條件下),最多可同時(shí)跟蹤300批目標(biāo)。對(duì)于體積小、重量輕的PS-890雷達(dá)來(lái)說(shuō),這樣的技術(shù)性能指標(biāo)是相當(dāng)不錯(cuò)的。但是PS-890雷達(dá)也存在些缺點(diǎn):首先是不能進(jìn)行360度全方位探測(cè)。其天線陣面不像機(jī)械掃描雷達(dá)那樣能夠旋轉(zhuǎn),因此掃描波束(方位寬1度,仰角寬10度)在方位上相控掃描只有±60度,兩塊天線陣面合起來(lái)也只能對(duì)機(jī)身兩側(cè)240度方位進(jìn)行掃描,機(jī)頭與機(jī)尾方向各有60度掃描盲區(qū);其次是波束在仰角上不相控掃描;再次是雷達(dá)屬二坐標(biāo)體制,對(duì)目標(biāo)不測(cè)定其仰角或高度。由此可見(jiàn),PS-890雷達(dá)的探測(cè)能力還是有定局限性。
在載機(jī)內(nèi)的任務(wù)電子設(shè)備重約600千克,主要是4座FRS-890戰(zhàn)術(shù)顯控臺(tái)、多波段通信設(shè)備和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、輔助電源吊艙(主要是為雷達(dá)設(shè)備供電)等。在S-100B上天執(zhí)行預(yù)警巡邏任務(wù)時(shí),PS-890雷達(dá)將獲得的雷達(dá)信號(hào)和敵我識(shí)別信號(hào)通過(guò)三通道旋轉(zhuǎn)同軸耦合器傳送到載機(jī)內(nèi)部,并顯示在戰(zhàn)術(shù)顯控臺(tái)上;機(jī)上的雷達(dá)操作人員通過(guò)衛(wèi)星、VHF/UHF/HF波段通信設(shè)備或數(shù)據(jù)鏈把這些信號(hào)資料傳送給地面防空指揮中心。由于機(jī)上沒(méi)有裝備空中指揮和信息處理系統(tǒng),也沒(méi)有配備空中管制/指揮官,所以S-100B只是單純的早期預(yù)警飛機(jī),不具備空中指揮和控制能力。
走向世界
瑞典研制S-100B預(yù)警機(jī)不僅是為了裝備本國(guó)空軍,還想用它來(lái)出口創(chuàng)匯。但是看到許多國(guó)家對(duì)薩伯-340B這個(gè)搭載平臺(tái)并不感冒,于是就把宣傳重點(diǎn)放在了“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)上。從后來(lái)的實(shí)際效果看,這個(gè)策略非常成功。因?yàn)樵S多國(guó)家都想裝備預(yù)警機(jī),而“愛(ài)立眼”系統(tǒng)性能好、價(jià)格較低、適裝性好的特點(diǎn)恰恰可以滿足這些國(guó)家的要求。1994年,第一個(gè)客戶——巴西主動(dòng)找上門(mén)來(lái),提出要購(gòu)買(mǎi)5套“愛(ài)立眼”系統(tǒng)。但是,巴西提出一個(gè)附帶要求,就是“愛(ài)立眼”系統(tǒng)必須具備空中指揮控制能力。見(jiàn)有客戶問(wèn)津,瑞典自然滿心歡喜,對(duì)巴西提出的要求也是滿口答應(yīng),但是一看巴西拿出的平臺(tái)——30座的ERJ120支線客機(jī)就傻眼了,該機(jī)實(shí)在太小,裝“愛(ài)立眼”系統(tǒng)已經(jīng)夠緊巴了,再要塞進(jìn)指揮控制系統(tǒng)無(wú)論如何也不行。于是瑞典又推薦自己的薩伯一340B,可是巴西不想讓外國(guó)飛機(jī)獲得這個(gè)項(xiàng)目,于是憋足勁研制出了更大的50座ERJ145支線客機(jī)。
看到巴西人的執(zhí)著,愛(ài)立信公司也不敢怠慢,它聯(lián)合法國(guó)湯姆遜公司對(duì)“愛(ài)立眼”雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級(jí),終于推出了具有指揮控制能力的“愛(ài)立眼”改型系統(tǒng),同時(shí)探測(cè)方位角也擴(kuò)大到300度。1999年,愛(ài)立信公司完成了“愛(ài)立眼”改型系統(tǒng)和巴西ERJ145飛機(jī)平臺(tái)的系統(tǒng)整合工作,一種新型預(yù)警與指揮控制飛機(jī)由此誕生了,它的名字就是EMB-145SA(巴西空軍稱為R-99A)。從2002年7月到2003年底,5架EMB-145SA全部交付給巴西空軍。
而在EMB-145SA即將研制成功的時(shí)候,希臘也提出要購(gòu)買(mǎi)4架。與巴西的相比,希臘采購(gòu)的這4架功能更為強(qiáng)大,它配備了補(bǔ)充雷達(dá),實(shí)現(xiàn)了360度的全方位探測(cè),而且同時(shí)跟蹤目標(biāo)的數(shù)量增加到1000批。從20032E12月到2004年底,4架改進(jìn)型EMB-145預(yù)警與指揮飛機(jī)全部交付給希臘空軍。
2004年6月,墨西哥也采購(gòu)了1架與希臘空軍相同的EMB-145預(yù)警與指揮控制飛機(jī),用于邊境和海岸線巡邏監(jiān)控。
2006年6月22日,巴基斯坦和愛(ài)立信公司簽訂了一項(xiàng)價(jià)值12.5億美元的合同,采購(gòu)6架薩伯-2000預(yù)警機(jī)。該機(jī)與瑞典S-100B的差別主要是搭載平臺(tái)換成了更大的薩伯-2000,可在9000米高度持續(xù)活動(dòng)9小時(shí),至于“愛(ài)立眼”系統(tǒng)則和S-100B基本相同。外界分析巴基斯坦沒(méi)有選擇同希臘EMB-145類(lèi)似的“愛(ài)立眼”改型系統(tǒng),很可能是缺乏資金的緣故。
除上述國(guó)家外,馬來(lái)西亞、泰國(guó)、印度尼西亞、泰國(guó)、巴林、科威特、阿曼、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、西班牙、意大利、智利、阿根廷等國(guó)也都對(duì)“愛(ài)立眼”系統(tǒng)表示出濃厚興趣,這也預(yù)示著“平衡木”的銷(xiāo)售前景非常好,很可能因此成為世界上裝備最廣泛的機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)。