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空中火眼金睛

2000-06-07

航空知识 2000年7期
关键词:预警机预警雷达

国 力

我们从电影里曾见过这样的情景: 山顶上的少年发现了敌人,于是马上推倒身边的小树,而村民们看到后,就迅速隐蔽起来。这就是原始的警报或称为早期告警。据记载,早在1000多年前,古代的中国人民就已采用烽火作为警报传递敌情了。

在高技术军事装备迅速发展的今天,作战区域早已从地面扩展到海上和空中,呈立体形式。高速飞行的战斗机可在几分钟内跨越百公里以上的距离,而战区的范围也扩大到方圆数百公里。在这种情况下,若能提前发现敌人,哪怕是提前几十秒,对作战双方来说都是至关重要的。于是,号称"千里眼"、"空中指挥所"的预警机应运而生。

在现代战争中,使用预警机进行预警是必不可少也是克敌制胜的手段。那么,预警机是怎样发展起来的?预警机主要有哪些系统?各有什么作用?世界上有多少种预警机?下面逐一作些介绍。

雷达"坐"飞机

图示-美国第一代预警机E-1

空中预警机是第二次世界大战后发展起来的一个特殊的机种。在第二次世界大战期间,雷达得到了迅速的发展,人们有了一种探测远距离目标的有效手段。可是,雷达波是直线传播的,而地球表面却是弯曲的。这就限制了地面雷达的探测范围。要想让雷达"看"得更远,就必须增高雷达的位置。因此,人们便尽量把雷达架设在高山上。然而,这样仍不能从根本上解决问题。后来,科技人员想出了一个巧妙的办法:让雷达"坐"上了飞机,使它"站"得高"看"得远,既灵活机动又便于转移。

1945年,美国人把当时最先进的雷达安装在一架小型飞机上,这就是世界上的第一架预警机。至今,空中预警机已经发展到第三代。美国、前苏联、英国等发达国家先后研制了20余种预警机。现代预警机已成为用各种高技术装备武装起来的"空中指挥所",是现代战争中不可缺少的机种。那么,现代预警机有些什么本领呢?让我们看看它在战争中的表现。

空中"火眼金睛"

尽管预警机进入战争的历史并不长,但它问世后在几次战争中却有出色的表现:

1982年6月9日,14点14分,在黎巴嫩的贝卡谷地,以色列突然发起了对叙利亚的攻击。就在以军行动之前,它派出了E-2C"鹰眼"预警机飞临黎巴嫩西海岸。这个空中的"火眼金晴"从9000米高空,严密监视着叙利亚的导弹发射场和空军基地的动态。因此,当叙利亚空军的飞机一起飞就被E-2C发现,并将机型和各种参数不断通报给己方的攻击机。那天,以色列共出动了96架战斗机,在贝卡谷地上空仅用6分钟就全部摧毁了叙利亚的19个防空导弹营。在这场激烈的空战中,以色列飞机大获全胜,共击落了81架叙利亚的飞机。战后,军事家纷纷发表评论,认为以色列之所以能够取胜,主要原因之一就是使用了预警机作为空中监视指挥中心,因而掌握了战场的主动权。

海湾战争中,伊拉克在空战中被击落了40余架飞机;而多国部队由于空战中有预警机指挥未损失一架 。1991年3月21日,15架伊拉克飞机(其中大部分是米格-29)与多国部队的飞机空战,结果是5∶0。而在此之前的1月24日,沙特4架F-15在执行任务时,预警机发现有3架伊拉克的"幻影"F1飞机正沿沙特海岸低空飞行,准备袭击多国部队的舰队。于是在预警机的指挥下,一架沙特F-15向伊机发起了进攻,几秒钟内就击落两架。

相反,由于战争中没有预警机协同而造成惨重损失的事例也不少,最典型的是1982年的英阿马岛战争。 在这次战争中,英国皇家海军特混舰队服役不久的"谢菲尔德"号导弹驱逐舰在舰队前沿执行警戒任务。1982年5月4日,阿根廷空军派出了一架"超军旗"战斗轰炸机。它利用英国海军的舰载雷达低空盲区和海浪杂波,人不知鬼不晓地以50米超低空直奔"谢菲尔德"号舰。在相距48公里处,"超军旗"猛然跃升到几百米,并对英舰突然连续发射了两枚法国制造的AM39"飞鱼"空舰导弹后,立即降低高度调头返航。"谢菲尔德"号的雷达操作员虽然在飞机跃起时发现了它,但因目标在荧光屏上稍纵即逝,因此没有发现它所发射的擦海面浪峰飞速而来的"飞鱼"导弹。而该舰装备的"海标枪"舰空导弹至少需要20秒钟的反应时间,故当时采取任何措施都已来不及了。"飞鱼"一头钻进"谢菲尔德"的右舷中部……

图示-美国舰载预警机E-2C

事后,英方认为,该战之所以吃大亏,就是因为缺少了预警机这个战场上空的"火眼金晴"。

预警机在战争中能发挥如此大的作用,它与一般飞机相比究竟有何不同?让我们一起进入其内部去看看吧!

图示-命运多舛的英国"猎迷"预警机

与众不同的五脏六腑

预警机外形最大的特点是有一个巨大的雷达天线罩,通常装在机背上。我们常看到有的飞机驮着一个大圆盘,那就是预警机的雷达天线罩。也有的预警机雷达天线装在机头和机身两侧;天线罩的形状也各异。

需指出的是,仅仅装备了强大的雷达还不能构成预警机;完整的预警机必须具备以下各分系统:

雷达探测分系统 这是预警机最重要的系统,通常采用具有下视能力的脉冲多普勒雷达。该雷达不仅能在地面和海面的严重杂波环境中探测和跟踪高空、低空飞行的高速或低速目标,而且还能对数百个目标进行处理和显示。

敌我识别分系统 预警机在复杂的战区指挥作战时,首先要分清敌我,因此敌我识别系统必不可少。该系统主要由询问机和应答机两部分组成。问询天线通常与雷达天线综合在一起,在雷达探测的同时对目标进行询问。天线扫描一次可以询问200个装有应答机的目标。目标的回波先被送入数据处理系统,经过综合处理后的信息再输入到显控台。这样,机上操作员和指挥员对战区敌我力量的分布就会一目了然。

电子侦察和通信侦察分系统 该系统的任务是对各种雷达和通信信号进行探测、识别、定位和跟踪。它是雷达探测系统主要的情报支援手段。

导航分系统 预警机的导航设备可以给出飞机的精确位置、姿态和速度参数。这些信息被输入计算机数据处理系统后,为雷达分系统提供了精确的基准位置,并使各种传感器所获得的信息能够准确地转换到大地参考系上 。

数据处理分系统 预警机之所以能够迅速、准确地处理、显示上百个目标,是因它装备了一个数据处理分系统。该系统的心脏是一部处理速度每秒几十万甚至上百万次的计算机。

通信分系统预警机的通信分系统由机内通信和外部通信两部分组成。机内通信系统主要是为操作员和机组建立话音通信联络;外部通信有数部短波和超短波电台,可将获得的大量信息传递给空中友机、己方海上舰船或地面指挥所。

显示和控制分系统 经过处理的战区的各种信息按格式要求在显示台显示,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。显控台具有搜索、引导拦截、指挥、电子侦察显示等多种功能。

此外,为了保证以上系统正常工作,预警机上还配备有专门的冷却系统、电源系统等。

形形色色的预警机

鉴于预警机在现代战争中的重要作用及实战中的上乘表现,一些国家不惜重金竞相发展本国的空中预警力量。目前,世界上大约有200余架各种型号的预警机。

众所周知,美国是世界上研制和装备空中预警机最多的国家。目前,美国约有140架预警机,主要有24架E-3B、10架E-3C、大约95架E-2C和E-767。

下面将世界上一些著名的预警机作些简介:

大名鼎鼎的E-3E-3名为Sentry,意为"望楼",也可译为"哨所"、"哨兵"。E-3是一个能在空中自由飞行、用高技术武装的"哨兵",与普通意义上的"哨兵"不可同日而语。 根据美国空军"空中警戒与控制系统"计划研制的全天候远程空中预警和控制飞机E-3,是以波音707民航机为基础,更换发动机,加装旋转天线罩与电子设备而成的。E-3具有下视能力,可在各种地形上空监视有人飞机与无人驾驶飞行器,属第三代预警机,也是当今世界预警机中的佼佼者。

E-3预警机主要有A、B、C、D、F等多种型号。 E-3A是美空军首批生产型,1975年第一架原型机首次试飞,1977年3 月开始交付部队使用。E-3A的巡航高度为9000米,最大续航时间可达11.5小时,能够全方位搜索和监视陆地、水面和空中目标。E-3机上乘员共17人。机舱内装有9台多用途控制台和2台辅助显示器。在巡航高度值勤时,对大型高空目标的有效探测半径为667公里;对中型目标的探测半径为445公里;对低空小型目标的探测半径为324公里。敌我识别系统在一次扫描中能询问200个以上装有应答机的空中、海上或陆上目标,获取己方军队的展开情况,向空中指挥员显示完整的陆、海、空军态势,以便指挥己方的空中力量完成截击、格斗、对地/对海支援、遮断、空运、空中加油和空中救援等各种空中作战任务。E-3A空中警戒与控制系统目标处理容量大,抗干扰能力强,可同时处理600个不同目标,引导己方飞机对100个来袭目标进行拦截。 E-3就象一部巨大的会飞行的计算机,其软件的最大特点是能与战斗机联线;在战斗机不使用自身雷达的情况下,可由E-3雷达指挥引导飞机对敌机进行攻击。

图示-E-3A预警机上的指挥引导人员

图示-俄罗斯图-126"苔藓"预警机

改头换面的E-767在90年代的海湾战争中,美国空军的E-3空中预警机大显身手,它集预警、指挥、控制和通信功能于一体,同时指挥数百架飞机执行空中作战任务,极大地提高了作战效能。因此,海湾战争后,各国纷纷购买新型预警机。美国波音公司当然不会放过这个好机会。因原来E-3使用的载机波音707已停产,于是就用新型的波音767客机进行了改装。改装后的预警机编号为E-767。

E-767预警机有一部西屋电气公司生产的AN/APY-2改进型脉冲多普勒雷达。该雷达采用脉冲压缩技术,具有较高的分辨率和较强的俯视能力。天线与E-3一样安装在机背上,每分钟旋转6周,能对360°方位的各种目标进行全面监控;可从地面杂波中捕捉到巡航导弹、低空飞行的小型飞机、潜艇通气管等目标,工作可靠性维护性较E-3型均有较大提高。机上安装的AN/APY改进型脉冲多普勒雷达有以下6种工作模式:

无仰角扫描工作模式;

仰角扫描工作模式;

超视距扫描工作模式;

对海上目标监视工作模式;

频率捷变监测工作模式;

电子信号侦收工作模式。

E-767在执行空中预警任务时,机组由20人组成。机内装有14个多用途情况显示操纵台,2个情况显示辅助操纵台。机载中央数据处理系统采用国际商用机器公司生产的4PICC-2型计算机。内存容量较E-3型机上装备的CC-1型计算机大4倍,运算速度快2倍。电子操纵人员可通过计算机对各种数据进行处理,准确地计算出各种目标的飞行高度、速度、方位和距离等要素,及时通报地面作战指挥中心或空中作战编队,直接指挥其遂行作战任务。

图示-美国E-767预警机

E-767机上还装有AYR-1型电子支援系统和AN/APX-103敌我识别系统。其天线可在半径560公里范围内准确地接收到被询问目标敌我识别应答器的回波,通过计算机在10秒钟内可以完成对100个目标的敌我识别任务。E-767空中预警指挥机与波音767客机相比,在机体结构上有五大改装:

加固机体后半部大框并提高机舱地板的承重强度,用以安装总重量为6800公斤的雷达天线罩、计算机系统、通信系统和操纵台等大型设备;

在机头上方加装空中受油系统;

加装驱动天线用的液压传动系统;

拆掉一个机内油箱,以安装雷达冷却系统;

图示-俄罗斯A-50预警机

加装大功率供电系统。E-767机载电子设备用电总量为350千伏安,飞行保障系统用电总量为80千伏安。为保证供电需要,将在原型机2台90千伏安发电机的基础上,再加装2台150千伏安发电机。

E-767型空中预警指挥机的巡航时速为800公里,实用升限12700米,最大续航距离为9260公里,经空中加油后,可连续24小时在空中执行预警指挥任务。目前,可供E-767预警选择的发动机有:通用电气公司的CF-6-80A或80C2系列;普惠公司的JT90-7R4或PW4052系列;英国罗尔斯.罗伊斯公司的RB211-524G系列。据称,选择通用电气公司产品的可能性最大。

战绩卓绝的"鹰眼"E-2"鹰眼"预警机是美国格鲁门公司生产的舰载预警机。它的活动范围主要在海洋上空,也可从陆地机场起飞执行任务。E-2C的主要任务是舰队防空预警,也用于在空中执行空战指挥任务。E-2C问世后,经过几次改型,现在美军使用的主要是E-2C型。

E-2C预警机的外形特点十分突出。它有4个垂尾。而且,其尾翼有一部分是用玻璃钢制造的,这既减轻了飞机的重量又可以减少雷达的反射面积,便于隐身。E-2C的机翼可以向上折叠,这样便于在航空母舰上停放。

E-2"鹰眼"面世后,屡立战功:它曾多次引导美国反毒品机构的飞机成功地拦截了运送毒品的飞机;在中东战争中,它为以色列的战斗机领航;美国发射航天飞机也少不了它的帮助,让它在空中监视发射空域的情况;在海湾战争中,有27架E-2C参战,为多国部队提供引导指挥和预警。

E-2C是E-2的最新改型,目前在各国军队中装备数量最多。除了美国海军外,新加坡、日本、埃及等国都购买了这种预警机。我国台湾也购买了6架E-2B的改进型E-2T预警机。

E-2C预警机的载机属专用机型,巡航高度8000米,最大续航时间为5.5小时。该机采用L波段雷达,具有对空、对海、对地三种工作方式,方位覆盖360°。中高空目标探测距离480公里,低空目标探测距离270公里,可在复杂背景中同时跟踪300个目标,引导己方数十架飞机实施拦截。

"隔海观战"的A-50前苏联防空军共装备图-120"苔藓"预警机12架,伊尔-76"中坚"预警机(又称A-50)约12架。

1991年海湾战争期间,每天都有两架大型飞机24小时不间断地在战区附近盘旋。它们并不参战,而是"坐山观虎斗"。因为它们既不属于多国部队,也不属于伊拉克。原来,这是前苏联的A-50(又叫伊尔-76)预警指挥机。它们的任务是监视从土耳其飞向伊拉克的美国飞机和舰射巡航导弹。这可算是A-50的一段实战经历。

A-50是前苏联伊留申设计局用伊尔-76客机改装的预警指挥机。机上装有空中预警雷达,有下视能力。该机型于70年代开始研制,80年代初开始生产。1984年,新式的A-50型机在塔甘罗空军基地试飞成功,当年就有3 架同型机投入现役。A-50型预警指挥机巡航距离为1000公里,滞空时间4小时(不需要加油),在米、分米波段上向各军兵种传送信息的距离为350公里,而短波频段传输可达2000公里;与卫星联网传输可达2000公里以上。机上乘员15人,其中5人为机组人员,其余为各负其责的预警系统的操纵者。主要设备是三相控阵雷达、飞机国籍识别器、信息处理与发信机、向地面、卫星和协同作战飞机传递信息的数字传输系统等。A-50在捕捉到目标后,能迅速将目标数据向地面指挥部、防空歼击机部队、防空导弹部队报告。A-50既是一架侦察机,也是一个高空游弋的雷达站,还是一个空中指挥所。

其他各国的预警机

英国曾为研制预警机进行了不懈的努力,研制并装备了"塘鹅"和"手铐"两种预警机,但都已退出现役。大型"猎迷"预警机的研制可说是多灾多难,几经波折最终还是被放弃了。英国为根本解决空中预警力量的问题,最终是向美国购买了7架E-3D预警机。

图示-波音公司采用可控波束电扫描的新型预警机方案

法国也曾制定了若干预警机研制方案,如"大西洋者"和C-160"协同"预警机,但未装备部队。1987年,法国订购了4架E-3D预警机。

日本航空自卫队已装备十余架E-2C空中预警机。从1997年开始,日本又在试飞一种在波音767的基础上改进而成的E-767新型预警机。

特别值得一提的是以色列,目前正在研制全新概念的"环"预警机。这种预警机的雷达采用了有源相控阵技术,领先开始了第三代预警机的研制。该机以波音707为载机,整个工程现已接近尾声,预计很快将交付用户。

沙特阿拉伯于1987年向美国购买了5架E-3A。此外,瑞典、巴西、印度等国也装备了预警机。

新世纪的预警机

预警机虽然神通广大,但也有致命的弱点,即自身安全问题。由于预警机体积大、飞行速度慢,因此容易受到攻击。尽管有些预警机配备了自卫干扰设备,但是还需一组战斗机护航保驾。随着隐身技术的发展以及自卫干扰设备的重量和体积减小,效率增加,新一代预警机将具有更强的生存能力。不断成熟的相控阵雷达技术标志着第三代预警机的发展方向。目前除以色列、瑞典外,美国也在研制其新一代相控阵雷达预警机。相控阵雷达的特点是雷达波束靠电控扫描,而不是传统的机械扫描。它能够探测低速飞行的直升机,并可以对高速机动的目标进行连续跟踪,这是现有预警机不能做到的。

相控阵天线是固定在飞机上不动的,且天线阵面的形状可根据飞机外形作适应性设计。未来采用成熟有源相控阵技术的预警机将看不到巨大的雷达天线罩,体积会更小,机动性更好,其系统性能将更完善,可靠性更高。■

图示-上图:带"大鼻子"的以色列预警机;下图:背驮"平衡木"的瑞典预警机

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