Money Never Sleeps

预警机发展七十年,中国能否后来居上?

军事 rock 2976℃ 0评论

摘要:1945年投入使用世界首型预警机,七十年来,预警机装备和技术持续发展。研究主要从定位、产品形态和技术形态等三个方面对预警机的发展历程进行了总结。预警机已经从空中雷达站、空中指挥所正在演变为空中作战体系的枢纽,在打击链的各个环节中将发挥更多作用;微电子技术、计算机技术、通信与网络技术和软件技术的发展趋势,正在推动预警机在产品和技术形态方面具备一体化、分布式、智能化和人性化的特征,从而对预警机的设计和使用产生重要影响。

0 引言

预警机最早是指配备有远程机载预警雷达的特种任务飞机,用以弥补地面/舰载雷达的低空探测盲区。现代预警机则还配备敌我识别、导航、电子/光电侦察与对抗等多种信息系统,可以执行预警探测、情报侦察、通信中继、指挥控制和战场管理等多种任务,是现代战争中不可或缺的信息化武器装备。

预警机诞生于第二次世界大战后期。1945年3月,世界上第一种预警机——美国海军的TBM-3W正式服役。70年来,预警机的地位和作用已得到普遍认识,在军事需求牵引和技术发展推动的共同作用下,装备规模持续扩大,其定位、产品形态和技术形态均发生了重大和深刻的变化。回顾70年来预警机的发展历程并总结其规律,在此基础上对预警机的未来发展进行预测和规划,有助于推动我国预警机的持续和科学发展。

1 预警机的早期发展概况

20世纪40年代中期到70年代初期是预警机的早期发展阶段,美军AD-3/4/5W系列、E-1B和E-2A/B等第一代预警机型号相继服役,其装备定位为航母编队中的空中节点,主要解决海军海上舰艇编队的低空预警问题,50年代后期才开始被空军使用,这首先是因为海军作战环境主要为海面,无法象空军借助高山地形提升雷达高度扩展低空探测视距,因此其军事需求更为迫切;其次是因为较低海情下,雷达探测性能受海杂波影响程度较小,可以基本正常工作。

这一时期,在技术形态方面,雷达天线普遍采用抛物面形式,S波段为主要工作频率,技术体制为普通脉冲,主要用于探测海面上空的飞机目标,在复杂地形条件下不具备下视能力;雷达情报通过莫尔斯电码和话音下传至舰载或地面指挥所;而20世纪50年代末期,模拟式计算机已经在预警机上得到应用。

在产品形态方面,预警机载机普遍较小,最大起飞重量一般不大于40吨,大部分载机由于需要上舰,其最大起飞重量在20吨以下,但总体上来看,载机规模在不断扩大;作为对预警机产品构型影响最为显著的因素,雷达天线罩从腹部逐渐移至机背,外形经历了从不规则鼓包、水滴形至椭球体的改变。载机规模和雷达天线布局形式发生改变的主要推动因素是日益增长的雷达探测威力需求带来了更大的功率孔径积要求,显然,更大的载机以及载机背部所拥有的更为充裕的空间,能够为更大的功率孔径创造条件。

2 预警机的发展现状及主要特征

20世纪60年代中后期到21世纪前十年是预警机的第二代发展时期,以美国空军的E-3系列、美国海军的E-2C和中国空军的空警2000为代表,如图1所示。其装备定位已经既是空中情报站,更是一个不依赖地面指挥设施而要素齐全的空中机动指挥所;相比于早期航母编队的空中节点,预警机更多地被空军使用,在空中作战体系中的位置进一步提升。特别是海湾战争以后,预警机的地位和作用被广泛认识,预警机装备规模急剧扩大,目前装备预警机的国家已多达25个,预警机装备数量已有270余架,如表1所示。对于现役和即将服役的各型预警机,虽然研发时间和技术特征各异,但总体来看,由于其装备定位与这一阶段早期的产品并没有显著区别,因此仍处于第二代水平。

6608578354864995569

  图1 第一代和第二代预警机的典型型号

  从E-3和E-2这两类代表性产品的发展背景上看,采用大型载机的E-3系列,一是为了解决陆地上空目标的探测问题(即美国空军“陆地上空俯视探测”计划,ODR);二是作为三军通用数据链(Link-16)研制和装备的主要依托平台。由于更大的航母平台可以允许更大的舰载预警机载机,同时也将预警机纳入海军战术数据系统(NTDS),美国海军开始装备E-2系列预警机以替代E-1B。

第二代预警机作为通信与指挥平台,继第一代预警机作为雷达平台之后升空,标志着完整的空基作战体系在逐步形成,在这个体系中,打击平台是持续存在的,其逐步形成的关键是信息化平台的升空,或者说是空基信息系统的发展。这个发展有两条脉络:一是空基作战体系中装备信息化程度的提升;二是信息系统在体系中的作用逐步增强,与体系中其他系统的关系日渐丰富。预警机作为空基作战体系中典型的信息化武器装备,雷达具备了下视能力,数据通信和移动通信技术在机载条件下成功应用;而预警机也从几乎单纯的情报平台发展为具备对战斗机的指挥控制能力,其与体系中其他装备的关系开始延伸。

在技术形态方面,雷达普遍采用脉冲多普勒技术,频段则呈现多样化的特点,P、L和S均有应用,高频率稳定度发射机、高性能处理机和超低副瓣天线技术全面突破,从而较好地解决了在复杂地形上空的探测问题;20世纪90年代以后,则普遍采用超大规模集成电路和固态有源相控阵技术,中国空警-2000预警机是世界上首型采用二维有源相控阵并实现低副瓣、宽角扫描的预警机。

继有源相控阵技术之后,中国持续发展的预警机已经采用数字阵列雷达技术,这种技术以数字直接频率合成(DDS)、数字波束形成(DBF)和光纤传输为主要特点,对雷达的核心部分——收发组件而言,其重量减轻、体积减小、功耗降低,从而便于在中小平台上实现大型预警机的功能和性能。

转载请注明:北纬40° » 预警机发展七十年,中国能否后来居上?

喜欢 (0)or分享 (0)
发表我的评论
取消评论
表情