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1、年世界预警机划代与评述 1944年世界上第一架预警机TBM-3W诞生至今，预警机发展已经验了65年。在这样一个具有纪念意义的年份里，我国自行研制的预警机闪亮登场国庆大阅兵，是对世界预警机发展65周年的最好献礼。65年来，预警机发展了三代产品。 第一代预警机(20世纪40年头到60年头初) 初步解决雷达升空后带来的问题 预警机的发展起始于美国海军，美国装备的第一代预警机共有12个型号(不合E-2和E-3)。 第一代预警机最显著的技术特征是采纳脉冲多普勒体制，初步解决了雷达升空后在探测低空飞行目标时遇到的反杂波问题。它经验了动目标显示、机载动目标显示和多普勒滤波器组技术的发展，随着“三高”技术(高
2、的天线主瓣-副瓣能量比、高性能信号处理技术、高的放射机频率稳定度)的渐渐成熟，73年头后期最终起先在预警机上广泛应用。 以美国第一代预警机的12个型号(含E-2AB，不含E-2C及后续型号以及E-3)以及英国的“塘鹅”和“沙克尔顿”为代表的第一代预警机，标记着预警机作为新型特种战机出现，在肯定程度上实现了人们当时把雷达搬上飞机的初衷。但是，雷达探测距离不远，只初步具备下视实力，仅适于在海面上工作，因此海军发展的预警机型号远远多于空军。此外，预警机探测到情报后最早是通过莫尔斯电码，后来是通过话音报告至地面指挥所，不具备指挥限制实力。 其次代预警机(20世纪73年头到新世纪初) 探测实力比较完善且
3、解决了指挥引导实力 其次代预警机始于美国的E-2系列。1964年1月19目，第一架批生产型E-2A正式交付海军运用，历经多次改型，形成了E-2A、E-2B、E-2C、E-2C Group 0、E-2C Group、E-2C Group、“鹰眼”2000及E-2D等多个型号。预警机在探测性能上逐步完善。一方面，由于“三高”技术的进步，雷达的下视性能在陆地条件下也比较完善，另一方面，预警机的探测手段越来越丰富，既有有源(雷达)探测手段，也有无源(侦察)探测手段，还能识别部分情报的致我属性。此外，通过加装专用数据链来指挥战斗机并分发雷达情报，预警机具备了指挥引导实力。 在美国海军研制E-2的同时，美
4、国空军于1965年12月正式提出研制新型预警机的安排，载机平台为商用B737-320B客机，预警机编号为E-3A“哨兵”，11017年交付美国空军运用。E-3系列除了E-3ABC各型外，还有E-3D和E-3F等出口型。 以E-3系列为代表，通过E-2系列。其次代预警机在探测性能和指挥限制方面的技术均得到进一步加强。E-3系列又称“机载预警与限制系统(AWACS)”，它标记着预警机由“情报探测”为主向“情报探测和指挥限制”并重的转变，真正确立了“指挥与限制”功能在预警机中的地位。 须要特殊指出的是，在E-3A上第一次采纳了相控阵体制。只是这种体制是无源相控阵，放射机的能量还是集中辐射，没有本身能
5、分别辐射功率的收发组件，通过计算机限制天线辐射单元后面的移相器来变更辐射信号的相位，从而变更辐射方向，且只用于波束在俯仰上的扫描。20世纪90年头后，起先出现有源相控阵技术，且用于俯仰和方位上的二维扫描。例如，以色列分别为智利和印度装备的“费尔康”、瑞典的“爱立眼”和美国的E-737等。雷达采纳相控阵体制特殊是有源相控阵体制后，使得雷达在时间和能量的安排方式上有了根本性改进，具有良好的多批目标跟踪实力和牢靠性。但天线副瓣还不如机扫体制低，在强杂波中的检测实力有待提高、 须要补充说明的是，在其次代预警机发展期间，与E-3A同时代的预警机还有苏联的A-50，运用伊尔-76作载机，在机背上安装有一个
6、直径10.2米的天线罩。机上装有s波段脉冲多普勒雷达，没有电子侦察系统，但有电子防卫系统。其雷达性能与E-3A的有多处相像，但总体来说，性能不及E-3系列。此外，除了采纳固定冀飞机作为平台之外，也有一些选用了直升机平台，例如英国的“海王”以及俄罗斯的卡-31预警直升机等。虽然直升机存在续航时间短、航程近、飞行高度较低、自身防护实力较差等缺陷，但它轻巧敏捷，研制、修理和保养技术难度低，不须要特地的起降场地。 其次代预警机的特点有三。首先是探测手段比较完善，主要体现在多样性，有源、无源及识别探测手段结合运用；雷达本身的“三高”技术已经比较成熟，较好地解决了探测海面、陆地、低空目标问题；相控阵技术起
7、先在预警机上得到应用，使雷达的工作模式增加，探测性能增加，牢靠性提高。除了探测手段的完善外，飞机升空的同时还扩展了通信距离，加上数字通信的发展保证了空地情报的发送，大飞机平台可以装载较多的人员和电台，并且配备了计算机处理，预警机通信从话音向数据链转换，普遍装备了数据链，形成了C3I系统，在八十年头多次局部斗争中展示出了空中指挥所的威力。其次。通过装备数据链，具备了较强的指挥限制实力，使得预警机从单纯的雷达站变成空中指挥所。第三，产品多样化。有机械扫描，也有相控阵；有固定翼，也有旋翼：有陆基，也有舰基；有空军的，也有海军的。 第三代预警机(新世纪起先) 构建基于预警机的作战体系 随着技术的发展。
8、单一的预警机已经难以完成困难战场需求。必需把预警机融入信息化作战体系中，成为其核心枢纽，预警指挥机的体系作战功能主要体现在三个方面。 数据信息服务功能能够融合和供应网络内部用户完成任务所须要的数据和信息，实现信息共享。例如作战资料、作战安排和作战吩咐，各种作战情报(目标、威逼、电子侦察情报)，地图(通用作战图、地形地貌)，地球空间信息等。 传感器管理功能在信息共享的基础上实现信息融合和开发利用。利用预警机优良的空中枢纽地位。通过数据链实现网内全部传感器统一管理，形成高质量的态势感知，供应“单一综合态势图”、信号情报、战斗识别等。作战体系中各组成单元共享态势感知，达到自动同步协同作战。 战场管理
9、功能在共享态势感知的基础上。预警机利用其优越的信息系统担当战斗管理职能，如人机交互、可视化、任务规划、决策协助和学问代理等。 新世纪起先，美军始终致力于完善上述功能，发觉、定位、瞄准、打击这样一个“打击链”所需时间不断缩短，11011年海湾斗争为101分钟，11019年科索沃斗争为40分钟，2001年阿富汗斗争为20分钟，2003年伊拉克斗争为10分钟，基本实现“发觉即摧毁”，就对方而言，“被发觉即死亡”。此阶段的预警机不再是单一的作战平台，已成为战场信息化作战体系核心。 第三代预警机的技术特征是系统化、一体化、多元化和小型化。系统化是指预警机实现“网络中心战”的核心枢纽作用，它将快速地融合整
10、个网络内多个天基、空基和陆基的各种侦察 雷达数据，并在机上对机载传感器和机外传感器所获得的目标数据进行自动化处理，形成动态的、三维的作战空间态势图，使整个网络的全部平台都可以得到一幅“共用相关的作战图像”，为战场指战员刚好产生目标指示信息，并有效地限制目标。以较目前更快的速度发出对目标实施打击的吩咐。预警机在高数据传输系统中也扮演战术中枢骨干网络的角色。目前16号数据链是静态的、预先规划的网络，不能实时重新配置。时分多址导致数据传输率较低，难以满意高速机动平台的实时应用要求，须要建立基于IP的网络通信体制。满意各成员间的互操作需求。美军正推出的TINT新型网络是第三代的起先。 多元化首先是扩展
11、预警机的功能，实现多传感器综合，是提升预警机探测性能的重要内容。首先是加强无源探测、定位、识别实力，并做好雷达、敌我识别器、光电探测和地面探测系统的情报综合。同时尽量提高雷达对小目标的探测实力、精确跟踪实力、对地视察实力、对抗实力，使预警机和网内成员共同完成对目标的发觉、定位、识别和确认，形成可应用的情报。 我们通常所说的预警机，其雷达的观测对象主要是低空飞行的飞机目标，此时。来自于地面的回波是杂波，是须要过滤掉的；还有一种军用特种飞机，美国人称为联合监视与目标攻击雷达系统(依据其英文缩写又称为“联合星”)，代号E-8飞机。以地面军事设施和作战部队为目标，为陆军供应战场情报。并引导空中或地面火
12、力打击敌方地面军事力气。来自空中飞机目标的回波是要被滤掉的。E-8的雷达可以对地面成像，也能够进行动目标显示。由于E-3和E-8这两类机载探测与限制系统都是必需的军用机种，但它们又都非常昂贵，不仅研制成本高，而且运行和维护费用也特别高，因此，美国于2002年起先研制“多传感器的指挥和限制飞机”。英文名称缩写“MC2A”，代号“E-10”，其目的是将这两类系统合二为一。载机打算选用2个发动机的波音767-400ER。由于耗资巨大，且技术难度大，2022年初。美国空军宣布中止该项目。其已有的雷达改进成果可以用于“全球鹰”无人机，其雷达体积将只有MC2A飞机上雷达体积的I4，天线尺寸只有MC2A飞机
13、的一半。 多元化的其次个体现，是产品种类的多样化。考虑到不同兵种的须要。考虑到军用和民用以及反恐的须要，考虑到预警机基地形式(陆基、舰基)的须要，考虑到购买实力及开发周期的须要，等等，就造成了产品种类的多样化，甚至形成系列。世界上的预警机，恒久不会是只有一种个头，只有一副面孔。 随着电子技术的发展，预警机一体化的趋势越来越明显。以天线为例，现在的预警机，雷达有雷达的天线，通信设备有通信的天线，侦察设备有侦察的天线，为什么每个设备都要有自己的天线，是因为各自工作的频段不一样，而同样的天线，因为工作频段的不同，会有不同的性能(还记得天线的波束宽度与波长成正比，与天线面积成反比吗?)。换了频段后，同
14、一个天线极有可能根本就无法工作。通过数字化的天线设计和采纳天线器件，使得天线的允许工作频率范围增大，有可能多个工作在不同频段的设备能够共用一个天线。除了能够应用于雷达的各种工作方式外，它还能供应有源干扰、无源侦察和通信等实力。 同时，将天线做得与机身表面的外形一样，一方面，将安装天线后对飞机气动性能的影响降到最小，另一方面，将使得天线能够更充分地利用机身表面的空间而增加天线的面积。 再以计算机为例，现在预警机上有服务器，有工作站，有为各个系统(如雷达、通信、侦察)服务的不同的计算机。将来的预警机上的计算机，随着计算机技术的进步，功能强大的综合核心处理机能够把以前的任务计算机、武器限制计算机、信
15、号处理机和其它用于限制各自设备的计算机的功能集于一身。 天线的公用、共形以及设备量的削减，将极大地改善加装任务系统对载机的气动性能以及续航时间等多方面的影响。 随着预警机的频繁运用，迫切须要减小预警机造价和运用费，增加航时，减小载机是将来趋势。第三代预警机已融合入网内，不再须要大量机上人员，奠定了减小预警机平台的基础。随着电子技术的发展和系统的综合，设备的体积重量大幅度下降，天线共型可解决天线面积和载机气动的冲突，缩小载机尺寸宽带网可空中平台充分利用地面资源，削减机上设备量，这些都为预警机小型化供应了技术基础。下一代的预警机不再须要一百零一吨量级的载机平台，小型化是第三代预警机的特征。 第三代
16、预警机系统化、一体化、多元化、小型化的特征，使得预警机能够大幅度地削减设备量和乘员，甚至使得预警机变成无人机。2022年7月，开发PHALCON和湾流预警机的以色列飞机工业公司表示，假如有需求，将推出基于G550公务机的多传感器对地监视飞机。湾流预警机装两部雷达，一部是共形的L波段雷达，另外一部是S波段雷达，分别安装在机头和机尾，系统可以对飞机的方位和俯仰运动进行补偿，并且不受机身遮挡。以色列航宇公司认为，这是第三代空中预警系统，也是无人预警系统问世之前，该公司推出的最终一代有人预警机。 先进“鹰眼”是美国海军在研、起先进入系统化的第三代预警机。它采纳了机械扫描和相控阵扫描相结合的方式(扫描方
17、式更敏捷)、固态放射机(牢靠性更高)、空时自适应处理(滤除杂波效果更好)等新技术。先进“鹰眼”的新型通信系统将成为海军“部队网”体系或决策栅格的重要节点，能够供应和集成重要的信息和侦察数据，对决策数据进行融合，并供应前沿限制与通信实力。 预警机的十一宗“最”国际上主要预警机型号评述 E-2系列(美国)外号“鹰眼”。E-2系列是E-1B的后继型号。E-1B装备美国海军后，航母的预警实力虽大幅度提升，但E-IB仍不能完全脱离单纯的雷达警戒模式，指挥引导的实力非常有限；仍采纳无线电语音引导战斗机拦截目标，且其机身余地也无法加装日益困难的电子系统。另外，E-1B运用的莱特R1820-82活塞发动机在功
18、率或功率重量比上，已跟不上当时运用涡轮螺旋桨发动机的趋势。从1955年起，随着新式超级航母Forrest级CVA-59的服役，其高达8万吨的满载排水量允许运用更大更重的舰载机。于是在E-IB的基础上，美国海军又起先了新一代舰载预警机的研制。新飞机运用艾利森公司的T56系列涡桨发动机，可协作当时构建中的“海军战术数据系统”运用，以数据链指挥战斗机并共享雷达情报，使之具备真正的舰队空中指挥引导实力。这就是E-2系列的诞生背景。 不管是最早的E-2A，还是最新型的E-2D，在其所处的时代，都是最不简单做好的预警机：它最早应用脉冲多普勒技术，最早配备数据链，服役时间最长，生产和销售数量最大，装备国家和
19、地区最多，也是唯一的舰载固定翼预警机。由于载机须要上舰，设计比较麻烦，现有的载机不能满意须要，所以E-2系列载机是世界上唯一一款专为预警机设计的载机。但载机不能太 大，人员和设备配置不多。随着电子技术的进步，人员的削减带来战术效能的下降完全可以通过设备的自动化和增加设备功能去弥补，但这也为任务电子系统的小型化提出了很高的要求。综合来看，预料2022年服役的E-2D，将是技术含量最高的预警机，也是唯一的一款第三代预警机。 E-3A(美国) 1955年，美国空军正式装备了原由海军研发的WV-2预警机，用以延长“远距离早期预警”雷达网的探测距离，后来改称EC-121。EC-121在历次北约演习中证明
20、白预警机带来的效益。由于地面雷达的低空盲区大，一架预警机所能覆盖的空域就相当于数十部地面雷达，所以在覆盖相同警戒范围的要求下、预警机机队的运行成本会远低于地面雷达站。EC 121在越战时主要在东京湾上空巡逻，供应预警、空中协调指挥引导。并作为通信的中继平台，并于1967年10月导引美国战机在东京湾上空胜利地击落了北越米格21战机，首创历史上由预警机指挥战机击落敌机的纪录。预警机所表现出的效益。以及EC-121的日益老旧和功能欠缺，1965年12月，美国空军正式提出研制新型“机载预警和限制系统”的安排，载机平台为商用B737-320B客机。新预警机的编号为E-3A“哨兵”。11017年交付美国空
21、军运用。E-3A的雷达工作在s波段，运用了平面波导裂缝阵列天线。这是世界上第一个超低副瓣天线、它以机械式扫描完成方位覆盖，同时在俯仰上以电子扫描方式完成测高功能，是世界上第一种采纳相控阵技术的预警机，也是最早全面具备指挥限制功能的预警机，还是价格最责的预警机，20世纪80年头中期的价格为2.7亿美元，每小时的操作成本高达7300美元以上。 在我国的大型预警机服役前，E-3A是世界上功能最强的预警机。它最早装备三军通用数据链，是最早的其次代预警机。 “费尔康”(以色列) 在预警机中，第一次采纳开放式网络体系结构，第一次采纳有源相控阵技术，第一次采纳共形天线技术，但仍旧属于其次代预警机。“费尔康”
22、采纳开放式网络体系结构意义重大，它使得任务系统的各部分均上总线，便于系统的扩展和升级。引领了预警机任务电子系统架构变革的新潮流。最早的“费尔康”设想采纳二维有源相控阵，俯仰上也实现有源相扫。采纳6块共形天线实现360。扫描，但是仅限于方寨阶段。其产品装备智利空军，只配备3块天线阵面，机尾有101盲区，且俯仰上不扫描。 CAEW(以色列) 外号“海雕”，载机选用“湾流”550公务机，是“费尔康”的迷你版，但实现了全方位覆盖。它装备了两部雷达。一部是共形的L波段雷达，另外一部是s波段雷达，分别安装在机头和机尾。它是世界上最小的固定翼陆基预警机，过渡中的第三代预警机。以色列飞机工业公司自身则认为，这
23、是第三代空中预警系统，也是无人预警系统问世前，该公司推出的最终一代有人预警机，所以，这个观点也可以看作是第三代预警机走向“四化”的一个例证。CAEW是唯一继承共形阵衣钵的预警机。自90年头初出现“费尔康”后，共形曾经被认为是预警机发展的趋势。但除了以色列自己外，尚没有其它国家新开发的预警机采纳。只能是自弹自唱。可能的缘由之一是，以美国为代表的预警机大国，其现有的预警机型号已能满意作战须要，所以只是立足于不断改进，没有开发完全新型号的预警机。二是预警机的开发周期较长，当前新服役或交装的预警机，其方案确定应是在新世纪前，当时由于共形阵被认为技术不够成熟，并不被广泛接受。现在来看，共形是小型化的一个
24、可能手段，但并不是唯一的手段。 “爱立眼”(瑞典) 从设计角度看是最具胆识的预警机。瑞典皇家空军于11013年起确定独立发展预警机，拟采纳由“爱立信”公司研制的“爱立眼”有源相控阵雷达，编号是PS-890，它工作在s波段，2面背对背配置的雷达天线安置在机身上方的长条形雷达天线罩内，外观类似平衡木。每面天线可覆盖机身两侧各120。的方位角，所以在前后各有60的雷达盲区。11017年，爱立信公司先将“爱立眼”系统配备于Fairchild公司的SA，227AC客机上进行测试，称为S，88预警机。但瑞典空军正式的预警机平台，选择了体型略大的瑞典萨伯公司的33人座的萨伯340支线涡轮螺旋桨客机。被瑞典皇
25、家空军命名为S-IOOB。订购的第一批4架于19101年交付瑞典空军服役，另外订购的第2批2架则已于2000年前交机完毕。 除萨伯340之外，“爱立眼”系统也可配备在其它机型上。爱立信与南美洲的巴西航空公司合作，在11019年5月推出了EMBl45预警指挥机。因萨伯340客机已于11019年停产，“爱立眼”系统须选择其它飞机作载机。选择了40人座的ERJ145小型喷气客机，雷达的配置方式与S-101B类似。巴西、希腊、墨西哥、巴基斯坦等相继同瑞典签订了选购预警机或载机合同。 “爱立眼”是和平常期站岗放哨的好机型，但不肯定适合打仗。它是第一次提出依据机上配置人员数量的多少，可以选择不同操作模式的
26、预警机。例如，机上配置1名操作员，则机上全部情报均下传至地面指挥所。由地面进行指挥。假如机上配置5名操作员，则可以在空中独立执行作战任务。 E-737(美国，出口澳大利亚)第一种采纳端射天线阵列的预警机。载机为波音737。它对平衡木天线的前后盲区通过加装顶帽进行了弥补，获得了全方位性能。传统的天线(侧射阵)增益受限于天线尺寸，由于机头机尾不行能安装大天线，因此假如以传统天线补盲，则天线增益较低，与平衡木两侧阵面的性能不匹配。采纳端射天线后，对天线增益起作用的是机身长度方向上的尺寸，从而能获得与侧射阵面相匹配的探测性能。 该飞机的另一个用户是土耳其。但由土耳其航宇公司进行改装。2022年7月23
27、日，土耳其的首架E-737系统完成首飞。土耳其将装备3架E-737。 A-50(俄罗斯)第一款可以同E-3抗衡的陆基预警机，也是第一款配备通信侦察设备和防卫手段的预警机。 A-50在机背上安装有一个直径10.2米的天线罩。机上装有S波段脉冲多普勒雷达、其雷达性能与E-3A的有多处相像。例如，两者都采纳S波段速调管作功率输出的放射机、平面波导缝隙阵天线和PD体制等。不同点在于前者放射机平均功率较高，有利于提高上视时的作用距离：天线口径稍大(E-3的雷达罩直径为9.14米)，有利于提高天线的方向性和增益；副瓣电平稍高，因此会影响下视状况下的作用距离；天线仰角上不扫描，但它通过仰角上不同位置放射的3
28、个波束用比较回波幅度的方法测高：信号处理设备因采纳小规模集成电路而牢靠性较低，体积也大。由于其载机起飞重量大(190吨)，油耗也大(每小时耗油近10吨)，不做空中加油时，续航时间不超过7小时。 “海王”(英国)世界上第一款以旋翼飞机为平台的预警机。干脆推动英国发展“海王”预警直升机的因素是11012年5 月英国与阿根廷为争夺马尔维纳斯群岛(英国称为福克兰群岛)主权而爆发的斗争，由于英国没用预警机，舰队不能刚好发觉低空的敌机活动，其价值2亿美元的新驱除舰“谢菲尔德”号被敌机导弹命中，一周后沉没，英国海军遭遇重创。 为解燃眉之急，英国皇家海军制定了“低空监视任务工程”应急安排，确定由韦斯特兰公司采
29、纳“海王”直升机与反潜用海上搜寻雷达构成简易预警机。仅用11周时间。就用2架“海王”飞机进行了载机试飞。但研制工作尚未完成，斗争就结束了，这使得韦斯特兰公司有时间和条件重新进行较系统的设计和测试。11015年，“海王”Mk2-AEW直升机正式移交英国海军。- 卡31(俄罗斯) 性能最好的预警直升机。“海王”交付英国海军三年后，苏联也研制出了卡3I直升机。卡-31的机体小于“海王”，在航程、好用升限方面略显不足，但卡-31对空、对海探测实力以及通信和指挥限制实力均胜于“海王”。 与大多数预警机采纳固定翼飞机作为载机不同，预警机采纳旋翼飞机，其可能缘由有三种。一是在缺乏大型航母及舰载固定翼预警机时
30、，预警直升机可作为应急措施。二是由于其成本低，研制周期短，可装备较多数量，与大型固定翼预警机凹凸搭配，也使经费有限的国家负担得起。例如，卡-31预警直升机售价仅2000万美元，而沙特从美国购进的5架E-3A预警机共花费15.8亿美元。三是预警直升机本身的技术特点和用途，使其可以作为海上常规舰艇编队的主要预警力气。直升机可垂直起降，并可在空中悬停，这令大型固定翼预警机望尘莫及。虽然直升机存在续航时间短。航程近、飞行高度较低、自身防护实力较差等缺陷，但它轻巧敏捷，研制、修理和保养技术难度低，并且不须要特地起降场地，这为中小国家海军爱护200海里专属经济区供应了良好保障。此外，预警直升机的研制难度要
31、比大型预警机小得多，也为国防科技水平不高的国家供应了自研的可能。综上所述，预警直升机在将来会有较好的市场。 中国大型预警机世界上看得最远的预警机。它的载机是世界上预警机载机中最大的，因此，可以供应更多的电力，也允许安装更大的天线罩，这就为增加雷达作用距离供应了可能。 中国轻型预警机采纳最新载机平台的现役预警机。与大预凹凸搭配，载机平台选用中国自主生产的最新型中型运输机。轻型预警机的最大特点在于全部设备均由中国自己生产，确保不受制于人。 第17页 共17页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页