送交者: GDI 于 May 08, 2001 01:02:20:
在高技術軍事裝備迅猛發展的今天,作戰的區域早已從地面擴展到海上和空中。高速飛行的戰斗机可以在3分鐘內跨越超過100千米的距离,把戰區的範圍擴大到方圓數百千米。能夠提前發現敵人,哪怕是提前几十秒,對作戰雙方都是至關重要的。于是號稱\"千里眼,順風耳\"的預警机應運而生了。
一、什么是預警机
預警机是裝有遠距搜索雷達、數据處理、敵我識別以及通信導航、指揮控制、電子對抗等完善的電子設備,用于搜索、監視和跟蹤空中和海上目標的作戰支援飛机。現代預警机不僅能及早地發現和監視從各個空域入侵的300∼600公里以外的空中目標,而且還能引導和指揮已方戰斗机攔截,所以又稱預警指揮机。預警机實際上是把預警雷達及相應的數据處理設備搬到9000∼10000米的高空,不但可以克服地面預警雷達的盲區,而且可以有效地擴大整個空間的預警範圍。預警机一般都是利用續航能力強、載重量大的亞音速或高亞音速大型或小型運輸机改裝而成。
二、預警机的分類
按預警机功能的不同,可分為戰略預警机和戰術預警机,或大型預警机和中、小型預警机。戰術預警机:在局部戰爭中探測空中特別是超低空入侵目標,指揮引導乙方空中和防空力量。它的續航力較弱,控制功能較小,造价和使用費用較低,如E-2C。戰略預警机:除具有戰術預警机的功能外,還可擔負國土戰略防御任務,具有高級空中指揮和控制功能,續航能力強,系統复雜,造价和使用費用高,如E-3A、A-50。按載体可分為:預警飛机、預警直升机、預警無人机、預警飛艇,預警气球等。目前在世界各國使用的預警机大部分是第一類。
三、預警机的功能
以外表上看,預警机的最大特點是都裝有巨大的雷達天線罩,最典型的是美國的E-3A\"望樓\",在机背上馱著一個大圓盤。盡管天線罩使飛机的外型變化較大,但經過气動化設計后,基本上能保持飛机原有的飛行性能。僅有強大的雷達還不能构成預警机,組成完整的預警机需要有以下各分系統:
1.雷達探測分系統
通常采用具有下視能力的脈沖多普勒雷達,能在地面和海面的嚴重雜波環境中探測和跟蹤高空或低空、高速或低速目標,能夠對數百個目標進行處理和顯示。
2.敵我識別分系統
預警机在复雜戰區作戰時,首先要識別敵我。敵我識別系統主要由詢問机和應答机組成。問詢天線通常綜合在雷達天線上,在雷達探測的同時對目標進行詢問,目標的回波被送入數据處理系統,天線掃描一次可以詢問200個裝有應答机的目標。經過綜合處理的信號最后輸入到顯控台,使机上操作員和指揮員對戰區敵我力量的分布一目了然。
3.電子偵察和通信偵察分系統
可以對各种雷達和通信信號進行探測、識別、定位和跟蹤,是雷達探測系統主要的情報支援手段。
4.導航分系統
預警机導航設備需給出精确的飛机位置、恣態和速度參數,這些參數被輸入計算机數据處理分系統,從而給雷達分系統提供精确的基准位置,使各种傳感器獲得的信息能夠准确地轉換到大地參考系上去。
5.數据處理分系統
它使預警机能夠迅速、准确地處理、顯示上百個目標。該系統的心臟是一部處理速度達到每秒几十萬甚至上百萬次的計算机。
6.通信分系統
通信分系統分為机內通信和外部通信兩部分。机內通信系統為操作員和机組建立話音通信﹔外部通信系統由數部短波和超短波電台組成,可將獲得的大量信息傳遞給空中友机、海上艦船或地面指揮所。信息的傳遞可以是知音或數字模式。
7.顯示和控制分系統
顯示台用操作員要求的格式顯示戰區綜合信息,供指揮員和操作員對戰場進行控制指揮,發出指令,并進行數据處理和編輯。顯控台分為搜索、引導攔截、指揮、電子偵察等多种功能。
四、預警机的裝備情況
由于預警机在現代戰爭中的重要地位及其在實戰中的出色表現,盡管十分昂貴,各國政府還是不惜重金發展本國的空中預警力量,目前大約300余架預警机在我們這個藍色的星球上飛行。
美國是世界上研制和裝備空中預警机型號最多的國家,共裝備約168架空中預警机,其中包括24架E-3B、10架E-3C、130架E-2C。
E-3預警机(有A,B,C,D,E等多种型號),載机選用波音707-320B飛机,巡航高度9千米,最大續航時間11.5小時,具有搜索和監視陸地、水面和空中目標能力,方位覆蓋360°,中高空目標的探測距离350千米,可探測、跟蹤600個目標,同時可引導已方100架飛机對來襲目標進行攔截。
E-3就像一部巨大的會飛行的計算机。它的軟件設計十分巧妙,最大特點是能与戰斗机連線,使戰斗机借助自身的\"自動駕駛\"儀,進入最佳攻擊空域,在戰斗机不使用自身雷達情況下,由E-3雷達指揮引導飛机對敵机進行攻擊。
E-2C是目前裝備數量最多的預警机,載机屬專用机型,巡航高度8千米,最大續航時間為5.5小時。采用L波段雷達,具有對空、對海、對地3种工作方式,方位覆蓋360°,中高空目標探測距离480千米,低空目標探測距离270千米,可在复雜背景中同時跟蹤300批目標,引導已方數十架飛机實施攔截。
前蘇聯防空軍裝備圖-120\"苔癬\"預警机共12架,伊爾-76\"中堅\"預警机(又稱A-50)約25架。
英國曾為研制預警机進行了不懈的努力,曾研制并裝備了\"塘鵝\"和\"手銬\"兩种預警机,都已退出現役。大型的\"獵迷\"預警机的研制可以說是多災多難,几經波折的\"獵迷\"預警机的最終還是被放棄了,倉促而就的\"海王\"預警直升机為應付英阿馬島海戰,迅速裝備英海軍,但是英軍尋求解決空中預警力量問題的辦法,最終還是向美國購買了7架E-3D預警机。
法國也曾制定了若干預警机研制方案,如\"大西洋者\"和\"C-160協同\"預警机,但至今未裝備部隊。1987年,法國也向美國訂購了4架E-3D預警机。
日本航空自衛隊裝備十余架E-2C空中預警机。這种預警机的編號為E-767,它是在波音767的基礎上改進而成的,它也像E-3一樣,在背上背著一個圓盤狀的雷達天線。
特別值得一提的是以色列。目前以色列正在研制全新概念的\"環\"預警机,雷達采用有源相控陣技術,領先幵始了第三代預警机的研制。該机以波音707為載机,整個工程現已接近尾聲,預計很快將交付用戶。
沙特阿拉伯于1987年向美國購買并裝備了5架E-3A預警机。
埃及擁有5架E-3C預警机。
此外,新加坡、加拿大、巴基斯坦等十几個國家都已訂購E-2C或P-3反潛机。
五、預警机在戰爭中的作用
預警机進入戰爭領域的歷史并不長,但是它問世以后在几次戰爭中卻寫了輝煌戰果。1982年6月9日,14點14分,在黎巴嫩的貝卡谷地,以色列突然發起了對敘利亞的攻擊。以色列首先派出E-2C\"鷹眼\"預警机飛臨黎巴嫩西海岸9千米上空。嚴密監視敘利亞的導彈發射場和空軍基地動態。當敘机一起飛就立即被E-2C發現,并將机型和各种參數不斷地傳給以色列的攻擊机。那天,以色列共出動了96架戰斗机,在貝卡谷地上空僅用6分鐘便全部摧毀了敘利亞的19個導彈營。在激烈的空戰中,以色列飛机竟擊落了81架敘利亞迎戰的飛机。戰后軍事家紛紛發表了評論,認為以色列取胜的主要原因之一就是使用E-2C預警机作為空中監視指揮中心。以机掌握了主動權,使敘机完全處于被動地位招致重大損失。海灣戰爭中,伊軍在空戰中被擊落的飛机有40余架,而多國部隊由于在空戰有預警机指揮,未損失一架。1991年3月21日,15架伊拉克飛机中大部分是米洛-29,与多國部隊飛机交戰,結果是5:0。1月24日,沙特4架F-15執行任務,預警机發現3架伊拉克幻影F-1飛机正沿著沙特海岸低空飛行,准備截擊多國部隊艦隊,在預警机指揮下,一架沙特F-15向伊机發起進攻,衹几秒鐘就擊落兩架,另一架匆匆發射一枚\"飛魚\"導彈逃离,未擊中目標。相反,戰爭中由于沒有預警机協同而造成慘重損失的事例并不鮮見,最典型的是1982年英阿馬島戰爭。
英國皇家海軍特混艦隊嶄新的謝菲爾德號導彈驅逐艦被布置在艦隊前沿執行警戒任務。1982年5年4日阿根廷空軍的一架超軍旗式殲擊轟炸机挂著兩枚法國制造的AM-39\"飛魚\"空對艦導彈,利用英海軍的艦載雷達低空盲區和海浪雜波,悄悄地以50米超低空直奔謝菲爾德號而來。在相距48千米處,猛然躍到几百米,對英艦突然連續發射兩枚導彈,隨之降低高度調頭,返航。當時謝菲爾德號的雷達操作員在該机躍起時發現了該机,但衹有几秒鐘便在熒光屏上消失了,更沒有發現它所發射的擦海面浪峰飛速而來的\"飛魚\"導彈。該艦裝備的\"海標槍\"艦對空系統需要20秒反應時間,實際上當時采取任何防御措施都來不及了。艦長薩姆﹒索爾特目瞪口呆,衹喊了一聲\"隱蔽\"!\"飛魚\"就一頭鑽進右舷中部,大禍臨頭了。在這次戰爭中英國特混艦隊共損失了17艘軍艦。5月底,英國召幵緊急會議,研究對策,認為如果有一种簡單的預警机,多少能彌補英軍作戰預警時間的不足,最后決定采用\"海王\"直升机与水面搜索雷達相結合的預警机方案。英國僅用了不到半個月時間就完成了首架飛机的改裝,但因馬島戰爭6月14日停火,\"海王\"預警直升机未能在實戰中使用,但它從此在英國皇家海軍服役至今。
六、預警机的未來發展趨勢
自60年代初第一代預警机裝備使用以來,由于不斷改進和完善,預警机至今已發展到第三代。目前的預警机不僅能及早截獲和監視低空入侵的目標,而且還可引導和指揮已方戰斗机進行攔截和攻擊,從而成為空中預警指揮中心。今后,隨著戰爭環境的變化,對預警机的要求越來越高,并出現了以下三大發展趨勢:
1.大中型預警机以改進攻型為主
隨著航空技術的發展,作戰環境也隨之發生變化,如俄羅斯新式戰斗机的雷達截面積僅有2∼3米,而巡航導彈的雷達截面積更小,因此現代戰爭需要探測能力更強的預警机。在目前的國際形勢下,由于冷戰已經結束,許多國家正在大幅度削減國防預算,砍掉許多防務項目,再加上現役預警机功能較強,有改進的余地,因而在今后相當長一段時間內估計世界範圍內不會再發展新的大型預警机,大中型預警机以改進攻型為主。如美國空軍擬使E-3至少服役到2020年,美國海軍擬使E-2C至少服役至2025年。
2.發展中小型預警机是必然趨勢
現代戰爭中特別是海灣戰爭表明,預警机在空戰中具有极其重要的作用。因而在海灣戰爭后,世界許多國家与地區出現了研制、采購預警机的熱潮。由于大型預警机价格太高﹔許多中小國家國土不太遼闊,海岸線、國境線不太長,使用大型預警机是大材小用,再加上大型預警机技術過于复雜,掌握与使用都很因難,因此大多數中小國家對大型預警机望而卻步。而中小型預警机具有价格低廉、性能适中的优點,能滿足多數國家的需要,再加上使用維護較為方便,無需大量維護保障人員,對机場要求不高,因而研制中小型預警机將成為今后的必然發展趨勢。
3.采用數据融和与相控陣雷達等先進技術
預計到21世紀,預警机將安裝先進的相控陣預警雷達、并利用戰術數据鏈傳來的机外傳感器的數据進行融合,以便更好地探測隱身飛机、直升机、巡航導彈、彈道導彈等目標。預警机還將裝備功能很強的大規模并行計算机和大量數据庫,能更好地識別目標和剔除干扰信號。下面介紹相控陣雷達与數据融合技術。
相控陣雷達
相控陣是預警雷達的發展方向。有源相控陣由大量T/R模塊組成,依靠波速成形器將相位指令饋送給每個模塊,實現波束成形并指向所需的方向。
有源相控陣預警雷達的优點是:重量輕﹔具有固有的余度,一些模塊損壞衹使其性能稍有降低,而不會完全失效﹔波束掃描速度快而且靈活,增加了功能靈活性﹔通過先進的處理算法可提高雷達的抗干扰能力,相控陣具有使進入天線的干扰信號為零及將全波束中間隔很近的目標分幵的能力。
今后的有源相控陣天線可能采用高效的砷化鎵單片T/R模塊和超大規模集成電路,將雙波段或多波段陣列安裝在靜止的頂部天線罩、机身、机翼和尾翼上。除以色列、瑞典外,美國也在研究相控陣雷達技術。
數据融合
數据融合的目的是為了提高預警机的敵我識別和隱身目標探測能力。目前,預警机上的主要傳感器仍是雷達,為了提高識別能力,增大探測距离以及在雷達關机時仍能跟蹤目標,机上還裝有敵我識別系統、電子支援措施系統和接收机外傳感器數据的數据鏈。要充分利用各傳感器的數据,需將它們綜合位置和速度信息比單一傳感器的好。為進行數据融合,需采用具有很強功能的計算机和幵發新的算法。估計,數据融合技術將在本世紀末或下世紀初應用到預警机上。
從近年來世界上發生一些空戰可以看出,預警机的作用越來越大,已成為空海軍指揮空戰的重要机种,預計未來預警机的作用將更加突出。