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深度:淺談中國空警500預警機 指揮我軍突破第一島鏈
送交者: 一劍破天 2015年01月20日17:42:59 於 [軍事天地] 發送悄悄話

資料圖:空警-500低調交付,據網絡消息稱是第3架了。

資料圖:空警-500低調交付,據網絡消息稱是第3架了。

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  預警機的發展與邁入三代機時代     

  戰後的預警機的發展大致可以分為三個技術發展階段。第一代就是初步將雷達裝機升空。開山的代表就是40年代中期時的美國海軍將S波段AN/APS-20雷達裝在格魯曼“復仇者”TBM-3W型魚雷機上,誕生了世界上首型投入實戰部署的預警機。雖說TBM-3W只有一名雷達操作員,只能以早期類似電報電文方式向己方傳送目標信號和數據。但在其身上已經體現了預警機最基本的幾個要素:載機平台、大功率搜索雷達和雷達情報通信鏈(儘管它非常原始)。

  隨後陸續出現了WV-1“星座”、WF-2/E-1B“跟蹤者”、WV-2E/EC-121L,蘇聯里-2改(未定型裝備),英國“塘鵝”和我國的空警-1號(未定型裝備)等。最終是以60年代中後期至70年代初的美制E-2“鷹眼”和蘇聯圖-126“苔蘚”的出現為終結。這一代預警機的技術上的特徵是脈衝多普勒體制應用逐步完善,情報數據下傳和話音指揮控制方式初步成形。以及雜波濾除技術的採用,預警機在複雜地表和惡劣海況下的低空目標探測能力初步具備。

將AN/APS-20搬上魚雷機後的TBM-3W

資料圖:將AN/APS-20搬上魚雷機後的TBM-3W

  第二代預警機的發展首先是沿着完善脈衝多普勒和雜波濾除技術,解決了海上陸地低空目標的探測這一實際問題。隨後是預警雷達的高主副瓣功率比、高純頻也即高頻率穩定性的發射機、高性能信號處理器“三高”技術的突破,使得性能上的大幅提升。同時隨着有源探測、無源探測、敵我識別等探測手段的日趨豐富,電子對抗能力逐步增強,通信數據鏈和指揮控制技術的極大發展,從而得以形成了以預警機為基礎的比較完備的空中C3I系統。

  進入本世紀後,有源相控陣技術的發展並得到應用,從而大幅提高了預警系統的探測性能,結合Link-4A、Link-11、Link-16等數據鏈的發展完善,為後續預警機網絡化、多元化、一體化技術的實現奠定了基礎。也使得預警機從早期的單一搜索預警功能升級為初步集成了預警、通信、指揮引導、控制和一定程度的電子支援能力的空中預警及指揮控制系統(AWACS)。

  大部分軍迷所熟知的預警機機型即屬於這一代。早期採用機械掃描的脈衝多普勒雷達或無源相控陣雷達技術的美國E -2C(包括台灣的E-2K)、E-3“望樓”的A/B/C型,俄羅斯A-50。後期的就是E-2C-2000、E-737“楔尾”、以色列“費爾康”、瑞典“愛立眼”,我國的空警-2000和空警-200,以及售巴的ZDK-03等。後期機型的後發優勢下,均陸續採用了有源相控陣雷達技術和更強大的計算機處理系統,在性能較早期型號有着很大提升。

以色列的G550 CAEW做到了一定程度的天線與機體的共形

資料圖:以色列的G550 CAEW做到了一定程度的天線與機體的共形

  隨着戰場“網絡化”、“信息化”的深入,預警機這一信息化作戰平台也將成為網絡中心戰的核心樞紐。同時,預警機的探測、感知手段和多功能將大幅擴展,在以機載雷達感知器件的基礎上,通過有源、無源探測,定位、識別和電子偵察/情報收集,實現雷達、敵我識別、電子支援、光電和地面聯網探測系統信號的綜合採集。在預警機的技術上,將進一步“一體化”、“輕型化”。未來預警機的同一個天線可兼顧雷達、通信、偵察等多種任務,外形設計上與機體表面一致,減少氣動影響和空間要求,同時具備性能強大的全新核心處理機來綜合各路信息。輕型化則是指雷達和各類電子系統的輕量化、小型化,集成度和自動化、智能化程度提升,對載機平台大小和人員數量等的要求降低,從而實現“小平台大預警”。

  目前來看具備上述大部特徵的機型只有近年來全新設計的美國E-2D“先進鷹眼”、以色列的G550 CAEW和我國的空警-500。另外的一些舊機型在升級改進中也具備了這些諸多技術特徵。比如美國E-3C在經過Block30/35和Block40/45改進後稱為E-3G,其網絡化、多傳感器數據融合、雷達性能、信號處理能力和戰場態勢感知能力有了大幅度提升,已經具備了三代預警機的一部分特徵。只不過限於老舊設備和體制的兼容,其對數字化、一體化和小型化有限,只是屬於准三代預警機。同樣對A-50的現代化改裝後的A-50U也是如此,在情報偵察收集和多元化功能等方面作出了積極努力,但限於俄羅斯在數字電路集成水平和高性能計算機技術上的發展滯後,與E-3G差距較大,仍屬於二代預警機的升級改進。

空警-200和空警-2000,憑藉後發優勢,在性能上在二代預警機中占據優勢

資料圖:空警-200和空警-2000,憑藉後發優勢,在性能上在二代預警機中占據優勢

  我國預警機的技術水平位居世界前列

  再看近年來我國預警機的發展,空警-2000和空警-200預警機問世在09年國慶閱兵上的驚艷亮相,曾經在國際上產生了重大影響。比如美國智庫詹姆斯基金會就曾在2010年撰文稱:“解放軍的空警-2000和空警-200採用了有源相控陣技術,比美國E-3C預警機整整領先了一代。”這個評價雖初聽有誇大渲染賺疑,但就雷達技術體制對系統探測能力的提升作用、數字化水平和信號處理能力等方面來說看,晚了數十年設計的空警-2000與空警-200新機型在系統架構、軟硬件起步水平上占有後發優勢是很正常的,技術水準方面在當時毫無疑問具有國際先進水平。只不過結合美軍在網絡化協同作戰的建設、數據鏈的廣泛、電子情報收集的深厚積累和大量實戰運用經驗等“預警機”這一本體之外的因素,以及E-3C的後續升級計劃後的性能提升,在作戰體系的大背景下來衡量預警機對作戰效能的釋放和提升作用,空警-2000與之相比無疑仍存在不少差距。

  隨着近年來我國在相控陣、數字陣列、網絡通信、高性能計算機技術等方面取得了長足進步,同時全軍網絡體系、數據鏈和信息化建設也大大加快,研製第三代預警機的技術基礎和應用條件已經完全具備。空警-500應運而生,並且已經在2014年低調交付空軍3架。從初步曝光的一些信息來看,空警-500已經具備了第三代預警機的大部分先進特徵。至此,我國預警機的研製在經歷了60多年的引進技術與自主研髮結合的不斷挫折和不懈努力,以及90年代和本世紀初10年的不斷技術跨越後,在發展進度與技術水平上已穩居該領域的世界前沿。

  空警-500是我軍網絡中心戰的關鍵樞紐

  三代預警機的發展,必不可少的前提條件和基礎技術就是有源相控陣雷達技術,無論是輕型化、一體化,還是在功能上的不斷拓展都與其相關或是必要的關係。憑藉此前我國在空警-2000和空警-200上的有源相控陣技術的積澱,針對四大機特徵的高速隱身、高機動的多目標的早期預警、干擾對抗與穩定跟蹤能力的提升必將是重點。這方面於本文的空警-500而言這暫且不作為行文重點展開。

空警-500早期設計驗證中曾出現過的水滴形天線罩

資料圖:空警-500早期設計驗證中曾出現過的水滴形天線罩

  空警-500與空警-2000、空警-200就外觀上的明顯區別而言,除了早期技術驗證機階段中曾經一度出現過的水滴形天線罩外,就是機身後部兩側、頭尾還集成了幾個寬頻組合電子偵察系統天線。同類天線也出現在高新-8電子偵察機的頭尾和兩側,其中側面有前後兩對ESM電子偵測天線,前部的天線尺寸較小,推測主要用於Ku、X波段的寬頻偵聽、無源定位,後部天線針對X-UHF波段頻率。

  機體後部兩側、機頭的電子偵測天線,在表明着空警-500的三代預警機特徵之一,“一專多能”

  這種對空中和地面警戒、火控雷達常用頻段的寬頻組合電子偵測系統,可雷達輻射源、電子對抗干擾源的精確定位信息,可以大為增強預警系統的實際探測距離和隱蔽性。這種將雷達、通信頻段的電子情報收集、定位和對抗功能融合一體的設計思路正是三代預警機的“多元化”、“一體化”的技術特點。只不過相對於專用電子偵察機,限於空警-500機內剩餘空間和功率,只是挑選了與預警環境和任務相適應的頻段為主進行“一體化”融合。所以隨着機內信號和情報處理能力提升,設備體積和功耗的降低,系統的進一步集成化,空警-500在多元化功能的融合和系統整體性能仍有進步提升的空間。

  所以三代機預警機的空警-500,對比空警-2000,除了雷達本身的探測威力略低外,空警-500在電子偵察情報、信息的綜合處理和干擾對抗能力方面是進步明顯的,也會強於同為三代預警機的G550 CAEW和E-2D。所以透過空警-500的機身兩側的“電子偵察天線”這一細節,我們可以看到空警-500在承擔預警和指揮任務的同時,還可兼顧一部分電子偵察和情報收集職能。這樣在多數任務環境下也降低對專用電子偵察機的部署和使用要求,減少機種、人員數量和維護保障的複雜性,對於提高戰場生存力和作戰效能、降低成本和作戰消耗具有重要意義。

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空警-500的衛星通信天線整流罩的碗碟設計在美海軍E-2C系列上就曾出現過,只不過從E-2C到E-2D,衛星通信天線整流罩的設計,經過了圓錐台、碗碟形以及最後的共型一體化。

  資料圖:空警-500的衛星通信天線整流罩的碗碟設計在美海軍E-2C系列上就曾出現過,只不過從E-2C到E-2D,衛星通信天線整流罩的設計,經過了圓錐台、碗碟形以及最後的共型一體化。

  如果說“電子偵察天線”是空警-500在功能多元化、一體化上的體現,那麼在“網絡化”中的體現之一就是空警-500雷達罩上“衛星通信天線整流罩”這一的明顯的突起。此前的空警-2000和空軍-200中,只有空警-2000上配備有衛星通信系統。而沒有噴被衛星通信系統的空警-200隻能依靠通信距離一般是在數百公里的微波數據鏈與地面指揮所、水面艦艇和作戰飛機進行通信。但隨着隨着現代戰場日益廣闊,武器打擊的遠程多樣化,指揮引導系統的作用範圍也在大幅拓展。特別是隨着我軍的作戰範圍不斷外推,向着第一島鏈突破,目前我軍的作戰範圍下在向第一島鏈外側突破,更加需要擴展指揮引導系統的作用範圍,而衛星數據鏈是擴展我軍作戰範圍、縮短指揮環節、提供全疆域信息共享的基礎之一。那麼,空警-500配備衛星通信系統之後,就可以更好的發揮網絡中心戰中重要的核心樞紐作用,與更高層次的指揮控制系統相聯接,在更大的範圍內為整個作戰網絡提供更為全面的信息數據的交換與共享,更好的融合各類平台(天基、空基、陸基、海基)的各種探測、偵察和狀態數據,形成戰場綜合態勢並指揮引導我方的作戰行動、快速打擊。(

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