专家谈中国可能采用的预警机类别及比较

吴锴：首先请从技术性能和作战效能的角度谈谈有源相控阵雷达预警机（如“费尔康”）与机械扫描雷达预警机（如A-50，见右图）的对比。
　　姜永伟：目前，印度、韩国和土耳其等国很看好以色列“费尔康”预警机。原因并非是因为它使用了什么载机，而主要在于它使用了有源相控阵雷达。该雷达具备的几个优点是其它体制雷达无法比拟的。
　　其一，具有无惯性波束捷变能力和形成动态波束方向图的能力。无惯性波束捷变能力和形成动态波束方向图是指由于计算机控制扫描可以加快波束，不像机械扫描雷达那样采取均匀扫描方式。因此，它可以根据实际情况，将波束控制在一个较窄的扇区内，对进入扇区内的目标实施不间断跟踪。通常在作战中，预警机都是有重点地对某一个或若干个扇区实施扫描和侦察，而并不是把所有注意力都用在360°范围。因此，它可以根据受领的任务和空情，对无需侦察的扇区不进行扫描，而对重点扇区重点扫描，从而在时间上达到能量辐射控制，这是任何机械扫描雷达无法达到的。
　　其二，具有多功能和多目标处理能力。由于有源相控阵雷达的天线阵列上排列着数百个或数千个独立T/R（发射/接收）模块。每个T/R模块相当于一部小雷达。因此，有源相控阵雷达可同时产生多个波束， 而且波束指向可灵活改变。因此，这种雷达可完成空中监视搜索、多目标跟踪、地图测绘或对地探测等多种功能。
　　其三，由于采用高可靠性的固态器件，有源相控阵雷达可靠性很高。例如，某部有源相控阵雷达的T/R组件为2 000个，若损坏一个功率管，其功率电平仍保持在99.95%，对雷达整体性能仅产生很小影响。而机械相控阵雷达发射机只要有1个功率管损坏，那么整部雷达便会陷入瘫痪。
　　其四，发射功率利用效率高，没有损耗。由于T/R（收发/模块）直接安装在天线上，不像机械扫描雷达那样天线、发射机和接收机均由馈线连接，从而造成不必要的功率损耗。
　　其五，鉴于采用固态相控阵技术，有源相控阵雷达不需要复杂的和庞大的天线支柱及旋转天线驱动机构，对载机的气动外形设计要求较低。因此，作为任何载机，如选用“费尔康”雷达进行改装，效费比较高。
　　吴锴：有源相控阵雷达的这几点优势都值得讨论。首先，它可根据任务和空情，侧重扫描重点扇区，这是机械扫描雷达不及的。但是，当今的空战普遍运用佯动战术，敌方往往从你认为不是危险方向的区域发动攻击。那么，相控阵雷达的这种运用方式是否很危险？其这种技术优势是否还有用？
　　朱宝流：相控阵雷达的确有这些优势，但你用不用是战术问题。作战从来都是有重点的，能不能集中兵力至关重要。雷达在功率不变的情况下，如果集中功率，探测距离必然远，探测灵敏度也会好得多，因而在主要方向上就会及早发现敌机。相反，如果360°都均匀探测，探测距离较近，探测效果较粗糙，也不见得有利。如果出现你说的那种情况被打下来，那你只能怨自己判断失误。作战时一般都有多种探测手段，佯攻、主攻方向与预警机没什么关系。如果在同一方向上第一批敌机是佯攻，第二批是主攻，那你360°探测也没有用。总之，相控阵雷达这些技术优势是有用的。
　　吴锴：刚才谈到相控阵雷达可完成多目标搜索跟踪或对地等任务，但这似乎算不上优势，传统体制雷达用多个系统来完成这些任务效果一样好。
　　朱宝流：这要具体情况具体分析。上述功能是泛泛地从雷达的角度谈的。作为预警机雷达不一定要这么多功能。预警机都飞得很高，对地功能都用不上。多功能从某种意义上说是个累赘，但如果你必须完成多种任务，一个多功能系统要比多个单功能系统好。当然这个争论永无完结。
　　吴锴：在可靠性上，刚才所讲机械扫描雷达只要1个功率管损坏整机便会瘫痪，那么美国的E-3、E-2C的可靠性都很差了？
　　朱宝流：这只是就雷达发射机这一点而言。别的地方可靠性很高，整个系统的可靠性就一样很高。E-3A的平均故障间隔时间近30个小时，亦即在30个小时之内，从雷达、计算机、发动机到机体各方面都不出故障，可靠性很高。而一般的装有雷达的战斗机平均故障间隔时间不到3个小时。技术成熟的机械扫描雷达的功率管也不容易损坏。
　　相控阵雷达的好处就是如果天线被打坏一些对整机性能影响不大，而脉冲多普勒雷达天线被打坏一个角时，其发射的雷达波波形就将全部乱套而无法工作。所以相控阵雷达在这方面确实可靠性较高。但可靠性是个复杂的概念，你的天线不容易坏，但雷达里面的电缆或其它元器件坏了，整个雷达系统就一样不能工作。
　　吴锴：机械扫描雷达的天线旋转机构是否会因容易磨损而增加故障率？
　　朱宝流：这个问题倒不大，机械扫描雷达已旋转几十年了，技术很成熟。对于容易磨损的地方可以用好材料，强度搞得高一些。比如E-2C已出现30年，很成熟，可靠性很高。最容易出问题的还是新型装备。“费尔康”预警机头一次卖给智利时，故障很多，智利拒绝接收，以色列还坚持认为是智利不会用。其实新装备刚研制出来出点问题很正常。所以相控阵预警机也可能出故障。除了雷达以外，里面任何一个电阻电容损坏都将导致整机出故障。
　　吴锴：从研制角度讲，相控阵雷达比脉冲多普勒雷达难在哪里？
　　朱宝流：主要是两个问题，人的素质和工艺水平。当初上海给美国“麦道”飞机组装部件时，美国要对所有有关人员进行培训、考试，只有合格的才能进车间。所以人的素质是关键。
　　另一个是工艺问题。相控阵雷达需要很多新元件，其元件加工精度比脉冲多普勒雷达高得多，有些元器件如果找不到加工的地方，雷达就做不出来。以前曾有因一种电容生产不出来而导致整机搞不成的例子。所以一个国家要有很好的基础工业，要重视这方面的能力，否则搞不好整机。
　　吴锴：是这样。那么从技术上讲，相控阵雷达与脉冲多普勒雷达有无继承性？一般国家能否把发展重点转向相控阵雷达以缩短起跑线？
　　朱宝流：两种雷达有技术继承性，但相控阵雷达要高一个台阶，而且两者各有优缺点，各有适用的场合。一个国家如舍得投资，也可直接发展相控阵雷达。但这种途径有弊端，就是效费比太低。因为在基础不足的情况下搞超越式发展是违背客观规律的，只能靠钱和权力强行实施。比如相控阵雷达电子元件精度要求高，你可以从生产的1 000个元件中挑3个最好的出来，也能达到要求。但用这种方法生产一架预警机可以，生产十几架就很费钱。你得生产多少元件才能筛选出需要的元件？所以强行拔高的作法不可能达到大批量生产。另外，大多数国家都不愿生产预警机雷达，因为需要量太少。为这几十部雷达得花几百个亿建立生产线，如果可能，还不如从国外买合算。
　　吴锴：如果把预警机雷达与陆基雷达及舰载雷达实行技术共享，并统一规划研制，会大大降低投资。
　　朱宝流：预警机雷达和陆基雷达及舰载雷达在技术上有共通点也有区别。如果将陆基雷达直接用在预警机上，其雷达消除不了地面杂波。因为陆基雷达是向上探测的，不需要考虑这些要求。现在技术都进步很多了。但一种武器过关有三个层次：实验室过关、试生产过关、大批量生产过关。不是设计出来就能作战。道理很简单，如果就生产1台样机，我找一些最好的工人、最好的车床就行了。若生产10 000台，上哪找那么多优秀工人和好车床去？那就需要建立高质量的生产流水线。另外生产出来还要检验，检验10 000台的手段得跟上。所以一般批生产产品的质量不如样机。
　　吴锴：如果增大预警机的装备数量，单价也会便宜一些。
　　朱宝流：一般东西生产有一个最佳数量。超过此数量，成本也会上升。比如一台机床，加工500个元件时收回成本，加工1 000个元件时寿命到期，那么生产第501个到第1 000个元件时，生产数量越多，成本越低，但生产1 000个以上的元件时，又需要重新购买机床，这时成本又会提高，这是从经济上讲。从需求看，大国最少要6～7架，最多要20～30架，上百架绝对不需要。小国家有几架足矣，如国土太小，预警机稍不留神就会飞出国外。
　　吴锴：无论如何，对发展中大国来讲，代价再大也应自行研制预警机。
　　朱宝流：是这样，靠谁都不行。但自己搞和马上自己搞是两回事。临时外购几架以应急需也是一种对策。一方面可以用，一方面可以学。
　　吴锴：美国为什么不用相控阵雷达预警机取代脉冲多普勒雷达预警机？
　　朱宝流：有两个原因。一是脉冲多普勒雷达还有其优越性，主要是技术成熟。E-2C的雷达比E-3的还落后，其波长更长，但它有优点，在海上探测效果好，对隐身目标探测效果好。因为什么隐身目标只要遇到波长与其尺寸相近的雷达波都很难隐身。
　　吴锴：但米波雷达对隐身目标的定位精度很差。
　　朱宝流：但我至少可以知道目标从哪个方向来，总比根本未察觉要强。技术发展是螺旋形上升的，用老的米波雷达当然不行，但现在用软件或几部改进的米波雷达联合探测是可以把定位精度提高的。美国除了脉冲多普勒雷达技术成熟外，其预警机装备数量多，没有急切的需求也是不换装相控阵雷达的原因。
　　吴锴：那么英国“猎迷”预警机下马是什么原因？
　　朱宝流：“猎迷”下马主要是两个问题。一是其研制出来时雷达可靠性太差。二是脉冲多普勒雷达工作时要求与目标必须有相对速度，否则不会有多普勒效应。比如脉冲多普勒雷达预警机发现不了其下方一架与它同向同速度飞行的飞机。英国当时想尽量能发现相对速度慢的目标以扩大预警机的探测范围，结果地面上的汽车等大量零散目标全都涌进“猎迷”雷达的显示器中，导致无法工作。最后英国政府认为对其进行改进太花钱，不如买美国的合算，“猎迷”不得不下马。一般预警机探测慢速直升机也是不成的。
　　吴锴：这与雷达下视能力有无关系？
　　朱宝流：没有。就是多普勒效应的问题。所以美国又搞了E-8战场控制飞机，装有别的体制的雷达，才能看清战场目标。
　　吴锴：这就是说，目前没有一种雷达能兼顾对空探测和对地面目标探测能力，完成这两种任务只能分别搞型号。
　　朱宝流：是的。
　　吴锴：下面再谈谈预警机的平台问题。预警机机体是否一定选用喷气式飞机？您认为预警机的速度和续航时间谁更重要？
　　朱宝流：喷气式飞机的续航时间也可以很长，E-3的续航时间达10个小时。预警机的反应速度很重要，因为预警机都很昂贵，一般都部署在二线，一旦有情况，能否快速赶到战区就是关键。因此预警机的速度和续航时间都重要，而不能简单说谁比谁更重要。
　　吴锴：在预警机气动性能上，刚才姜老师所谈相控阵雷达有优势，但E-3、E-2预警机运行几十年，未让人觉得其天线支柱及旋转机构有什么问题。
　　朱宝流：实际上各国刚搞预警机时问题都非常大。大圆盘天线罩带来的空气阻力很大，对垂尾的干扰也很大。
　　吴锴：圆盘自身转动是否加剧了这种影响？如果只让天线转动，圆盘天线罩静止，是否既能避免这种影响又能减少旋转机构的耗能及磨损？
　　朱宝流：早期的预警机有过“天线转，天线罩不转”的方案。但这种方案要求天线罩必须全部采用昂贵的透波材料，而天线罩如果与天线一起转，则只需在一个扇面用透波材料，其它部分都可采用便宜的铝合金。即便考虑到会增加旋转机构的耗能及磨损，这样做也是值得的。天线罩的自转带来的气动性能问题不是主要的，因为转速很慢。最严重的是圆盘后面的乱气流打在垂尾上，垂尾的效率很低，而且使飞机抖动。所以E-2C设了好几个垂尾。
　　吴锴：一般国家研制预警机时仿效其设计把单垂尾改成多垂尾不就能避免此问题了吗？
　　朱宝流：说起来容易，但改变垂尾以后需要进行大量风洞试验。每种预警机外形都不同，圆盘直径、厚度都不同，你这架飞机的垂尾面积多大？间距多大？工程问题不容半点模糊。
　　吴锴：研制或改装预警机时除了飞机阻力增加、重量加大、重心升高、油耗加大等还应注意什么问题？
　　朱宝流：首先要选好载体平台，容量、载重、航程都要达到要求。
　　吴锴：达到此要求似乎不难，国内很多运输机、客机内部空间都有余地。
　　朱宝流：这个要求是不难。但是，这个飞机平台是不是你自己生产的？如果是买的，一般生产国不会告诉你飞机受力方面的数据。买一架客机，只要能飞就行了，无需知道这些，厂家也不允许你知道。波音公司就规定，客户若在波音飞机上挖一个洞都得由波音公司批准。飞机受力计算都是很精确的，对任何小改动都很敏感，若贸然在上面挖一个洞后果不可想象。英国 60年一架BAC-111飞机在飞跃阿尔卑斯山的时候被乱气流把机翼颠断了，原因就是飞机在设计时算得太抠门，为了提高经济性留的余量太少。相比之下，如果安全余量相对较大，耗油也大。安全余量和经济性永远是矛盾的，就看你怎么权衡。在不知飞机原来强度设计的情况下改装起来风险就很大。另外必须重新对其进行吹风试验。比如在机头设一个大鼓包雷达罩并非如想象中那么容易。此外，还要解决电磁兼容问题。机内设备之间的电磁兼容问题还好解决，每个设备上包一层屏蔽网就行了。关键是机体外部天线电磁兼容问题。天线都是外露的，将其屏蔽掉就不是天线了。如果这个天线刚发出电磁波便被旁边的接收天线收进去就全乱套了。对机外电磁兼容问题，目前的解决办法一个是靠试验，第二个就是设备之间互相容忍。所谓“互相容忍”，一个是分时使用，一个是“性能允许降低”。“性能允许降低”就是我这个设备收到你这个设备的信号噪音，当然会对我这个设备产生影响，但如果没到严重影响我工作的程度，我也就认了。还有就是飞机上的电能问题。一般的运输机上的用电设备也就是照明灯具，而一装上预警雷达得费多少电？比如说原来飞机上的发电机是1 000瓦，现在需要增大到8 000瓦，难度就很大。如果增装大功率发电机，又有两种情况，一种是用原来的飞机发动机带动它，那么飞机里有没有新发电机的安装空间？飞机都是很紧凑的。如果空间不够，发动机单独伸出一根轴来给发电机不可能。还有一种情况是给飞机单独装一个燃油发动机带动的发电机，就像应急电源一样。那么飞机上还要腾出一个电源间。当然最终能源都是机内燃油，所以改为预警机后飞机航程会要降低不少。
　　总之，平台及其上各种设备的互相容忍程度、矛盾，全系统可靠性和分系统可靠性之间的关系等最终都需要由总设计师来定夺，如果总设计师决策不果断或错误，那么一切全完。
　　吴锴：有些国家发展预警机的一个可能的方式是用俄罗斯现役A-50预警机的机体改装“费尔康”系统，这是否意味着这些国家对A-50不满意？
　　姜永伟：前面分析了“费尔康”雷达的优势，但并非全盘否定A-50预警机三坐标多普勒脉冲雷达的技术性能。据俄专家透露，A-50在探测距离和引导自己作战飞机数量上不如E-3，但是，该机识别低空目标的能力要高于E-3。此外，俄正对A-50实施改进。改进型号为A-50U。A-50U安装了“熊蜂-2”综合电子系统，其三坐标多普勒脉冲雷达可同时跟踪150个目标，同时引导10～12架战斗机作战，其探测小型空中目标的能力将会提高。
　　吴锴：由于A-50以伊尔-76MD为平台而设计，而且其采用机械扫描雷达，因此用其改装“费尔康”雷达似乎没什么优势，不如直接用伊尔-76MD或现有的运输机及客机改装。
　　姜永伟：用A-50改装可节省资金。从改装规模来说，用A-50改装成“费尔康”雷达预警机只相当一个中等手术，约需2.5亿美元。但如果用“伊尔-76MD”改装则是一个大手术，费用要高得多。因为在“伊尔-76MD”上安装一台“费尔康”雷达不等于万事大吉了，还要安装指挥控制系统、电子对抗系统等。其次，从作战性能来看，A-50毕竟是一种预警机，参加过实战检验。海湾战争期间，俄罗斯曾用数架A-50对从土耳其境内起飞攻击伊拉克的北约飞机实施空中监视。此外，从近年来俄罗斯空军作战演习看，A-50都较好地配合了苏-27、苏-30、米格-29和米格-31完成作战任务。从技术上讲，这些国家用其国内运输机或客机改装不是轻而易举的事。
　　吴锴：A-50安装“费尔康”雷达时如何解决气动性能改变等情况？
　　姜永伟：既然以色列飞机公司能够帮助智利将一架波音707客机改装成装有“费尔康”雷达预警机，那么为A-50安装“费尔康”雷达不会有什么问题。改装时出现的重心和气动性能改变问题可以通过计算等方法加以解决。
　　吴锴：A-50改装“费尔康”雷达时如何解决机内机外电磁干扰问题？
　　姜永伟：作为雷达本身来说，电磁辐射通常由两个途径实现，第一个途径是导线传导辐射，第二个是空间辐射。为防止雷达对其载机的电磁辐射，专家们在安装之前都要对该型雷达辐射标准进行计算和测试。同时，对其它载机的抗辐射灵敏度以及载机本身的传导灵敏度都会考虑到。因此，舱内电磁波辐射问题不会存在。假如存在也不要紧，通过电层电场屏蔽和隔离技术便可解决，其中最常见的办法是在机载设备上增设屏蔽罩、屏蔽网和隔离板。
　　吴锴：俄罗斯的平台与以色列的设备之间如何进行系统集成和协同作战？改装后的预警机如何与俄制及其它国家自制的种类繁多的战斗机、地面指挥系统协同作战？
　　姜永伟：此问题可通过三个途径解决，一种是在以色列飞机公司完成“费尔康”雷达安装后，A-50剩下的机载设备与“费尔康”雷达之间的接口问题由俄罗斯有关设计局完成。另一种是直接由以色列飞机公司进行测试，完成接口问题。要知道，目前智利空军使用“费尔康”预警机在与本国作战飞机设备接口方面并没出现什么问题。
　　朱宝流：这方面的矛盾有一个是公制和英制单位问题。比如设备中的两个管子口径分别以厘米和英寸为单位，你怎么去兼容？美国自己都曾搞串了，其火星探测器就是因两个生产厂家没弄清公制和英制标准把遥控软件调错而坠毁。对齿轮来讲，公制和英制标准的兼容问题就更难解决。还有设计规范问题。比如不同国家的设备所用的电压可能都不一样，飞机上的供电系统一会供350伏的，一会供240伏的，一会供170伏的，增加很大麻烦。交流电的频率也都不同，频率不同对电灯没什么影响，但对预警机上的精密仪器就影响很大了，甚至使之不能工作。比如讲中国的电冰箱以前对电压要求很高，后来放宽了，从170伏到240伏都能工作，这是适应中国国情。但没有白吃的午餐，兼容标准提高后使设备内部的变压器等成本都要提高。
　　姜永伟：还有一种途径是最关键的，那就是尽快使其国产化。因为以色列和俄罗斯所做的只是使预警机上所有设备相互匹配和兼容，至于如何使该预警机与使用国家空军作战飞机在设备上实现匹配和兼容，还需要做大量工作。目前许多国家都在引进国外飞机，都面临国外飞机与本国飞机协同作战问题，解决这一问题主要方法是将数据链上的接收、传输、编码调制解调器等设备进行改造，使其相互匹配和兼容。如果是近距作战，那么预警机可将包括敌机航向、高度、速度等雷达数据处理后直接传递给地面指挥所和被引导的战斗机。如果是远距作战，为确保通信畅通无阻，预警机可作为空中中继通信指挥机，为地面指挥所和空中作战飞机提供作战协同。
　　吴锴：A-50及“费尔康”雷达的零部件供应如何解决？
　　姜永伟：这个问题基本上遵循国际惯例。一是在售后服务期间，由卖方提供全方位的免费服务；二是在售后服务期满后，零部件损坏都由买方自己负责解决；三是引进该机零部件的生产流水线；四是引进该机的生产流水线。
　　吴锴：以色列出售“费尔康”时极可能被美国植入病毒芯片，如何处理？
　　姜永伟：这个问题从想像中是可以成立的。但实际上很困难。因为这里面存在一个道德和信誉问题。
　　朱宝流：这个问题在技术上难度是很大的，因为牵涉很多国家。另外主要靠你这个国家的技术能力，尽量把软、硬件中的隐患查出并排除。
　　吴锴：“费尔康”雷达的性能估计早已被美国掌握，那么购买国用“费尔康”预警机与美军作战是否还有效？
　　朱宝流：不见得非得购买的预警机才会被对方掌握其性能。你完全是自己生产的预警机，在作战、训练或巡逻时一开机就可能被对方截获并了解其性能。美国EP-3电子侦察机不就是干这个用的吗？预警机的性能如被对方了解，在作战时有可能被对方干扰而降低效能乃至根本不能用，当然你若能掌握对方预警机的性能并实施干扰，也能使其失效，这就看双方电子战水平了。所以必须要有多种手段。
　　吴锴：由A-50及“费尔康”雷达集成的这种预警机在数量上是否有问题？如需要更多的该型预警机，A-50机体的来源如何保证（俄罗斯只有16架）？
　　姜永伟：目前，尽管许多国家采购预警机的愿望都很迫切，但一旦要采购时都十分谨慎。去年2月，印度曾打算采购A-50，为此它先租用了一架A-50，租期一个月。租用期间，俄飞行员驾驶A-50做了10次示范飞行，以检验其发现敌机和地面部队的能力。试验结果很好，超出了印度军队的期望。但因印度领导层受到以色列工业界的影响，要求军队将A-50的雷达换下，用其机体改装“费尔康”雷达。此事暂无下文。但这确是发展预警机的一种办法。A-50巡航时间7小时，采购4架就会形成24小时作战能力。
　　吴锴：4架太少，应有更大的余度。
　　朱宝流：需要的架数与飞机留空时间、良好率等都有关系，此外还有战区往返时间的问题。比如我要1个小时才飞到战区上空，这个时间要扣除。
　　吴锴：如果一个国家幅员较大，比如保证在3个战区都有1架预警机在作战，那就需要3倍的数量。
　　朱宝流：一般国家没这么豪华。实际上能始终保持1架在巡逻都很难，耗资太大。
　　吴锴：预警机上的人员和计算机控制台越多，效能就越强，但风险代价就越大。您认为对发展中大国来讲，是应发展数量较多的中小型预警机（类似E-2C）还是发展数量相对较少的大型预警机（类似E-3）？
　　朱宝流：从军事角度看，如一架预警机能续航8小时，有4～5架基本能保证24小时不间断警戒；如预警机只能续航3小时，则至少要8～10架。小型预警机探测空域小，引导飞机数量少，预警时间短，风险不见得小。
　　吴锴：假如1架大型预警机的费用相当于5架小型预警机，那么5架小型预警机同时作战，其探测空域及作战效能不见得比1架大型预警机小，而且风险较分散。
　　朱宝流：空战中一方一般只能用1～2架预警机作战，数量再多了，空空协调、空地协调将无法进行，很可能出现“有的目标一齐管，有的目标没人管”的情况。而且对方如果能打掉你一架大型预警机，也就能打掉你多架小型预警机，这两个难度没什么区别。对方1架战斗机就有可能同时发射8枚导弹攻击8架预警机。此外，己方保护8架预警机的难度要比保护1架预警机大得多。比如我保护1架预警机用4架战斗机就够了，要保护8架预警机得需要多少架战斗机？怎么协同保护？所以发展预警机的思路只能从你需要指挥多大空域来决定预警机的大小，风险度不是考虑的问题。
　　吴锴：从目前来看，预警机是否有避免被击落的最佳防御手段？
　　朱宝流：目前没什么更好的手段，只能靠战斗机有效协同保护。