【专题】国外主流预警机性能及作战技术介绍

系统技术交流 2024-09-21 15:29:21

自从首次开发和使用以来,AEW&C 已被开发到许多不同类型的飞机上。历史上使用的类型包括英国制造的阿夫罗·沙克尔顿 AEW.2 和 Fairey Gannet AEW.3、美国制造的格鲁曼 E-1 曳光剂和洛克希德 EC-121 警告星以及前苏联的图波列夫 Tu-126,这三个国家在冷战防御行动期间都大量使用 AEW&C 飞机。

在现代,越来越多的国家已经收购或开发了自己的 AEW&C 平台。有些人坚持使用“老式、可靠且经过操作验证”的类型,例如波音 E-3 哨兵或诺斯罗普格鲁曼 E-2 鹰眼。许多国家都使用许多不同的飞机担任这一角色,在过去 30 年中稳步增加。下面按字母顺序提供了当前 Active Serving 类型及其服务的国家/地区的列表。

固定翼飞机

空中客车/ CASA C-295M AEW&C (无当前运营商)

Antonov An-24 'Coke' (朝鲜)

别里耶夫 A-50 '中流砥柱' (俄罗斯、印度)

波音 EB-707 'Condor' (智利)

波音 737 AEW&C 'Wedgetail' (澳大利亚、韩国、土耳其)

波音 E-3 哨兵(美国、英国、法国、沙特阿拉伯、北约)

波音 E-767 (日本)

DRDO NETRA AEW&C (印度)

Embraer EMB-145H (R-99A) (巴西、墨西哥、希腊)

湾流 G.550 CAEW (意大利、以色列、新加坡、美国)

诺斯罗普·格鲁曼 E-2 鹰眼(美国、法国、埃及、日本、台湾)

SAAB 2000 Erieye (巴基斯坦)

SAAB S100B Argus (瑞典、泰国、阿联酋)

陕西 KJ-200 '飞蛾' (中国)

陕西 KJ-500 (中国)

陕西 KJ-2000 'Mainring' (中国)

陕西 ZDK-03K 鹰 (巴基斯坦)

直升机

Kamov Ka-31 'Helix-B' (印度)

莱昂纳多直升机 AW.101 (型号 112) 梅林 (意大利)

Westland Sea King ASaC.7 (英国)

1、预警机:北约的“天空之眼”

北约运营着一支由波音E-3A空中预警和控制系统(AWACS)飞机组成的机队,其独特的雷达圆顶安装在机身上,为联盟提供空中监视、指挥和控制、战斗空间管理和通信。德国盖伦基兴北约空军基地 (NAB) 拥有 14 架预警机。

北约运营着一支波音E-3A机载预警和控制系统(AWACS)飞机,配备了远程雷达和无源传感器,能够远距离探测空气和表面接触。

北约空中预警和控制部队 (NAEW&C Force) 是为数不多的由北约自身实际拥有和运营的军事资产之一(部署在北约旗帜下的绝大多数军事资产是各个成员国的国家能力)。

它执行范围广泛的任务,从和平时期的空中警务、对反恐的支持、疏散行动、禁运、初始进入和危机响应到全方位的战时任务。

在正常情况下,该飞机在 30,000 英尺(9,150 米)的高度运行约 8 个半小时,监控区域超过 120,000 平方英里(310,798 平方公里)。由于其空对空加油能力,该飞机能够飞行更长时间。

该舰队目前参与了 2014 年俄罗斯非法和非法吞并克里米亚后的保证措施,以及为土耳其量身定制的保证措施。此外,在 2022 年 2 月俄罗斯入侵乌克兰后,该舰队目前正在监控北约领空,以保证和保护盟国。

北约预警机还为全球击败 ISIS 联盟提供监视和态势感知,从而使天空更加安全。

预警机侦察机在以前的北约行动中发挥了重要作用,例如 9/11 后在美国、利比亚和阿富汗。它还提供空中监视支持,以确保北约峰会或整个联盟内举行的其他重要国际活动的上空安全。

NATO E-3A(或 AWACS)是一种经过改进的波音 707,配备了远程雷达和无源传感器,能够远距离探测空气和表面接触。AWACS 收集的信息可以直接从飞机上近乎实时地传输给陆地、海上或空中的其他用户。

北约空中预警和控制部队 (NAEW&C Force) 是北约最大的合作企业,是北约成员国通过汇集资源和在真正的多国环境中共同努力所能取得成就的一个例子。

NAEW&C 部队执行范围广泛的任务,例如空中警务、反恐支持、后果管理、非战斗人员疏散行动 (NEO)、禁运、初始进入、危机应对和示威部队行动。

该飞机能够探测、跟踪、识别和报告在低空飞行的潜在敌对飞机,并提供对盟军飞机的战斗机控制。它可以同时跟踪和识别海上接触,并为盟军水面部队提供协调支持。

在正常情况下,飞机的最大航程为 9,250 公里,或在 9,150 米(30,000 英尺)处飞行约八个半小时(空对空加油时飞行时间更长)。

主动监视传感器位于雷达圆顶(“rotodome”)中,这使得 AWACS 成为一种独特可识别的飞机。这种结构每 10 秒旋转一次,为 AWACS 飞机提供 360 度雷达覆盖,可以探测到 215 海里(400 公里)以上的飞机。

一架飞行高度为 30,000 英尺的飞机的监视区域覆盖超过 120,000 平方英里(310,798 平方公里,或大约波兰的大小),三架飞机在重叠、协调的轨道上运行,可以提供对整个中欧的不间断雷达覆盖。

该飞机长 46.6 米,宽 4.5 米,翼展 44.43 米,由四台 TF-33-PW110A 涡轮喷气发动机提供动力。旋转穹顶的直径为 9.1 米。飞机由 3 名飞行机组人员和 12 名任务机组人员操作,他们可以根据分配的任务进行定制。

2019 年,驾驶舱进行了现代化改造,采用玻璃驾驶舱,旨在满足不断变化的欧洲空中交通管理要求。北约 E-3A 目前正在进行一项名为“最终使用寿命延长计划”的大规模任务和音频系统现代化工作,该计划将确保该飞机在 2035 年之前的运营可行性。

2、E-7A 是国防部未来的战术战斗管理、指挥和控制以及移动目标指示平台

E-7 是一个集成、灵活的指挥和控制节点,它利用网络连接、边缘处理能力以及有机通信和传感器数据生成来支持显著改进的作战决策和弹性和高效的部队部署。

其下一代多域能力是保持空中优势的基础——提供准确、及时和有效的支持。

先检测,先接洽

E-7 提供最具弹性的先进机载移动目标指示器能力 (AMTI)。

联合力量推动者

E-7 在退化和有争议的环境中为联合和联盟资产提供超视距连接。

空域感知

强大的 MESA 雷达可在远距离提供高质量的传感器数据,从而保持战术优势。

波音 737 AEW&C

2017 年,澳大利亚皇家空军 2 中队 A30-006 的波音 E-7A 楔尾机。(哈勒姆·查普曼)

波音 737 AEW&C 于 2009 年首次在澳大利亚皇家空军 (RAAF) 投入现役,该空军称其为“E-7A 楔尾”,随后是土耳其空军的“和平之鹰”和韩国空军 (RoKAF),称其为“和平之眼”。据报道,该飞机还受到了意大利、阿拉伯联合酋长国、卡塔尔的兴趣,并在英国成为头条新闻(尽管存在争议),它有望取代老化的 E-3D 哨兵 AEW.1 机队。

737 AEW&C 由两台 CFM56-7B27A 涡扇发动机提供动力,航程为 3,500 海里(6,482 公里),升限高度为 41,000 英尺(12,500 米),巡航速度为 530 英里/小时(853 公里/小时)。该平台采用诺斯罗普·格鲁曼公司的多用途电子扫描阵列 (MESA),位于机身上方的非旋转安装结构上。它允许飞机的 12 名机组人员同时跟踪空中和地面目标。凭借这种能力,它还可以执行其他角色,例如搜索和救援 (SAR),以及作为 AEW&C 飞机的传统角色。

湾流 G.550 CAEW

湾流公务机为特殊任务改装。(湾流)

以色列购买了几架湾流 G.550 进行改装和适应 AEW&C 的角色。以色列航空航天工业公司 (IAI) 与以色列的 Elta Electronics Industries 一起,将他们的 EL/W-2085 多频段 AESA 雷达系统集成到飞机上。该飞机被称为保形机载预警 (CAEW) 平台,目前在以色列空军、意大利空军和新加坡共和国空军服役。

与传统的旋转穹顶 AEW&C 飞机不同,传统的旋转穹顶 AEW&C 飞机通常在飞机上安装有旋转雷达,而 Gulfstream G.550 CAEW 的雷达集成到机身中。例如,以色列的 CAEW 平台在其左舷和右舷装有 L 波段雷达,在机头和机尾装有 S 波段雷达。这有助于为转滚球馆 AEW&C 飞机上的机组人员提供更高的操作效率,因为 G.550 的 CAEW 雷达每 2 到 4 秒更新一次操作员的屏幕,而在较旧的基于转滚球机的平台上,屏幕每 20-40 秒更新一次,因为它等待雷达旋转。

诺斯罗普·格鲁曼 E-2 鹰眼

诺斯罗普·格鲁曼 E-2 鹰眼可以在航空母舰上操作。(诺斯罗普·格鲁曼公司)

最初的 E-2A 鹰眼于 1964 年随美国海军推出,取代了格鲁曼 E-1 示踪剂,E-2 在诺斯罗普·格鲁曼 E-2D 高级鹰眼开发后被赋予了新的生命。尽管是原始鹰眼的增强版,但 E-2D 具有全新的功能,包括航空电子设备套件、玻璃驾驶舱、飞行管理系统、任务计算机、无线电套件、集成卫星通信、改进的艾里逊 T56-A-427A 涡轮螺旋桨发动机和新的 AN/APY-9 雷达。与以前的雷达一样,新雷达位于机身上方的旋转天线罩内,但它现在是 UHF 波段雷达,据报道,该频段可以以较低的频率探测隐形飞机。由于分辨率和检测问题,UHF 波段雷达被正式称为无效,洛克希德马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司都声称已经用 AN/APY-9 解决了这些缺点。

E-2 主要是为海军军事用途而开发的,可以在航空母舰上操作。自推出以来,E-2 已被美国海军、法国海军、埃及空军、墨西哥海军、日本航空自卫队 (JASDF)、新加坡共和国空军(已退休)、以色列空军(已退休)和美国海岸警卫队(已退休)使用。E-2D 的续航时间为 6 小时,航程为 1,462 海里(2,708 公里),最高速度为 350 节(548 公里/小时)。

环球之眼

Global Eye 基于庞巴迪的 Global 6000/6500 系列公务机,采用萨博的 Erieye 增程雷达,配备先进的传感器套件和多域指挥和控制系统。

基于氮化镓的雷达可以探测和跟踪 550 公里(342 英里)外的空中目标,比同类雷达的射程更大。根据 到 Aviation Online。

该媒体补充说,该雷达可以探测和跟踪比大多数同类雷达更小的目标。它甚至可以跟踪那些对电子对抗措施具有高抵抗力的目标。

该飞机在配备海军监视、电子扫描雷达和光电系统后,还可以同时监控海上和陆地目标。

该飞机的续航时间为 11 小时,与其他 AEW&C 飞机相比,其较小的框架使其能够在较小的机场

萨博 340 机载预警和控制 (AEW&C) 飞机,瑞典

萨博 340 AEW 飞机目前与瑞典空军和泰国皇家空军合作。

项目类型

机载预警和控制飞机

制造者

萨博

长度

19.73 米

翼展

21.44 米

算子

瑞典空军和泰国皇家空军

Saab 340 是由总部位于瑞典的航空航天和国防公司 Saab 开发的机载预警和控制 (AEW&C) 飞机。它主要由瑞典空军和泰国皇家空军使用。

波兰国防部于 2023 年 7 月向萨博授予了一份价值约 Skr 600m($57.6m)的合同,将在 2023 年至 2025 年期间供应两架萨博 340 AEW 飞机。该合同不仅包括地面设备,还包括国内物流和支持服务。

萨博 340 飞机的改装版本包括萨博 340B AEW (S 100B Argus)、萨博 340B AEW-200 和萨博 340B AEW-300 (S 100D Argus)。

萨博 340 机载预警和控制飞机设计细节

萨博 340 飞机长 19.73 米,宽 6.97 米,翼展 21.44 米。一些变体的加长翼尖将翼展延长至 22.75 米。最大燃料容量为 2.58 公斤。

该飞机可以在最大 25,000 英尺的高度运行,根据变体,最大有效载荷在 3.13 公斤到 3.40 公斤之间。它配备了预警系统和先进的 Erieye 雷达。

Saab 340 AEW 及其相应的地面设备提供了全面的态势概览,适用于军事和民用行动,包括空中监视、救援任务等。

波音 RC-135 River JointRiver Joint 是英国服役的主要侦察机之一,已广泛用于观察乌克兰战争。

发展自:

波音 C-135 Starlifter

运营商:

皇家空军、美国空军

服役人数:

17 (美国空军)

波音 RC-135 River Joint 是由美国空军和皇家空军运营的侦察机系列。它是一种专用的电子侦察机,用于所有战区的战略和战术任务。其传感器旨在“吸收”来自通信、雷达和其他系统的电子辐射。

英国一直在广泛使用他们的 River Joint 飞机来监控乌克兰战争。这几乎导致了与俄罗斯人的对抗,当时一名流氓俄罗斯 Su-27 战斗机飞行员向黑海上空国际空域的英国河接头发射了两枚导弹。一枚导弹出现故障,另一枚导弹由于另一个未知原因没有击中飞机。

CAEW 共形机载预警机

以色列航空航天工业公司 (IAI) 保形机载预警和控制 (CAEW) 飞机于 20 月 12 日首次亮相

湾流 G550 的 CAEW 修改

CAEW 在更高的工作高度、更长的航程和增加的站内时间方面提供了改进的性能。AEW 的主要性能优势来自于能够随时将雷达波束指向太空中的任何方向,波束的参数由雷达计算机控制。CAEW 飞机基于湾流 G550 机身,它是升级版的 Gulfstream V-SP,具有改进的空气动力学性能。该飞机在美国佐治亚州萨凡纳的湾流公务机生产中心制造,并转让给以色列阿什杜德的 IAI Elta Systems Ltd。

与原来的 G550 相比,CAEW 重新设计的飞机具有更高的零燃料重量、改进的结构、额外的电缆、三个(而不是一个)发电机和一个液体冷却系统,以适应任务设备。一个特别的规格是飞机的低阻力空气动力学轮廓。

该系统高度自动化,并使用先进的多传感器数据融合技术来交叉关联所有四个传感器(雷达、IFF、ESM / ELINT 和 CSM / COMINT)生成的数据。该数据与一个传感器针对其他传感器检测到的特定目标的自动主动搜索相结合。

“Elta AEW 系统提供快速的目标捕获和目标信息,完全 360° 覆盖。”

相控阵机载预警雷达是一种有源电子操舵阵列 (AESA),在 L 和 S 频段(1GHz 至 2GHz 和 2GHz 至 4GHz)内工作,并提供 360° 方位角覆盖。该系统具有高精度三维跟踪、低误报率、灵活且高目标重访时间、电子对抗措施和可编程的搜索跟踪操作模式。

操作模式包括轨迹启动、长停留时间的扩展检测范围模式和目标验证。当确定优先目标时,雷达会切换到高扫描速率跟踪模式,并优化波束到目标的特性。

前向半球雷达阵列和天气雷达安装在机头天线罩中。横向阵列安装在沿前机身侧面的保形天线罩中。位于尾锥上的天线罩容纳了面向船尾的半球形阵列。

敌我信息系统使用雷达的接收/发射模块和天线,提供目标询问、解码、目标检测、位置和目标跟踪。

电子支持措施和电子情报系统使用多个窄带和宽带接收器。ESM / ELINT 还提供雷达警告接收器功能,并支持飞机的自我保护系统。天线吊舱安装在翼尖下方。电子支持措施天线安装在容纳天气雷达的鼻锥上方的整流罩中。测向功能使用差分到达时间。

自动通信智能系统覆盖从 3MHz 到 3GHz 的高 (HF) 到超高 (VHF) 频段。

通信

该飞机的通信套件提供以网络为中心的操作能力,可与空军、海军和地面部队资产互操作,包括 U/VHF、HF、卫星通信、互联网协议语音 (VoIP)、安全语音、安全数据链路和对讲机。

“CAEW 飞机由两台劳斯莱斯 BR710C4-11 涡扇发动机提供动力。”

该飞机配备了坚固的抗干扰全双工 EL/K-189 卫星通信和数据链。卫星通信在 Ku 频段(12.5GHz 至 18GHz)运行。卫星天线和一个平面阵列安装在垂直尾表面顶部整流罩中,另一个平面阵列安装在腹侧泡罩天线罩中。天线是双轴稳定的,具有指向功能。运营商链路可以提供语音、数据和压缩视频。

飞机可以安装客户国家/地区指定的数据链。

CAEW 对策

该飞机配备了一个集成的自我保护套件,带有 360° 雷达警告接收器 (RWR)、导弹进近警告系统 (MAWS)、谷壳和照明弹诱饵分配器和定向红外对抗器 (DIRCM)。

E-3 预警机(哨兵)机载警告和控制系统

E-3机载警告和控制系统(AWACS)由波音防务和空间集团制造。

功能

机载监视和 C3 指挥、控制和通信

E-3A 机组人员

17 (4 名机组人员和 13 名预警机专家)

E-3B 和 E-3C 机组人员

21 (4 名机组人员和 17 名预警机专家)

翼展

44.43 米(145 英尺 9 英寸)

长度

46.62 米(152 英尺 11 英寸)

E3 预警机雷达监视能力

E3 俯视雷达具有 360° 的水平视图,在工作高度的射程超过 320 公里。该雷达可以同时检测和跟踪空中和海上目标。

在战术角色中,E-3 可以探测和跟踪在任何地形上低空飞行的敌方飞机,并可以识别和控制同一空域内的友军飞机。在战略防御角色中,E-3 提供了检测、识别、跟踪和拦截空中威胁的方法。

在 1990 年至 1991 年的沙漠风暴行动期间,共飞行了 845 架次预警机,北约 E-3 在联合国执行波斯尼亚禁飞区和科索沃危机期间也发挥了重要作用。美国空军在 2001 年阿富汗持久自由行动和 2003 年伊拉克自由行动期间也使用了预警机。

E-3 升级和区块现代化

美国空军于 1997 年 11 月与波音公司签订了一份合同,为北约 E-3 机队建造和检查升级后的任务系统。根据 13.2 亿美元的中期现代化计划,第一支北约 E-3 机队安装了计算机、显示器、通信、导航和目标识别等各种系统。该计划的工作已于 2006 年 11 月完成。

美国空军 Block 30/35 现代化计划包括以下升级:提供 GPS(全球定位系统)导航、增强计算机内存、安装 JTIDS(联合战术分配系统)II 类终端和 ESM(电子支持措施)设备。

E-3 飞机特点和布局

E-3 有 4 名飞行机组人员(2 名飞行员、导航员和飞行工程师),E3B 和 C 飞机有 18 名预警机军官和机组人员,E-3A 有 13 名。

基本的 E-3 飞机是波音 707-320B 商用喷气式飞机机身的军事版本,其特点是增加了一个大型旋转圆顶,其中包含主雷达、敌我识别 (IFF) 和数据链战斗机控制 (TADIL-C) 天线。

机身中设备的布局布置在间隔中,分配区域用于通信、信号和数据处理、指挥和控制台、导航和目标识别系统。

信号和数据处理在高速强大的 IBM 4PiCC-1 计算机上进行。

该飞机配备了 14 个指挥和控制台,配备了由 Hazeltine 提供的高分辨率彩色显示器。

2006 年 11 月,诺斯罗普·格鲁曼公司 (Northrop Grumman) 获得了美国空军授予的 $104.6m 合同,为北约机队的 17 架 E-3A 预警机提供 AN/AAQ-24 大型飞机红外对抗 (LAIRCM) 自我保护系统。

AN/APY-1/2 预警雷达

旋转穹顶中的主要雷达是诺斯罗普·格鲁曼 AN/APY-1/2 预警雷达。雷达发射器、计算机和显示站位于机身内。

天线罩以每分钟 6 转的速度扫描。当雷达不运行时,天线罩的转速设置为每四分钟转一圈。该雷达采用强大的交错和去交错算法,是多模的。

主要操作模式有:脉冲多普勒非高程扫描 (PDNES),用于监视空中目标;脉冲多普勒仰高扫描 (PDES) 以确定目标抬高;超越水平脉冲雷达模式;用于被动操作的仅接收模式;待机模式;以及海洋模式,它使用非常短的脉冲宽度来探测水面舰艇。

波音公司与诺斯罗普·格鲁曼公司 (Northrop Grumman) 的电子传感器和系统部门作为分包商,实施了 E-3 预警机 RSIP,该 RSIP 升级了 AN/APY-1/2 抵御小雷达横截面目标、巡航导弹和电子对抗措施威胁的能力。

通过安装新的监视雷达计算机 (SRC) 来取代数字多普勒处理器和雷达相关器,并将相关软件翻译成 ADA 语言,从而提高了对小型和隐蔽目标的灵敏度。RSIP 安装于 2000 年在北约(17 架)和英国(7 架)飞机上完成,2006 年在法国(4 架)和 2005 年 4 月在 33 架美国空军 E-3 预警机上完成。

AN/APX-103 解调仪由 Telephonics Corporation 提供,提供民用和军用敌我识别 (IFF) 操作,并即时提供雷达范围内所有目标的数据集。数据包括 IFF 状态、距离、方位角和仰角位置以及代码标识。Telephonics 于 2019 年 3 月赢得了一份合同,为沙特 E-3 哨兵飞机制造 AN/UPX-40 下一代 IFF 解调仪。

发动机

美国和北约的 E-3 预警机由四架普惠 TF-33-PW-100/100A 涡扇发动机提供动力,推力为 21,500 磅,安装在机翼下方的吊舱中。沙特阿拉伯、英国和法国的 E-3 预警机由四台 CFM 国际公司 CFM-56-2A-2/3 涡扇发动机提供动力,可产生 24,000 磅的推力。更高功率的 CFM-56 发动机允许飞机在更高的高度运行,扩大了雷达监视的视野。

机翼上的油箱容量为 90,500 升,未加油的续航里程超过 9,250 公里,飞行续航时间为 11 小时。为了增加航程,飞机配备了飞行中加油探头和插座。

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