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艦載預警機
來源:互聯網

艦載預警機(英文名:Shipboard Early-warning Aircraft),指的是以航空母艦或其他艦艇為基地,主要用于艦隊防空預警和指揮引導己方飛機遂行作戰任務的艦載機。艦載預警機根據載機平臺的不同可以分為艦載固定翼預警機和艦載警戒直升機兩大類,具有探測和監控空域大、探測低空超低空目標性能好、指揮控制能力強、反應速度快等特點。

艦載預警機始于第二次世界大戰末期。美國海軍為防御低空飛機對艦隊的襲擊,將AN/APS-20型預警雷達裝在TBM-3W(復仇者)型艦載飛機上,這是世界上最早的艦載預警機。之后,又用C-1A小型戰略運輸機加裝AN/APS-82型預警雷達和固定的傘形天線罩,形成了空中預警機的雛形E-IB(跟蹤者)型,于1960年上艦服役。1973年,具有海上下視與陸地有限下視能力的E-2空中預警機型艦載預警機裝備美國海軍。1991年2月,海灣戰爭爆發前夕,美國使用E-2C型艦載預警機對伊拉克境內周邊地區進行晝夜全方位監視,及時掌握了伊拉克空軍活動情況并在戰場指揮多國部隊對伊軍飛機、地面防空武器和對空導彈陣地等目標進行襲擊。

艦載預警機機身背部有圓形旋轉雷達天線罩,機內裝有預警雷達、情報處理、通信導航等電子設備。其相關型號有E-2艦載預警機、安-71艦載預警機、雅克-44艦載預警機等。隨著新武器、新裝備的不斷出現,特別是隱身戰機、巡航導彈、先進電子戰飛機的廣泛應用,艦載預警機的作戰環境日趨惡化,作戰對象發生了重大變化,對預警機的生存造成了威脅,新的形勢要求艦載固定翼預警機雷達功能更多、性能更強,未來發展趨勢主要集中在提高預警雷達探測性能,減輕系統重量,擴大預警機的功能等方面。

發展歷程

研制背景

英國人首先發明、應用了雷達。它在抗擊德國法西斯主義入侵的戰斗中屢建奇功。隨后艦載機上安裝警戒雷達,第一架預警機--艦載預警機AD-3W誕生。早期的預警機只能搜索監視中空、高空和海上目標,對于陸地上低空或超低空飛行的目標探測能力很差。

研制歷程

艦載預警機始于第二次世界大戰末期。美國海軍為防御低空飛機對艦隊的襲擊,將AN/APS-20型預警雷達裝在TBM-3W(復仇者)型艦載飛機上,這是世界上最早的艦載預警機。之后,又用C-1A小型戰略運輸機加裝AN/APS-82型預警雷達和固定的傘形天線罩,形成了空中預警機的雛形E-IB(跟蹤者)型,于1960年上艦服役。早期的預警機,機載雷達性能單一,下視能力差。

1964年,具有探測、識別、跟蹤空中、海上目標與指揮引導殲擊機空戰能力的E-2型艦載預警機(主要型別有A、B、C型)上艦服役,取代E--IB型擔負艦隊防空預警任務。該機采用上單翼、雙發動機,懸臂式4立尾布局。機身背部支架上有直徑4.11米的雷達天線罩。1973年,具有海上下視與陸地有限下視能力的E-2空中預警機型艦載預警機裝備美國海軍最大平飛速度598千米/小時,實用升限9390米,距航空母艦320千米可執勤3~4小時。機內主要設備有雷達,敵我識別器,慣性導航系統,被動監視探測系統,中央計算機、戰術數據處理系統,綜合顯示控制系統等。能綜合分析目標信息,識別敵我、判斷威脅程度,選擇攻擊武器,確定參數,通過數據鏈將目標信息傳遞給殲擊機和航空母艦戰術信息控制中心。80年代初換裝的AN/APS-138型預警雷達,具有抗電子干擾和下視能力,能探測隱身目標和從海浪、地物雜波中檢測出目標信號。探測距離為:對高空轟炸機741千米,對低空殲擊機408千米,對海上艦船360千米,對低空巡航導彈260千米。能自動跟蹤600批以上目標和指揮引導40架戰斗機進行空戰。

1991年2月,海灣戰爭爆發前夕,美國使用E-2C型艦載預警機對伊拉克境內周邊地區進行晝夜全方位監視,及時掌握了伊拉克空軍活動情況并在戰場指揮多國部隊對伊軍飛機、地面防空武器和對空導彈陣地等目標進行襲擊。

基本設計

艦載預警機機身背部一般裝有圓形旋轉雷達天線罩,裝備有遠程搜索雷達、數據處理、敵我識別以及通信導航、指揮控制、電子對抗等電子設備,集預警、指揮、控制、通信和情報為一體,能夠搜索、監視與跟蹤空中、陸地和海上目標,可以綜合進行目標信息分析,識別敵我,確定相關參數,向海上艘隊指揮系統提供情報,引導己方飛機進行空中截擊。

分類

艦載預警機根據載機平臺的不同可以分為艦載固定翼預警機和艦載警戒直升機兩大類。

固定翼預警機飛得高、探測空域范圍大、航程遠,其擔負的任務除了傳統的指揮、控制和監視職能外,還可以進行打擊效度的評價及通訊網絡中繼聯絡等任務。其搭載在航空母艦上,可到距航母320-350千米處上空執勤活動,機內裝有預警雷達、情報處理、通信導航等電子設備。能夠綜合進行目標信息分析,識別敵我,確定相關參數。

艦載預警直升機裝有預警雷達,可搭載在航空母艦或其他大、中型水面艦船上,為艦艇編隊提供對空、對海雷達預警。

作戰運用

預警探測運用方式

艦載預警直升機按作戰需要前出配置于敵方主要威脅方向上的指定空域內,發現、識別、跟蹤空中及海面目標,為己方提供足夠的預警時間。

指揮控制運用方式

艦載預警機在戰場內可發揮引導的作用,對空中作戰飛機實施有效引導和指揮控制,不僅能有效提高己方空中平臺快速反應和空中突擊的能力,還能與己方平臺火控系統進行配合作戰,提高對敵方目標的攔截能力。

通信網絡中心運用方式

艦載預警機搭載有大功率短波、超短波電臺、數據鏈等通信系統,可作為空中通信中心,接收和中轉戰場戰術通信。艦載預警機的活動范圍在航母編隊防御系統的能力范圍之內,也就是說,預警機受到航母編隊防空反彈道導彈系統的嚴密保護。

應對及毀傷方式

應對方式

遠程空空導彈打擊艦載預警,殲擊機突破航母防御圈,發射遠程空空導彈,對預警機造成失基毀傷;潛空導彈打擊艦載預警機,潛艇隱蔽突破航母防御圈,發射遠程潛空導彈,利用體系的目指信息或導彈的自搜索能力,對預警機造成失基毀傷。

毀傷方式

空空導彈戰斗部的質量一般為幾十千克,潛空導彈戰斗部的質量一般為150kg;戰斗部一般采用殺傷破片、離散桿、鏈條等硬毀傷模式。

傳統方式和模式的局限性

突破航母防御圈的局限。無論是殲擊機還是潛艇,要突破多層防護的航母防御圈,難度和風險極大,難以達成攻擊預警機的作戰行動和條件;導彈射程的局限。遠程空空導彈的射程一般只有120~150km,潛空導彈的射程一般為200km,無論是殲擊機還是潛艇,要在這么近的距離上接近預警機,幾乎是不可能的,硬行突破代價極大;打擊精度的局限。無論是空空導彈還是潛空導彈,都將預警機作為一個點目標實施探測打擊,不具備對預警機關鍵部位的選擇性打擊能力。

相關型號

卡-31“螺旋”預警直升機

卡-31預警機,代號"螺旋",是專為海軍設計制造的預警機。該機裝備在庫茲涅佐夫號航空母艦上。除用作艦載機外,該機也可搭載在巡洋艦、驅逐艦、護衛艦上,或作為岸基預警機使用。卡-31預警機可在簡單或復雜氣候條件下24小時晝夜使用,主要用于探測3200~4570米高度的空中目標,更高高度的目標則由艦載雷達探測。其機載雷達可同時發現200個戰斗機類目標,并跟蹤其中的20個,一小時內巡邏范圍25萬平方千米。對戰斗機、直升機、巡航導彈的預警距離達120千米,對小型艦艇的預警距離達250千米以上,對大型目標的預警距離達300千米以上。

"海王"AEW Mk2預警直升機

1982年5月5日,即"謝菲爾德"號被擊沉的第二天,英國韋斯特蘭公司和Thom EMI公司開始進行稱作LAST(低空監視任務)的緊急計劃,決定將兩架"海王"直升機進行改裝,攜帶Thom MEI公司的水平搜索海上監視"搜水"雷達,改裝成"海王"空中預警直升機。他們用3個月完成了平時需兩年的改裝工作,1982年7月23日首次試飛,8月2日投入使用,之后又改裝8架,這10架預警直升機被命名為"海王"預警機 Mk2。

"海王"AEW Mk2直升機為單旋翼帶尾槳構型,有固定后三點式起落架。2臺渦軸發動機安裝在機身頂部。尾槳位于機體左側。水平尾翼固定在尾斜梁右側。半硬殼結構機身下部為船形,以用于水面起降,并有兩只穩定浮筒,船身為密封的并經防腐理。"海王"Mk2 AEW除安裝雷達系統稍作改裝外,均與HAS Mk2原型機基本相同。旋翼系統為5片復合材料旋翼槳葉。旋翼槳葉自動折疊和伸展裝置是標準的,為了適應艦載工作,尾斜梁也能折疊。

"海王"預警直升機除了在機身右側裝有直徑1.8m凱芙拉材料做的雷達天線整流罩外,仍保留了"海王"直升機原來的外形。直升機性能和操縱性與"海王"反潛型相似,飛行速度能達到222km/h。雷達天線通過艙門上的一個孔安裝在直升機的右側。天線罩用一種經過特殊處理的芳綸纖維制成,長度和直徑均為1.8m。該天線裝置為可旋轉式。直升機在起飛和著陸時,天線收在平行于直升機縱軸線的存放位置,以便直升機有離地間隙。使用時,天線向下偏轉90°,垂直于直升機機身縱軸線,這樣雷達即可進行360°掃描搜索。直升機從甲板上起飛,到12m高度并達到單發飛行速度時,天線向下偏轉到工作位置。轉動裝置是個直徑0.3m的鋼合金管子,液壓驅動。雷達天線從存放位置到工作位置,整個開機準備時間只需14s。

美國E-2艦載預警機

美國E-2艦載預警機是美國諾斯羅普格魯曼公司生產的E-2艦載預警機,也是唯一的現役固定翼艦載預警機,自1964年服役以來,E-2已經形成了龐大的家族,不但大量裝備美國航空母艦,還大量出口到日本以色列、中國臺灣地區擔當陸基預警機。E-2艦載預警機采用渦輪螺旋槳雙發上單翼四垂尾常規布局,機長17.54米,翼展24.56米,機高5.58米,最大起飛重量24161千克。E-2艦載預警機最大速度625千米/小時,巡航速度480千米/小時,實用升限11275米,轉場航程2865千米,續航時間4.4~6小時。300個目標,并自動跟蹤其中120個目標。安-71預警機艦載預警機最大速度650千米/小時,巡航速度530千米/小時,實用升限10800米,滿載最大航程800千米,續航時間4.5~5小時。

安-71艦載預警機

安-71是一種很有特色的艦載預警機,也是世界上首款噴氣式艦載預警機。該艦載預警機是在蘇聯安東諾夫國營公司設計的短距起降運輸機安托諾夫An-72的基礎上研制成功的,于1985年7月12日首次試飛。安-71艦載預警機采用雙發上單翼常規布局,機長23.5米,翼展31.89米,機高9.2米。最大起飛重量34500千克。它以安-72戰略運輸機為基礎,在外形上略作修改,包括延伸翼展約6米;重新設計了后機身及垂直尾翼;在垂直尾翼頂端安裝了預警雷達天線罩;在機尾設置了尾鉤等。采取機翼動力增升裝置,能夠進行短距起降和設置垂尾警雷達。安-71艦載預警機的動力裝置為2臺D-436K渦扇發動機(推力2×7500千克),1臺RD-38A加力發動機(推力2900千克)。其預警雷達設備為DRLD脈沖多普勒雷達,機械掃描。其直徑7.3米的雷達天線罩置于垂直尾翼頂部,每10秒鐘旋轉一圈,技術性能與美國早期的E-2預警機雷達相當。該機載員6人,其中3人為雷達操作員。該機的預警雷達工作時可同時發現300個目標,并自動跟蹤其中120個目標。安-71預警機艦載預警機最大速度650千米/小時,巡航速度530千米/小時,實用升限10800米,滿載最大航程800千米,續航時間4.5~5小時。

雅克-44艦載預警機

雅克-44艦載預警機研制時的裝備對象為4艘全新建造的大型航空母艦,使用斜角甲板上的2條彈射器協助起飛,常規攔阻索協助降落。該機外形酷似美軍的E-2空中預警機艦載預警機,在機背上方放置預警雷達天線,采用雙發上單翼4垂尾構型,配帶阻攔尾鉤。該機最初是為蘇聯海、空軍研制的,但在競爭中被安東諾夫國營公司的安-71艦載預警機擊敗。此后,該機便一直沒有公開露面。雅克-44艦載預警機研制時的裝備對象為4艘全新建造的大型航空母艦,使用斜角甲板上的2條彈射器協助起飛,常規攔阻索協助降落。該機外形酷似美軍的E-2C艦載預警機,在機背上方放置預警雷達天線,采用雙發上單翼4垂尾構型,配帶阻攔尾鉤。該機最初是為前蘇聯海、空軍研制的,但在競爭中被安東諾夫設計局的安-71艦載預警機擊敗。此后,該機便一直沒有公開露面。該機使用Zaporozhye設計局研制的D-227渦輪螺旋槳發動機,每臺功率13000軸馬力,配置雙重反轉式螺旋槳,能夠在飛機起飛時提供巨大的拉力,短距離迅速起飛離艦;在飛機降落甲板時提供巨大的反拉力,縮短滑跑距離。其脈沖多普勒雷達由NPOVega設計局研制。雅克-44艦載預警機的結構系統布局為駕駛艙、機載設備艙、人員操作艙、發動機艙、雷達艙、特設艙的布置位置。了解到人員操作艙設有面向雷達顯示屏的4個座椅。預警雷達的支架是能夠依據需要升降調節的。蘇聯原預定生產16架雅克-44艦載預警機,由于缺乏經費,在俄羅斯航母建造計劃遭到終止后,也使雅克-44艦載預警機連帶中途夭折,并于1993年取消了研制計劃,所剩的是一木制全尺寸模型。但后來雅克福列夫設計局仍繼續以雅克-44E艦載預警機的型號向國外推出該機。

JZY-01艦載預警驗證機

JZY-01艦載預警驗證機是中國國產的航母艦載預警機,采用雙發上單翼三垂尾常規布局。機長和翼展尺寸均較陸基型短;垂直尾翼機高尺寸較陸基型低矮;機翼為折疊式結構。在確定的天線罩最佳位置時,綜合考慮了機身、機翼對氣動的影響、對穩定性的控制和氣動品質,圓盤形相控陣預警雷達就坐落在機背中央,機架為多點支架式。動艦載預警直升機與固定翼預警機相比較,普遍存在航速低、升限低、航程短、留空時間短,中小機型居多的缺點,但卻有能夠在狹小甲板面積垂直起降、空中懸停、靈活機動、實用方便、造價低廉、使用經濟、能夠在小甲板、小機庫停放的優點。

E2C—“鷹眼”預警機

E2C—“鷹眼”預警機是由美國諾斯羅普·格魯門公司研制的艦載預警機。1971年首次試飛,1973年投入使用。其實用升限11275米,距母艦320千米時值勤續航時間4小時24分,最大載油量續航時間6小時15分,最大巡航速度602千米/小時,可同時自動跟蹤2000個目標并控制40多個空中截擊行動。

E-2A"鷹眼"預警機

美國海軍在E-1B的基礎上開始研制新一代裝有海軍戰術數據系統,能對艦隊實施空中指揮的艦載預警機。1964年1月19日,E-2A"鷹眼"預警機正式交付海軍使用,之后共生產59架。E-2A屬中小型飛機,最大起飛重量23.5噸,雷達探測距離300~400公里,它的主要特點就是機身上背著一個大圓盤天線罩,尾翼裝有4個垂直翼面。E-2A機載電子設備很多,重達6噸以上,占飛機自重的三分之一,價格為機體的2倍。作戰時,該機可同時指揮己方50~100架飛機參戰,并能將其引導至距敵機1.6公里的位置。在越南戰爭時期,美國海軍對越95%以上的攻擊作戰都是由E-2A指揮引導的。

發展趨勢

隨著新武器、新裝備的不斷出現,特別是隱身戰機、巡航導彈、先進電子戰飛機的廣泛應用,艦載預警機的作戰環境日趨惡化,作戰對象發生了重大變化,對預警機的生存造成了威脅,新的形勢要求艦載固定翼預警機雷達功能更多、性能更強。作為一種以預警雷達為主要傳感器的飛機平臺來說,艦載固定翼預警機雷達的未來發展趨勢集中在提高預警雷達探測性能,減輕系統重量,擴大預警機的功能等方面。

參考資料 >

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