俯瞰天下——预警机的发展与展望(要求加精)

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/01 17:25:26
初生时期

  二十世纪30年代后期,即第二次世界大战爆发的前夕,英、美、德、苏等国家先后研制成功了雷达,并将其架设在地面和舰上用于防空警戒与防空火力瞄准。40年代初,雷达又被装上作战飞机,作为夜间搜索和攻击敌方目标的探测器。由于当时雷达的效能还很低,在飞机上安装的雷达又受体积和重量的约束,机载雷达探测敌方飞机的距离只有几千米到十几千米。防空警戒和引导友机拦截还只能借助于地面和舰上的大型雷达。

  众所周知,雷达探测就类似于光学探测,是受地球曲率所限制的,它不能发现地平线以下的目标。为了预警低空飞行的敌机,就必须尽量升高雷达用来发射和接收电磁波天线的高度。1940年前后英国为了提早发现低空入侵的德国飞机,就在海岸上把“低本土链”(CHL)雷达的天线架设在60米高的铁塔顶上。德国在占领法国北部后,也相应地把防空警戒雷达架设在海岸山头上,用于警戒敌方的飞机。以后,交战各国基本上均是以这种方法来架设它们的低空警戒雷达。

  但是,人们很快发现一个问题,即如何解决大型舰艇对低空目标的警戒问题。以前的雷达架设方法不适用于海上作战,因为船舰上不可能架设很高的塔,海上亦没有高山可资利用。虽然,舰上的防空雷达到了二战后期已能发展到能够探测中空以上距离约160千米外的敌机,但对掠海低飞的目标探测距离仍只有十几千米。日本海军从偷袭珍珠港开始,就惯用低空鱼雷轰炸机攻击美国舰船。因此,在雷达技术迅速成长的1943年,美海军首先提出代号为“卡迪拉克”I、II计划(Cadillac I、II)和计划Ⅱ,委托麻省理工学院在缅因州卡迪拉克进行研究试验。“卡迪拉克”I是在舰载机装上高功率雷达,使之能在较远距离上发现低空飞机和水面舰船,并将雷达情报用无线电台传递到母舰上。最早被选中的飞机是格鲁曼(Grumman)公司的“复仇者”型TBM-3W,雷达则是由通用电气(GE)公司研制的AN/APS-20。后者工作在S波段,有约1兆瓦峰值功率和2.4米口径的天线,是当时最大的机载雷达,雷达天线安装在机腹下的天线罩中。在海面平静情况下,这种预警机雷达能在100~120千米上发现150米高度上的飞机,在320千米外探测到大型战舰。机上除驾驶员外,只有一个雷达操纵员,他用高频数据链将雷达接收到目标信号连同雷达天线指向数据传送到舰上,在舰内显控台上重现雷达探测图像。舰上指挥员可由此观察到来袭敌机和敌舰,并可引导出击。TBM-3W机上的无线电台在需要时还用作为军舰对低飞的己方飞机之间通信的无线中继站。由于当时还没有滤除杂波技术,因此在海情恶劣时,雷达基本上就无法使用,因为其接收到的海面反射的强杂波会掩蔽要探测的目标。
  


  1945年,TBM-3W被部署到美海军的几艘航空母舰上。但还未来得及充分显示其作用,大战就结束了。作为世界上第一个能作战的预警机型号,它已具备了预警机的最基本组成要素:载机、大功率搜索雷达和雷达情报传递通信链。

  “卡迪拉克计划Ⅱ”是以岸基大型飞机作载机,除预警机雷达外,还具有多个雷达显控台和一组雷达操纵员。它不仅能把雷达情报传递到地面或舰上指挥中心,还能用机上的显控台与空对空无线电台,引导友机攻击敌方目标。因此开始具备了“机载预警和控制”系统的功能。1944年美海军首先用波音(Boeing)公司的B-17G“飞行堡垒”型轰炸机改装成PB-1W型预警机。雷达仍用AN/APS-20,但有一个更大的天线和天线罩装在飞机的机腹下。当时,该机最首要的作战任务是发现和拦截日本“神风”自杀飞机,以减免舰队损失。在战争结束前共装备了23架。由于B-17是老式飞机,没有供机组人员用的气密舱,不适应长时间巡逻警戒任务。因此,从1949年开始,美海军用洛克希德(Lockheed)公司的“星座”型大型民航机作为载机,机上安装了经过改进的AN/APS-20雷达(AN/APS-70/70A),亦称为WV-1型。
  不久,又选用加长的“超星座”作载机,改进后称为WV-Ⅱ型。在这两种载荷达20吨的民航机上可安装更多电子设备和乘员。因此,WV-1/Ⅱ机上,除AN/APS-70搜索雷达外,又装上X波段的AN/APS-45型测高雷达。后者的天线与天线罩装在机背上。机内有5个雷达显控台,有较完备的情报传递与空-地、空-空通信系统及机内通话设备。机上储油可供约16小时的续航时间。机上除5个飞行人员外,战勤人员(或称任务人员)有11人。另外还可加乘12人,以便轮换上岗。
  AN/APS-70雷达上已装有早期的动目标显示电路。因此,它具有初步的杂波滤除功能。美国空军从1951年起亦采用这种预警机,型号改称EC-121。50年代后期又加装了电子侦察设备。洛克希德公司前后共生产了这类大型预警机140余架。初生时期

  二十世纪30年代后期,即第二次世界大战爆发的前夕,英、美、德、苏等国家先后研制成功了雷达,并将其架设在地面和舰上用于防空警戒与防空火力瞄准。40年代初,雷达又被装上作战飞机,作为夜间搜索和攻击敌方目标的探测器。由于当时雷达的效能还很低,在飞机上安装的雷达又受体积和重量的约束,机载雷达探测敌方飞机的距离只有几千米到十几千米。防空警戒和引导友机拦截还只能借助于地面和舰上的大型雷达。

  众所周知,雷达探测就类似于光学探测,是受地球曲率所限制的,它不能发现地平线以下的目标。为了预警低空飞行的敌机,就必须尽量升高雷达用来发射和接收电磁波天线的高度。1940年前后英国为了提早发现低空入侵的德国飞机,就在海岸上把“低本土链”(CHL)雷达的天线架设在60米高的铁塔顶上。德国在占领法国北部后,也相应地把防空警戒雷达架设在海岸山头上,用于警戒敌方的飞机。以后,交战各国基本上均是以这种方法来架设它们的低空警戒雷达。

  但是,人们很快发现一个问题,即如何解决大型舰艇对低空目标的警戒问题。以前的雷达架设方法不适用于海上作战,因为船舰上不可能架设很高的塔,海上亦没有高山可资利用。虽然,舰上的防空雷达到了二战后期已能发展到能够探测中空以上距离约160千米外的敌机,但对掠海低飞的目标探测距离仍只有十几千米。日本海军从偷袭珍珠港开始,就惯用低空鱼雷轰炸机攻击美国舰船。因此,在雷达技术迅速成长的1943年,美海军首先提出代号为“卡迪拉克”I、II计划(Cadillac I、II)和计划Ⅱ,委托麻省理工学院在缅因州卡迪拉克进行研究试验。“卡迪拉克”I是在舰载机装上高功率雷达,使之能在较远距离上发现低空飞机和水面舰船,并将雷达情报用无线电台传递到母舰上。最早被选中的飞机是格鲁曼(Grumman)公司的“复仇者”型TBM-3W,雷达则是由通用电气(GE)公司研制的AN/APS-20。后者工作在S波段,有约1兆瓦峰值功率和2.4米口径的天线,是当时最大的机载雷达,雷达天线安装在机腹下的天线罩中。在海面平静情况下,这种预警机雷达能在100~120千米上发现150米高度上的飞机,在320千米外探测到大型战舰。机上除驾驶员外,只有一个雷达操纵员,他用高频数据链将雷达接收到目标信号连同雷达天线指向数据传送到舰上,在舰内显控台上重现雷达探测图像。舰上指挥员可由此观察到来袭敌机和敌舰,并可引导出击。TBM-3W机上的无线电台在需要时还用作为军舰对低飞的己方飞机之间通信的无线中继站。由于当时还没有滤除杂波技术,因此在海情恶劣时,雷达基本上就无法使用,因为其接收到的海面反射的强杂波会掩蔽要探测的目标。
  


  1945年,TBM-3W被部署到美海军的几艘航空母舰上。但还未来得及充分显示其作用,大战就结束了。作为世界上第一个能作战的预警机型号,它已具备了预警机的最基本组成要素:载机、大功率搜索雷达和雷达情报传递通信链。

  “卡迪拉克计划Ⅱ”是以岸基大型飞机作载机,除预警机雷达外,还具有多个雷达显控台和一组雷达操纵员。它不仅能把雷达情报传递到地面或舰上指挥中心,还能用机上的显控台与空对空无线电台,引导友机攻击敌方目标。因此开始具备了“机载预警和控制”系统的功能。1944年美海军首先用波音(Boeing)公司的B-17G“飞行堡垒”型轰炸机改装成PB-1W型预警机。雷达仍用AN/APS-20,但有一个更大的天线和天线罩装在飞机的机腹下。当时,该机最首要的作战任务是发现和拦截日本“神风”自杀飞机,以减免舰队损失。在战争结束前共装备了23架。由于B-17是老式飞机,没有供机组人员用的气密舱,不适应长时间巡逻警戒任务。因此,从1949年开始,美海军用洛克希德(Lockheed)公司的“星座”型大型民航机作为载机,机上安装了经过改进的AN/APS-20雷达(AN/APS-70/70A),亦称为WV-1型。
  不久,又选用加长的“超星座”作载机,改进后称为WV-Ⅱ型。在这两种载荷达20吨的民航机上可安装更多电子设备和乘员。因此,WV-1/Ⅱ机上,除AN/APS-70搜索雷达外,又装上X波段的AN/APS-45型测高雷达。后者的天线与天线罩装在机背上。机内有5个雷达显控台,有较完备的情报传递与空-地、空-空通信系统及机内通话设备。机上储油可供约16小时的续航时间。机上除5个飞行人员外,战勤人员(或称任务人员)有11人。另外还可加乘12人,以便轮换上岗。
  AN/APS-70雷达上已装有早期的动目标显示电路。因此,它具有初步的杂波滤除功能。美国空军从1951年起亦采用这种预警机,型号改称EC-121。50年代后期又加装了电子侦察设备。洛克希德公司前后共生产了这类大型预警机140余架。
在同一期间,美海军亦改进了它的舰载预警机型,它曾用格鲁曼公司的“保护者”(Guardian)机替代已过时的“入侵者”,后来又用道格拉斯(Douglas)公司的舰载攻击机“空袭者”AD系列(AD-4W与AD-5W)作载机。雷达则是AN/APS-20的改进型AN/APS-20A与AN/APS-20B。这两种载机较TBM-3W略大。除飞行员外可载两个雷达操纵员或一个操纵员一个技师。在1960年前AD系列预警机生产了417架。以4架为1组的标准编制配置在各艘航母上。
  1957年又有一种新的预警机出现在美国航母甲板上,称为SF-1。它是用C-IA“追查者”(Tracer)型运输机改装而成,其显著特点是其雷达天线罩不再挂在机腹,而是架在机背上。这是一个固定的、扁平椭圆流线型线罩,长径和高度分别为9.5米与1.5米。机上雷达是AN/APS-20的改进型,称为AN/APS-82。它的天线口径加大到4.3×1.2米。因此,虽然为了提高可靠性有意降低了雷达发射功率,但雷达对小型飞机的探测距离仍可达150千米左右,并且雷达上还采用单脉冲技术,可测出目标的飞行高度。机内除2名飞行员外,还有2个雷达操纵员的位置。WF-2后来改称E-1B,可以说是美国预警机E系列的鼻祖。
  


  英国在二战结束初,仍拥有多艘航母,因此亦需要装备舰载预警机。自1951年起,它引进了美国的AD-4W“空袭者”预警机。稍后它又自制了AEW.3“塘鹅”(Ganner)型预警机。这是一种有同轴反相旋转双旋桨舰载机,机腹雷达仍用美国的AN/APS-20。机内可容2名雷达操纵员坐在驾驶员后面。“塘鹅”AEW.3一直服役到1978年,伴随英国最后一艘航母“皇家方舟”号退役而消亡。
  在满足海军的同时,英国空军亦需要岸基的预警机。它利用战后开始生产的远距离海上巡逻机“沙克尔顿”(Shacklerton—英国探险家名)型作载机,仍在机腹安装AN/APS-20雷达天线罩。机上有5个飞行员和8个雷达操纵员,续航时间可达10小时。
  从上述中可见,AN/APS-20雷达及其改进型是美国和英国早期各种预警机唯一采用的雷达。
  进入50年代后,除美、英两国外,前苏联亦开始了预警机的研制。其第一研制计划称为“拉玛”计划,于1951-1954年间展开。该计划的内容是以苏制双发运输机“里-2”作载机,装上新研制的S波段雷达。雷达天线与天线罩装在机腹下。天线波束宽为方位6°,俯仰10°。雷达发射峰值功率150Kw,脉冲宽度0.6μs,脉冲重复频率2,000Hz。这一雷达的发射功率与天线孔径者较AN/APS-20低数倍,因此可估计其探测小型作战飞机的距离低于100千米。但该雷达已具有外相参动目标显示电路,即有初步的杂波滤除能力,与AN/APS-20改进型相似。以后,未见到这一预警机的生产和装备的报道。
  60年代以后,由于大国集团间的冷战与军备竞赛愈演愈烈,大国参与或支持的局部战争也就连续不断,空中打击力量在战争中重要性不断增长,这些因素带动了预警机系统的迅猛发展。而电子技术,特别是雷达技术的进步使预警机在性能上实现跃进成为可能。
才到60年代,下面的呢?