[原创][我爱空军]中国预警机发展及难点!

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导读:[原创][我爱空军]中国预警机发展及难点!

中国空军很早就意识到雷达预警机对中国空军空军地面雷达网的盲区补盲和引导空军战斗机拦截敌机的作用,在上世纪70年代初就以俄制图一4型轰炸机为载机,研制‘空警一号’预警机。

‘空警一号’预警机使用‘843’测高雷达作为机载雷达。由于空军和科研与生产单位对研制预警机的困难预估不足,在飞机加装雷达后产生了飞机原装动力不足以负载该雷达重量;雷达天线罩在空气气流中产生扰动气流,引起飞机振荡、飞行状态不稳定等问题。后经改进使这些问题得以解决。1970年8月开始,分两个阶段进行试飞。

‘843’雷达在试验中虽在探测中、高空目标和在水面、沙漠上空使用时,效果尚能接受。但在探测低空目标时,受地面杂波影响,效果非常不理想。而且由于计算机和通信技术的限制,只能使用原始的语音通信传输信息,很容易被窃听或干扰,因此研制工作于1979年9月终止。由于‘空警一号’是中国研制的第一架预警机。该机现在北京中国航空博物馆珍藏。感兴趣的铁血战友可以去那见识。

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‘空警一号’预警机

在80年代初,随着中国和西方国家关系的改善,中国开始接触大量西方先进技术,中国开始试图使用外国技术帮助自己的雷达预警机的发展。

众所周知的是中国在90年代后期尝试向以色列采购相控阵预警雷达,改装成A-50I预警机系统。该系统是以俄制伊尔一76运输机为载机,并改装以色列埃尔塔公司研发的EL一2075‘费尔康’雷达系统。在第1架A一50I预警机即将改装完毕之际,以色列屈服于美国压力,于2000年7月宣布取消向中国出售A一50I预警机的计划。

在此挫败后,中国认识到在这种关乎国防的重要武器装备上是不能依靠外国的帮助的。从此开始自研工作,根据各种外媒报道,我们知道中国拥有了‘空警200’和‘空警2000’等几种载机不同,雷达不同的预警机。结束了我国没有雷达预警机的历史。

下面谈一下雷达预警机的研制难点。

一)第一个当然是雷达预警机的机载雷达,机载雷达比陆基和舰基雷达要复杂的多。首先是要满足载机对它的体积和重量的要求,此外要抑止地海反射的杂波干扰。目前世界上雷达预警机雷达分作两种,一种是脉冲多普勒雷达,另一种是相控阵雷达系统。前者以美国E-2/E-3预警机为代表,后者以以色列‘费尔康’和瑞典‘百眼巨人’雷达预警机为代表。

脉冲多普勒雷达技术比较成熟,研制相对容易,但是目前世界上独立研制的雷达预警机种类不多,有些国家是技术达不到,比如原来的我国,有的是具备条件,但需求量不多,专门研制成本很难承受。比如说英国和法国,他们是从美国购买。因此可见这种机载雷达在技术上和经济上独立研制有多困难。

此外机载预警机雷达技术上的难点在于机载雷达向地面探测的时候,地面反射的雷达杂波十分严重,即使雷达探测到低空目标,但和地杂波混在一起,也无法分辨。因此在一种叫做MTI的技术,简单的说就是一种滤波器,它是将第一个回波信号和第二个回波信号做比较,而地杂波是不动的,有差值后就可以知道那是什么了。不过这种技术在地面上是可以使用的,在空中则因雷达载机本身是运动体,本来不动的地杂波也因飞机的运动而运动起来,不再是零。直到50年代后期美国人发明了多普勒技术才算比较彻底解决这个技术难题,它的作用是将某些低速目标从雷达屏幕上给滤除掉。

这两种技术在原理上相似,但多普勒技术要使用的滤波器比MTI要多,在两种技术问世之初,世界计算机水平比较低,当时计算机存储器容量非常小,而重量和体积却相当大,当时采用是一种叫延时线的技术,即将雷达反射波根据脉冲波幅大小,调制成超声波音频信号,我们知道声音的速度比光速慢的多,雷达波的速度和光速是一致的,这样做将雷达波信号延时后,在技术上就比较方便将它和第二个信号比较了。当时多普勒技术使用的延时线比MTI使用的要多很多。在后来计算机技术得到飞跃发展后才开始使用现代计算机存储技术替代了延时线技术!

对雷达的要求还有让雷达直指目标,能量集中在目标上,但这在技术上也很难办到,我们有这样的经验,我们的手电可以通过调节集束为一束光,但是免不了有散光出现。雷达天线和手电在这点上差不多,雷达天线有一个副瓣,它使雷达波发生散波,因此提出一个‘超低副瓣’的技术,就是遏制散波的出现!

剩下一个主要技术难点是‘超高频谱’,它是对信号差值作出一个量化的比较。由于无线电是不稳定的,再加上飞机的干扰,作到信号差值稳定在一个可接受的程度是相当难的。

二)机载计算机需要能记录,存储和处理来自雷达、敌我识别器、通信、导航和引导以及其它机载系统收集的数据。机上的操作员通过显示器观看这些信息,并根据这些信息作出监视。识别、引导控制、战场管理与通信等控制指令。而现代战场的态势要求雷达预警机要能对尽可能多的目标进行处理,并引导己方力量对敌方力量进行攻击。而且这一切自动化能力还尽可能要求高。因此对机载计算机提出了很高的要求。

英国在研制‘猎迷’AEW.3雷达预警机的时候是在70年代中期,当时飞机所装备的GEC4080M计算机性能比较差,存储容量只有1M,虽然通过数据总线可额外再容纳1.4M,可加起来也不过2.4M,相对‘猎迷’AEW.3雷达预警机要执行的任务来说,这个容量太少了,在实际试验中表现出反应速度比设计预料速度要慢的多,并且很快因数据占满内存而过载,由此对目标的跟踪受到严重影响,不得不进行重新的跟踪工作,以至系统不得不进一步过载,最后试验最后不得不以计算机死机结束测试。由此可看出对机载计算机要求之高。不过当时的计算机水平就是如此,而英国又想获得非常高的表现。因此矛盾就出现了。

三)雷达预警机的载机改造

现役的和在研的雷达预警机除了美国的E-2和俄国的A-50以及英国海王雷达预警机和俄国卡-29预警机(未官方证实的不在此列)外均属于使用民用机改装而来。选择载机考虑因素非常多,如设计初始目标和性能、改装延寿潜力,对预计战场和后勤要求的大小等。这些因素关乎设计性能是否能达到,也关系到飞机的安全性。

对载机的改装是一个难题,因此载机最好是本国研制和生产的飞机。因为改装飞机的改装量比较大,飞机受力计算都是十分精确。对改装很敏感,不是随便在飞机上作些改动,把雷达装上就OK了。如果飞机是外国飞机,不知道原始的飞机强度和空气动力学数据。在改装时只有加大安全量。改装后飞机会增加很多不必要的重量。而且要做很多的实验来取得一手的数据。

根据国外的成功经验,如果只考虑性能,中国预警机的载机从美国进口的波音737或者是空客的320中选取比较好,但是中国进口这些飞机的时候与出口国签署的协议内有不得将这些飞机改装成军用用途。而且有上述原因的限制,因此可以充分利用的只剩下中国生产的运8中型运输机。

四)飞机的系统集成,雷达预警机由雷达系统和载机两部分组成。而雷达系统又由雷达、控制通信、导航、数据处理和显示等系统组成,这些东西组合到载机上必然会出现很大的矛盾。如何克服矛盾,使系统协调工作。达到系统的技战术指标,完成系统的初始任务。是一个巨大的挑战。


















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