中国二代预警机曝光!先给巴基斯坦

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导读:中国二代预警机全面曝光 运-9平台成抢手货  图片中王小谟院士的身边摆放着三个预警机模型,他们分别是空警-200,空警-2000和神秘预警机,这架预警机最初被误认为是出口巴基斯坦的ZDK-03,但实际上,细心的人都能发现这架预警机模型涂装是中国空军的,其雷达采用了和空警-2000一样的主动相控阵雷达,因为雷达的黑色边缘和空警-2000一样,采用了三面阵的固态相控阵雷达,圆盘状的雷达罩三块黑色边缘恰恰就是雷达发射天线对面的透波材料。   左侧是国产二代预警机的最新的卫星图片,图片显示这个预
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中国二代预警机全面曝光 运-9平台成抢手货

中国二代预警机曝光!先给巴基斯坦

图片中王小谟院士的身边摆放着三个预警机模型,他们分别是空警-200,空警-2000和神秘预警机,这架预警机最初被误认为是出口巴基斯坦的ZDK-03,但实际上,细心的人都能发现这架预警机模型涂装是中国空军的,其雷达采用了和空警-2000一样的主动相控阵雷达,因为雷达的黑色边缘和空警-2000一样,采用了三面阵的固态相控阵雷达,圆盘状的雷达罩三块黑色边缘恰恰就是雷达发射天线对面的透波材料。

左侧是国产二代预警机的最新的卫星图片,图片显示这个预警机的雷达和空警-2000类似,和空警-200的“平衡木”雷达完全不同。

中国二代预警机曝光!先给巴基斯坦

请注意,空警-2000预警机的雷达罩黑色的透波材料外壳

中国二代预警机曝光!先给巴基斯坦

图为巴基斯坦电视台曝光的巴基斯坦空军(PAF)ZDK-03型预警机。

我们知道,巴基斯坦国境狭长,且重要城市如首都伊斯兰堡、最大城市卡拉奇都靠近印巴边境,缺乏战略纵深;加上印巴边境多为山区,地球曲率和地形遮蔽造成地面防空雷达诸多的死角,容易被对方突然袭击。第三次印巴战争,印度空军正是利用租借的前苏联图-26预警机指挥攻击巴境内纵深目标,给巴方造成了较大的损失。

进入新世纪,印度空军获得了更先进的A-50EHI型预警机,该机装备有大功率有源相控阵预警雷达,具备较好的探测与指挥引导能力。布署在印巴边境的A-50EHI预警机可以探测到巴纵深数百公里地区的空情以及作战布署,据此指挥己方战机利用巴防御薄弱之处发起攻击,拉大了印巴两国空军作战能力的差距。在这种下,PAF迫切需要建立自己的空中预警与指挥体系。

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2004年,PAF向瑞典采购了6架配备有PS-890相控阵预警雷达(也就是我们常说的“平衡木”)SAAB-2000预警机,合同价值11亿美元,后来PAF削减了采购数量,金额也降低到9亿美元左右。首架SAAB-2000预警机于2009年12月底交付,该机配备的PS-890是有源相控阵雷达,天线尺寸为8米*0.6米,工作在S波段,有200个T/R模块。

SAAB-2000预警机的巡航高度为7000米,对于大型空中目标最大探测距离为300公里,小型战斗机为200公里,巡航导弹为100公里,该机还拥有数据链可以直接对作战飞机进行指挥引导,或者将空情信息传递给地面防空指挥中心,具备较好的预警与指挥探测能力,同时价格和使用费用相对也比较低廉。

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(图为ZDK-03预警机的内部座舱)但是PAF并不满足,他们认为SAAB-2000由于载机较小,内部空间有限,因此飞机搭载的空勤人员和显控台数量不足,指挥引导能力有限,同时飞机的航程及滞空时间也不足,限制一架飞机所能覆盖的范围,这对于处于防御地位的PAF来说,是个不小的缺点。所以PAF需要有一种更大飞机,能够长时间的边境附近执勤,同时尽可能的能够指挥更多的飞机,以抵挡对方的突然袭击。

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ZDK-03预警机由中国独立制造,机上装备了电子扫描有源相控阵雷达系统。2010年12月巴基斯坦电视台宣布巴空军购买的中国首架ZDK-03型预警机已经出厂。与中国空警200不同,该机并未安装'平衡木'相控阵雷达,而是采用了圆盘雷达。

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2007年,有海外媒介报道中国ZDK-03型预警机抵达巴基斯坦空军基地进行实地测试,该机以中国运-9运输机为平台,采用了圆盘式天线,经过多次测试和改进,最终获得了PAF的认可,双方签署了采购4架该型预警机的合同。根据海外报道,PAF采购4架ZDK-03的价格还不到3亿美元,即便考虑到ZDK-03采用的是机械扫描雷达,这仍然是一个非常优惠的价格,显现双方深厚的友谊关系。

ZDK-03型预警机采用新型运-9作为载机

从巴方公布的ZDK-03首架飞机照片来看,比原型机状态又有提高,最大的区别就是采用运-9替代原来的运-8F-400运输机。运-9高新工程三类平台采用了国产涡桨-6C发动机,功率从后者涡桨-6的4000多马力提高5000多马力,同时换装国产六叶复合材料螺旋桨,提高发动机效率,降低了油耗和噪音。发动机功率的提高,提高ZDK-03运输机的飞行、起降及巡航性能,特别是高原地区的作战性能,这对于在克什米尔这样的高海拔地区作战相当有利。

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此外,运-9平台采用了机翼整体油箱,机内载油提高到20吨左右,其航程由运-8F400的3000多公里提高到5000多公里,滞空时间增加到8个小时以上。对于预警机来说,其需要长时间在空中滞留以维持对目标区的警戒,因此滞空时间的增加,减少了飞机轮值次数,避免了因飞机轮班造成的空白,提高对目标区空情的掌握能力。还有一点比较重要的是运-9平台加长了机体,由运-8F-400的33米增加到36米,这意味着ZDK-03可以搭载更多的显控台,配备更多的空勤人员,在执行任务中进行轮换,同时还可以为机组人员提供休息的场所,在高度紧张的指挥引导作业中,降低执勤人员的工作强度,这也助于提高飞机的指挥引导能力。

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ZDK-03预警机雷达性能与E-2C相当

从公开的照片来看,交付的ZDK-03仍旧采用了圆盘式雷达罩,从上面的横条型图案来看ZDK-03配备的雷达可能还是采用行波阵波导裂缝天线的机械扫描雷达,我们熟悉的美国E-3A预警机配备的APY-1雷达采有的也是行波阵波导裂缝天线,工作方式估计也差不多,方位采用机械扫描,高低采用电子扫描。

目前这种雷达中巴双方都没有透露更多信息,从原型机与雷达罩之间的对比,可以推测到ZDK-03的雷达罩直径为8.5米,厚度大约为1.5米左右,这些尺寸小于E-3A的雷达罩,后者雷达罩直么超过9米,厚度接近2米,因此ZDK-03雷达的天线尺寸小于APY-1。笔者据此推测该雷达采用的频率较高,这样的话波长就较短,天线相对尺寸(天线实际尺寸和波长之比)就较大,同时天线的增益(天线有效孔径与波长的平方之比)也较高,这样就意味着雷达有较大的探测距离,考虑到大气传输的信号强度降低的问题,那么ZDK-03雷达应该工作在S波段,S波段的远程性能虽然小于L波段,但是其精度较好,是目前对空探测与引导雷达的主选波段。根据有关资料,中国机载预警雷达天线副瓣电平低于-40DB,接近APY-1的水平,后者的副瓣电平低于-50DB;ZDK-03由于载机空间和载重较大,因此可以配大功率的发射机和电源;因此该机在性能虽然不能和E-3A这样的大型预警机相比,但已经能够和一般预警机如E-2C一决高下了。

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需要指出的是ZDK-03采用的雷达是中国在上世纪80年代研制的第二代空中预警雷达,(第一代雷达就是配备在图-4预警机上面的雷达),该雷达主要解决第一代下视能力差的缺点,采用脉冲多普勒体制。上世纪90年代初中国成功研制出行波阵波导裂缝天线,但在中国预警机雷达的选型,中国空军考虑到未来雷达技术的发展,采取了跨越式发展的道路,直接采用了有源相控阵雷达,而这型雷达做为备用雷达继续研制,随着中国机载有源相控阵预警雷达的成熟,这型雷达便被推向国际市场,被PAF所采用。

许多人可能感觉奇怪,中国空军装备的空警2000和空警200型预警机都采用的是有源相控阵雷达,鉴于中巴两国是全天候友谊关系,因此对于PAF来说如果采购空警-200型预警机几乎没有政治或者资金上的障碍,为什么PAF此次采购的ZDK-03型预警机还要用“落后”的机械扫描雷达?

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“平衡木”雷达存在探测盲区

首先空警200、SAAB-2000这些预警机为采用平衡木型天线,这是因为电磁波波长越长,在大气传播中信号强度减少越低,因此探测距离相对也更远。但是波长对于增加探测距离有利也有蔽,前面说过波长越长,在天线面积一定的情况下,天线相对尺寸和增益等指标越低,这意味着雷达辐射能量在主瓣中的比例越低,这反而影响雷达的探测距离,解决的办法就是增加天线的面积。但增加雷达天线面积会增加预警机系统重量和空气阻力,对于大型预警机来说可能在接受的范围之内,对于性能较低的中小型预警机来说,其所能承受的天线尺寸和重量都是有限度。

那么如何在较小的飞机配备较大的天线?飞机的侧面尺寸要远大于正面投影,并且天线侧面的空气阻力也远小于正面的空气阻力,这就是平衡木出现的原因。实际上PS-890雷达也被称为侧视空中预警雷达(SLAR),这种天线布置在一定程度解决在较小的机体上布置较大的天线的问题,它的局限性也很明显,天线不能转动,飞机前、后会有一定的死角。

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还有一个不容忽视的问题就是平面相控阵自身的问题,由于孔径投影区的减少,导致增益的损失以及波束宽度增大等问题,平面相控阵天线扫描角度超过60度其性能就会明显下降,因此要想实现全向空域覆盖,至少需要三个阵面,而平衡木面对目标区的只有一个天线,因此在预警机飞离目标区时,会因为天线扫描角度增加,雷达性能明显下降。相比之下,机械转动雷达可以转过身,始终“注视”目标区,受到的限制就较小。

因此从这个角度来说,平衡木预警机更多是做为地面防空指挥引导系统的低空补盲雷达出现的,用于对重点威胁方向预警。而对于PAF来说,它需要一种能够长时间在印巴边境上空滞留,维持对相关空域进行警戒的飞机,并且能够在紧急的情况下,直接指挥战机对入侵目标进行反击,从这个角度来说ZDK-03显然要比平衡木更加适合PAF的要求。

ZDK-03对于PAF更加深刻的意义在于;在PAF形成一条独立于西方武器系统的完整的空战体系,这对于巴基斯坦这个受到过多次西方禁运的国家来说,有着深远的战略意义。


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