舰载预警机(英文名:Shipboard Early-warning Aircraft),指的是以航空母舰或其他舰艇为基地,主要用于舰队防空预警和指挥引导己方飞机遂行作战任务的舰载机。舰载预警机根据载机平台的不同可以分为舰载固定翼预警机和舰载警戒直升机两大类,具有探测低空、超低空目标性能好,指挥控制能力强,反应迅速和便于机动的特点。
舰载预警机始于第二次世界大战末期。美国海军为防御低空飞机对舰队的袭击,将AN/APS-20型预警雷达装在TBM-3W(复仇者)型舰载飞机上,这是世界上最早的舰载预警机。之后,又用C-1A小型战略运输机加装AN/APS-82型预警雷达和固定的伞形天线罩,形成了空中预警机的雏形E-IB(跟踪者)型,于1960年上舰服役。1973年,具有海上下视与陆地有限下视能力的E-2空中预警机型舰载预警机装备美国海军。1991年2月,海湾战争爆发前夕,美国使用E-2C型舰载预警机对伊拉克境内周边地区进行昼夜全方位监视,及时掌握了伊拉克空军活动情况并在战场指挥多国部队对伊军飞机、地面防空武器和对空导弹阵地等目标进行袭击。
舰载预警机机身背部有圆形旋转雷达天线罩,机内装有预警雷达、情报处理、通信导航等电子设备。其相关型号有E-2舰载预警机、安-71舰载预警机、雅克-44舰载预警机等。随着新武器、新装备的不断出现,特别是隐身战机、巡航导弹、先进电子战飞机的广泛应用,舰载预警机的作战环境日趋恶化,作战对象发生了重大变化,对预警机的生存造成了威胁,新的形势要求舰载固定翼预警机雷达功能更多、性能更强,未来发展趋势主要集中在提高预警雷达探测性能,减轻系统重量,扩大预警机的功能等方面。
发展历程
研制背景
英国人首先发明、应用了雷达。它在抗击德国法西斯主义入侵的战斗中屡建奇功。随后舰载机上安装警戒雷达,第一架预警机--舰载预警机AD-3W诞生。早期的预警机只能搜索监视中空、高空和海上目标,对于陆地上低空或超低空飞行的目标探测能力很差。
研制历程
舰载预警机始于第二次世界大战末期。美国海军为防御低空飞机对舰队的袭击,将AN/APS-20型预警雷达装在TBM-3W(复仇者)型舰载飞机上,这是世界上最早的舰载预警机。之后,又用C-1A小型战略运输机加装AN/APS-82型预警雷达和固定的伞形天线罩,形成了空中预警机的雏形E-IB(跟踪者)型,于1960年上舰服役。早期的预警机,机载雷达性能单一,下视能力差。
1964年,具有探测、识别、跟踪空中、海上目标与指挥引导歼击机空战能力的E-2型舰载预警机(主要型别有A、B、C型)上舰服役,取代E--IB型担负舰队防空预警任务。该机采用上单翼、双发动机,悬臂式4立尾布局。机身背部支架上有直径4.11米的雷达天线罩。1973年,具有海上下视与陆地有限下视能力的E-2空中预警机型舰载预警机装备美国海军。最大平飞速度598千米/小时,实用升限9390米,距航空母舰320千米可执勤3~4小时。机内主要设备有雷达,敌我识别器,惯性导航系统,被动监视探测系统,中央计算机、战术数据处理系统,综合显示控制系统等。能综合分析目标信息,识别敌我、判断威胁程度,选择攻击武器,确定参数,通过数据链将目标信息传递给歼击机和航空母舰战术信息控制中心。80年代初换装的AN/APS-138型预警雷达,具有抗电子干扰和下视能力,能探测隐身目标和从海浪、地物杂波中检测出目标信号。探测距离为:对高空轰炸机741千米,对低空歼击机408千米,对海上舰船360千米,对低空巡航导弹260千米。能自动跟踪600批以上目标和指挥引导40架战斗机进行空战。
1991年2月,海湾战争爆发前夕,美国使用E-2C型舰载预警机对伊拉克境内周边地区进行昼夜全方位监视,及时掌握了伊拉克空军活动情况并在战场指挥多国部队对伊军飞机、地面防空武器和对空导弹阵地等目标进行袭击。
基本设计
舰载预警机机身背部一般装有圆形旋转雷达天线罩,装备有远程搜索雷达、数据处理、敌我识别以及通信导航、指挥控制、电子对抗等电子设备,集预警、指挥、控制、通信和情报为一体,能够搜索、监视与跟踪空中、陆地和海上目标,可以综合进行目标信息分析,识别敌我,确定相关参数,向海上艘队指挥系统提供情报,引导己方飞机进行空中截击。
分类
舰载预警机根据载机平台的不同可以分为舰载固定翼预警机和舰载警戒直升机两大类。
固定翼预警机飞得高、探测空域范围大、航程远,其担负的任务除了传统的指挥、控制和监视职能外,还可以进行打击效度的评价及通讯网络中继联络等任务。其搭载在航空母舰上,可到距航母320-350千米处上空执勤活动,机内装有预警雷达、情报处理、通信导航等电子设备。能够综合进行目标信息分析,识别敌我,确定相关参数。
舰载预警直升机装有预警雷达,可搭载在航空母舰或其他大、中型水面舰船上,为舰艇编队提供对空、对海雷达预警。
作战运用
预警探测运用方式
舰载预警直升机按作战需要前出配置于敌方主要威胁方向上的指定空域内,发现、识别、跟踪空中及海面目标,为己方提供足够的预警时间。
指挥控制运用方式
舰载预警机在战场内可发挥引导的作用,对空中作战飞机实施有效引导和指挥控制,不仅能有效提高己方空中平台快速反应和空中突击的能力,还能与己方平台火控系统进行配合作战,提高对敌方目标的拦截能力。
通信网络中心运用方式
舰载预警机搭载有大功率短波、超短波电台、数据链等通信系统,可作为空中通信中心,接收和中转战场战术通信。舰载预警机的活动范围在航母编队防御系统的能力范围之内,也就是说,预警机受到航母编队防空反弹道导弹系统的严密保护。
应对及毁伤方式
应对方式
远程空空导弹打击舰载预警,歼击机突破航母防御圈,发射远程空空导弹,对预警机造成失基毁伤;潜空导弹打击舰载预警机,潜艇隐蔽突破航母防御圈,发射远程潜空导弹,利用体系的目指信息或导弹的自搜索能力,对预警机造成失基毁伤。
毁伤方式
空空导弹战斗部的质量一般为几十千克,潜空导弹战斗部的质量一般为150kg;战斗部一般采用杀伤破片、离散杆、链条等硬毁伤模式。
传统方式和模式的局限性
突破航母防御圈的局限。无论是歼击机还是潜艇,要突破多层防护的航母防御圈,难度和风险极大,难以达成攻击预警机的作战行动和条件;导弹射程的局限。远程空空导弹的射程一般只有120~150km,潜空导弹的射程一般为200km,无论是歼击机还是潜艇,要在这么近的距离上接近预警机,几乎是不可能的,硬行突破代价极大;打击精度的局限。无论是空空导弹还是潜空导弹,都将预警机作为一个点目标实施探测打击,不具备对预警机关键部位的选择性打击能力。
相关型号
卡-31“螺旋”预警直升机
卡-31预警机,代号"螺旋",是专为海军设计制造的预警机。该机装备在库兹涅佐夫号航空母舰上。除用作舰载机外,该机也可搭载在巡洋舰、驱逐舰、护卫舰上,或作为岸基预警机使用。卡-31预警机可在简单或复杂气候条件下24小时昼夜使用,主要用于探测3200~4570米高度的空中目标,更高高度的目标则由舰载雷达探测。其机载雷达可同时发现200个战斗机类目标,并跟踪其中的20个,一小时内巡逻范围25万平方千米。对战斗机、直升机、巡航导弹的预警距离达120千米,对小型舰艇的预警距离达250千米以上,对大型目标的预警距离达300千米以上。
"海王"AEW Mk2预警直升机
1982年5月5日,即"谢菲尔德"号被击沉的第二天,英国韦斯特兰公司和Thom EMI公司开始进行称作LAST(低空监视任务)的紧急计划,决定将两架"海王"直升机进行改装,携带Thom MEI公司的水平搜索海上监视"搜水"雷达,改装成"海王"空中预警直升机。他们用3个月完成了平时需两年的改装工作,1982年7月23日首次试飞,8月2日投入使用,之后又改装8架,这10架预警直升机被命名为"海王"预警机 Mk2。
"海王"AEW Mk2直升机为单旋翼带尾桨构型,有固定后三点式起落架。2台涡轴发动机安装在机身顶部。尾桨位于机体左侧。水平尾翼固定在尾斜梁右侧。半硬壳结构机身下部为船形,以用于水面起降,并有两只稳定浮筒,船身为密封的并经防腐理。"海王"Mk2 AEW除安装雷达系统稍作改装外,均与HAS Mk2原型机基本相同。旋翼系统为5片复合材料旋翼桨叶。旋翼桨叶自动折叠和伸展装置是标准的,为了适应舰载工作,尾斜梁也能折叠。
"海王"预警直升机除了在机身右侧装有直径1.8m凯芙拉材料做的雷达天线整流罩外,仍保留了"海王"直升机原来的外形。直升机性能和操纵性与"海王"反潜型相似,飞行速度能达到222km/h。雷达天线通过舱门上的一个孔安装在直升机的右侧。天线罩用一种经过特殊处理的芳纶纤维制成,长度和直径均为1.8m。该天线装置为可旋转式。直升机在起飞和着陆时,天线收在平行于直升机纵轴线的存放位置,以便直升机有离地间隙。使用时,天线向下偏转90°,垂直于直升机机身纵轴线,这样雷达即可进行360°扫描搜索。直升机从甲板上起飞,到12m高度并达到单发飞行速度时,天线向下偏转到工作位置。转动装置是个直径0.3m的钢合金管子,液压驱动。雷达天线从存放位置到工作位置,整个开机准备时间只需14s。
美国E-2舰载预警机
美国E-2舰载预警机是美国诺斯罗普格鲁曼公司生产的E-2舰载预警机,也是唯一的现役固定翼舰载预警机,自1964年服役以来,E-2已经形成了庞大的家族,不但大量装备美国航空母舰,还大量出口到日本、以色列、中国台湾地区担当陆基预警机。E-2舰载预警机采用涡轮螺旋桨双发上单翼四垂尾常规布局,机长17.54米,翼展24.56米,机高5.58米,最大起飞重量24161千克。E-2舰载预警机最大速度625千米/小时,巡航速度480千米/小时,实用升限11275米,转场航程2865千米,续航时间4.4~6小时。300个目标,并自动跟踪其中120个目标。安-71预警机舰载预警机最大速度650千米/小时,巡航速度530千米/小时,实用升限10800米,满载最大航程800千米,续航时间4.5~5小时。
安-71舰载预警机
安-71是一种很有特色的舰载预警机,也是世界上首款喷气式舰载预警机。该舰载预警机是在苏联安东诺夫国营公司设计的短距起降运输机安托诺夫An-72的基础上研制成功的,于1985年7月12日首次试飞。安-71舰载预警机采用双发上单翼常规布局,机长23.5米,翼展31.89米,机高9.2米。最大起飞重量34500千克。它以安-72战略运输机为基础,在外形上略作修改,包括延伸翼展约6米;重新设计了后机身及垂直尾翼;在垂直尾翼顶端安装了预警雷达天线罩;在机尾设置了尾钩等。采取机翼动力增升装置,能够进行短距起降和设置垂尾警雷达。安-71舰载预警机的动力装置为2台D-436K涡扇发动机(推力2×7500千克),1台RD-38A加力发动机(推力2900千克)。其预警雷达设备为DRLD脉冲多普勒雷达,机械扫描。其直径7.3米的雷达天线罩置于垂直尾翼顶部,每10秒钟旋转一圈,技术性能与美国早期的E-2预警机雷达相当。该机载员6人,其中3人为雷达操作员。该机的预警雷达工作时可同时发现300个目标,并自动跟踪其中120个目标。安-71预警机舰载预警机最大速度650千米/小时,巡航速度530千米/小时,实用升限10800米,满载最大航程800千米,续航时间4.5~5小时。
雅克-44舰载预警机
雅克-44舰载预警机研制时的装备对象为4艘全新建造的大型航空母舰,使用斜角甲板上的2条弹射器协助起飞,常规拦阻索协助降落。该机外形酷似美军的E-2空中预警机舰载预警机,在机背上方放置预警雷达天线,采用双发上单翼4垂尾构型,配带阻拦尾钩。该机最初是为苏联海、空军研制的,但在竞争中被安东诺夫国营公司的安-71舰载预警机击败。此后,该机便一直没有公开露面。雅克-44舰载预警机研制时的装备对象为4艘全新建造的大型航空母舰,使用斜角甲板上的2条弹射器协助起飞,常规拦阻索协助降落。该机外形酷似美军的E-2C舰载预警机,在机背上方放置预警雷达天线,采用双发上单翼4垂尾构型,配带阻拦尾钩。该机最初是为前苏联海、空军研制的,但在竞争中被安东诺夫设计局的安-71舰载预警机击败。此后,该机便一直没有公开露面。该机使用Zaporozhye设计局研制的D-227涡轮螺旋桨发动机,每台功率13000轴马力,配置双重反转式螺旋桨,能够在飞机起飞时提供巨大的拉力,短距离迅速起飞离舰;在飞机降落甲板时提供巨大的反拉力,缩短滑跑距离。其脉冲多普勒雷达由NPOVega设计局研制。雅克-44舰载预警机的结构系统布局为驾驶舱、机载设备舱、人员操作舱、发动机舱、雷达舱、特设舱的布置位置。了解到人员操作舱设有面向雷达显示屏的4个座椅。预警雷达的支架是能够依据需要升降调节的。苏联原预定生产16架雅克-44舰载预警机,由于缺乏经费,在俄罗斯航母建造计划遭到终止后,也使雅克-44舰载预警机连带中途夭折,并于1993年取消了研制计划,所剩的是一木制全尺寸模型。但后来雅克福列夫设计局仍继续以雅克-44E舰载预警机的型号向国外推出该机。
JZY-01舰载预警验证机
JZY-01舰载预警验证机是中国国产的航母舰载预警机,采用双发上单翼三垂尾常规布局。机长和翼展尺寸均较陆基型短;垂直尾翼机高尺寸较陆基型低矮;机翼为折叠式结构。在确定的天线罩最佳位置时,综合考虑了机身、机翼对气动的影响、对稳定性的控制和气动品质,圆盘形相控阵预警雷达就坐落在机背中央,机架为多点支架式。动舰载预警直升机与固定翼预警机相比较,普遍存在航速低、升限低、航程短、留空时间短,中小机型居多的缺点,但却有能够在狭小甲板面积垂直起降、空中悬停、灵活机动、实用方便、造价低廉、使用经济、能够在小甲板、小机库停放的优点。
E2C—“鹰眼”预警机
E2C—“鹰眼”预警机是由美国诺斯罗普·格鲁门公司研制的舰载预警机。1971年首次试飞,1973年投入使用。其实用升限11275米,距母舰320千米时值勤续航时间4小时24分,最大载油量续航时间6小时15分,最大巡航速度602千米/小时,可同时自动跟踪2000个目标并控制40多个空中截击行动。
E-2A"鹰眼"预警机
美国海军在E-1B的基础上开始研制新一代装有海军战术数据系统,能对舰队实施空中指挥的舰载预警机。1964年1月19日,E-2A"鹰眼"预警机正式交付海军使用,之后共生产59架。E-2A属中小型飞机,最大起飞重量23.5吨,雷达探测距离300~400公里,它的主要特点就是机身上背着一个大圆盘天线罩,尾翼装有4个垂直翼面。E-2A机载电子设备很多,重达6吨以上,占飞机自重的三分之一,价格为机体的2倍。作战时,该机可同时指挥己方50~100架飞机参战,并能将其引导至距敌机1.6公里的位置。在越南战争时期,美国海军对越95%以上的攻击作战都是由E-2A指挥引导的。
发展趋势
随着新武器、新装备的不断出现,特别是隐身战机、巡航导弹、先进电子战飞机的广泛应用,舰载预警机的作战环境日趋恶化,作战对象发生了重大变化,对预警机的生存造成了威胁,新的形势要求舰载固定翼预警机雷达功能更多、性能更强。作为一种以预警雷达为主要传感器的飞机平台来说,舰载固定翼预警机雷达的未来发展趋势集中在提高预警雷达探测性能,减轻系统重量,扩大预警机的功能等方面。
参考资料 >