預警機 —天上的「千里眼」

淺談預警機

預警機自誕生之日起,就在幾場高技術局部戰爭中大顯身手,屢建奇功,深受各國青睞。預警機,又稱空中指揮預警飛機,是裝有遠程警戒雷達,用於搜索、監視空中或海上目標,指揮並可引導己方飛機執行作戰任務的飛機。大多數預警機有一個顯著的特徵,就是機背上背有一個大「蘑菇」,那是預警雷達的天線罩。

目前,世界上擁有預警機的主要國家和機型有:中國有空警—2000、空警—200,美國裝備了E—2A、B、C、2000型「鷹眼」預警機和E—3「望樓」預警機、E—8「聯合星」遠距離雷達監視機,俄羅斯裝備了A—50「中堅」預警機、圖—126預警機,英國裝備了「獵迷」—MK3預警機,日本裝備了E—767預警機和E—2C「鷹眼」預警機,以色列裝備了先進的「費爾康」預警機······

預警機進入戰爭領域的歷史並不長,但是由於它能夠有效降低敵機低空空防概率,集指揮、情報、通信和控制等系統功能於一身,成為軍事領域的新寵。一位軍事專家曾說過,「一個國家如果擁有較好的預警機,即使戰機數量只有對手的一半,也一樣可以贏得戰爭。」預警機實際上是把預警雷達及相應的數據處理設備搬到高空,以克服地面預警雷達的盲區,從而有效地擴大整個空間的預警範圍。機上一般包括:雷達探測系統;敵我識別系統;電子偵察和通信偵察系統;導航系統;數據處理系統;通信系統;顯示和控制系統等。預警機是二戰後發展起來的一個特殊機種。

第二次世界大戰後期,美國海軍根據太平洋海空戰的經驗教訓,為了及時發現利用艦載雷達盲區接近艦隊的敵機,試驗將警戒雷達裝在飛機上,利用飛機的飛行高度,縮小雷達盲區,擴大探測距離,於是便把當時最先

進的雷達搬上了小型的TBM—3W飛機,改裝成世界上第一架空中預警機試驗機AD—3W「復仇者」,它於1944年首次試飛。後來,美國和英國又研製試驗了幾種預警機,但牠們由於雷達功能單一、下視能力和目標分辨能力差等技術難題未解決,所以難以達到實際使用的要求。

20世紀50年代,美國繼續預警機的研製工作,將新型雷達安裝在C—1A小型運輸機上,改裝成XTF—1W早期預警機,於1956年12月17日前次試飛,後來又經改進,裝上新型電子設備,在1958年3月3日試飛成功,正式定名為E—1B「跟蹤者」式艦載預警機,1960年1月20日正式裝備美國海軍。E—1B是世界上第一次實用的預警機,它初步具備了探測海上和空中目標、識別敵我、引導己方飛機攻擊敵方目標的能力。它的雷達探測距離為200千米,可同時引導20~30架己方飛機進行攻擊。但E—1B機載雷達的分辨能力還不很強,雷達數據不能傳輸給航空母艦的指揮中心,而且引導能力也有限,一艘航空母艦載飛機60~90架,若同時升空,就需2~4架預警機進行引導,否則很容易造成混亂。

20世紀70年代,脈衝多普勒雷達技術和機載動目標顯示技術的進步,使預警機在陸地和海洋上空具備了良好的下視能力;三坐標雷達(可同時測定目標的方位、距離和高度)和電子計算機的應用,使預警機的功能由警戒發展到可同時對多批目標實施指揮引導。於是便誕生了新一代預警機,其代表是美海軍的E—2C型艦載預警機「鷹眼」和美空軍的E—3A「望樓」。現代預警機實際上是空中雷達站兼指揮中心,所以它又被稱為「空中警戒與控制系統」飛機。E—2C可探測和判明480千米遠的敵機威脅,它至少能同時自動和連續跟蹤250個目標,還能同時指揮引導己方飛機對其中30個威脅最大的目標進行截擊。E—3A對低空目標的探測距離達370千米,可同時跟蹤約600批目標,引導截擊約100批目標。預警機可提高己方戰鬥機效能60%以上,所以它在現代戰爭中具有極其重要的作用。

1982年4月,在英國與阿根廷之間發生的馬爾維納斯群島戰爭中,英國艦隊由於未裝備預警機,不能及時發現低空襲來的阿根廷飛機,以致遭受重創。同年6月的以色列入侵黎巴嫩戰爭中,以色列空軍使用E—2C預警機引導己方飛機,襲擊敘利亞軍隊駐貝卡谷地的防空飛彈陣地,並進行空戰。結果敘軍19個飛彈連被毁,約80架飛機被擊落,而以這方無一損失。在1991年的海灣戰爭中,E—2C和E—3A預警機為以美軍為首的多國部隊贏得勝利,發揮了重要作用。在美國近年來的多次海空作戰行動中,無一不出現預警機的身影。

預警機雖監視範圍大、指揮自動化程度高、目標處理容量大、抗干擾能力強,通常遠離戰線、縱深部署、執勤時有殲擊機掩護,工作效率高。但它也存在著許多弱點:活動區域和飛行諸元相對固定;活動高度一般在8000~10000米,有一定規律;飛機體形較大,雷達反

射截面積大,利於雷達發現和跟蹤,行跡容易暴露;機動幅度小,機載雷達只有在飛機轉彎坡度小於10°的條件下,才能保證對空的正常搜索,且下視能力弱於上視能力;巡航速度慢,機上沒有攻擊武器,自衛能力弱;電子防護能力弱,工作功率較大,極易被對方探測、電子干擾和反輻射飛彈攻擊;技術複雜,作戰操縱不便。在未來作戰中,只有打掉敵預警機,才能挖掉敵航空母艦上的「眼睛」,癱瘓敵「大腦」中樞,掌握戰場制空權和主動權。因此,應立足現有裝備,針對其弱點,尋求有效的戰法。

如E—2T預警機的弱點有以下三個方面:機動性差。由於其速度/巡航速度496千米/小時,最大速度也僅598千米/小時,實用升限低只有9390米,因而在受到飛彈攻擊時難以規避;被彈面積大。E—2T身長17.54米,翼展24.56米,天線直徑約7.3米。據理論計算其被彈面積是F—16飛機的1.6倍、米格—29的1.5倍,被命中擊毁的概率高;自身沒有防禦能力。一旦對方攻擊武器突破其掩護兵力的防護,E—2T就成了沒有還手之力的靶子。

那麼,如何對付敵人的預警機呢?

電子偵察,及早預警

根據敵預警機基地和我重要保衛目標的位置,研究敵航母出動的主要方向,針對敵預警機的活動高度、探測能力,分析判斷其可能的活動區域;採取電子偵察機和技偵部隊等多種手段,加強對敵動向、通信和預警系統、各類目標的偵察監視,及時掌握敵預警機活動情報;針對敵預警機飛行高度高、目標大、不斷工作的弱點,及時啟用大功率干擾雷達,突然探測;廣泛收集電子情報,組織對預警機預先電子偵察和直接電子偵察,準確地掌握其作戰活動規律。

欺騙迷敵,電子干擾

集中主要電子對抗力量,干擾預警機機載搜索雷達,為航空兵突擊兵力開闢安全的電磁通道;採取模擬欺騙,巧設誘餌,嚴密組織電子防禦,以防止敵預警機的雷達搜索及電子偵察,避開電子戰飛機的電子進攻和反輻射飛彈攻擊;對敵軍戰略電子偵察和航母編隊的戰術電子偵察進行電子欺騙。中東戰爭、馬島戰爭以及海灣戰爭都一再表明,只要施計用謀,可以隱蔽戰役戰術行動企圖,達到出其不意的效果。經常使用無人偵察機和干擾機在箔條干擾走廊的掩護下,抵近航母編隊實施干擾,頻頻調動敵預警機、電子戰飛機和其他作戰飛機,誘導欺騙敵雷達開機、電臺工作,對航母編隊進行電子疲憊。

布撒擾片,通信干擾

由金屬箔條形成的干擾走廊是干擾敵預警機機載雷達的簡便有效方法。戰役行動開始時,首先出動電子干擾飛機,在航母編隊周圍空域多方向、多層次大量布撒箔條干擾走廊,同時使用干擾飛機從多個方向對敵預警機機載預警搜索雷達和區域防空系統的相控陣雷達施放大功率有源干擾。可以出動電子干擾飛機用機載通信干擾裝備,對敵艦載特高頻衛星通信收發信機和衛星信號接收機進行有源壓制性或有源欺騙性干擾,破壞衛星通信的接收繫統。

空中打擊,以空制空

眾所周知,艦載預警機為了最大限度地發揮其功能,都在距航母數百千米的地方巡邏,從而為率先打擊敵預警機提供了可乘之機。當掌握敵預警機活動區域位置資訊時,我方預警機先期起飛,隱蔽出航,儘可能與敵預警機同時到達其預定活動區域,對敵實施突然打擊;當敵預警機換班或空中加油時,還可以抓住其機動能力受限,疏于戒備的有利時機,適時組織力量進行打擊;根據戰場情況和敵預警機可能活動的空域範圍,劃定電子干擾機和殲擊掩護機活動區域,以保證一旦發現預警機,能夠立即升空,按照所劃定的區域對敵干擾;我方預警機還能採取多向進入,多機突防圍殲戰法,低空進入,低空接敵,低空占據待機點,然後以快速機動的性能優勢,迅速爬高搶佔有利空域,突然發起飛彈攻擊。

預警機一覽

我國首架預警機中國空軍第一架「空警」—1預警機是在前蘇聯生產的圖—4遠程轟炸機基礎上研製而成的。

前蘇聯空軍圖—4遠程轟炸機基本上模仿了美國空軍的B—29遠程轟炸機。1947年5月19日,前蘇聯空軍圖—4遠程轟炸機完成了首次試飛。

在前蘇聯航空發展史上,圖—4遠程轟炸機不僅是唯一由前蘇聯領導人史達林以書面命令形式下達研製的遠程轟炸機,而且也是最後一批安裝活塞式發動機的遠程轟炸機。因此,它的研製成功具有特殊的歷史意義。1954年,在前蘇聯托茨科耶地區舉行的軍事演習中,前蘇聯空軍一架圖—4遠程轟炸機投放了一顆核子彈,引起了北約組織的高度關注,從而使冷戰進入了新的高潮。前蘇聯共計生產了847架圖—4遠程轟炸機,而中國則從前蘇聯採購了15架。1965年5月,中國空軍一架圖—4遠程轟炸機在中國西部地區成功試驗了一顆威力為4萬噸當量的核子彈。

1967年,中國在圖—4遠程轟炸機基礎上研製出了「空警」—1預警指揮機。中國空軍「空警」—1預警機安裝了前蘇聯空軍圖—126「苔蘚」預警機使用的「蔓」—1M機載雷達。「蔓」—1M機載雷達圓盤型整流罩直徑為11米,高為1.9米,探測距離為370千米,主要用來發現海上和空中目標,並引導戰鬥機對其實施攔截。「蔓」—1M機載雷達是前蘇聯為預警機研製的第一部預警雷達,採用脈衝多卜勒體制,功率為2毫瓦特,脈衝重複頻率為300赫茲,天線與圓盤型整流罩固定在機身上方的塔座上,每10秒鐘旋轉一圈。

中國共計生產了2架「空警」—1預警機。但是,由於中國空軍認為「空警」—1作戰效率較低,因此停止了「空警」—1空中預警指揮機的生產。

「空警」-200

「空警」—200預警機實際上是運—8AEW的改進型,是一種小型預警機。最初,該機被命名為「平衡木AEW」。隨後,又被命名為運—8/F200。2005年1月14日,「空警」—200完成了第一次試飛。

隨後,位於漢中的陝西飛機工業集團加快了研製「空警」—200的步伐。為瞭解決飛行安全問題,中國軍方積極與烏克蘭安東諾夫設計局進行了合作。在改進「空警」—200的過程中,更換了新型座艙玻璃除霜系統和新型機組成員緊急情況告警裝置。據悉,該機所採取的上述措施大大提高了飛機的飛行安全性能。

在2009年我國的60週年國慶閱兵,「空警」—200梯隊首次亮相,2架預警機引導2個梯隊,一個是三機楔隊,由1架「空警」—200和2架殲—11組成;一個是五機楔隊,由1架「空警」—200和4架殲—11組成。

「空警」2000

「空警」2000預警機採用了相控陣雷達技術,比目前美俄產品還要先進。它的服役填補瞭解放軍從前沒有裝備預警機的空白,其先進的雷達技術,也令全世界震驚。該預警機採用俄制伊爾—76為載機,但固態有源相控陣雷達、軟體、砷化鎵微波單片積體電路、高速數據處理電腦、數據總線和接口裝置等皆為中國設計和生產。

E-2

E—2是美國海軍現役最主要的預警機,於1965年開始服役,至今使用的基本上都是E—2C。目前,E—2C預警機已經生產了175架以上,其中的32架出口給了法國、以色列、日本、新加坡、埃及、阿聯酋、中國臺灣等國家和地區,是世界上最暢銷的預警機。該機採用雙發渦槳發動機,巡航速度500千米/小時,續航時間5.5小時;當巡航高度為9390米時,其背上的AN/APS—145雷達能監視2400萬立方千米的空域或38.85萬平方千米的海域,且無下視波束盲區,提供的預警時間可達25分鐘。可同時監視、跟蹤顯示2000個目標,可同時指揮引導100架戰鬥機遂行空中攔截任務。

E-3A

美國空軍的現役主力E—3A「哨兵」預警機,由於不受航母的限制,採用了民用客機波音707為載機,其探測距離較遠,對低空、超低空飛機的發現距離達400多千米,對中、高空目標的發現距離達600千米,可提供30分鐘的預警時間,能同時探測600個目標,同時識別200個目標,同時處理300~400個目標。日本的新一代預警機E—767其實就是以波音767為載機的E-3A。

A-50

俄羅斯也是生產裝備預警機的大國,對研製預警機的認識並不比美國人晚,可當時蘇聯認為這一設想沒有前途,擱置了研製計畫,直到20世紀80年代初才研製出第一種預警機圖—126。此後,以伊爾—76為載機的A—50「中堅」預警機取代了圖—126,成為俄軍的主力。杜達耶夫就是在打衛星電話時被A—50截獲信號,招來飛彈而一命嗚乎的。A—50在探測目標的距離上、自動引導波道數量上遜色於美國的E—3A,但它識別低空目標的能力卻要略勝一籌。另外,A—50機上的電子計算機可儲存來自人造衛星的情報,而E—3A目前尚無此種能力。

此外,以色列的「費爾康」是世界上第一種相控陣雷達預警機,其空中預警能力不亞於美國E—3A預警機,有些性能甚至超過E—3A。其他一些中小國家,如瑞典、荷蘭也研製了「薩伯—2000」等小型相控陣雷達預警機,雖然功能遠不及美國的預警機那麼強大,卻是中小國家的理想選擇。

預警機未來發展

隨著科技的發展,預警機的作用已經從單純的遠程預警擴展到空中指揮引導等功能。現代高技術戰爭中,沒有預警機的有效指揮和引導,要想組織大規模的空戰幾乎是不可能的。資訊化戰爭,正進一步提昇著預警機的作用。21世紀的預警機超越了「千里眼」的範疇,它集偵察、指揮、控制、引導、通信、制導和遙控於一身,已經成為名副其實的「空中指揮堡壘」。

為了適應未來戰爭的需要,世界各軍事強國在加強、完善預警機方面都不遺餘力,從而使預警機的發展呈現出了以下趨勢。

(1)不斷提高現役預警機的性能,延長服役期

。美軍E—2C的最新改進型「鷹眼」—2000已經裝備在「尼米茲」號航母上,並參加了伊拉克戰爭。「鷹眼」2000改用940中央計算機,其重量和尺寸分別是原來的1/2和1/3,但處理能力提高了15倍。俄國也已把A—50「中堅」預警機改進為A—50U,其探測目標距離和跟蹤目標數量均有所增加,提昇了對飛行目標的預警能力和抗干擾能力。

(2)研製性能適中、價格便宜的小型預警機

大型預警機的價格動輒數億美元,普通國家難以承受,因此有些國家正在積極研製性能適中、價格便宜的小型預警機,像瑞典的「薩伯」—2000、荷蘭的「極樂鳥」MK2等。這些小型預警機體積小,功能也較少。瑞典的「薩伯」—2000實際上只是一種地面控制的機載監視系統,探測到的雷達圖像通過數據鏈傳送到瑞典地面防空系統的指揮中心,再進行處理分析。

(3)相控陣雷達是預警機發展的主要方向

相控陣雷達的優點眾多,其可靠性高、探測能力強、掃描速度快、抗干擾能力強。包括上述兩種小型預警機在內的新一代預警機差不多採用的都是相控陣雷達。美國對相控陣雷達十分重視,各軍種均有各自的計畫,光在研的型號就有四種,分別是空軍的波音747—200預警機、海軍的S—3預警機、海軍陸戰隊的V—22預警機以及格魯曼公司的D—754遙控預警機。